欧姆龙CK□M-CPU1□1 可编程多轴运动控制器 CK3M/CK5M CPU单元


    伺服周期最快25μs/5轴 高速多轴控制实现高精度加工


【Rapid】高速控制周期实现更高精度的加工

通过控制周期25µs/5轴*1这种超高速伺服周期运算,实现高精度的指令运算和高精度的指令追踪,使客户的设备达到更高精度。
*1.仅电机控制的情况。2022年11月本公司调查结果

高速的指令运算,实现高精度加工

实现高精度的加工,高精度的指令不可或缺。
CK3M/CK5M系列能以超高速的控制周期进行高精度的指令运算。

CK□M-CPU1□1 特点 2

高速补偿追踪指令值,实现高精度的加工

只要存在高精度的指令,即可通过追踪指令,实现高精度的运动控制。
CK3M/CK5M系列能够以高速的控制周期运行执行器,实现高精度的轨迹控制。

CK□M-CPU1□1 特点 3

【Flexible】支持多供应商实现理想设备构成

通过支持多供应商执行器/标尺的接口和控制模式,可以摆脱外围设备的限制,使客户的设备达到更高性能。

支持不同接口,实现理想设备构成

输入接口支持A/B相信号、正弦波信号、串行数据I/F,而控制指令接口也支持模拟指令(DAC)、基于Direct PWM*2的轴控制。该系统可连接高精度的标尺、精密的直线电机、高精度的扫描振镜等,能自由选择适合客户应用的设备构成。还能通过各执行器之间的高精度同步控制实现高精度的加工。
*2.这是Power PMAC和伺服放大器的通信方式,是本公司的特色。

CK□M-CPU1□1 特点 5

不同控制模式,实现理想设备构成

不仅是硬件,软件结构也支持位置、速度、扭矩、正弦波及Direct PWM模式等多种控制电机的模式。以适合客户应用的控制模式实现高速高精度的控制。

CK□M-CPU1□1 特点 6

【Capable】高自由度的开发实现各种各样的应用

内置PMAC架构可进行高自由度的开发,通过高自由度的软件结构轻松构建客户自有算法,并实现以往难以实现的应用。

使用多种编程语言,实现各种各样的应用

CK3M/CK5M系列使用PMAC专用脚本语言,可对客户自有的复杂、高级算法进行编程。还支持C语言,可轻松实现非常复杂的算法和处理控制器内的日志文件等普通控制器难以实现的功能。此外,通过定义子程序,不仅可以自定义标准G代码,还能实现具有客户专属功能的G代码。

CK□M-CPU1□1 特点 8

开放的软件结构,实现各种各样的应用

通过自定义加工数据坐标系和执行器机械坐标系的关系,可以轻松实现需要复杂执行器机构的应用(例如:机器人机构和On the Fly激光加工等)。

CK□M-CPU1□1 特点 9

【Easy】系统整合实现设备设计工时的削减

搭载EtherCAT ®I/F、EtherNet/IP™功能。整个系统,包含外围设备,可以通过1台控制器进行控制,编程和通信设置可以整合为一个工具,从而削减设备的设计工时。

无需联锁,减少设计工时

搭载EtherCAT I/F、EtherNet/IP功能,不只是加工执行器,还将搬运轴和外围设备集成到1台控制器上,因此无需联锁,可减少设备设计所需时间。

CK□M-CPU1□1 特点 11

整合工具,轻松设置

将编程和通信设置整合到软件集成开发环境(Power PMAC IDE)中,可进一步减少设计工时。

CK□M-CPU1□1 特点 12

CK3M/CK5M CPU单元

型号和概略规格如下所示。

产品名称 存储器容量 端口 EtherCAT端口的最多控制轴数 型号
CK3M
CPU单元*1
RAM:1GB
内置闪存:1GB
CPU:Dual core 1GHz
EtherNet/IP:1 port
EtherCAT:无
- CK3M-CPU101
EtherNet/IP:1 port
EtherCAT:1 port(DC sync)
4轴 CK3M-CPU111
EtherNet/IP:1 port
EtherCAT:1 port(DC sync)
8轴 CK3M-CPU121
CK5M
CPU单元*1
RAM:2GB
内置闪存:4GB
CPU:Quad core 1.6GHz
EtherNet/IP:1 port(1Gbps)
EtherCAT:1 port(DC sync)
16轴 CK5M-CPU131
EtherNet/IP:1 port(1Gbps)
EtherCAT:1 port(DC sync)
32轴 CK5M-CPU141

*1. CK□M-CPU1□1 CPU单元附带CK3W-TER11(1个)端盖。

支持软件

进行运动控制器的设定、监视、编程及调试的支持软件如下所示。

构成软件 用途 获取方法
Power PMAC IDE*1 用于运动控制器的设定、用户程序的创建、调试的电脑软件。 软件免费提供。*2
Power PMAC-NC Power PMAC-NC
SDK
该电脑软件用于通过运动控制器控制机床等CNC设备。
用于定制HMI。产品中包含用于定制的扩展源代码。
为收费软件。*2
Power PMAC-NC
Runtime
该电脑软件用于通过运动控制器控制机床等CNC设备。
不定制HMI画面时,使用本软件。
为收费软件。*2

*1. 所支持Power PMAC IDE的版本请参考版本相关信息。
*2. 获取方法请向本公司销售人员咨询。

电源单元

型号和概略规格如下所示。

产品名称 规格 型号
电源单元 额定输出电压:DC5V/DC24V
最大输出功率:DC5V 23W、DC24V 55W
CK3W-PD048

轴接口单元

型号和概略规格如下所示。

产品名称 放大器接口 编码器接口 输出型 型号
轴接口单元 DirectPWM输出 脉冲编码器/串行编码器 NPN型 CK3W-AX1313N
DA输出(Filtered PWM) CK3W-AX1414N
DA输出(True DAC) CK3W-AX1515N
DirectPWM输出 正弦波编码器/串行编码器 CK3W-AX2323N
DirectPWM输出 脉冲编码器/串行编码器 PNP型 CK3W-AX1313P
DA输出(Filtered PWM) CK3W-AX1414P
DA输出(True DAC) CK3W-AX1515P
DirectPWM输出 正弦波编码器/串行编码器 CK3W-AX2323P

数字输入输出单元

产品名称 输入点数 输出点数 输入输出类型 型号
数字输入输出单元 16点 16点 NPN CK3W-MD7110
PNP CK3W-MD7120

模拟输入单元

产品名称 输入范围 输入点数 型号
模拟输入单元 -10~+10V 4点 CK3W-AD2100
8点 CK3W-AD3100

编码器输入单元

产品名称 编码器类型 通道数 协议 型号
编码器输入单元 串行编码器 4通道 BiSS-C、Endat2.2、
R88M-1L□/-1M□
电机内置编码器
CK3W-ECS300

激光接口单元

产品名称 通信方法 激光输出 型号
激光接口单元 XY2-100 PWM输出 CK3W-GC1100
PWM输出、TCR输出 CK3W-GC1200
SL2-100 PWM输出 CK3W-GC2100
PWM输出、TCR输出 CK3W-GC2200

扩展主站单元/从站单元

产品名称 说明 型号
扩展主站单元 直接连在CPU单元右侧 CK3W-EXM01
扩展从站单元*1 直接连在电源单元右侧 CK5W-EXS01*2
CK3W-EXS02
扩展电缆 连接扩展主站单元与扩展从站单元(0.3m) CK3W-CAX003A

*1. 扩展从站单元附带CK3W-TER11(1个)端盖。
*2. CK5W-EXS01仅CK5M CPU单元可使用。无法在CK3M CPU单元中使用。

EtherCAT耦合器

通过CPU单元的内置EtherCAT端口与EtherCAT耦合器连接,可使用NX单元。

产品名称 通信周期 NX单元电源消耗功率 IO电源最大电流 型号
EtherCAT
耦合器单元*1
3725_lu_3_1
125~10000μs*2 1.25W以下 10A NX-ECC203

*1. EtherCAT耦合器单元附带NX-END01(1个)端盖。
*2. 取决于EtherCAT主站规格。

交换式集线器

产品名称 规格 制造商 型号
工业用
交换式集线器
5个端口、消耗电流(A):0.07
附带电源用连接器
欧姆龙株式会社 W4S1-05D
请咨询制造商。 思科系统公司 -
请咨询制造商。 株式会社CONTEC -
请咨询制造商。 PHOENIX CONTACT株式会社 -

推荐的EtherCAT/Ethernet通信电缆

EtherCAT中请使用5类以上的STP电缆(铝带编织双重隔离屏蔽双绞线电缆)。以直接配线使用。Ethernet中请使用5类以上的STP(带屏蔽双绞线)电缆。如下表所示,Ethernet为100BASE-TX时可使用100BASE-TX或10BASE-T。

带连接器电缆
带连接器电缆(EtherCAT专用品)

产品名称 形状 制造商 电缆长度
(m)
型号 咨询方式
两侧带连接器电缆
(RJ45/RJ45)
小型RJ45连接器*1
尺寸、线芯数(对数):
AWG26×4P
电缆护套材质:LSZH*2
电缆颜色:黄色*3
3725_lu_5_1 欧姆龙株式会社 0.3 XS6W-6LSZH8SS30CM-Y 欧姆龙株式会社
客户支持中心
TEL:0120-919-066
0.5 XS6W-6LSZH8SS50CM-Y
1 XS6W-6LSZH8SS100CM-Y
2 XS6W-6LSZH8SS200CM-Y
3 XS6W-6LSZH8SS300CM-Y
5 XS6W-6LSZH8SS500CM-Y
两侧带连接器电缆
(RJ45/RJ45)
坚固型RJ45连接器*1
尺寸、线芯数(对数):
AWG22 × 2P
电缆颜色:浅蓝色
3725_lu_5_2 欧姆龙株式会社 0.3 XS5W-T421-AMD-K
0.5 XS5W-T421-BMD-K
1 XS5W-T421-CMD-K
2 XS5W-T421-DMD-K
5 XS5W-T421-GMD-K
10 XS5W-T421-JMD-K
插头两侧带连接器电缆
(M12直型/M12直型)
屏蔽强化连接器电缆规格*4
M12 SmartClick连接器型
尺寸、线芯数(对数):
AWG22 × 2P
电缆颜色:黑色
3725_lu_5_3 欧姆龙株式会社 0.5 XS5W-T421-BM2-SS
1 XS5W-T421-CM2-SS
2 XS5W-T421-DM2-SS
3 XS5W-T421-EM2-SS
5 XS5W-T421-GM2-SS
10 XS5W-T421-JM2-SS
插头两侧带连接器电缆
(M12直型/RJ45)
屏蔽强化连接器电缆规格*4
M12 SmartClick连接器型
坚固型
RJ45连接器
尺寸、线芯数(对数):
AWG22 × 2P
电缆颜色:黑色
3725_lu_5_4 欧姆龙株式会社 0.5 XS5W-T421-BMC-SS
1 XS5W-T421-CMC-SS
2 XS5W-T421-DMC-SS
3 XS5W-T421-EMC-SS
5 XS5W-T421-GMC-SS
10 XS5W-T421-JMC-SS
两侧带连接器电缆
(RJ45/RJ45)
小型坚固型RJ45连接器*5
尺寸、线芯数(对数):
AWG22 × 2P
电缆颜色:黄色
3725_lu_5_5 3M日本株式会社 0.25 3RHS4-1100-0.25M 3M日本株式会社
客服中心
TEL:0570-012-321
0.5 3RHS4-1100-0.5M
1 3RHS4-1100-1M
2 3RHS4-1100-2M
5 3RHS4-1100-5M
10 3RHS4-1100-10M

*1. 小型电缆的长度备有0.2、0.3、0.5、1、1.5、2、3、5、7.5、10、15、20m。坚固型 两侧带连接器电缆(RJ45/RJ45)的电缆长度备有0.3、0.5、1、2、3、5、10、15m。详情请参考《工业用以太网连接器产品目录》(样本编号:CDJC-CN5-006)。
*2. 控制柜内配线用Low Smoke Zero Halogen电缆。LSZH型采用单重隔离屏蔽结构,确认通信、干扰特性满足规格值。另外也备有适用于控制柜外电缆铺设的小型PUR电缆。
*3. 电缆的颜色备有绿色和蓝色。
*4. 详情请向本公司销售负责人员咨询。
*5. 电缆长度备有0.25~100m。请咨询经销商。

电缆/连接器

产品名称 制造商 型号 咨询方式
EtherCAT/ Ethernet
(1000BASE-T/ 100BASE-TX用)
通用品
尺寸、线芯数
(对数):
AWG24×4P
电缆 日立金属株式会社 NETSTAR-C5E SAB
0.5 × 4P CP*1
钟通株式会社 企划部
TEL:075-662-0996
仓茂电工株式会社 KETH-SB*1 仓茂电工株式会社
TEL:03-5644-7601
TEL:06-6231-8151
JMACS株式会社 IETP-SB*1 JMACS株式会社
TEL:06-4796-0080
TEL:03-3239-5204
RJ45连接器 泛达公司 MPS588-C*1 泛达公司
日本分公司
大阪分公司
EtherCAT/ Ethernet
(100BASE-TX用)
通用品
尺寸、线芯数
(对数):
AWG22×2P
电缆 仓茂电工株式会社 KETH-PSB-OMR*2 仓茂电工株式会社
TEL:03-5644-7601
TEL:06-6231-8151
JMACS株式会社 PNET/B*2 JMACS株式会社
TEL:06-4796-0080
TEL:03-3239-5204
RJ45组装式
连接器
3725_lu_6_1
欧姆龙株式会社 XS6G-T421-1*2 欧姆龙株式会社
客户支持中心
TEL:0120-919-066
EtherCAT
(100BASE-TX)
尺寸、线芯数
(对数):
AWG22×2P
电缆 3M日本株式会社 79100-IE4P-F1-YE*3 3M日本株式会社
客服中心
TEL:0570-012-321
RJ45组装式
连接器
3R104-1110-000AM*3

*1. 建议以*1的型号组合使用EtherCAT、Ethernet通用电缆和RJ45连接器。
*2. 建议以*2的型号组合使用EtherCAT、Ethernet通用电缆和RJ45组装式连接器。
*3. 建议以*3的型号组合使用EtherCAT、Ethernet通用电缆和RJ45组装式连接器。
注. 加工电缆时,EtherCAT两侧连接器均需密封连接,敬请注意。

选购件、维护部件、DIN导轨安装用配件

产品名称 型号
EtherCAT分支从站*1 3个端口、电源电压:DC20.4V~28.8V
(DC24V -15~+20%)、
消耗电流(A):0.08
GX-JC03
6个端口、电源电压:DC20.4V~28.8V
(DC24V -15~+20%)、
消耗电流(A):0.17
GX-JC06
USB存储器 欧姆龙产USB存储器(2GB) FZ-MEM2G
端盖*2
(CK□M-CPU1□1CPU单元用)
CPU机架及扩展机架的右端需要安装。
CPU单元及扩展从站单元标准附带1个。
CK3W-TER11
DIN导轨 导轨长0.5m、高7.3mm PFP-50N
导轨长1m、高7.3mm PFP-100N
导轨长1m、高16mm PFP-100N2
终端板 为防止DIN导轨上的单元左右错位而使用的固定板订购时,
请以10个为单位订货。
PFP-M

*1. EtherCAT分支从站在EtherNet/IP、Ethernet中无法使用。
*2. 请使用与CPU单元及扩展从站单元附带的型号相同的产品。

一般规格

下面介绍运动控制器的规格。

项目 规格
结构 控制柜内置型
接地方法 D种接地(第3种接地)
使用环境 使用环境温度 0~55ºC
使用环境湿度 10~95%RH(无结露、无结冰)
大气环境 无腐蚀性气体
储存环境温度 -25~70ºC(无结露、无结冰)
耐振动 符合IEC60068-2-6标准
5~8.4Hz 振幅3.5mm、
8.4~150Hz、加速度9.8m/s2
X、Y、Z各方向100分钟(扫描时间10分钟×扫描次数10次=总计100分钟)
耐冲击 符合IEC60068-2-27标准
147m/s2 X、Y、Z各方向3次
绝缘电阻 相互绝缘的回路间20MΩ以上(DC100V)
耐电压 相互绝缘的回路间AC510V、1分钟、漏电流5mA以下
适用标准 cULus、EU:EN 61326、RCM、KC、EAC *1

*1. CK5M CPU单元和CK5W-EXS01未取得EAC标准。

性能规格

性能规格如下所示。

项目 CK3M-CPU101 CK3M-CPU111 CK3M-CPU121 CK5M-CPU131 CK5M-CPU141
存储器 主存储器:1GB
内置闪存:1GB
主存储器:2GB
内置闪存:4GB
可连接的CK3W单元台数
(使用扩展机架时)
8台以内
但是,CK3W-AX单元为4台以内
16台以内
但是,CK3W-AX单元为8台以内
外部连接端子 无EtherCAT EtherCAT通信用
RJ45×1(支持屏蔽)
Ethernet通信用
RJ45×1(支持屏蔽)
USB端口
外部存储器连接用 USB2.0 host×1 A型
运动控制 CK3W-AX单元 最大控制轴数 16轴(使用4台CK3W-AX单元时) 32轴(使用8台CK3W-AX单元时)
控制方式 利用模拟输出进行速度控制、
扭矩控制利用脉冲输出进行步进电机控制
通过DirectPWM输出进行换相控制
EtherCAT 最大控制轴数 4轴 8轴 16轴 32轴
通信周期 250μs~ 62.5μs~
控制方式 通过EtherCAT发行控制指令
EhterCAT
通信规格
通信协议 EtherCAT专用协议
传送速度 100Mbps
物理层 100BASE-TX(IEEE 802.3)
拓扑 线、菊花链、分支布线、环型布线 *1
传送媒体 类别5以上双绞线电缆(建议使用铝带编织双重隔离屏蔽电缆)
传送距离 节点间距离:100m以内
最大从站数 32 64
可设定的节点地址范围 1~32 1~64
Ethernet
通信规格
传送速度 100Mbps 1Gbps/100Mbps
物理层 100BASE-TX(IEEE 802.3) 1000BASE-T
100BASE-TX
(IEEE 802.3)
帧长度 最大1,514字节
媒体访问方式 CSMA/CD
调制方式 基带
拓扑 星型
传送媒体 类别5、5e以上双绞线电缆(建议使用屏蔽电缆) *2
传送距离(集线器和节点之间的距离)最大值 100m
串联连接最大值 使用交换式集线器时无限制
EtherNet/IP
标签数据链接
(周期链接通信) *3
连接数 32
Packet间隔(RPI) 1~1,000ms(以0.5ms为单位)
单元容许通信带宽 3,200pps *4 12,000pps *4
IO连接大小 输入:504字节以下
输出:504字节以下
EtherNet/IP CIP
信息服务*3
UCMM(非连接型) 可同时通信的最大服务器数:32
EtherNet/IP一致性测试 CT17标准 CT18标准
USB port 物理层 USB2.0标准 A连接器 输出电压 5V、0.5A以下
传送距离 最大3m
消耗功率 DC5V 7.2W以下
(含端盖)
DC5V 7.8W以下
(含端盖)
DC5V 7.2W以下、DC24V 3.3W以下
(含端盖)
外形(高度×深度×宽度) 90(H)/80(D)/63.2(W)
重量(含端盖) 220g以下 230g以下 250g以下

*1. 环型拓扑可用于CPU单元的PMAC固件版本2.7.0以上。
*2. EtherNet/IP通信时,请务必使用屏蔽电缆。以1Gbps进行通信时,请务必使用类别5e以上的电缆。
*3. EtherNet/IP仅支持目标端,不可作为始发端使用。EtherNet/IP仅限CPU单元的PMAC固件版本Ver.2.6.0以上且2020年9月8日及以后生产的产品(批号08920及以后)可以使用。请使用Ver.4.4.1或更高版本的Power PMAC IDE。
*4. 代表Packet Per Second,表示1秒内可处理的收发信息包数。

(单位:mm)


CPU单元

CK□M-CPU1□1 外形尺寸 1

端盖

CK□M-CPU1□1 外形尺寸 2

电源单元的宽度

CK□M-CPU1□1 外形尺寸 3

CPU单元宽度

CK□M-CPU1□1 外形尺寸 4

端盖的宽度

CK□M-CPU1□1 外形尺寸 5

轴接口单元的宽度

CK□M-CPU1□1 外形尺寸 6

数字输入输出单元/模拟输入单元

CK□M-CPU1□1 外形尺寸 7

编码器输入单元/激光接口单元

CK□M-CPU1□1 外形尺寸 8

扩展主站单元/扩展从站单元

CK□M-CPU1□1 外形尺寸 9

横宽W的计算示例

CK□M-CPU1□1 外形尺寸 10
CK□M-CPU1□1 外形尺寸 11

基本构成

CK□M-CPU1□1 系统构成 1

CK□W单元构成(CPU机架/扩展机架)

连接CK□W单元的构成。

CPU机架

CPU机架的CK3W单元构成包括电源单元、CPU单元、CK3W-AX单元、CK3W-MD单元、CK3W-AD单元、CK3W-ECS单元、CK3W-GC单元、端盖。
CPU单元上最多可连接4台CK3W单元(CK3W-AX单元最多2台)。

扩展机架

CK5M CPU单元支持最多3排扩展机架,CK3M CPU单元支持最多1排扩展机架。
连接扩展机架时,使用扩展主站单元(CK3W-EXM01)与扩展从站单元(CK5W-EXS01、CK3W-EXS02)。
扩展机架上最多可安装4台CK3W单元(CK3W-AX单元最多2台)。
请在相邻CPU单元的右侧连接扩展主站单元(CK3W-EXM01)。请在相邻电源单元的右侧连接扩展从站单元(CK5W-EXS01、CK3W-EXS02)。
在相邻CPU单元的右侧以外位置连接扩展主站单元(CK3W-EXM01)时,Sys.Status寄存器的CK3WConfigErr显示为“5”。
距离CPU机架最远的扩展从站单元请使用CK3W-EXS02,中间的扩展从站单元请使用CK5W-EXS01。
CK5W-EXS01仅CK5M CPU单元可使用。无法在CK3M CPU单元中使用。

CK5M CPU单元时

CK□M-CPU1□1 系统构成 5

CK3M CPU单元时

CK□M-CPU1□1 系统构成 6

EtherCAT网络配置

EtherCAT网络配置由电源单元、CPU单元、端盖、EtherCAT的各从站构成。
使用CK□M系列CPU单元的内置EtherCAT端口,连接到EtherCAT的各种从站。

CK□M-CPU1□1 系统构成 7

EtherCAT与CK□M系列CPU单元的伺服周期同步。由此,通过与伺服周期同步可获取从站终端等的IO数据。
使用NX系列EtherCAT耦合器单元时,请参考“CK3M/CK5M系列 可编程多轴运动控制器 用户手册 硬件篇(手册编号:SBCECN5-435)”。

网络配置

Power PMAC IDE连接构成

CK□M系列CPU单元和Power PMAC IDE通过Ethernet连接。

CK□M-CPU1□1 系统构成 10

Ethernet网络配置

CK□M系列CPU单元上的Ethernet通信端口支持EtherNet/IP及Modbus-TCP协议。
可与支持EtherNet/IP及Modbus-TCP协议的PLC或可编程终端等设备连接。
EtherNet/IP通信仅支持目标端,要进行通信,需要有始发端。将NJ/NX系列CPU单元作为始发端使用时的详情,请参考“NJ/NX系列CPU单元内置EtherNet/IP端口用户手册(SBCD-CN5-377)”。
要进行EtherNet/IP通信,需要对CPU单元进行连接设定。设定方法请参考“Power PMAC IDE User Manual (Cat. No. O016)”。

CK□M-CPU1□1 系统构成 11