CKD NXDシリーズ HDオプション TwinCAT3接続編ユーザーマニュアル

NXD シリーズ

HD オプション TwinCAT3 接続編取扱説明書

読み替えガイド

NXD シリーズは CKD 日機電装株式会社製の VPH シリーズをベースとした製品です。

本取扱説明書をお読みいただく際は、以下の読み替えガイドとあわせてお読みください。

NXD シリーズに関するお問い合わせは、当社（CKD 株式会社）の最寄りの営業所にご相談ください。

1. 読み替え表について

本取扱説明書の記載の一部及び TwinCAT 上の表示は、以下の表に従って読み替えをお願いします。

読み替え前

読み替え後

CKD 日機電装株式会社

CKD 株式会社

VPH

NXD

弊社 τ シリーズモータ

弊社モータ

ダイレクトドライブ τ シリーズ

NX4、EKS-M

VPH DES

NXD DES

NCR-HD

NXD-HD

S-ABS2/3/4

S-ABS2/3/4/S-iABS

Nikki_VPH_ECAT_V100.zip

NXD シリーズ TwinCAT3 プロジェクトファイル.zip

2. 関連取扱説明書について

本資料の関連取扱説明書は以下となります。

⚫ TI-14251 HD オプション主要機能

⚫ TJ-40740 HD オプション通信編

3. デバイス構成について

「2-2 デバイス構成」の記載における、本書の接続手順を再現するための構成機器について、

AC サーボドライバは「NXD-HD****A-A-00*」、サーボモータは「NX4-********GNN」に読み替えを

お願いします。

資料番号 TJ-40760B

Ver.1.2

技術資料

AC Servo driver

VPH Series

HD Type

TwinCAT3 setting manual

はじめに

本書は、AC サーボドライバ VPH-HD シリーズ（以下、ドライバ）を、ベッコフ TwinCAT3 のモーション制

御命令（以下、MC 命令）で動作させるための手順とその確認方法をまとめたものです。

用語定義

本取扱説明書の本文中においては、特に断りのない限り以下の用語にて表記します。

使用用語用語内容

本書 VPH HD シリーズ技術資料 TwinCAT3 接続編

装置、本装置弊社 AC サーボドライバ（VPH HD シリーズ）

モータ弊社τシリーズモータ

VPH DES VPH Data Editing Software（VPH 専用編集ソフト）

P*** パラメータ番号（"***"は数字 3桁）

安全上のご注意

本書をご利用いただく前に、必ず AC サーボドライバ＜VPH シリーズ＞取扱説明書の「安全上のご注意」

をご熟読ください。

本書内では、安全上の注意事項を表記する場合に以下の記号を使用しています。

注意

取り扱いを誤った場合に危険な状況が起こり得て、人が中程度の傷害や軽

傷を受ける可能性及び、物的損害の発生が想定される場合。

なお、注意と記載した事項でも、状況によっては重大な結果に結びつく

可能性があります。いずれも重要な内容を記載してありますので必ずお守

りください。

強制

強制(しなくてはならないこと)を示します。

関連マニュアル

システムを安全にご使用いただくため、システムを構成する機器・装置のマニュアルや取扱

説明書などを必ず入手し、「安全上のご注意」「安全上の要点」など安全に関する注意事項を

含め、内容を確認のうえ使用してください。CKD日機電装株式会社（以下、CKD日機電装）およ

びベッコフオートメーション株式会社（以下、ベッコフ）のマニュアルは以下の通りです。

メーカマニュアル名称

CKD日機電装 TI-14520 AC Servo driver VPH Series HD Type τDISC または

TI-14530 AC Servo driver VPH Series HD Type τLINEAR

CKD日機電装 TJ-40740 AC Servo driver VPH Series HD Type Communications manual

CKD日機電装 Data Editing Software オンラインマニュアル

ベッコフ TwinCAT3 スタートガイド (小冊子)

ベッコフ TwinCAT3 | eXtended Automation(XA) (冊子)

ベッコフ TwinCAT How to (https://sites.google.com/site/tnincathowto/)

著作権・商標について

Windows® 及び Visual Studio®は米国 Microsoft Corporation の米国およびその他の国におけ

る登録商標です。

EtherCAT®は、ドイツ Beckhoff Automation GmbH によりライセンスされた特許取得済み技術で

あり登録商標です。

TwinCAT®はBeckhoff Automation GmbH の登録商標であり、Beckhoff Automation GmbH により

ライセンスされます。

本書に記載されている会社名・製品名は、それぞれ各社の商標または登録商標です。

参考

本書ではドライバとの接続に USB を使用します。USB ドライバのインストールについては、

｢Data Editing Software オンラインマニュアル｣の｢2.3.USB ドライバのインストール｣を参照

してください。

用語と定義

用語説明・定義

(EtherCAT)

スレーブ

スレーブは、EtherCAT に接続する機器で、位置情報などのデータを扱う

サーボドライバなどから、ビット信号を扱う I/O ターミナルなど様々

なものがあります。本書内では、AC サーボドライバ VPH-HD シリーズ

の機器を示します。

オブジェクトスレーブ内のデータやパラメータなどの情報を表します。

PDO 通信

(Process Data

Objects 通信）

EtherCAT 通信の一種で、定周期でリアルタイムの情報交換を行うプロ

セスデータオブジェクト（Process Data Objects: PDO）を使用した通

信。「プロセスデータ通信」とも呼びます。

PDO マッピング PDO 通信に使用するオブジェクトの関連づけのこと。

PDO エントリ PDO マッピングに使用する個々のオブジェクトへのポインタ。

TwinCAT

TwinCAT はマルチ PLC システムを伴うリアルタイムコントローラ、NC 軸

コントロール、プログラミング環境、マスタコントローラの機能を PC 上

で実行できます。

(TwinCAT)

エンジニアリング

TwinCAT エンジニアリングには、TwinCAT3 制御ソフトウェアの設定・

操作環境が含まれています。

(TwinCAT)

I/O

TwinCAT I/O を使用すると、EtherCAT によって周期データをプロセスイ

メージ内に収集できます。EtherCAT とプロセスイメージのコンフィグレ

ーションは TwinCAT エンジニアリングで行います

(TwinCAT)

PLC

TwinCAT PLC は、国際規格 IEC 61131-3 3rd edition に準拠し、複数の

PLC を単一の CPU で動作させることができます。IEC 61131-3 プログ

ラミング言語を全て使用できます。PROGRAM 型のブロックをリアルタイ

ムタスクにリンクすることができます。各種デバッグ機能により、不具

合検知や保守を容易に行えます。

(TwinCAT)

MOTION

TwinCAT MOTION の一例として TwinCAT NC PTP があります。

TwinCAT NC

PTP は、ポイントツーポイント動作のモーション制御がソフトウェアと

して実装されています。軸は、PLC などのサイクリックインターフェイ

スを提供する軸オブジェクトとして実現されます。

モーション制御命令

モーション制御機能を実行するためのファンクションブロック定義の

命令。モーション制御命令には、PLCopen®のモーション制御用ファンク

ションブロックに準拠した命令と MC 機能モジュール独自の命令があ

ります。（略語：MC 命令）

PLCopen®

PLCopen

®

は、欧州に本部を持つ IEC 61131-3 の普及団体であり、ワー

ルド・ワイドな会員組織です。PLCopen®では、モーション制御用ファン

クションブロックを標準化することで、IEC 61131-3 (JISB

3503)規格の言語によるプログラムインタフェースを定義しています。

PLCopen® Japan は、日本市場におけるプロモーションコミッティで日

本市場に関心のある会員から構成されています。

PLCopen

®

Japan ウェブサイト, http://www.plcopen-japan.jp/

軸 MC 機能モジュール内の機能単位のこと。外部のサーボドライバの駆動

機構、エンコーダ入力スレーブの検出機構などを割り付けます。

軸変数

軸ごとの各種ステータス情報や一部の軸パラメータ設定情報などを構

造体で定義したシステム定義変数。MC 命令の軸指定、および軸の指令現

在位置や異常情報などのモニタに使用されます。

ESI ファイル

(EtherCAT Slave

Information ファイル)

EtherCAT スレーブ固有の情報を XML 形式で記述したファイル。

このファイルを TwinCAT3 に読み込むことにより、スレーブのプロセス

データの割り付けなど各種設定を行うことができます。

第1章概要 ....................................................... 1-1

第2章対象機器とデバイス構成 ...................................... 2-1

対象機器 ............................................................ 2-1

デバイス構成 ........................................................ 2-2

第3章 EtherCAT の設定内容 ......................................... 3-1

EtherCAT の通信パラメータ設定 ....................................... 3-1

3‐1‐1 パラメータ ........................................................... 3-1

3‐1‐2 PDO マッピング ........................................................ 3-1

3‐1‐3 モーション制御用デジタル入力 ......................................... 3-2

3‐1‐4 モーション制御軸 ..................................................... 3-3

3‐1‐5 PDO エントリの軸割り付け .............................................. 3-3

TwinCAT3 と通信パラメータの関係性 ................................... 3-4

第4章 EtherCAT の接続手順 ......................................... 4-1

作業の流れ .......................................................... 4-2

TwinCAT3 の設定準備 ................................................. 4-3

4‐2‐1 TwinCAT3 の起動 ....................................................... 4-3

4‐2‐2 EtherCAT ポートの設定 ................................................. 4-4

4‐2‐3 ESI ファイルのインストール ............................................ 4-6

ドライバの設定 ...................................................... 4-7

4‐3‐1 ハード設定 ........................................................... 4-7

4‐3‐2 パラメータ設定 ....................................................... 4-9

TwinCAT3 の設定 .................................................... 4-13

4‐4‐1 TwinCAT3 の起動 ...................................................... 4-13

4‐4‐2 PDO マッピングの確認 ................................................. 4-15

4‐4‐3 モーション制御用軸の確認 ............................................ 4-16

4‐4‐4 動作確認プログラムの確認 ............................................ 4-17

4‐4‐5 動作確認用プログラムのリビルドとアクティベート ....................... 4-18

EtherCAT 接続動作確認 .............................................. 4-20

4‐5‐1 接続状態の確認 ...................................................... 4-20

4‐5‐2 動作確認プログラムによる接続確認..................................... 4-20

第5章モーション制御の注意事項 .................................... 5-1

初期設定が必要な PDO 出力 ............................................ 5-1

TwinCAT3 のアクティベートと PLC の実行 ............................... 5-2

第6章プロジェクトの使用手順 ...................................... 6-1

作業の流れ .......................................................... 6-2

TwinCAT3 の設定 ..................................................... 6-3

6‐2‐1 プロジェクトファイルの読み込み........................................ 6-3

6‐2‐2 EtherCAT 接続状態確認 ................................................. 6-5

第7章プログラム ................................................. 7-1

モーション制御命令 .................................................. 7-1

7‐1‐1 ｢MC_Power｣命令 ........................................................ 7-1

プログラム .......................................................... 7-2

7‐2‐1 プログラム詳細 ........................................................ 7-2

7‐2‐2 使用変数一覧 .......................................................... 7-4

概要

1-1

第1章概要

本書は、 AC サーボドライバ VPH-HD シリーズ（以下、ドライバ）を、ベッコフ TwinCAT3 のモーション

制御命令（以下、MC 命令）で動作させるための手順とその確認方法をまとめたものです。

「第 3章EtherCAT の設定内容」と「第4章EtherCAT の接続手順」で記載している設定内容および設定手

順のポイントを理解することにより、EtherCAT の PDO 通信を使い、モーション制御機器を動作させるこ

とができます。本書では、動作確認に、MC 命令の「MC_Power」（運転可）命令を使用します。

モーション制御の動作は、使用する機器により異なります。システム構築のためには、「第5章モーション

制御の制限事項」を理解のうえ、使用するようにしてください。

関連情報

｢第7章プログラム」に記載している設定および動作確認プログラムは、以下のプロジェクトフ

ァイルにあらかじめ設定しています。本プロジェクトファイルの使用方法は、「第 6章プロジェク

トの使用手順」を参照してください。最新のプロジェクトファイルは、弊社より入手してください。

制約事項

1回転 ABS エンコーダ（[P060：エンコーダタイプ]で「S-ABS2/3/4、R-BiSS」設定時）の場合、多回転 ABS

データを保持しません。上位コントローラの現在位置の管理は、モータが 1回転するたびに現在位置の

丸め処理(例：0～359deg)を行ってください。

注意

本書は、『 EtherCAT で接続したモーション制御機器の接続確認（「MC_Power

」命令を使用）』を利用

範囲としています。本書に記載のない MC 命令の使用やシステム構築に際しては、システムを構

築する各機器・装置のマニュアルや取扱説明書などを入手し、「安全上のご注意」「安全上の要点」

など安全に関する注意事項を含め、内容を確認のうえ、作業を進めてください。

名称ファイル名バージョン

TwinCAT3

プロジェクトファイルのアーカイブ

(拡張子：ＺＩＰ)

Nikki_VPH_ECAT_V100.zip Ver.1.00

対象機器とデバイス構成

2-1

第2章対象機器とデバイス構成

対象機器

接続の対象となる機器は以下のとおりです。

メーカ名称形式

ベッコフ TwinCAT3 Extended Automation Engineering(XAE)

CKD 日機電装 AC サーボドライバ NCR-HD□□□□□－□－□□□－□

CKD 日機電装サーボモータ

(ダイレクトドライブτシリーズ)

注意

本書の接続手順および接続確認では、上記対象機器の中から 2‐2項に記載された形式およびバー

ジョンの機器を使用しています。

2‐2項に記載されたバージョンより古いバージョンの機器は使用できません。

上記対象機器の中から 5.2.項に記載されていない形式、あるいは 2‐2項に記載されているバージ

ョンより新しいバージョンの機器を使用する場合は、取扱説明書などにより仕様上の差異を確認

のうえ、作業を行ってください。

参考

本書は通信確立までの接続手順について記載したものであり、接続手順以外の操作、設置、

配線方法、および機器の機能や動作に関しては記載しておりません。取扱説明書を参照するか、

機器メーカまでお問い合わせください。

参考

ドライバに接続可能なサーボモータに関しましては、弊社までお問い合わせください。

対象機器とデバイス構成

2-2

デバイス構成

本書の接続手順を再現するための構成機器は以下のとおりです。

メーカ名称形式バージョン

ベッコフ TwinCAT3 ExtendedAutomation

Engineering(XAE) Version 3.1

パソコン(OS:Windows7)

USB ケーブル

(USB2.0 準拠 Bコネクタ)

(各社)

Ethernet ケーブル

(産業用イーサネットコネク

タ付きケーブル)

CKD 日機電装 AC サーボドライバ NCR-HD1201A-A-000 Rev.0x00000002

CKD 日機電装サーボモータ NMR-SAEJA1A-101A

CKD 日機電装 ESI ファイル NikkiDensoNCR-HD Series.xml

CKD 日機電装 Data Editing Software Ver.1.5.1

USB ケーブル(mini-B)

注意

本項記載の ESI ファイルを事前に準備してください。ESI ファイルの入手方法は、弊社までお問い

合わせください。

パソコン

(OS: Windows7)

NCR-HD1201A-A-000

NMR-SAEJA1A-101A

Ethernet

ケーブル

USB ケーブル

(mini-B)

TwinCAT3,

Data Editing Software

インストール済み

対象機器とデバイス構成

2-3

注意

EtherCAT 通信を、他の Ethernet 通信の回線と共有しないでください。

また、スイッチングハブなどの Ethernet 用機器を使用しないでください。

Ethernet ケーブルには、カテゴリ 5e 以上でアルミテープと編組で二重遮へいされたケーブルと、

カテゴリ５以上でシールド対応のコネクタを使用してください。

ケーブルのシールドは両端ともコネクタフードに接続してください。

注意

TwiCAT3 は｢TwinCAT3 スタートガイド｣(小冊子)、または｢TwinCAT How to｣(インターネットサイト)

を参考にインストールを行ってください。

EtherCAT の設定内容

3-1

EtherCAT

第3章 EtherCAT の設定内容

本書で設定する通信パラメータの仕様や設定内容を示します。

EtherCAT の通信パラメータ設定

3‐1‐1 パラメータ

EtherCAT 通信に必要となるドライバのパラメータを以下に示します。

本項の設定は、｢4‐3‐1ハード設定｣および｢4‐3‐2パラメータ設定｣で行います。

名称設定項目設定値

ドライバノードアドレス 1

3‐1‐2 PDO マッピング

EtherCAT 構成に必要となるドライバの PDO エントリ(オブジェクト)を以下に示します。

TwinCAT3 のMC 命令には、特定のオブジェクトのみ使用できます。

注意

プロセスデータに割り付けていない PDO エントリは、不定値として PDO 通信されます。

このため、モーション制御機器の予期せぬ動作により、けがをする恐れがあります。

■出力（TwinCAT3→ドライバ）

■入力（TwinCAT3←ドライバ）

EtherCAT の設定内容

3-2

EtherCAT

3‐1‐3 モーション制御用デジタル入力

モーション制御を行うために、原点近傍などのデジタル入力(Digitalinputs)が必要になります。

デジタル入力を使用するためにドライバに設定する項目および入出力コネクタの設定を以下に示しま

す。本書では、外部入力を接続しない状態で、異常にならない設定にして動作確認を行っています。

本項の設定は、「4‐3ドライバの設定｣で行います。

■CN1 コネクタの設定内容

CN1 信号名設定値

設定内容

Digital

inputs

割り付け

制御入力信号１[DI4] EMG 非常停止：信号 OFF 時、モータ駆動可能 Bit3

制御入力信号２[DI1] FOT 正方向オーバートラベル：信号 OFF 時、駆動停止 Bit1

制御入力信号３[DI2] ROT 逆方向オーバートラベル：信号 OFF 時、駆動停止 Bit0

制御入力信号４[DI3] ZLS 原点減速：信号 ON 時、原点近傍 Bit2

制御入力信号５[DI5] IN1 汎用入力１：信号 ON 時、ラッチ Bit17

デジタル入力は、ドライバの｢CN1 コネクタ(制御入出力コネクタ)｣を介して、｢Digital inputs

オブジェクト｣に割り付けられます。関連を以下に示します。

■Digital inputs オブジェクト仕様

イン

デックス

サブイン

デックス名称データ

タイプアクセス PDO

マッピング

EEPROM

への保存

60FDｈ 0 Digitalinputs UDINT RO 可不可

■CN1 コネクタ割り付けと Digitalinputs オブジェクトの関連

ビット Digitalinputs CN1

割り付け説明

0 逆方向オーバートラベル CN1-ピン 1

(DI1) 0：オフ (開)、1：オン (閉)

1 正方向オーバートラベル CN1-ピン 2

(DI2) 0：オフ (開)、1：オン (閉)

2 原点減速 CN1-ピン 3

(DI3) 0：オフ (開)、1：オン (閉)

3 非常停止 CN1-ピン 4

(DI4) 0：オフ (開)、1：オン (閉)

4～15 ― ― 予約

16 エンコーダマーカ検出 ― 0：オフ (開)、1：オン (閉)

17 汎用入力１ CN1-ピン 5

(DI5) 0：オフ (開)、1：オン (閉)

18 汎用入力２ ― 0：オフ (開)、1：オン (閉)

19～31 ― ― 予約

EtherCAT の設定内容

3-3

EtherCAT

3‐1‐4 モーション制御軸

モーション制御に必要となるドライバの軸設定を以下に示します。

本項の設定は、｢4‐4‐3モーション制御用軸の確認｣で行います。

軸変数名軸番号 TwinCAT3 上の表示

MC_Axis000 0 Axis1

3‐1‐5 PDO エントリの軸割り付け

モーション制御に必要となるドライバの軸設定詳細を以下に示します。

本項の設定は、｢4‐4‐3モーション制御用軸の確認｣で行います。

■Axis1

EtherCAT の設定内容

3-4

EtherCAT

TwinCAT3 と通信パラメータの関係性

EtherCAT 通信によるモーション制御を行うための処理の関係を以下に示します。

TwinCAT3 では、主に以下の設定を行います。

① EtherCAT 構成・設定：モーション制御機器(ドライバ)とTwinCAT3 のEtherCAT 通信の設定

② PDO マッピング設定：TwinCAT3 でモーション制御を行うためのデータ設定

③ モーション制御設定一軸設定：MC 命令で使用するための軸(MC_Axis000)用変数設定

④ 動作確認プログラム作成：モーション制御機器を動作させるためのプログラム作成とタスク設定

PLC

MOTION

I/O

TwinCAT3 ランタイム

TwinCAT3 エンジニアリング

アクティベート

ESI ファイルの配置

EtherCAT の接続手順

4-1

EtherCAT

第4章 EtherCAT の接続手順

本章では、TwinCAT3 とドライバを EtherCAT で接続し、MC 命令でモーション制御機器を動作させる手順

について記載します。

EtherCAT の接続手順

4-2

EtherCAT

作業の流れ

EtherCAT を接続設定する手順は以下のとおりです。

TwinCAT3 の設定準備を行います。

TwinCAT3 を起動しオンライン接続します。

EtherCAT のポートの設定を行います。

TwinCAT3 にドライバ用 ESI ファイルを

インストールします。

ドライバの設定を行います。

ドライバのハードスイッチを設定し、各ケーブ

ルを接続します。

ドライバのパラメータ設定を行います。

TwinCAT3 の設定を行います。

TwinCAT3 でEtherCAT ネットワーク構成を設定

します。

MC 機能モジュールで使用する PDO マッピングを

設定します。

MC 機能モジュールで使用する軸設定を行います

動作確認用のプログラムを作成します。

動作確認用プログラムをリビルドと

アクティベート(実行準備)を行います。

EtherCAT のネットワーク接続状態を確認します

EtherCAT 通信が正しく実行されていることを確

認します。

動作確認プログラムによりドライバが動作する

ことを確認します。

4‐2 TwinCAT3 の設定準備

4‐2‐2 EtherCAT ポートの設定

4‐2‐3 ESI ファイルのインストール

4‐3 ドライバの設定

4‐3‐1 ハード設定

4‐2‐1 TwinCAT3 の起動

4‐3‐2 パラメータ設定

4‐4‐1 TwinCAT3 の起動

4‐4‐2 PDO マッピングの確認

4‐4 TwinCAT3 の設定

4‐4‐3 モーション制御用軸の確認

4‐5 接続状態確認

4‐4‐4 動作確認プログラムの確認

4‐4‐5 動作確認用プログラムのリビル

ドとアクティベート

4‐5‐1 接続状態の確認

4‐5‐2 動作確認プログラムによる接続

確認

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