? ? ? 今天，正運動小助手給大家分享一下運動控制器之ZMC408SCAN的硬件接口。
?

?

一ZMC408SCAN硬件介紹

?

? ? ? 1.功能介紹

? ? ? ZMC408SCAN總線控制器支持EtherCAT總線連接，支持最多達8軸運動控制，支持直線插補、任意圓弧插補、空間圓弧、螺旋插補、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、虛擬軸設置等；采用優化的網絡通訊協議可以實現實時的運動控制。ZMC408SCAN總線控制器支持脈沖軸/總線軸/振鏡軸混合插補。
?

? ? ? ZMC408SCAN系列運動控制器支持以太網，RS232通訊接口和電腦相連，接收電腦的指令運行，可以通過CAN總線去連接各個擴展模塊，從而擴展輸入輸出點數或運動軸。

?

? ? ? ZMC408SCAN系列運動控制卡的應用程序可以使用 VC,VB，VS，C++，C#等軟件來開發，程序運行時需要動態庫zmotion.dll。調試時可以把ZDevelop軟件同時連接到控制器，從而方便調試、方便觀察。

? ? ? 2.硬件接口

本地脈沖軸說明

?

? ? ? 3.IPG激光器控制

? ? ? IPG激光器使用模擬量控制能量，輸出信號為24V高電壓控制激光器輸出，因此控制器本身帶有一個特殊24V控制接口，內置模擬量控制激光器的動作，可通過接口直接與激光器相連接，控制對應動作。

? ? ? 408SCAN控制器IPG接口功能：

? ? ? (1)可通過直接控制器發送激光，紅光，使能等輸出信號進行操作激光器讓激光器進行對應響應。

? ? ? (2)DB口中帶有16位模擬量輸入輸出，精準控制能量輸出大小。

? ? ? (3)可接收激光器信號，顯示in作出對應響應。

? ? ? 4.fiber激光器控制過程

? ? ? 為了擴展控制其他類型激光器，408SCAN控制器本體上增設有一個擴展接口，目前可支持擴展fiber激光器類型，通過擴展接口進行連接擴展板，轉換TTL信號后進行對應控制激光器的激光使能，紅光開關以及8位數字量控制能量，使用指令配置EXIO接口，配置連接擴展板。

? ? ? EXIO擴展接口介紹:EXIO同時映射到輸入與輸出。

? ? ? 指令原型:EXIO_DIR(isel, dirbit)

? ? ? isel:?-0(指定激光器類型，目前只支持fiber激光器)

? ? ? dirbit: 按位設置是否輸出, 0- 輸入, 1-輸出。(自定義配置轉接口對應的信號類型)。?

? ? ? EXIO接口經轉換板轉接之后，對應激光器引腳如表所示，表中紅色字體為輸入信號，其他為輸出信號。因此，需要通過指令EXIO_DIR進行配置對應位映射輸入輸出。

?

? ? ? 5.振鏡控制過程
?

? ? ? 激光振鏡是一種專門用于激光加工領域的特殊的運動器件，激光振鏡頭內包含的主要元件是激光發生器，兩個電機和兩個振鏡片，它靠兩個電機分別控制兩個振鏡片X和Y反射激光，形成XY平面的運動，這兩個電機使用控制器上的振鏡軸接口控制。

? ? ? 激光振鏡不同于一般的電機，激光振鏡具有非常小的慣量，且在運動的過程中負載非常小，只需要帶動反射鏡片，系統的響應非常快。

?

?

? ? ? ZMC408SCAN支持XY2-100振鏡協議，支持運動控制與振鏡聯合插補運動。同時支持XY2-100E振鏡協議，支持瑞雷振鏡閉環，振鏡運動過程中會實施反饋mpos的振鏡位置，可通過讀取的位置進行對應處理實現閉環，并且會對應報警。

? ? ? 上位機通過網口與控制器相連，通過XY2-100振鏡協議進行控制振鏡軸的運動，通過總線協議或者脈沖模式控制伺服軸運動。

? ? ? 使用ZMC408SCAN控制器的振鏡軸接口連接激光振鏡頭，每個振鏡軸接口內包含兩路振鏡通道信號，分別控制振鏡片X、Y的偏轉，從而控制了激光打到工件的位置。

?

? ? ? 4.控制器PWM模擬量介紹

? ? ? ZMC408SCAN的激光電源接口內置輸出口8，9控制激光器輸出可配置PWM，PWM 輸出受正常輸出功能的控制，只有輸出口狀態ON的時候PWM才能實際輸出，這樣可以用來控制激光能量。
?

? ? ? ZMC408SCAN控制器存在三路模擬量輸入輸出，可進行控制激光器能量輸出，其中兩路在控制器端口上，模擬量精度為12位。還有一路模擬量在激光電源接口上面，專門控制ipg的激光器能量，模擬量精度為16位。（ZMC408SCAN內部DA采用了內部電源）?

? ? ? 5.控制器基本信息

? ? ? 軸0-3為普通脈沖軸，振鏡0為軸4、軸5控制振鏡XY，振鏡1為軸6、軸7控制XY。

?

?

?

二C++進行振鏡+運動控制開發

?

? ? ? 1.新建MFC項目并添加函數庫

? ? ? (1)在VS2015菜單“文件”→“新建”→ “項目”，啟動創建項目向導。

? ? ? (2)選擇開發語言為“Visual C++”和程序類型“MFC應用程序”。

? ? ? (3)點擊下一步即可。

? ? ? (4)選擇類型為“基于對話框”，下一步或者完成。

? ? ? (5)找到廠家提供的光盤資料，路徑如下(64位庫為例)。

? ? ? A.進入廠商提供的光盤資料找到“8.PC函數”文件夾，并點擊進入。

? ? ? B.選擇“函數庫2.1”文件夾。
?

? ? ? C.選擇“Windows平臺”文件夾。

? ? ? D.根據需要選擇對應的函數庫這里選擇64位庫。

? ? ? E.解壓C++的壓縮包,里面有C++對應的函數庫。

? ? ? F.函數庫具體路徑如下。

? ? ? （6）將廠商提供的C++的庫文件和相關頭文件復制到新建的項目里面。

? ? ? (7)在項目中添加靜態庫和相關頭文件。

? ? ? A.先右擊項目文件，接著依次選擇:“添加”→“現有項”。

? ? ? B.在彈出的窗口中依次添加靜態庫和相關頭文件。

? ? ? (8)聲明用到的頭文件和定義控制器連接句柄。

? ? ? 至此項目新建完成，可進行MFC項目開發。

? ? ? 2.查看PC函數手冊，熟悉相關函數接口

? ? ? (1)PC函數手冊也在光盤資料里面，具體路徑如下：“光盤資料\8.PC函數\函數庫2.1\ZMotion函數庫編程手冊 V2.1.pdf”

? ? ? (2)鏈接控制器，獲取鏈接句柄。

? ? ? ZAux_OpenEth()接口說明：
?

? ? ? (3)振鏡運動接口。

? ? ? 為振鏡運動單獨封裝了一個運動接口，使用movescanabs指令進行運動，采用FORCE_SPEED參數設置運動過程中的速度，運動過程中基本不存在加減速過程，支持us級別的時間控制。

? ? ? 3.MFC開發控制器振鏡運動例程
?

? ? ? （1）例程界面如下。
?

? ? ? （2）鏈接按鈕的事件處理函數中調用鏈接控制器的接口函數ZAux_OpenEth（），與控制器進行鏈接,鏈接成功后啟動定時器1監控控制器狀態。

?

//網口鏈接控制器

void CSingle_move_Dlg::OnOpen()

{

? ? char? ?buffer[256];?

? ? int32 iresult;

? ? //如果已經鏈接，則先斷開鏈接

? ? if(NULL != g_handle)

? ? {

? ? ? ? ZAux_Close(g_handle);

? ? ? ? g_handle = NULL;

? ? }

? ? //從IP下拉框中選擇獲取IP地址

? ? GetDlgItemText(IDC_IPLIST,buffer,255);

? ? buffer[255] = '\0';

? ? //開始鏈接控制器

? ? iresult = ZAux_OpenEth(buffer, &g_handle);

? ? if(ERR_SUCCESS != iresult)

? ? {

? ? ? ? g_handle = NULL;

? ? ? ? MessageBox(_T("鏈接失敗"));

? ? ? ? SetWindowText("未鏈接");

? ? ? ? return;

? ? }

? ? //鏈接成功開啟定時器1

? ? SetWindowText("已鏈接");

? ? SetTimer( 1, 100, NULL );??

}

?

? ? ? （3）通過定時器監控控制器狀態。
?

void CSingle_move_Dlg::OnTimer(UINT_PTR nIDEvent)?

{

? ? // TODO: Add your message handler code here and/or call default

? ? if(NULL == g_handle)

? ? {

? ? ? ? MessageBox(_T("鏈接斷開"));

? ? ? ? return ;

? ? }

? ? if(1 == nIDEvent)

? ? {

? ? ? ? CString string;

? ? ? ? float position = 0;

? ? ? ? ZAux_Direct_GetDpos( g_handle,m_nAxis,&position);? ? ? ? ? //獲取當前軸位置

? ? ? ? string.Format("振鏡X軸當前位置：%.2f", position );

? ? ? ? GetDlgItem( IDC_CURPOS )->SetWindowText( string );

? ? ? ? float NowSp = 0;

? ? ? ? ZAux_Direct_GetVpSpeed( g_handle,m_nAxis,&NowSp);? ? ? ? ? //獲取當前軸速度

? ? ? ? string.Format("振鏡X軸當前速度：%.2f", NowSp );

? ? ? ? GetDlgItem( IDC_CURSPEED)->SetWindowText( string );

? ? ? ? ZAux_Direct_GetDpos(g_handle, m_nAxis+1, &position);? ? ? ? ? //獲取當前軸位置

? ? ? ? string.Format("振鏡Y軸當前位置：%.2f", position);

? ? ? ? GetDlgItem(IDC_CURPOS2)->SetWindowText(string);

? ? ? ? ZAux_Direct_GetVpSpeed(g_handle, m_nAxis+1, &NowSp);? ? ? ? ? //獲取當前軸速度

? ? ? ? string.Format("振鏡Y軸當前速度：%.2f", NowSp);

? ? ? ? GetDlgItem(IDC_CURSPEED2)->SetWindowText(string);

? ? ? ? int status = 0;?

? ? ? ? ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle, m_nAxis,&status);? ? ? ? ? ?//判斷當前軸狀態

? ? ? ? if (status == -1)

? ? ? ? {

? ? ? ? ? ? GetDlgItem( IDC_CURSTATE )->SetWindowText( "當前狀態：停? 止" );

? ? ? ? }

? ? ? ? else

? ? ? ? {

? ? ? ? ? ? GetDlgItem( IDC_CURSTATE )->SetWindowText( "當前狀態：運動中" );

? ? ? ? }

? ??

? ? }

? ? CDialog::OnTimer(nIDEvent);

}

?

? ? ? （4）通過啟動按鈕的事件處理函數獲取編輯框的移動軌跡，并設置振鏡軸參數操作振鏡軸運動。

void CSingle_move_Dlg::OnStart()? ? ? ? //啟動運動

{

? ? if(NULL == g_handle)

? ? {

? ? ? ? MessageBox(_T("鏈接斷開狀態"));

? ? ? ? return ;

? ? }?

? ? UpdateData(true);//刷新參數??

? ? int status = 0;?

? ? ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle, m_nAxis,&status);? ? ? ? ? ?//判斷當前軸狀態

? ? if (status == 0) //已經在運動中

? ? {

? ? ? ? return;?

? ? }

? ? //設定軸類型 1-脈沖軸類型? ?

? ? for (int i = 4; i < 6; i++)

? ? {

? ? ? ? ZAux_Direct_SetAtype(g_handle, i, m_Atype);

? ? ? ? ZAux_Direct_SetMerge(g_handle,i,1);

? ? ? ? //設置脈沖當量

? ? ? ? ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, i, m_units);

? ? ? ? //設定速度，加減速

? ? ? ? ZAux_Direct_SetLspeed(g_handle, i, m_lspeed);

? ? ? ? ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, i, m_speed);

? ? ? ? ZAux_Direct_SetForceSpeed(g_handle, i, m_speed);

? ? ? ? ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, i, m_acc);

? ? ? ? ZAux_Direct_SetDecel(g_handle, i, m_dec);

? ? ? ? //設定S曲線時間 設置為0表示梯形加減速?

? ? ? ? ZAux_Direct_SetSramp(g_handle, i, m_sramp);

? ? }

? ? //使用MOVESCANABS運動

? ? int axislist[2] = { 4,5 };

? ? CString str;

? ? GetDlgItem(IDC_EDIT_POSX1)->GetWindowText(str);

? ? float dbx = atof(str);

? ? GetDlgItem(IDC_EDIT_POSY1)->GetWindowText(str);

? ? float dby = atof(str);

? ? float dposlist[2] = { dbx ,dby};

? ? ZAux_MoveScanAbs(2, axislist, dposlist);

? ? GetDlgItem(IDC_EDIT_POSX2)->GetWindowText(str);

? ? dbx = atof(str);

? ? GetDlgItem(IDC_EDIT_POSY2)->GetWindowText(str);

? ? dby = atof(str);

? ? dposlist[0] = dbx;

? ? dposlist[1] = dby;

? ? ZAux_MoveScanAbs(2, axislist, dposlist);

? ? GetDlgItem(IDC_EDIT_POSX3)->GetWindowText(str);

? ? dbx = atof(str);

? ? GetDlgItem(IDC_EDIT_POSY3)->GetWindowText(str);

? ? dby = atof(str);

? ? dposlist[0] = dbx;

? ? dposlist[1] = dby;

? ? ZAux_MoveScanAbs(2, axislist, dposlist);??

? ? GetDlgItem(IDC_EDIT_POSX4)->GetWindowText(str);

? ? dbx = atof(str);

? ? GetDlgItem(IDC_EDIT_POSY4)->GetWindowText(str);

? ? dby = atof(str);

? ? dposlist[0] = dbx;

? ? dposlist[1] = dby;

? ? ZAux_MoveScanAbs(2, axislist, dposlist);

? ? GetDlgItem(IDC_EDIT_POSX5)->GetWindowText(str);

? ? dbx = atof(str);

? ? GetDlgItem(IDC_EDIT_POSY5)->GetWindowText(str);

? ? dby = atof(str);

? ? dposlist[0] = dbx;

? ? dposlist[1] = dby;

? ? ZAux_MoveScanAbs(2, axislist, dposlist);

? ? UpdateData(false);??

}

?

? ? ? (5)通過斷開按鈕的事件處理函數來斷開與控制卡的連接。

void CSingle_move_Dlg::OnClose()? ? ? ? //斷開鏈接

{

? ? // TODO: Add your control notification handler code here

? ? if(NULL != g_handle)

? ? {

? ? ? ? KillTimer(1);? ? ? ? ? ? //關定時器

? ? ? ? KillTimer(2);

? ? ? ? ZAux_Close(g_handle);

? ? ? ? g_handle = NULL;

? ? ? ? SetWindowText("未鏈接");

? ? }

}

? ? ? （6）通過坐標清零按鈕的事件處理函數移動振鏡軸到中心零點位置，不直接使用dpos=0，修改振鏡軸坐標回零

?

void CSingle_move_Dlg::OnZero()? ? ? ? ? //清零坐標

{

? ? if(NULL == g_handle)

? ? {

? ? ? ? MessageBox(_T("鏈接斷開狀態"));

? ? ? ? return ;

? ? }

? ? // TODO: Add your control notification handler code here

? ? int axislist[2] = { 4,5 };

? ? float dposlist[2] = { 0 };

? ? ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle,2,axislist,dposlist);? ? ? ? //設置運動回零點

}

?

?

三調試與監控

?

? ? ? 編譯運行例程，同時通過ZDevelop軟件連接控制器對控制器狀態進行監控。
?

? ? ? 1.ZDevelop軟件連接控制器監控控制器的狀態，查看振鏡軸對應參數，并可搭配示波器檢測振鏡軌跡。

? ? ? 設置振鏡軸運動，首先需要將軸類型配置成21振鏡軸類型，并對應配置振鏡軸的速度加減速等參數才可操作振鏡進行運動。

? ? ? 2.通過ZDevelop軟件的示波器監控振鏡運動運行軌跡。

? ? ? 本次，正運動技術開放式激光振鏡+運動控制器(五)：ZMC408SCAN控制器硬件介紹，就分享到這里。

審核編輯：符乾江