? ? ? 今天，正運(yùn)動(dòng)小助手給大家分享一下運(yùn)動(dòng)控制器之ZMC408SCAN的硬件接口。
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一ZMC408SCAN硬件介紹

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? ? ? 1.功能介紹

? ? ? ZMC408SCAN總線控制器支持EtherCAT總線連接，支持最多達(dá)8軸運(yùn)動(dòng)控制，支持直線插補(bǔ)、任意圓弧插補(bǔ)、空間圓弧、螺旋插補(bǔ)、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、虛擬軸設(shè)置等；采用優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)控制。ZMC408SCAN總線控制器支持脈沖軸/總線軸/振鏡軸混合插補(bǔ)。
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? ? ? ZMC408SCAN系列運(yùn)動(dòng)控制器支持以太網(wǎng)，RS232通訊接口和電腦相連，接收電腦的指令運(yùn)行，可以通過(guò)CAN總線去連接各個(gè)擴(kuò)展模塊，從而擴(kuò)展輸入輸出點(diǎn)數(shù)或運(yùn)動(dòng)軸。

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? ? ? ZMC408SCAN系列運(yùn)動(dòng)控制卡的應(yīng)用程序可以使用 VC,VB，VS，C++，C#等軟件來(lái)開(kāi)發(fā)，程序運(yùn)行時(shí)需要?jiǎng)討B(tài)庫(kù)zmotion.dll。調(diào)試時(shí)可以把ZDevelop軟件同時(shí)連接到控制器，從而方便調(diào)試、方便觀察。

? ? ? 2.硬件接口

本地脈沖軸說(shuō)明

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? ? ? 3.IPG激光器控制

? ? ? IPG激光器使用模擬量控制能量，輸出信號(hào)為24V高電壓控制激光器輸出，因此控制器本身帶有一個(gè)特殊24V控制接口，內(nèi)置模擬量控制激光器的動(dòng)作，可通過(guò)接口直接與激光器相連接，控制對(duì)應(yīng)動(dòng)作。

? ? ? 408SCAN控制器IPG接口功能：

? ? ? (1)可通過(guò)直接控制器發(fā)送激光，紅光，使能等輸出信號(hào)進(jìn)行操作激光器讓激光器進(jìn)行對(duì)應(yīng)響應(yīng)。

? ? ? (2)DB口中帶有16位模擬量輸入輸出，精準(zhǔn)控制能量輸出大小。

? ? ? (3)可接收激光器信號(hào)，顯示in作出對(duì)應(yīng)響應(yīng)。

? ? ? 4.fiber激光器控制過(guò)程

? ? ? 為了擴(kuò)展控制其他類(lèi)型激光器，408SCAN控制器本體上增設(shè)有一個(gè)擴(kuò)展接口，目前可支持?jǐn)U展fiber激光器類(lèi)型，通過(guò)擴(kuò)展接口進(jìn)行連接擴(kuò)展板，轉(zhuǎn)換TTL信號(hào)后進(jìn)行對(duì)應(yīng)控制激光器的激光使能，紅光開(kāi)關(guān)以及8位數(shù)字量控制能量，使用指令配置EXIO接口，配置連接擴(kuò)展板。

? ? ? EXIO擴(kuò)展接口介紹:EXIO同時(shí)映射到輸入與輸出。

? ? ? 指令原型:EXIO_DIR(isel, dirbit)

? ? ? isel:?-0(指定激光器類(lèi)型，目前只支持fiber激光器)

? ? ? dirbit: 按位設(shè)置是否輸出, 0- 輸入, 1-輸出。(自定義配置轉(zhuǎn)接口對(duì)應(yīng)的信號(hào)類(lèi)型)。?

? ? ? EXIO接口經(jīng)轉(zhuǎn)換板轉(zhuǎn)接之后，對(duì)應(yīng)激光器引腳如表所示，表中紅色字體為輸入信號(hào)，其他為輸出信號(hào)。因此，需要通過(guò)指令EXIO_DIR進(jìn)行配置對(duì)應(yīng)位映射輸入輸出。

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? ? ? 5.振鏡控制過(guò)程
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? ? ? 激光振鏡是一種專(zhuān)門(mén)用于激光加工領(lǐng)域的特殊的運(yùn)動(dòng)器件，激光振鏡頭內(nèi)包含的主要元件是激光發(fā)生器，兩個(gè)電機(jī)和兩個(gè)振鏡片，它靠?jī)蓚€(gè)電機(jī)分別控制兩個(gè)振鏡片X和Y反射激光，形成XY平面的運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)電機(jī)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(jī)，激光振鏡具有非常小的慣量，且在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中負(fù)載非常小，只需要帶動(dòng)反射鏡片，系統(tǒng)的響應(yīng)非常快。

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? ? ? ZMC408SCAN支持XY2-100振鏡協(xié)議，支持運(yùn)動(dòng)控制與振鏡聯(lián)合插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)支持XY2-100E振鏡協(xié)議，支持瑞雷振鏡閉環(huán)，振鏡運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)實(shí)施反饋mpos的振鏡位置，可通過(guò)讀取的位置進(jìn)行對(duì)應(yīng)處理實(shí)現(xiàn)閉環(huán)，并且會(huì)對(duì)應(yīng)報(bào)警。

? ? ? 上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)口與控制器相連，通過(guò)XY2-100振鏡協(xié)議進(jìn)行控制振鏡軸的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)總線協(xié)議或者脈沖模式控制伺服軸運(yùn)動(dòng)。

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

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? ? ? 4.控制器PWM模擬量介紹

? ? ? ZMC408SCAN的激光電源接口內(nèi)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(tài)ON的時(shí)候PWM才能實(shí)際輸出，這樣可以用來(lái)控制激光能量。
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? ? ? ZMC408SCAN控制器存在三路模擬量輸入輸出，可進(jìn)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(zhuān)門(mén)控制ipg的激光器能量，模擬量精度為16位。（ZMC408SCAN內(nèi)部DA采用了內(nèi)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。

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二C++進(jìn)行振鏡+運(yùn)動(dòng)控制開(kāi)發(fā)

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? ? ? 1.新建MFC項(xiàng)目并添加函數(shù)庫(kù)

? ? ? (1)在VS2015菜單“文件”→“新建”→ “項(xiàng)目”，啟動(dòng)創(chuàng)建項(xiàng)目向?qū)А?/p>

? ? ? (2)選擇開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為“Visual C++”和程序類(lèi)型“MFC應(yīng)用程序”。

? ? ? (3)點(diǎn)擊下一步即可。

? ? ? (4)選擇類(lèi)型為“基于對(duì)話框”，下一步或者完成。

? ? ? (5)找到廠家提供的光盤(pán)資料，路徑如下(64位庫(kù)為例)。

? ? ? A.進(jìn)入廠商提供的光盤(pán)資料找到“8.PC函數(shù)”文件夾，并點(diǎn)擊進(jìn)入。

? ? ? B.選擇“函數(shù)庫(kù)2.1”文件夾。
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? ? ? C.選擇“Windows平臺(tái)”文件夾。

? ? ? D.根據(jù)需要選擇對(duì)應(yīng)的函數(shù)庫(kù)這里選擇64位庫(kù)。

? ? ? E.解壓C++的壓縮包,里面有C++對(duì)應(yīng)的函數(shù)庫(kù)。

? ? ? F.函數(shù)庫(kù)具體路徑如下。

? ? ? （6）將廠商提供的C++的庫(kù)文件和相關(guān)頭文件復(fù)制到新建的項(xiàng)目里面。

? ? ? (7)在項(xiàng)目中添加靜態(tài)庫(kù)和相關(guān)頭文件。

? ? ? A.先右擊項(xiàng)目文件，接著依次選擇:“添加”→“現(xiàn)有項(xiàng)”。

? ? ? B.在彈出的窗口中依次添加靜態(tài)庫(kù)和相關(guān)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(xiàng)目新建完成，可進(jìn)行MFC項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。

? ? ? 2.查看PC函數(shù)手冊(cè)，熟悉相關(guān)函數(shù)接口

? ? ? (1)PC函數(shù)手冊(cè)也在光盤(pán)資料里面，具體路徑如下：“光盤(pán)資料\8.PC函數(shù)\函數(shù)庫(kù)2.1\ZMotion函數(shù)庫(kù)編程手冊(cè) V2.1.pdf”

? ? ? (2)鏈接控制器，獲取鏈接句柄。

? ? ? ZAux_OpenEth()接口說(shuō)明：
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? ? ? (3)振鏡運(yùn)動(dòng)接口。

? ? ? 為振鏡運(yùn)動(dòng)單獨(dú)封裝了一個(gè)運(yùn)動(dòng)接口，使用movescanabs指令進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，采用FORCE_SPEED參數(shù)設(shè)置運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中基本不存在加減速過(guò)程，支持us級(jí)別的時(shí)間控制。

? ? ? 3.MFC開(kāi)發(fā)控制器振鏡運(yùn)動(dòng)例程
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? ? ? （1）例程界面如下。
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? ? ? （2）鏈接按鈕的事件處理函數(shù)中調(diào)用鏈接控制器的接口函數(shù)ZAux_OpenEth（），與控制器進(jìn)行鏈接,鏈接成功后啟動(dòng)定時(shí)器1監(jiān)控控制器狀態(tài)。

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//網(wǎng)口鏈接控制器

void CSingle_move_Dlg::OnOpen()

{

? ? char? ?buffer[256];?

? ? int32 iresult;

? ? //如果已經(jīng)鏈接，則先斷開(kāi)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(kāi)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(kāi)啟定時(shí)器1

? ? SetWindowText("已鏈接");

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

}

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? ? ? （3）通過(guò)定時(shí)器監(jiān)控控制器狀態(tài)。
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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(kāi)"));

? ? ? ? return ;

? ? }

? ? if(1 == nIDEvent)

? ? {

? ? ? ? CString string;

? ? ? ? float position = 0;

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

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

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

? ? ? ? float NowSp = 0;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

? ? ? ? int status = 0;?

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

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

? ? ? ? {

? ? ? ? ? ? GetDlgItem( IDC_CURSTATE )->SetWindowText( "當(dāng)前狀態(tài)：停? 止" );

? ? ? ? }

? ? ? ? else

? ? ? ? {

? ? ? ? ? ? GetDlgItem( IDC_CURSTATE )->SetWindowText( "當(dāng)前狀態(tài)：運(yùn)動(dòng)中" );

? ? ? ? }

? ??

? ? }

? ? CDialog::OnTimer(nIDEvent);

}

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? ? ? （4）通過(guò)啟動(dòng)按鈕的事件處理函數(shù)獲取編輯框的移動(dòng)軌跡，并設(shè)置振鏡軸參數(shù)操作振鏡軸運(yùn)動(dòng)。

void CSingle_move_Dlg::OnStart()? ? ? ? //啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)

{

? ? if(NULL == g_handle)

? ? {

? ? ? ? MessageBox(_T("鏈接斷開(kāi)狀態(tài)"));

? ? ? ? return ;

? ? }?

? ? UpdateData(true);//刷新參數(shù)??

? ? int status = 0;?

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

? ? if (status == 0) //已經(jīng)在運(yùn)動(dòng)中

? ? {

? ? ? ? return;?

? ? }

? ? //設(shè)定軸類(lèi)型 1-脈沖軸類(lèi)型? ?

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

? ? {

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

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

? ? ? ? //設(shè)置脈沖當(dāng)量

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

? ? ? ? //設(shè)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(shè)定S曲線時(shí)間 設(shè)置為0表示梯形加減速?

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

? ? }

? ? //使用MOVESCANABS運(yùn)動(dòng)

? ? 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);??

}

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? ? ? (5)通過(guò)斷開(kāi)按鈕的事件處理函數(shù)來(lái)斷開(kāi)與控制卡的連接。

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

{

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

? ? if(NULL != g_handle)

? ? {

? ? ? ? KillTimer(1);? ? ? ? ? ? //關(guān)定時(shí)器

? ? ? ? KillTimer(2);

? ? ? ? ZAux_Close(g_handle);

? ? ? ? g_handle = NULL;

? ? ? ? SetWindowText("未鏈接");

? ? }

}

? ? ? （6）通過(guò)坐標(biāo)清零按鈕的事件處理函數(shù)移動(dòng)振鏡軸到中心零點(diǎn)位置，不直接使用dpos=0，修改振鏡軸坐標(biāo)回零

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

{

? ? if(NULL == g_handle)

? ? {

? ? ? ? MessageBox(_T("鏈接斷開(kāi)狀態(tài)"));

? ? ? ? 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(shè)置運(yùn)動(dòng)回零點(diǎn)

}

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三調(diào)試與監(jiān)控

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? ? ? 編譯運(yùn)行例程，同時(shí)通過(guò)ZDevelop軟件連接控制器對(duì)控制器狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。
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? ? ? 1.ZDevelop軟件連接控制器監(jiān)控控制器的狀態(tài)，查看振鏡軸對(duì)應(yīng)參數(shù)，并可搭配示波器檢測(cè)振鏡軌跡。

? ? ? 設(shè)置振鏡軸運(yùn)動(dòng)，首先需要將軸類(lèi)型配置成21振鏡軸類(lèi)型，并對(duì)應(yīng)配置振鏡軸的速度加減速等參數(shù)才可操作振鏡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

? ? ? 2.通過(guò)ZDevelop軟件的示波器監(jiān)控振鏡運(yùn)動(dòng)運(yùn)行軌跡。

? ? ? 本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)開(kāi)放式激光振鏡+運(yùn)動(dòng)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