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开放式激光振镜+运动控制器(二):振镜填充

  今天,正运动技术给大家分享一下运动控制器之ZMC420SCAN的硬件接口。


  一、ZMC420SCAN硬件介绍


  1.功能介绍


  ZMC420SCAN总线控制器支持ECAT/RTEX总线连接,支持最多达20轴运动控制,支持直线插补、任意圆弧插补、空间圆弧、螺旋插补、电子凸轮、电子齿轮、同步跟随、虚拟轴设置等;采用优化的网络通讯协议可以实现实时的运动控制。ZMC420SCAN总线控制器支持脉冲轴/总线轴/振镜轴混合插补。


  ZMC420SCAN系列运动控制器支持以太网,RS232通讯接口和电脑相连,接收电脑的指令运行,可以通过CAN总线去连接各个扩展模块,从而扩展输入输出点数或运动轴。


  ZMC420SCAN系列运动控制卡的应用程序可以使用VC,VB,VS,C++,C#等软件来开发,程序运行时需要动态库zmotion.dll。调试时可以把ZDevelop软件同时连接到控制器,从而方便调试、方便观察。


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  2.硬件接口


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  3.振镜控制过程


  激光振镜是一种专门用于激光加工领域的特殊的运动器件,激光振镜头内包含的主要元件是激光发生器,两个电机和两个振镜片,它靠两个电机分别控制两个振镜片X和Y反射激光,形成XY平面的运动,这两个电机使用控制器上的振镜轴接口控制。


  激光振镜不同于一般的电机,激光振镜具有非常小的惯量,且在运动的过程中负载非常小,只需要带动反射镜片,系统的响应非常快。


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  ZMC420SCAN支持XY2-100振镜协议,支持运动控制与振镜联合插补运动。上位机通过网口与控制器相连,通过XY2-100振镜协议进行控制振镜轴的运动,通过总线协议或者脉冲模式控制伺服轴运动。


  使用ZMC420SCAN控制器的振镜轴接口连接激光振镜头,每个振镜轴接口内包含两路振镜通道信号,分别控制振镜片X、Y的偏转,从而控制了激光打到工件的位置。


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  4.控制器PWM模拟量介绍


  ZMC420SCAN的外部通用输出口0-11都具有PWM输出功能,PWM输出受正常输出功能的控制,只有输出口状态ON的时候PWM才能实际输出,这样可以用来控制激光能量。


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  ZMC420SCAN控制器存在两路模拟量输入输出,可进行控制激光器能量输出,模拟量精度为12位。


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  5.控制器基本信息


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  轴0-3为普通脉冲轴,振镜0为轴4、轴5控制振镜XY,振镜1为轴6、轴7控制XY。


  二、C++进行振镜+运动控制开发


  1.新建MFC项目并添加函数库


  (1)在VS2015菜单“文件”→“新建”→“项目”,启动创建项目向导。


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  (2)选择开发语言为“VisualC++”和程序类型“MFC应用程序”。


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  (3)点击下一步即可。


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  (4)选择类型为“基于对话框”,下一步或者完成。


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  (5)找到厂家提供的光盘资料,路径如下(64位库为例)。


  A.进入厂商提供的光盘资料找到“8.PC函数”文件夹,并点击进入。


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  B.选择“函数库2.1”文件夹。


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  C.选择“Windows平台”文件夹。


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  D.根据需要选择对应的函数库这里选择64位库。


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  E.解压C++的压缩包,里面有C++对应的函数库。


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  F.函数库具体路径如下。


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  (6)将厂商提供的C++的库文件和相关头文件复制到新建的项目里面。


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  (7)在项目中添加静态库和相关头文件。


  A.先右击项目文件,接着依次选择:“添加”→“现有项”。


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  B.在弹出的窗口中依次添加静态库和相关头文件。


  (8)声明用到的头文件和定义控制器连接句柄。


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  至此项目新建完成,可进行MFC项目开发。


  2.查看PC函数手册,熟悉相关函数接口


  (1)PC函数手册也在光盘资料里面,具体路径如下:“光盘资料\8.PC函数\函数库2.1\ZMotion函数库编程手册V2.1.pdf”


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  (2)链接控制器,获取链接句柄。


  ZAux_OpenEth()接口说明:


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  (3)振镜运动接口。


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  为振镜运动单独封装了一个运动接口,使用MOVESCANABS指令进行运动,采用FORCE_SPEED参数设置运动过程中的速度,运动过程中基本不存在加减速过程,支持us级别的时间控制。


  3.MFC开发控制器振镜运动例程


  (1)例程界面如下。


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  (2)链接按钮的事件处理函数中调用链接控制器的接口函数ZAux_OpenEth(),与控制器进行链接,链接成功后启动定时器1监控控制器状态。


//网口链接控制器

void CSingle_move_Dlg::OnOpen()

{

    char   buffer[256]; 

    int32 iresult;

    //如果已经链接,则先断开链接

    if(NULL != g_handle)

    {

        ZAux_Close(g_handle);

        g_handle = NULL;

    }

    //从IP下拉框中选择获取IP地址

    GetDlgItemText(IDC_IPLIST,buffer,255);

    buffer[255] = '\0';

    //开始链接控制器

    iresult = ZAux_OpenEth(buffer, &g_handle);

    if(ERR_SUCCESS != iresult)

    {

        g_handle = NULL;

        MessageBox(_T("链接失败"));

        SetWindowText("未链接");

        return;

    }

    //链接成功开启定时器1

    SetWindowText("已链接");

    SetTimer( 1, 100, NULL );  

}


  (3)通过定时器监控控制器状态。


  


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("链接断开"));

        return ;

    }

    if(1 == nIDEvent)

    {

        CString string;

        float position = 0;

        ZAux_Direct_GetDpos( g_handle,m_nAxis,&position);          //获取当前轴位置

        string.Format("振镜X轴当前位置:%.2f", position );

        GetDlgItem( IDC_CURPOS )->SetWindowText( string ); 

        float NowSp = 0;

        ZAux_Direct_GetVpSpeed( g_handle,m_nAxis,&NowSp);          //获取当前轴速度

        string.Format("振镜X轴当前速度:%.2f", NowSp );

        GetDlgItem( IDC_CURSPEED)->SetWindowText( string );  

        ZAux_Direct_GetDpos(g_handle, m_nAxis+1, &position);          //获取当前轴位置

        string.Format("振镜Y轴当前位置:%.2f", position);

        GetDlgItem(IDC_CURPOS2)->SetWindowText(string); 

        ZAux_Direct_GetVpSpeed(g_handle, m_nAxis+1, &NowSp);          //获取当前轴速度

        string.Format("振镜Y轴当前速度:%.2f", NowSp);

        GetDlgItem(IDC_CURSPEED2)->SetWindowText(string);  

        int status = 0; 

        ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle, m_nAxis,&status);           //判断当前轴状态

        if (status == -1)

        {

            GetDlgItem( IDC_CURSTATE )->SetWindowText( "当前状态:停  止" );

        }

        else

        {

            GetDlgItem( IDC_CURSTATE )->SetWindowText( "当前状态:运动中" );

        }  

    }

    CDialog::OnTimer(nIDEvent);

}



  (4)通过启动按钮的事件处理函数获取编辑框的移动轨迹,并设置振镜轴参数操作振镜轴运动。


  


void CgalvmoveDlg::OnBnClickedStart()

{

// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码

int ret = 0;

if (NULL == g_handle)

{

MessageBox(_T("链接断开状态"));

return;

}


UpdateData(true);//刷新参数


uint32 nRemain = 0;

CString str = "";

//获取控制能写入文件的最大大小

ret = ZAux_Scan_3FileRamGetRemainSpace(g_handle, &nRemain);

//启动三次文件下载


ret = ZAux_Scan_3FileRamDownBegin(g_handle, &nRemain);

//主轴号写入

str = "base(4,5)\n";

//参数写入

CString str2;

str2.Format("ATYPE = %d,%d\n", m_Atype, m_Atype);

str += str2;

str2.Format("units = %d,%d\n",m_units,m_units);

str += str2;

str2.Format("merge = 1,1\n");

str += str2;

str2.Format("speed = %f,%f\n", (float)m_speed, (float)m_speed);

str += str2;

str2.Format("force_speed = %f,%f\n", (float)m_speed, (float)m_speed);

str += str2;

str2.Format("accel = %f,%f\n", (float)m_acc, (float)m_acc);

str += str2;

str2.Format("decel = %f,%f\n", (float)m_dec, (float)m_dec);

str += str2;

str2.Format("sramp = %d,%d\n", m_sramp, m_sramp);

str += str2;

str += "move_op(47,on)";

str += "move_delay(100)";

//轮廓轨迹写入

str += "movescanabs(0,0)\n";

str += "move_op(8,on)\n";

str += "movescanabs(10,0)\n";

str += "movescanabs(10,10)\n";

str += "movescanabs(0,10)\n";

str += "movescanabs(0,0)\n";

//运动填充轨迹写入

for (int i = 0; i < 1000; i++)

{

CString str1;

float f_dis = (float)i/100.0;

str1.Format("movescanabs(10,%f)\n", f_dis);

str += str1;

str1.Format("movescanabs(0,%f)\n", f_dis);

str += str1;

}

str += "move_op(8,off)\n";

str += "move_op(47,off)";

//打包字符串下载到控制器运行

ret = ZAux_Scan_Motion3FileMem(g_handle, str, str.GetLength());

//运行三次文件

ret = ZAux_Scan_Motion3FileRun(g_handle, 2);

ret = ZAux_Scan_3FileRamDownEnd(g_handle);

m_starttime = GetTickCount();

SetTimer(2,100,NULL);

UpdateData(false);

}




  (5)通过断开按钮的事件处理函数来断开与控制卡的连接。


  

void CSingle_move_Dlg::OnClose()        //断开链接

{

    // TODO: Add your control notification handler code here

    if(NULL != g_handle)

    {

        KillTimer(1);            //关定时器

        KillTimer(2);

        ZAux_Close(g_handle);

        g_handle = NULL;

        SetWindowText("未链接");

    }

}



  (6)通过坐标清零按钮的事件处理函数移动振镜轴回零到中心零点位置,不直接使用dpos=0,修改振镜轴坐标。


  

void CSingle_move_Dlg::OnZero()          //清零坐标

{

    if(NULL == g_handle)

    {

        MessageBox(_T("链接断开状态"));

        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);        //设置运动回零点

}



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  三、调试与监控


  编译运行例程,同时通过ZDevelop软件连接控制器对控制器状态进行监控。


  1.ZDevelop软件连接控制器监控控制器的状态,查看振镜轴对应参数,并可搭配示波器检测振镜轨迹。


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  设置振镜轴运动,首先需要将轴类型配置成21振镜轴类型,并对应配置振镜轴的速度加减速等参数才可操作振镜进行运动。


  2.通过ZDevelop软件的示波器监控振镜运动运行轨迹。


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  3.视频演示

  本次,正运动技术开放式激光振镜+运动控制器(二):振镜填充,就分享到这里。


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