今天，正運動技術給大家分享一下運動控制器之ZMC420SCAN的硬件接口。

一、ZMC420SCAN硬件介紹

1.功能介紹

ZMC420SCAN總線控制器支持ECAT/RTEX總線連接，支持最多達20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。ZMC420SCAN總線控制器支持脈沖軸/總線軸/振鏡軸混合插補。

ZMC420SCAN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。

ZMC420SCAN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

3.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。

ZMC420SCAN支持XY2-100振鏡協議，支持運動控制與振鏡聯合插補運動。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ZMC420SCAN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

ZMC420SCAN的外部通用輸出口0-11都具有PWM輸出功能，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。

ZMC420SCAN控制器存在兩路模擬量輸入輸出，可進行控制激光器能量輸出，模擬量精度為12位。

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“VisualC++”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 21振鏡軸類型

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

{

//m_Atype=21振鏡軸類型

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回零到中心零點位置，不直接使用dpos=0，修改振鏡軸坐標。

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(一)：硬件接口，就分享到這里。

審核編輯：湯梓紅