今天，正運動小助手給大家分享一下運動控制器之ZMC420SCAN的位置同步輸出PSO在激光振鏡加工中的應用。

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(yōu)化的網(wǎng)絡通訊協(xié)議可以實現(xiàn)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(wǎng)，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(shù)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(fā)，程序運行時需要動態(tài)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(nèi)包含的主要元件是激光發(fā)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(tǒng)的響應非常快。

ZMC420SCAN支持XY2-100振鏡協(xié)議，支持運動控制與振鏡聯(lián)合插補運動。上位機通過網(wǎng)口與控制器相連，通過XY2-100振鏡協(xié)議進行控制振鏡軸的運動，通過總線協(xié)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(nèi)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(tài)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(fā)

1.新建MFC項目并添加函數(shù)庫

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

(2)選擇開發(fā)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(shù)”文件夾，并點擊進入。

B.選擇“函數(shù)庫2.1”文件夾。

C.選擇“Windows平臺”文件夾。

D.根據(jù)需要選擇對應的函數(shù)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(shù)庫。

F.函數(shù)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(tài)庫和相關頭文件。

A.先右擊項目文件，接著依次選擇:“添加”→“現(xiàn)有項”。

B.在彈出的窗口中依次添加靜態(tài)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(fā)。

2.查看PC函數(shù)手冊，熟悉相關函數(shù)接口

(1)PC函數(shù)手冊也在光盤資料里面，具體路徑如下：“光盤資料\8.PC函數(shù)\函數(shù)庫2.1\ZMotion函數(shù)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)振鏡運動打包接口。

為了使得振鏡運動能夠高速的執(zhí)行，采用打包所有文件下載到控制器的方式，提高振鏡的運動速度，保證過程中振鏡速度得到有效的提升，不會因為上位機下發(fā)過程跟不上控制器運動的情況，導致中間出現(xiàn)運動停止。

通過精準輸出設置，達到高速情況下進行到位后及時打開OP的效果，保證激光打開的準確性，已達到PSO在激光加工中的應用。

使用movescanabs是不帶加減速的運動指令，支持us級別的時間控制，有效控制調節(jié)出光位置時間。

使用moveop_delay進行調節(jié)開關光延時時間，防止由于振鏡移動滯后導致的漏光或者末端點能量太大的現(xiàn)象出現(xiàn),如下圖所示。

A.開光延時：

B.關光延時：

3.MFC開發(fā)控制器PSO位置同步輸出運動例程

(1)例程界面如下。

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

//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(jiān)控控制器狀態(tài)，以及運行過程所用時間。

void CgalvmoveDlg::OnTimer(UINT_PTR nIDEvent)

{

// TODO: 在此添加消息處理程序代碼和/或調用默認值

if (NULL == g_handle)

{

MessageBox(_T("鏈接斷開"));

return;

}

if (1 == nIDEvent)

{

CString string;

float position = 0;

ZAux_Direct_GetDpos(g_handle, 4, &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, 4, &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, 5, &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, 5, &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, 4, &status); //判斷當前軸狀態(tài)

if (status == -1)

{

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

}

else

{

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

}

}

if (2 == nIDEvent)

{

int idlestatus = 0;

ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle, 4, &idlestatus);

if (idlestatus == -1)

{

CString string;

m_endtime = GetTickCount() - m_starttime;

string.Format("過程所用時長：%dms", m_endtime);

GetDlgItem(IDC_TIME)->SetWindowText(string);

KillTimer(2);

}

}

CDialogEx::OnTimer(nIDEvent);

}

（4）通過啟動按鈕的事件處理函數(shù)采用打包字符串的方式進行運行振鏡運動軌跡，將振鏡運動的速度得到提升效果，并在文件中直接對控制器參數(shù)進行設置，并進行對應設置控制器精準輸出，達到到位準確輸出的目的。接著在運動中對應調整開光延時，關光延時，調整振鏡運行開關光延時異常狀態(tài)出現(xiàn)。

void CgalvmoveDlg::OnBnClickedStart()

{

// TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼

int ret = 0;

if (NULL == g_handle)

{

MessageBox(_T("鏈接斷開狀態(tài)"));

return;

}

UpdateData(true);//刷新參數(shù)

float Xpos[5];

float Ypos[5];

CString StrDis;

GetDlgItem(IDC_EDIT_X1)->GetWindowText(StrDis);

Xpos[0] = atoi(StrDis);

GetDlgItem(IDC_EDIT_X2)->GetWindowText(StrDis);

Xpos[1] = atoi(StrDis);

GetDlgItem(IDC_EDIT_X3)->GetWindowText(StrDis);

Xpos[2] = atoi(StrDis);

GetDlgItem(IDC_EDIT_X4)->GetWindowText(StrDis);

Xpos[3] = atoi(StrDis);

GetDlgItem(IDC_EDIT_X5)->GetWindowText(StrDis);

Xpos[4] = atoi(StrDis);

GetDlgItem(IDC_EDIT_Y1)->GetWindowText(StrDis);

Ypos[0] = atoi(StrDis);

GetDlgItem(IDC_EDIT_Y2)->GetWindowText(StrDis);

Ypos[1] = atoi(StrDis);

GetDlgItem(IDC_EDIT_Y3)->GetWindowText(StrDis);

Ypos[2] = atoi(StrDis);

GetDlgItem(IDC_EDIT_Y4)->GetWindowText(StrDis);

Ypos[3] = atoi(StrDis);

GetDlgItem(IDC_EDIT_Y5)->GetWindowText(StrDis);

Ypos[4] = atoi(StrDis);

float OpenDelayTime = 0, OffDelayTime = 0;

CString StrTime = "";

GetDlgItem(IDC_EDIT_OPEN)->GetWindowText(StrTime);

OpenDelayTime = atoi(StrTime);

GetDlgItem(IDC_EDIT_OFF)->GetWindowText(StrTime);

OffDelayTime = atoi(StrTime);

uint32 nRemain = 0;

CString str = "";

//獲取控制能寫入文件的最大大小

ret = ZAux_Scan_3FileRamGetRemainSpace(g_handle, &nRemain);

//啟動三次文件下載

ret = ZAux_Scan_3FileRamDownBegin(g_handle, &nRemain);

//主軸號寫入

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

//參數(shù)寫入

CString str2;

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

str += str2;

//設置精準輸出 ，保證激光輸出正常

str2.Format("AXIS_ZSET(4) = 3\n");

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)";

//運動軌跡寫入

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

for (int i = 0; i < 5; i++)

{

str2.Format("movescanabs(%f,%f)\n", Xpos[i], Ypos[i]);

str += str2;

if (i == 0)

{

str2.Format("moveop_delay = %f\n", OpenDelayTime / 1000);

str += str2;

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

}

if (i == 4)

{

str2.Format("moveop_delay = %f\n", OffDelayTime / 1000);

str += str2;

str2.Format("move_delay(%f)\n", OffDelayTime / 1000);

str += str2;

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

}

}

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

//打包字符串下載到控制器運行

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

//運行三次文件

ret = ZAux_Scan_Motion3FileRun(g_handle, 2);

ret = ZAux_Scan_3FileRamDownEnd(g_handle);

m_starttime = GetTickCount();

SetTimer(2,100,NULL);

UpdateData(false);

}

(5)通過斷開按鈕的事件處理函數(shù)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(shù)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(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); //設置運動回零點

}

（7）通過停止運動的的事件處理函數(shù)將文件運行的任務停止，并取消當前運動，實現(xiàn)實時停止功能。

void CgalvmoveDlg::OnBnClickedStop()

{

// TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼

if (NULL == g_handle)

{

MessageBox(_T("鏈接斷開狀態(tài)"));

return;

}

char retbuffer[2048];

ZAux_Execute(g_handle,"stoptask 2", retbuffer,2048);

Sleep(10);

ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle, 4, 2); //

}

三調試與監(jiān)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(tài)進行監(jiān)控。

1.ZDevelop軟件連接控制器監(jiān)控控制器的狀態(tài)，查看振鏡軸對應參數(shù)，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(shù)才可操作振鏡進行運動。并可通過狀態(tài)顯示部分，查看到當前軸的位置以及運行軌跡所用時間。

2.通過ZDevelop軟件的示波器監(jiān)控振鏡運動運行軌跡，并可監(jiān)控到運行軌跡所用時間，實際調節(jié)開關光延時參數(shù)效果如下所示。

本次，正運動技術開放式激光振鏡+運動控制器(四)：PSO位置同步輸出在激光振鏡加工中的應用，就分享到這里。更多精彩內(nèi)容請關注“。

審核編輯：湯梓紅