运动控制器之ZMC420SCAN的硬件接口

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。

2.硬件接口

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。

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。

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。

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。

5.控制器基本信息

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。

(2)选择开发语言为“VisualC++”和程序类型“MFC应用程序”。

(3)点击下一步即可。

(4)选择类型为“基于对话框”，下一步或者完成。

(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。

B.选择“函数库2.1”文件夹。

C.选择“Windows平台”文件夹。

D.根据需要选择对应的函数库这里选择64位库。

E.解压C++的压缩包,里面有C++对应的函数库。

F.函数库具体路径如下。

(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。

(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”。

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。

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”

(2)链接控制器，获取链接句柄。

ZAux_OpenEth()接口说明：

(3)振镜运动接口。

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。

(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 CSingle_move_Dlg::OnStart() //启动运动

{

if(NULL == g_handle)

{

MessageBox(_T("链接断开状态"));

return ;

}

UpdateData(true);//刷新参数

int status = 0;

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

if (status == 0) //已经在运动中

{

return ;

}

//设定轴类型 21振镜轴类型

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

{

//m_Atype=21振镜轴类型

ZAux_Direct_SetAtype(g_handle, i, m_Atype);

ZAux_Direct_SetMerge(g_handle,i,1);

//设置脉冲当量

ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, i, m_units);

//设定速度，加减速

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);

//设定S曲线时间 设置为0表示梯形加减速

ZAux_Direct_SetSramp(g_handle, i, m_sramp);

}

//使用MOVESCANABS运动

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

}

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。

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。

本次，正运动技术开放式激光振镜+运动控制器(一)：硬件接口，就分享到这里。

审核编辑：汤梓红