开放式激光振镜+运动控制器(五)：ZMC408SCAN控制器硬件介绍

2023-09-16 阅读 287 评论 0

摘要：今天，正运动小助手给大家分享一下运动控制器之ZMC408SCAN的硬件接口。一ZMC408SCAN硬件介绍 1.功能介绍 ZMC408SCAN总线控制器支持EtherCAT总线连接，支持最多达8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

今天，正运动小助手给大家分享一下运动控制器之ZMC408SCAN的硬件接口。

一ZMC408SCAN硬件介绍

1.功能介绍

ZMC408SCAN总线控制器支持EtherCAT总线连接，支持最多达8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。ZMC408SCAN总线控制器支持脉冲轴/总线轴/振镜轴混合插补。

ZMC408SCAN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。

激光控制器说明书。ZMC408SCAN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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激光振镜有什么用？在这里插入图片描述

本地脉冲轴说明
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3.IPG激光器控制

IPG激光器使用模拟量控制能量，输出信号为24V高电压控制激光器输出，因此控制器本身带有一个特殊24V控制接口，内置模拟量控制激光器的动作，可通过接口直接与激光器相连接，控制对应动作。

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czp-1使用说明书？在这里插入图片描述

408SCAN控制器IPG接口功能：

(1)可通过直接控制器发送激光，红光，使能等输出信号进行操作激光器让激光器进行对应响应。

(2)DB口中带有16位模拟量输入输出，精准控制能量输出大小。

(3)可接收激光器信号，显示in作出对应响应。

激光聚焦镜怎么装，4.fiber激光器控制过程

为了扩展控制其他类型激光器，408SCAN控制器本体上增设有一个扩展接口，目前可支持扩展fiber激光器类型，通过扩展接口进行连接扩展板，转换TTL信号后进行对应控制激光器的激光使能，红光开关以及8位数字量控制能量，使用指令配置EXIO接口，配置连接扩展板。

EXIO扩展接口介绍:EXIO同时映射到输入与输出。

指令原型:EXIO_DIR(isel, dirbit)

isel: -0(指定激光器类型，目前只支持fiber激光器)

激光振镜型号、dirbit: 按位设置是否输出, 0- 输入, 1-输出。(自定义配置转接口对应的信号类型)。

EXIO接口经转换板转接之后，对应激光器引脚如表所示，表中红色字体为输入信号，其他为输出信号。因此，需要通过指令EXIO_DIR进行配置对应位映射输入输出。

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5.振镜控制过程

激光振镜运动控制卡？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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ZMC408SCAN支持XY2-100振镜协议，支持运动控制与振镜联合插补运动。同时支持XY2-100E振镜协议，支持瑞雷振镜闭环，振镜运动过程中会实施反馈mpos的振镜位置，可通过读取的位置进行对应处理实现闭环，并且会对应报警。

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。

激光电源和激光器，使用ZMC408SCAN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

ZMC408SCAN的激光电源接口内置输出口8，9控制激光器输出可配置PWM，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。

ZMC408SCAN控制器存在三路模拟量输入输出，可进行控制激光器能量输出，其中两路在控制器端口上，模拟量精度为12位。还有一路模拟量在激光电源接口上面，专门控制ipg的激光器能量，模拟量精度为16位。（ZMC408SCAN内部DA采用了内部电源）

激光电源控制器、在这里插入图片描述

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

激光二极管控制器、(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“Visual C++”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)。

转镜激光、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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rtc5激光控制卡说明书、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。

激光控制系统，(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。

无锡精控光电纠偏控制器说明书、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。

m25智能控制器说明书。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1SetWindowText("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 defaultif(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 1-脉冲轴类型   for (int i = 4; i < 6; i++){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 hereif(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到中心零点位置，不直接使用dpos=0，修改振镜轴坐标回零

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 hereint 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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