今天,正运动技术为大家分享一下应用ZMC408SCAN开放式激光振镜运动的C++开发,实现激光振镜打标,可在文章末尾扫码获取例程源码。
除了C++还支持使用其他上位机软件来开发,上位机程序运行时需要动态库“zmotion.dll”,上位机开发调试时可以把ZDevelop软件同时连接到辅助调试。
01、ZMC408SCAN介绍
ZMC408SCAN是正运动技术新推出的一款支持EtherCAT总线的开放式激光振镜运动,专为工业激光+振镜+运动控制方面的应用而设计。通过EtherCAT总线和脉冲轴接口能实现多轴联动运动控制。
ZMC408SCAN支持ETHERNET、EtherCAT、USB、CAN、RS485、RS232等通讯接口,通过CAN、EtherCAT总线可以连接各个扩展模块,从而扩展数字量、模拟量或运动轴。
电源,还带一个EXIO扩展IO接口,通过定制转接板,灵活控制市场上主流的各种激光器; (5)支持PC同时控制16个ZMC408SCAN同时工作,形成一种振镜阵列的激光加工; (6)板载4路高速差分脉冲输出,并带4路高速差分编码器反馈,支持EtherCAT总线驱动器的控制,支持5轴XYZAC轴的插补,支持振镜轴与运动轴混合插补。 (7)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、虚拟轴设置等多种运动控制功能。 02系统架构 下图为ZMC408SCAN开放式激光的参考架构,支持多种不同类型的激光器控制。 03上位机和通讯 上位机和通讯调用正运动封装好的函数库,提供运动控制和激光控制等众多函数库接口,激光振镜的系统架构参见下图。 本例采用EtherNET网口连接,通过函数ZAux_OpenEth()建立通讯连接,用户可在设置好的界面中选择当前网段下的IP完成连接,出厂IP地址192.168.0.11,参见下图。 04激光控制 一、指令介绍 下面是我们程序中用到的接口函数,主要包含激光控制和激光振镜控制两部分,程序的实现可直接使用封装好的接口函数发送命令给。 本例采用FIBER激光器和2D激光振镜,用到下面的函数接口: § ZAux_Direct_MoveScanAbs:振镜轴多轴绝对直线插补SCAN运动,不带加减速过程,我们这里用来控制振镜轴运动,通过小线段的形式拟合圆形轨迹; § ZAux_Direct_MoveOpDelay:缓冲输出延时,提前开光时将延时时间设置为负数; § ZAux_Direct_MoveDelay:缓冲输出延时,我们这里用来延时关光。 激光功率设置:提供模拟量ZAux_Direct_SetDA、PWM的占空比ZAux_Direct_SetPwmDuty和频率ZAux_Direct_SetPwmFreq等方式控制设置振镜轴拐角处自动延时: ZAux_Direct_SetCornerMode 1.振镜轴直线插补 ZAux_Direct_MoveScanAbs绝对运动,ZAux_Direct_MoveScan相对运动。 2.设置开关光 输出状态为0关光,输出状态为1开光。 3.开关光延时 4.提前/延时开关光 正数时间延时,负数时间提前开关光。 5.设置激光能量(功率) 通过改变模拟量输出的电压值来控制激光能量大小。 6.PWM占空比 通过设置PWM的占空比来调整激光频率,在开始打轨迹之前一定要先设置好。 7.PWM频率 8.振镜轴拐角延时 9.拐角延时起始角度 10.拐角延时结束角度 二、程序流程 先建立通讯,获取连接句柄,激光器选择及参数设置,然后编辑红光与激光口控制开关,运动参数设置,轨迹参数进行小线段处理,开始运动,停止运动。 三、主要程序展示 初始化定义相关变量,初始化轴参数,配置好FIBER转接板的方向为输出,后续的激光轨迹加工控制由按钮触发。 在运动之前我们要设置好空移速度、打标速度、开关光延时、轨迹圆半径、标刻行列数、圆心距等参数。运动开始直接调用这些相关参数执行,获取完轨迹后调用3次文件执行。 1.初始化408FIBER转换板针脚定义,不同激光器类型定义一套不同的输出口,输出口可以在选择激光器类型后对应在界面上进行修改。 408 FIBER转换板参数初始化程序: · void CZmc_fontToMoveDlg::OnCbnSelchangeComboLaser(){ // TODO: 在此添加控件通知处理程序代码 UpdateData(TRUE); if(m_nLaserType == FIBER_408) //408 FIBER转换板参数设置 { char cmdbuffAck[2048] = ; int iresult = ZAux_Execute(m_Handle,EXIO_DIR(0, $8FFFF),cmdbuffAck,2048); m_nEnableIO = 47; //使能io m_nLaserIO = 8; //出关io m_nRedIO = 48; //红光io m_nAout = 3; //功率io m_nPwmIo = 9; //频率io } else if(m_nLaserType == YLR_408) { m_nEnableIO = 31; //使能io m_nLaserIO = 8; //出关io m_nRedIO = 32; //红光io m_nAout = 2; //功率io m_nPwmIo = 9; //频率io } else if(m_nLaserType == YAG_408) //408 YAG转换板参数设置 { char cmdbuffAck[2048] = ; int iresult = ZAux_Execute(m_Handle,EXIO_DIR(0, $AFBBF),cmdbuffAck,2048); m_nEnableIO = 47; //使能io m_nLaserIO = 8; //出关io m_nRedIO = 48; //红光io m_nAout = 3; //功率io m_nPwmIo = 9; //频率io } else if(m_nLaserType == FIBER_504) //504 { m_nEnableIO = 5; //使能io m_nLaserIO = 6; //出关io m_nRedIO = 28; //红光io m_nAout = 2; //功率io m_nPwmIo = 7; //频率io } UpdateData(FALSE);} 2.设置拐角延时与激光功率,再调用运动执行,程序如下。 · void CZmc_fontToMoveDlg::OnBnClickedBtnMove(){ // TODO: 在此添加控件通知处理程序代码 UpdateData(TRUE); //设置拐角减速此ZSMOOTH为拐角延时 int iresult = ZAux_Direct_SetCornerMode(m_Handle,SCAN_AxisX,2); //设置精准输出 iresult = ZAux_Direct_SetParam(m_Handle,AXIS_ZSET,SCAN_AxisX,3); //设置拐角延时 iresult = ZAux_Direct_SetZsmooth(m_Handle,SCAN_AxisX,m_nCorDelay); //设置拐角起始角度,减速时间在DecelAngle-StopAngle线性变化 iresult = ZAux_Direct_SetDecelAngle(m_Handle,SCAN_AxisX,0); //设置拐角结束角度 iresult = ZAux_Direct_SetStopAngle(m_Handle,SCAN_AxisX,90/180*3.1415926); //设置激光功率 iresult = ZAux_Direct_SetDA(m_Handle,m_nAout,m_nAoutVal); //设置激光频率 iresult = ZAux_Direct_SetPwmDuty(m_Handle,m_nPwmIo,0.5); iresult = ZAux_Direct_SetPwmFreq(m_Handle,m_nPwmIo,m_nPwmFreq); //获取轨迹数据,(0,0)为圆外接起点,5*5间距画半径为5的小圆 Cal_WorkData(m_fStartX, m_fStartY, m_nStepDis, m_nColNum, m_nRowNum, m_fRadius); Run_3FileMode();} 3.圆弧转小线段是将我们的设置的圆弧轨迹转换为小线段存起来,然后转换后由3次文件的形式加载执行。 圆弧转小线段程序如下: · void CZmc_fontToMoveDlg::Cal_WorkData(float fStartX, float fStartY, float iStepDis, int iColNum, int iRowNum, float fRadius){ //圆弧转小线段 int ilen = -1; double ArcX; double ArcY; //获取单个整圆转换长度 int iret = ZMotionOptimize_TransArcSeges(m_Handle,fStartX - fRadius, fStartY, fStartX + fRadius, fStartY + 2 * fRadius, 0, -2 * PI, m_refDistance, ArcX, ArcY, ilen); if (iret != 0 ilen < 0) { CString StrErr; StrErr.Format(圆弧转小线段失败错误码:%d,iret); MessageBox(StrErr); return; } double *ArcToLineX; double *ArcToLineY; ArcToLineX = (double*)malloc(sizeof(double)*ilen); ArcToLineY = (double*)malloc(sizeof(double)*ilen); //获取数据 iret = ZMotionOptimize_TransArcSeges(m_Handle, fStartX - fRadius, fStartY, fStartX + fRadius, fStartY + 2 * fRadius, 0, -2 * PI, m_refDistance, ArcToLineX, ArcToLineY, ilen); //轨迹总长度 m_GraphTotalLen = ilen * iColNum * iRowNum; m_GraphData = (struct_GraphPos*)malloc(sizeof(struct_GraphPos)*m_GraphTotalLen); //申请分配内存 //填写数据 int iAcr = 0; for (int icol = 0; icol < iColNum ; icol++) { for(int irow = 0 ;irow 4.这里程序完成空移,然后移动完成之前,如果下一条运动指令执行的是轨迹运动,那么提前将激光打开。 · //空移到打标点起始点void CZmc_fontToMoveDlg::Zscan_Z3pFile_StartString(struct_GraphPos *iGraphData){ char cmdbuff[2048] = ; char tempbuff[2048] = ; //生成命令 sprintf(tempbuff, BASE(%d,%d)\n,SCAN_AxisX,SCAN_AxisY); //设置打标轴 strcat(cmdbuff, tempbuff); //空移到起点 sprintf(tempbuff, FORCE_SPEED = %f\n,m_dEmpSpeed); //设置空移速度 strcat(cmdbuff, tempbuff); sprintf(tempbuff, MOVESCANABS(%f,%f)\n,(*iGraphData).fposx,(*iGraphData).fposy); //移动 strcat(cmdbuff, tempbuff); //设置提前开光 if (m_nStartDelay < 0) //提前出光 { sprintf(tempbuff, MOVEOP_DELAY = %f\n,m_nStartDelay/1000); strcat(cmdbuff, tempbuff); } else { sprintf(tempbuff, MOVE_DELAY(%f)\n,m_nStartDelay/1000); strcat(cmdbuff, tempbuff); } //开光 sprintf(tempbuff, MOVE_OP(%d,1)\nMOVE_DELAY(10)\nMOVE_OP(%d,1)\n,m_nEnableIO,m_nLaserIO); strcat(cmdbuff, tempbuff); //判断命令长度是否发送 strcat(g_MoveStr,cmdbuff); Zscan_Z3pFile_Down();} //生成打标直线段字符串void CZmc_fontToMoveDlg::Zscan_Z3pFile_LineString(struct_GraphPos *iGraphData){ char cmdbuff[2048] = ; char tempbuff[2048] = ; //生成命令 //空移到起点 sprintf(tempbuff, FORCE_SPEED = %f\n,m_dSpeed); //设置打标速度 strcat(cmdbuff, tempbuff); sprintf(tempbuff, MOVESCANABS(%f,%f)\n,(*iGraphData).fposx,(*iGraphData).fposy); //移动 strcat(cmdbuff, tempbuff); //判断命令长度是否发送 strcat(g_MoveStr,cmdbuff); Zscan_Z3pFile_Down();} 5.延时关光是在打标轨迹完成后,将激光延时关闭。 延时关光程序如下: · void CZmc_fontToMoveDlg::Zscan_Z3pFile_EndString(struct_GraphPos *iGraphData){ char cmdbuff[2048] = ; char tempbuff[2048] = ; //生成命令 sprintf(tempbuff, FORCE_SPEED = %f\n,m_dEmpSpeed); //设置空移速度 strcat(cmdbuff, tempbuff); sprintf(tempbuff, MOVESCANABS(%f,%f)\n,(*iGraphData).fposx,(*iGraphData).fposy); //移动 strcat(cmdbuff, tempbuff); //延时关光 if(m_nLastDelay >0) { //延时关光 sprintf(tempbuff, MOVEOP_DELAY = 0\nMOVE_DELAY(%f)\n,m_nLastDelay/1000); strcat(cmdbuff, tempbuff); } else { sprintf(tempbuff, MOVEOP_DELAY = %f\n,m_nLastDelay/1000); strcat(cmdbuff, tempbuff); } //关光 sprintf(tempbuff, MOVE_OP(%d,OFF)\n,m_nLaserIO); strcat(cmdbuff, tempbuff); //判断命令长度是否发送 strcat(g_MoveStr,cmdbuff); Zscan_Z3pFile_Down();} 四、最终效果 首先点击下拉框选择IP,点击连接,依次设置好激光器参数、运动参数,设置好后输入打轨迹的参数,点击运动开始打圆形轨迹,点击停止结束。 通过Zdevelop软件的示波器采样运动结果:先从其他位置空移到起始位置,然后提前1ms开光,走完一个圆形轨迹,关闭激光(延时关光),再空移到下一个圆形轨迹的起点,开光(提前1ms开光),又走完一个轨迹后,关光(延时5ms关光),如此循环执行,直到设置的行列数打完停止(打轨迹中也能点击停止)。 XY模式下的轨迹,轨迹包括了圆形打标轨迹和空走轨迹: 本次,正运动技术开放式激光振镜运动:C++快速开发 ,就分享到这里。