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開放式激光振鏡運動控制器:C++快速開發(fā)
深圳市正運動技術(shù)有限公司
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今天,正運動技術(shù)為大家分享一下應(yīng)用ZMC408SCAN開放式激光振鏡運動控制器的C++開發(fā),實現(xiàn)激光振鏡打標 ,可在文章末尾掃碼獲取例程源碼。

除了C++還支持使用其他上位機軟件來開發(fā),上位機程序運行時需要動態(tài)庫“zmotion.dll”,上位機開發(fā)調(diào)試時可以把ZDevelop軟件同時連接到控制器輔助調(diào)試。

01 ZMC408SCAN控制器介紹

ZMC408SCAN是正運動技術(shù)新推出的一款支持EtherCAT總線的開放式激光振鏡運動控制器,專為工業(yè)激光+振鏡+運動控制方面的應(yīng)用而設(shè)計。通過EtherCAT總線和脈沖軸接口能實現(xiàn)多軸聯(lián)動運動控制。

ZMC408SCAN支持ETHERNET、EtherCAT、USB、CAN、RS485、RS232等通訊接口,通過CAN、EtherCAT總線可以連接各個擴展模塊,從而擴展數(shù)字量、模擬量或運動軸。

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(1)ZMC408SCAN內(nèi)置高精度PSO位置同步輸出功能,在加工圓角、曲線部分時即使進行了減速調(diào)整,在高速加工的場合,也能控制激光輸出的間距保持恒定;

(2)支持激光振鏡控制和振鏡反饋,包含2個振鏡接口,支持2D振鏡和3D振鏡,配合不帶加減速的運動指令MOVESCAN,拐角處振鏡加工自動延時,完成精準高效的激光控制,提高激光加工設(shè)備的產(chǎn)能;

(3)通過指令在運動中靈活的調(diào)節(jié)激光開光/關(guān)光延時,響應(yīng)快,精確到us級別的控制,且設(shè)置過程簡單,大大縮短了工程師的調(diào)參時間;

(4)自帶LASER激光器控制接口,支持IPG、YLR、YLS等類型激光電源,還帶一個EXIO擴展IO接口,通過定制轉(zhuǎn)接板,靈活控制市場上主流的各種激光器;

(5)支持PC同時控制16個ZMC408SCAN控制器同時工作,形成一種振鏡陣列的激光加工;

(6)板載4路高速差分脈沖輸出,并帶4路高速差分編碼器反饋,支持EtherCAT總線驅(qū)動器的控制,支持5軸XYZAC軸的插補,支持振鏡軸與運動軸混合插補。

(7)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(shè)置等多種運動控制功能。

02 系統(tǒng)架構(gòu)

下圖為ZMC408SCAN開放式激光 控制器的參考架構(gòu),支持多種不同類型的激光器控制。

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03 上位機和控制器通訊

上位機和控制器通訊調(diào)用正運動封裝好的函數(shù)庫,提供運動控制和激光控制等眾多函數(shù)庫接口,激光振鏡的系統(tǒng)架構(gòu)參見下圖。

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本例采用EtherNET網(wǎng)口連接控制器,通過函數(shù)ZAux_OpenEth()建立通訊連接,用戶可在設(shè)置好的界面中選擇當前網(wǎng)段下的控制器IP完成連接,控制器出廠IP地址192.168.0.11,參見下圖。

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04  激光控制

一、指令介紹

下面是我們程序中用到的接口函數(shù),主要包含激光控制和激光振鏡控制兩部分,程序的實現(xiàn)可直接使用封裝好的接口函數(shù)發(fā)送命令給控制器 。

本例采用FIBER激光器和2D激光振鏡,用到下面的函數(shù)接口:

  • ZAux_Direct_MoveScanAbs:振鏡軸多軸絕對直線插補SCAN運動,不帶加減速過程,我們這里用來控制振鏡軸運動,通過小線段的形式擬合圓形軌跡;

  • ZAux_Direct_MoveOpDelay:緩沖輸出延時,提前開光時將延時時間設(shè)置為負數(shù);

  • ZAux_Direct_MoveDelay:緩沖輸出延時,我們這里用來延時關(guān)光。

激光功率設(shè)置:

提供模擬量ZAux_Direct_SetDA、PWM的占空比ZAux_Direct_SetPwmDuty和頻率ZAux_Direct_SetPwmFreq等方式控制

設(shè)置振鏡軸拐角處自動延時:

ZAux_Direct_SetCornerMode

1.振鏡軸直線插補

ZAux_Direct_MoveScanAbs絕對運動,ZAux_Direct_MoveScan相對運動。
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2.設(shè)置開關(guān)光

輸出狀態(tài)為0關(guān)光,輸出狀態(tài)為1開光。
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3. 開關(guān)光延時
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4. 提前/延時開關(guān)光

正數(shù)時間延時,負數(shù)時間提前開關(guān)光。
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5. 設(shè)置激光能量(功率)

通過改變模擬量輸出的電壓值來控制激光能量大小。
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6. PWM占空比

通過設(shè)置 PWM 的占空比來調(diào)整激光頻率,在開始打軌跡之前一定要先設(shè)置好。
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7. PWM頻率
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8. 振鏡軸拐角延時
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9. 拐角延時起始角度
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10. 拐角延時結(jié)束角度
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二、程序流程

先建立控制器通訊,獲取連接句柄,激光器選擇及參數(shù)設(shè)置,然后編輯紅光與激光口控制開關(guān),運動參數(shù)設(shè)置,軌跡參數(shù)進行小線段處理,開始運動,停止運動。

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三、主要程序展示

初始化定義相關(guān)變量,初始化軸參數(shù),配置好 FIBER 轉(zhuǎn)接板的方向為輸出,后續(xù)的激光軌跡加工控制由按鈕觸發(fā)。

在運動之前我們要設(shè)置好空移速度、打標速度、開關(guān)光延時、軌跡圓半徑、標刻行列數(shù)、圓心距等參數(shù)。運動開始直接調(diào)用這些相關(guān)參數(shù)執(zhí)行,獲取完軌跡后調(diào)用3次文件執(zhí)行。

1.初始化408FIBER轉(zhuǎn)換板針腳定義,不同激光器類型定義一套不同的輸出口,輸出口可以在選擇激光器類型后對應(yīng)在界面上進行修改。

408 FIBER轉(zhuǎn)換板參數(shù)初始化程序:
QQ截圖20221018085847.png

2.設(shè)置拐角延時與激光功率,再調(diào)用運動執(zhí)行,程序如下。
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3.圓弧轉(zhuǎn)小線段是將我們的設(shè)置的圓弧軌跡轉(zhuǎn)換為小線段存起來,然后轉(zhuǎn)換后由3次文件的形式加載執(zhí)行。

圓弧轉(zhuǎn)小線段程序如下:
QQ截圖20221018085938.png

4.這里程序完成空移,然后移動完成之前,如果下一條運動指令執(zhí)行的是軌跡運動,那么提前將激光打開。
QQ截圖20221018090008.png

5.延時關(guān)光是在打標軌跡完成后,將激光延時關(guān)閉。

延時關(guān)光程序如下:
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四、最終效果

首先點擊下拉框選擇控制器IP,點擊連接,依次設(shè)置好激光器參數(shù)、運動參數(shù),設(shè)置好后輸入打軌跡的參數(shù),點擊運動開始打圓形軌跡,點擊停止結(jié)束。

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通過 Z develop 軟件的示波器采樣運動結(jié)果:先從其他位置空移到起始位置,然后提前 1ms 開光,走完一個圓形軌跡,關(guān)閉激光(延時關(guān)光),再空移到下一個圓形軌跡的起點,開光(提前 1ms 開光) , 又走完一個軌跡后,關(guān)光(延時 5ms 關(guān)光),如此循環(huán)執(zhí)行,直到設(shè)置的行列數(shù)打完停止(打軌跡中也能點擊停止)。

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XY模式下的軌跡,軌跡包括了圓形打標軌跡和空走軌跡:

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實際效果運行視頻:

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本次,正運動技術(shù)開放式激光振鏡運動控制器:C++快速開發(fā) ,就分享到這里。

更多精彩內(nèi)容請關(guān)注“正運動小助手”公眾號,需要相關(guān)開發(fā)環(huán)境與例程代碼,請咨詢正運動技術(shù)銷售工程師:400-089-8936。

本文由正運動技術(shù)原創(chuàng),歡迎大家轉(zhuǎn)載,共同學(xué)習(xí),一起提高中國智能制造水平。文章版權(quán)歸正運動技術(shù)所有,如有轉(zhuǎn)載請注明文章來源。

正運動技術(shù)專注于運動控制技術(shù)研究和通用運動控制軟硬件產(chǎn)品的研發(fā),是國家級高新技術(shù)企業(yè)。正運動技術(shù)匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才,在堅持自主創(chuàng)新的同時,積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運動控制基礎(chǔ)技術(shù)的研究,是國內(nèi)工控領(lǐng)域發(fā)展最快的企業(yè)之一,也是國內(nèi)少有、完整掌握運動控制核心技術(shù)和實時工控軟件平臺技術(shù)的企業(yè)。主要業(yè)務(wù)有:運動控制卡_運動控制器_EtherCAT運動控制卡_EtherCAT控制器_運動控制系統(tǒng)_視覺控制器__運動控制PLC_運動控制_機器人控制器_視覺定位等等。


 

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