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今天，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)為大家分享一下應(yīng)用ZMC408SCAN開放式激光振鏡運(yùn)動(dòng)控制器的C++開發(fā)，實(shí)現(xiàn)激光振鏡打標(biāo) ，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(jī)軟件來開發(fā)，上位機(jī)程序運(yùn)行時(shí)需要?jiǎng)討B(tài)庫(kù)“zmotion.dll”，上位機(jī)開發(fā)調(diào)試時(shí)可以把ZDevelop軟件同時(shí)連接到控制器輔助調(diào)試。
01 ZMC408SCAN控制器介紹
ZMC408SCAN是正運(yùn)動(dòng)技術(shù)新推出的一款支持EtherCAT總線的開放式激光振鏡運(yùn)動(dòng)控制器，專為工業(yè)激光+振鏡+運(yùn)動(dòng)控制方面的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。通過EtherCAT總線和脈沖軸接口能實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)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(gè)擴(kuò)展模塊，從而擴(kuò)展數(shù)字量、模擬量或運(yùn)動(dòng)軸。
（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(shí)即使進(jìn)行了減速調(diào)整，在高速加工的場(chǎng)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(gè)振鏡接口，支持2D振鏡和3D振鏡，配合不帶加減速的運(yùn)動(dòng)指令MOVESCAN，拐角處振鏡加工自動(dòng)延時(shí)，完成精準(zhǔn)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(yùn)動(dòng)中靈活的調(diào)節(jié)激光開光/關(guān)光延時(shí)，響應(yīng)快，精確到us級(jí)別的控制，且設(shè)置過程簡(jiǎn)單，大大縮短了工程師的調(diào)參時(shí)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(gè)EXIO擴(kuò)展IO接口，通過定制轉(zhuǎn)接板，靈活控制市場(chǎng)上主流的各種激光器；
（5）支持PC同時(shí)控制16個(gè)ZMC408SCAN控制器同時(shí)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(dòng)器的控制，支持5軸XYZAC軸的插補(bǔ)，支持振鏡軸與運(yùn)動(dòng)軸混合插補(bǔ)。
（7）支持直線插補(bǔ)、任意圓弧插補(bǔ)、空間圓弧、螺旋插補(bǔ)、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、虛擬軸設(shè)置等多種運(yùn)動(dòng)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。
03 上位機(jī)和控制器通訊
上位機(jī)和控制器通訊調(diào)用正運(yùn)動(dòng)封裝好的函數(shù)庫(kù)，提供運(yùn)動(dòng)控制和激光控制等眾多函數(shù)庫(kù)接口，激光振鏡的系統(tǒng)架構(gòu)參見下圖。
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(dāng)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。
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(shí)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：
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ZAux_Direct_MoveScanAbs：振鏡軸多軸絕對(duì)直線插補(bǔ)SCAN運(yùn)動(dòng)，不帶加減速過程，我們這里用來控制振鏡軸運(yùn)動(dòng)，通過小線段的形式擬合圓形軌跡；
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ZAux_Direct_MoveOpDelay：緩沖輸出延時(shí)，提前開光時(shí)將延時(shí)時(shí)間設(shè)置為負(fù)數(shù)；
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ZAux_Direct_MoveDelay：緩沖輸出延時(shí)，我們這里用來延時(shí)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(dòng)延時(shí)：
ZAux_Direct_SetCornerMode
1.振鏡軸直線插補(bǔ)
ZAux_Direct_MoveScanAbs絕對(duì)運(yùn)動(dòng)，ZAux_Direct_MoveScan相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
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。
3. 開關(guān)光延時(shí)
4. 提前/延時(shí)開關(guān)光
正數(shù)時(shí)間延時(shí)，負(fù)數(shù)時(shí)間提前開關(guān)光。
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。
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。
7. PWM頻率
8. 振鏡軸拐角延時(shí)
9. 拐角延時(shí)起始角度
10. 拐角延時(shí)結(jié)束角度
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(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)置，軌跡參數(shù)進(jìn)行小線段處理，開始運(yùn)動(dòng)，停止運(yùn)動(dòng)。
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?yàn)檩敵�，后續(xù)的激光軌跡加工控制由按鈕觸發(fā)。
在運(yùn)動(dòng)之前我們要設(shè)置好空移速度、打標(biāo)速度、開關(guān)光延時(shí)、軌跡圓半徑、標(biāo)刻行列數(shù)、圓心距等參數(shù)。運(yùn)動(dòng)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(duì)應(yīng)在界面上進(jìn)行修改。
408 FIBER轉(zhuǎn)換板參數(shù)初始化程序：
2.設(shè)置拐角延時(shí)與激光功率，再調(diào)用運(yùn)動(dòng)執(zhí)行，程序如下。
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：
4.這里程序完成空移，然后移動(dòng)完成之前，如果下一條運(yùn)動(dòng)指令執(zhí)行的是軌跡運(yùn)動(dòng)，那么提前將激光打開。
5.延時(shí)關(guān)光是在打標(biāo)軌跡完成后，將激光延時(shí)關(guān)閉。
延時(shí)關(guān)光程序如下：
四、最終效果
首先點(diǎn)擊下拉框選擇控制器IP，點(diǎn)擊連接，依次設(shè)置好激光器參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)，設(shè)置好后輸入打軌跡的參數(shù)，點(diǎn)擊運(yùn)動(dòng)開始打圓形軌跡，點(diǎn)擊停止結(jié)束。
通過 Z develop 軟件的示波器采樣運(yùn)動(dòng)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(gè)圓形軌跡，關(guān)閉激光（延時(shí)關(guān)光），再空移到下一個(gè)圓形軌跡的起點(diǎn)，開光（提前 1ms 開光） , 又走完一個(gè)軌跡后，關(guān)光（延時(shí) 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(diǎn)擊停止）。
XY模式下的軌跡，軌跡包括了圓形打標(biāo)軌跡和空走軌跡：
實(shí)際效果運(yùn)行視頻：
本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)開放式激光振鏡運(yùn)動(dòng)控制器：C++快速開發(fā) ，就分享到這里。
更多精彩內(nèi)容請(qǐng)關(guān)注“正運(yùn)動(dòng)小助手”公眾號(hào)，需要相關(guān)開發(fā)環(huán)境與例程代碼，請(qǐng)咨詢正運(yùn)動(dòng)技術(shù)銷售工程師：400-089-8936。
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