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今天，正運(yùn)動小助手給大家分享一下全國產(chǎn)EtherCAT運(yùn)動控制邊緣控制器ZMC432H如何使用Python+QT實現(xiàn)連續(xù)軌跡加工。
01 功能簡介
全國產(chǎn)EtherCAT運(yùn)動控制邊緣控制器ZMC432H是正運(yùn)動的一款軟硬件全國產(chǎn)自主可控，運(yùn)動控制接口兼容EtherCAT總線和脈沖型的獨(dú)立式運(yùn)動控制器，最多支持32軸運(yùn)動控制，同時支持正運(yùn)動遠(yuǎn)程HMI功能，能提供網(wǎng)絡(luò)組態(tài)顯示，可實時監(jiān)控和調(diào)整參數(shù)配置。
ZMC432H具備豐富的硬件接口和控制功能模塊，能實現(xiàn)高效穩(wěn)定的運(yùn)動控制和實時數(shù)據(jù)采集，以滿足工業(yè)控制協(xié)同工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需求。
ZMC432H內(nèi)置了Linux系統(tǒng)，可以使用本地的LOCAL接口進(jìn)行連接，可以做到更快速的指令交互，單條指令與多條指令一次性交互時間為40us左右。
ZMC432H視頻介紹：
02 Python+QT進(jìn)行運(yùn)動控制開發(fā)
一.配置好python +Qt開發(fā)環(huán)境，以及安裝好所需工具
1、下載python解釋器。
2、安裝pyside2或者pyside6根據(jù)python解釋器的版本來選擇，高版本的解釋器使用pyside6。
安裝pyside2有以下兩種方式：
方式一： 使用win+r打開運(yùn)行界面，然后輸入cmd（在安裝python解釋器的時候要根據(jù)安裝向?qū)渲煤铆h(huán)境變量，否則后面的指令不會執(zhí)行成功），pip install pyside2 -i https://pypi.douban.com/simple/ ；
方式二： 在pycharm中安裝 。
3、安裝好PyCharm Community Edition，在如下界面點(diǎn)擊+號，安裝所需的工具，如pyside2。
4、在Pycharm中配置自定義工具（用于qt的界面編輯）。
（1）按照如圖步驟打開Tool的編輯框。
（2）自定義Pyside2-uic：
a.Program填寫： Python安裝目錄 \Scripts\pyside2-uic.exe；
b.Arguments填寫： $FileName$ -o $FileNameWithoutExtension$.py；
c.Working directory填寫： $FileDir$。
（3）自定義QtDesigner：
a.Program填寫： Python安裝目錄 \Scripts\pyside2-designer.exe；
b.Working directory填寫： $ProjectFileDir$。
將自定義工具配置好之后就可以直接在PyCharm的菜單中直接使用了。
1、點(diǎn)擊Tools → Qt → Qtdesigner即可進(jìn)入UI的設(shè)計界面。
2、右鍵ui文件，點(diǎn)擊Qt → Pyside2-uic即可生成ui文件的py文件。
二.新建Python項目并添加函數(shù)庫
1、使用PyCharm Community Edition 2022打開一個新建的文件夾或者在進(jìn)入PyCharm Community Edition 2022之后新建一個目錄，并在目錄中添加Python文件。
2、找到 找到廠家提供的光盤資料，路徑如下。
A.進(jìn)入廠商提供的光盤資料找到“04.PC函數(shù)”文件夾，并點(diǎn)擊進(jìn)入。
B.選擇“PC函數(shù)庫V2.1.1”文件夾。
C.選擇“Windows平臺”文件夾。
D.選擇“庫文件與例程”文件夾。
E.選擇“PYTHON例程”文件夾。
F.解壓對應(yīng)位數(shù)的壓縮包。
G.解壓后如下圖所示。
3、對于Windows系統(tǒng)來說將zauxdll.dll、zmotion.dll以及zauxdllPython.Py文件加入所創(chuàng)建的文件夾內(nèi)即可。
三.查看PC函數(shù)手冊，熟悉相關(guān)函數(shù)接口。
1、PC函數(shù)手冊也在光盤資料里面，具體路徑如下：“光盤資料\04.PC函數(shù)\ZMotionPC函數(shù)庫編程手冊及其例程源碼\ZMotionPC函數(shù)庫編程手冊 V2.1.1.pdf”。
2、鏈接控制器，獲取鏈接句柄。
（1）ZAux_OpenEth()接口說明。
（2）下載“.bas”文件到控制器中運(yùn)行的接口說明。
（3）暫停和恢復(fù)控制器內(nèi)部Basic程序的接口說明。
四.RtBasic文件下載與連續(xù)軌跡加工的Python+Qt開發(fā)例程。
1、例程界面如下。
2、通過“光盤資料” → “工具軟件”里面的“ZmotionCadV1.0導(dǎo)圖工具”將CAD圖紙里面的圖形轉(zhuǎn)換成“.bas”的運(yùn)動控制代碼。
A.打開該工具軟件，點(diǎn)擊“文件”→“導(dǎo)入”。選擇需要轉(zhuǎn)換的dxf格式的CAD圖紙并打開。
B.打開后效果如下。
C.點(diǎn)擊“文件”→“導(dǎo)出”，導(dǎo)出“.bas”文件。到時候可下載到控制卡里面進(jìn)行以上軌跡的運(yùn)動控制。
D.CAD導(dǎo)圖軟件的具體使用方法參考往期文章正運(yùn)動技術(shù)CAD導(dǎo)圖軟件配合控制器的使用方法。
3、程序示例如下。
（1）Python中加載qt的UI文件；
from PySide2.QtWidgets import QMessageBox
from PySide2.QtCore import QFile, QTimer
from PySide2.QtUiTools import QUiLoader
q_state_file = QFile("mainweiget.ui")
q_state_file.open(QFile.ReadOnly)
self.ui = QUiLoader().load(q_state_file)
q_state_file.close()
注：此時 self.ui表示了qt中的ui。
（2） 鏈接按鈕的事件處理函數(shù)中調(diào)用鏈接控制器的接口函數(shù)ZAux_OpenEth（），與控制器進(jìn)行鏈接,鏈接成功后啟動定時器1監(jiān)控控制器狀態(tài)。
def on_btn_open_clicked(self):
strtemp = self.ui.comboBox.currentText()
print("當(dāng)前的ip是 ：", strtemp)
if self.Zmc.handle.value is not None:
self.Zmc.close()
self.time1.stop()
self.ui.setWindowTitle("單軸回零")
iresult = self.Zmc.open_eth(strtemp)
if 0 != iresult:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "連接失敗")
else:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "連接成功")
str_title = self.ui.windowTitle() + strtemp
self.ui.setWindowTitle(str_title)
self.Up_State()
self.time1.start(100)
（3） 通過定時器監(jiān)控控制器狀態(tài)。
def Up_State(self):
idlelist = [ctypes.c_int(-1) for i in range(0, 4)]
fdposlist = [ctypes.c_float(0) for i in range(0, 4)]
for i in range(0, 4):
self.Zmc.get_target_pos(i, fdposlist[i]) # 獲取當(dāng)前軸位置
self.Zmc.get_idle(i, idlelist[i]) # 判斷當(dāng)前軸狀態(tài)
str1 = " {} {} ".format("停止中" if idlelist[0].value else "運(yùn)行中", round(fdposlist[0].value, 2))
self.ui.lineEdit_X.setText(str1)
str1 = " {} {} ".format("停止中" if idlelist[1].value else "運(yùn)行中", round(fdposlist[1].value, 2))
self.ui.lineEdit_Y.setText(str1)
str1 = " {} {} ".format("停止中" if idlelist[2].value else "運(yùn)行中", round(fdposlist[2].value, 2))
self.ui.lineEdit_Z.setText(str1)
str1 = " {} {} ".format("停止中" if idlelist[3].value else "運(yùn)行中", round(fdposlist[3].value, 2))
self.ui.lineEdit_R.setText(str1)
（4）通過“選擇bas文件”按鈕的事件處理函數(shù)選擇對應(yīng)的bas文件。
def on_btn_DownBas_clicked(self):
if self.Zmc.handle.value is None:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "未連接控制器")
return
file_Date = QFileDialog.getOpenFileName(self.ui, "選擇BAS文件", "..", "Files(*.bas)")
self.file_Name = file_Date[0].replace("/", "\\")
print(self.file_Name)
if self.file_Name == "":
return
self.ui.textEdit_FilePath.insertPlainText(self.file_Name + "\n")
（5）通過“啟動”按鈕的事件處理函數(shù)來下載和啟動選擇的bas文件。
if self.Zmc.handle.value is None:
QMessageBox.warning(self.ui, "警告", "未連接控制器")
return
# 設(shè)定軸0軸類型
str_tmp = self.ui.edit_Atype_0.text()
float_tmp = int(str_tmp)
self.Zmc.set_axis_type(0, float_tmp)
# 設(shè)定軸0軸類型
str_tmp = self.ui.edit_Atype_1.text()
float_tmp = int(str_tmp)
self.Zmc.set_axis_type(1, float_tmp)
# 設(shè)定脈沖模式及邏輯方向（脈沖 + 方向）
self.Zmc.set_invert_step(self.axis_Num, 0)
# 設(shè)置當(dāng)量
str_tmp = self.ui.edit_Units_0.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_units(0, float_tmp)
str_tmp = self.ui.edit_Units_1.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_units(1, float_tmp)
# 設(shè)置速度
str_tmp = self.ui.edit_Speed_0.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_speed(0, float_tmp)
str_tmp = self.ui.edit_Speed_1.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_speed(1, float_tmp)
# 設(shè)置加速度
str_tmp = self.ui.edit_Accel_0.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_acceleration(0, float_tmp)
str_tmp = self.ui.edit_Accel_1.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_acceleration(1, float_tmp)
# 設(shè)置減速度
self.Zmc.set_deceleration(0, 0)
self.Zmc.set_deceleration(1, 0)
#開啟連續(xù)插補(bǔ)
str_tmp = self.ui.edit_Merge_0.text()
float_tmp = int(str_tmp)
self.Zmc.set_merge(0,float_tmp)
str_tmp = self.ui.edit_Merge_1.text()
float_tmp = int(str_tmp)
self.Zmc.set_merge(1, float_tmp)
if self.file_Name == "":
return
ret = self.Zmc.bas_down(self.file_Name, 1) # 下載到ROM 運(yùn)行
if ret != 0:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "文件下載失敗！" + "錯誤碼為 ：{} ".format(ret))
return
注：“.bas”文件也可以通過我們的ZDevelop軟件下載。ZAux_BasDown指令會將單個bas文件生成ZAR并且下載到控制器運(yùn)行。
（6）通過停止、暫停、繼續(xù)按鈕的事件處理函數(shù)來實現(xiàn)控制器。
def on_btn_stop_clicked(self):
if self.Zmc.handle.value is None:
QMessageBox.warning(self.ui, "警告", "未連接控制器")
return
buffer = (ctypes.c_char * 1024)()
ret = self.Zmc.execute("STOPTASK 0", buffer, 0)
ret = self.Zmc.rapid_stop(2)
def on_btn_Pause_clicked(self):
ret = self.Zmc.bas_pause()
if ret != 0:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "運(yùn)動暫停失敗！" + "錯誤碼為 ：{} ".format(ret))
return
def on_btn_Resume_clicked(self):
ret = self.Zmc.bas_resume()
if ret != 0:
QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "運(yùn)動恢復(fù)失敗！" + "錯誤碼為 ：{} ".format(ret))
return
03 調(diào)試與監(jiān)控
編譯運(yùn)行例程，同時通過ZDevelop軟件連接控制器對控制器狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。
ZDevelop軟件連接控制器打開調(diào)試模式可以查看控制器里面的“.bas”文件的文件名。
通過ZDevelop軟件的示波器功能對連續(xù)小線段的波形進(jìn)行抓取，下面是示波器波形和CAD圖紙的比較。
比較如下圖所示。
例程講解視頻。
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本次，正運(yùn)動技術(shù)全國產(chǎn)EtherCAT運(yùn)動控制邊緣控制器（六）：RtBasic文件下載與連續(xù)軌跡加工的Python+QT開發(fā)，就分享到這里。
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正運(yùn)動技術(shù)專注于運(yùn)動控制技術(shù)研究和通用運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)動控制卡_運(yùn)動控制器_EtherCAT運(yùn)動控制卡_EtherCAT控制器_運(yùn)動控制系統(tǒng)_視覺控制器__運(yùn)動控制PLC_運(yùn)動控制_機(jī)器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運(yùn)動控制卡等等。
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