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本篇文章我們主要介紹正運(yùn)動技術(shù)動態(tài)鏈接庫環(huán)境配置以及EtherCAT運(yùn)動控制器在ROS下的單軸運(yùn)動。
在正式學(xué)習(xí)之前，我們先了解一下正運(yùn)動技術(shù)的EtherCAT運(yùn)動控制器ZMC432和ZMC408CE。這兩款產(chǎn)品分別是32軸，8軸EtherCAT運(yùn)動控制器。
ZMC432功能簡介
ZMC432是正運(yùn)動推出的一款多軸高性能EtherCAT總線運(yùn)動控制器，具有EtherCAT、 EtherNET 、RS232、CAN和U盤等通訊接口，ZMC系列運(yùn)動控制器可應(yīng)用于各種需要脫機(jī)或聯(lián)機(jī)運(yùn)行的場合。
ZMC432最多可支持32軸運(yùn)動控制，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、同步跟隨等功能。
ZMC432支持32軸脈沖輸入與編碼器反饋，通用IO包含24路輸入口和12個(gè)輸出口；2路AD，2路DA；其中特定輸出口支持高速PWM控制。
ZMC432通過EtherCAT和 CAN總線 進(jìn)行硬件資源擴(kuò)展，可擴(kuò)展至4096路輸入和4096路輸出。
ZMC408CE功能簡介
ZMC408CE是正運(yùn)動推出的一款多軸高性能EtherCAT總線運(yùn)動控制器，具有EtherCAT、EtherNET、RS232、CAN和U盤等通訊接口，ZMC系列運(yùn)動控制器可應(yīng)用于各種需要脫機(jī)或聯(lián)機(jī)運(yùn)行的場合。
ZMC408CE支持8軸運(yùn)動控制，最多可擴(kuò)展至32軸，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、同步跟隨等功能。
ZMC408CE支持8軸運(yùn)動控制，可采用脈沖軸（帶編碼器反饋）或EtherCAT總線軸，通用IO包含24路輸入口和16路輸出口，部分IO為高速IO，模擬量AD/DA各兩路，EtherCAT最快125us的刷新周期。
ZMC408CE支持8個(gè)通道的硬件比較輸出、硬件定時(shí)器、運(yùn)動中精準(zhǔn)輸出，還支持8通道PWM輸出，對應(yīng)的輸出口為OUT0-7，支持8個(gè)通道同時(shí)觸發(fā)硬件比較輸出。
ZMC408CE可靈活進(jìn)行硬件資源擴(kuò)展，通過CAN或EtherCAT總線可擴(kuò)展至4096個(gè)輸入和4096個(gè)輸出。
→ ZMC432，ZMC408CE均使用同一套 API函數(shù) ，均支持C、C++、C#、LabVIEW、Python、Delphi等開發(fā)語言，支持VC6.0、VB6.0、Qt、.Net等平臺，支持Windows、Linux、WinCE、iMac等操作系統(tǒng)。
上節(jié)課程中，我們介紹了ROS應(yīng)用背景和Ubuntu18.04安裝ROS Melodic詳細(xì)過程，并且通過ROS編程案例“ 消息發(fā)布和訂閱 ”來詳細(xì)說明正運(yùn)動技術(shù)EtherCAT運(yùn)動控制器ROS的應(yīng)用開發(fā)。詳情點(diǎn)擊→ EtherCAT運(yùn)動控制器在ROS上的應(yīng)用（上）。
01 配置正運(yùn)動技術(shù)動態(tài)鏈接庫環(huán)境
1.添加動態(tài)鏈接庫
在程序包目錄zmotion（catkin_ws/src/zmotion/）下新建文件夾lib，存放動態(tài)鏈接庫libzmotion.so。
在CMakeLists.txt中添加第三方庫路徑（build下）：
link_directories(
lib
${catkin_LIB_DIRS}
)
并在CMakeLists.txt文件中鏈接動態(tài)鏈接庫（調(diào)用鏈接庫時(shí)文件名去掉lib和.so）：
target_link_libraries(talker ${catkin_LIBRARIES} zmotion)
2.添加庫函數(shù)zmcaux.cpp、zmotion.h、zmcaux.h
添加zmcaux.cpp文件到catkin_ws/src/zmotion/src目錄下：
添加頭文件zmotion.h、zmcaux.h到catkin_ws/src/zmotion/include/ zmotion目錄下：
并在CMakeLists.txt中添加這三個(gè)庫文件：
add_executable(talker
src/talker.cpp
src/zmcaux.cpp
include/zmotion/zmotion.h
include/zmotion/zmcaux.h
)
修改頭文件引用，如下圖所示（要填include文件的相對地址，zmotion為程序包名）：
#include "zmotion/zmotion.h"
#include "zmotion/zmcaux.h"
02 正運(yùn)動控制器在ROS下的單軸運(yùn)動
talker節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)軸0的運(yùn)動，并將其位置實(shí)時(shí)發(fā)送給listener節(jié)點(diǎn)，修改talker.cpp如下：
1.添加句柄和頭文件
#include "zmotion/zmotion.h"
#include "zmotion/zmcaux.h"
ZMC_HANDLE g_handle=NULL;
2.通過EtherNET鏈接運(yùn)動控制器
ZMC_LinuxLibInit();
//以太網(wǎng)（Ethernet）鏈接
char ipaddr[16] = {"192.168.0.11"};
int x =ZAux_OpenEth(ipaddr,&g_handle); //***ZMC
ROS_INFO("以太網(wǎng)鏈接控制器:%d",x);//返回0則連接成功
3.實(shí)現(xiàn)單軸運(yùn)動
ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, 0, 200); //設(shè)置軸0運(yùn)動速度為200units/s
ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, 0, 2000); //設(shè)置軸0加速度為2000units/s/s
ZAux_Direct_SetDecel(g_handle, 0, 2000); //設(shè)置軸0減速度為2000units/s/s
ZAux_Direct_SetSramp(g_handle, 0, 100); //設(shè)置軸0 S曲線時(shí)間100ms
ZAux_Direct_Single_Move(g_handle, 0, 300); //軸0 相對與當(dāng)前位置運(yùn)動100 units
4.將實(shí)時(shí)位置發(fā)送給listener節(jié)點(diǎn)
float piValue;
while (ros::ok())
{
std_msgs::Float64 msg;
ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, 0, & piValue);//獲取時(shí)候
msg.data = piValue;
//輸出，用來替代prinf/cout
ROS_INFO("Position is: %f", msg.data);
chatter_pub.publish(msg);
ros::spinOnce();
//休眠，來使發(fā)布頻率為10Hz
loop_rate.sleep();
}
5.編譯
cd ~/catkin_ws/
catkin_make
6.運(yùn)行程序
//打開一個(gè)新終端
roscore
//打開另一個(gè)新終端
cd ~/catkin_ws/
rosrun zmotion talker
//打開另一個(gè)新終端
cd ~/catkin_ws/
rosrun zmotion listener
運(yùn)行效果如下，實(shí)時(shí)輸出位置：
此外，我們在上位機(jī)上的示波器上可以看見，軸0做S曲線運(yùn)動：
本次，正運(yùn)動技術(shù)EtherCAT運(yùn)動控制器在ROS上的應(yīng)用（下） ，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(jiān)持自主創(chuàng)新的同時(shí)，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(shí)時(shí)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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