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ZMC408CE是正運(yùn)動(dòng)推出的一款多軸高性能EtherCAT總線運(yùn)動(dòng)控制器，具有EtherCAT、EtherNET、RS232、CAN和U盤(pán)等通訊接口，ZMC系列運(yùn)動(dòng)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(chǎng)合。
ZMC408CE運(yùn)動(dòng)控制器支持PLC、Basic、HMI組態(tài)三種編程方式。PC上位機(jī)API編程支持C#、C++、LabVIEW、Matlab、Qt、Linux、VB.Net、Python等接口。
ZMC408CE硬件功能特性
1.支持8軸運(yùn)動(dòng)控制（脈沖+EtherCAT總線），EtherCAT同步周期可快至125us；
2.24路通用輸入、16路通用輸出，模擬量AD/DA各兩路；
3.8路10MHz高速差分脈沖輸出，總線軸、脈沖軸可混合插補(bǔ)；
4.高性能處理器，提升運(yùn)算速度、響應(yīng)時(shí)間和掃描周期等；
5.一維/二維/三維、多通道視覺(jué)飛拍，高速高精；
6.位置同步輸出PSO，連續(xù)軌跡加工中對(duì)精密點(diǎn)膠膠量控制和激光能量控制等；
7.多軸同步控制，多坐標(biāo)系獨(dú)立控制等；
8.直線插補(bǔ)、任意空間圓弧插補(bǔ)、螺旋插補(bǔ)、樣條插補(bǔ)等；
9.應(yīng)用靈活，可PC上位機(jī)開(kāi)發(fā)，也可脫機(jī)獨(dú)立運(yùn)行。
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PCIE464是正運(yùn)動(dòng)推出的一款EtherCAT總線+脈沖型、PCIE接口式的運(yùn)動(dòng)控制卡，可選6-64軸運(yùn)動(dòng)控制，支持多路高速數(shù)字輸入輸出，可輕松實(shí)現(xiàn)多軸同步控制和高速數(shù)據(jù)傳輸。
PCIE464運(yùn)動(dòng)控制卡適合于多軸點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)、插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)、軌跡規(guī)劃、手輪控制、編碼器位置檢測(cè)、IO控制、位置鎖存等功能的應(yīng)用。
PCIE464運(yùn)動(dòng)控制卡適用于3C電子加工、檢測(cè)設(shè)備、半導(dǎo)體設(shè)備、SMT加工、激光加工、光通訊設(shè)備、鋰電及光伏設(shè)備、以及非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備等高速高精應(yīng)用場(chǎng)合。
PCIE464硬件功能特性
1.可選6-64軸運(yùn)動(dòng)控制，支持EtherCAT總線/脈沖/步進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)器；
2.聯(lián)動(dòng)軸數(shù)最高可達(dá)16軸，運(yùn)動(dòng)周期最小為100μs；
3.標(biāo)配8進(jìn)8出，其中4路高速鎖存輸入和8路高速PWM、PSO輸出，更多IO請(qǐng)選配ACC37接線板擴(kuò)展板；
4.支持PWM輸出、精準(zhǔn)輸出、PSO硬件位置比較輸出、視覺(jué)飛拍等；
5.支持30+機(jī)械手模型正逆解模型算法，比如SCARA、Delta、UVW、4軸/5軸 RTCP...；
6.支持掉電存儲(chǔ)和掉電中斷，提供程序更安全機(jī)制；
7.具有螺距補(bǔ)償控制，在單軸上通過(guò)多個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)進(jìn)行精確調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)更高的加工精度。
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XPCIE1032H是一款基于PCI Express的EtherCAT總線運(yùn)動(dòng)控制卡，可選6-64軸運(yùn)動(dòng)控制，支持多路高速數(shù)字輸入輸出，可輕松實(shí)現(xiàn)多軸同步控制和高速數(shù)據(jù)傳輸。
XPCIE1032H運(yùn)動(dòng)控制卡集成了強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制功能，結(jié)合MotionRT7運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)軟核，解決了高速高精應(yīng)用中，PC Windows開(kāi)發(fā)的非實(shí)時(shí)痛點(diǎn)，指令交互速度比傳統(tǒng)的PCI/PCIe快10倍。
XPCIE1032H硬件功能特性
1.6-64軸EtherCAT總線+脈沖可選，其中4路單端500KHz脈沖輸出；
2.16軸EtherCAT同步周期500us，支持多卡聯(lián)動(dòng)；
3.板載16點(diǎn)通用輸入，16點(diǎn)通用輸出，其中8路高速輸入和16路高速輸出；
4.通過(guò)EtherCAT總線，可擴(kuò)展到512個(gè)隔離輸入或輸出口；
5.支持PWM輸出、精準(zhǔn)輸出、PSO硬件位置比較輸出、視覺(jué)飛拍等；
6.支持直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、連續(xù)軌跡加工（速度前瞻）；
7.支持電子凸輪、電子齒輪、位置鎖存、同步跟隨、虛擬軸、螺距補(bǔ)償?shù)裙δ埽?/p>
8.支持30+機(jī)械手模型正逆解模型算法，比如SCARA、Delta、UVW、4軸/5軸 RTCP...
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01 C#進(jìn)行單旋轉(zhuǎn)臺(tái)XYR項(xiàng)目開(kāi)發(fā)
1.在VS2019菜單“文件”→“新建”→“項(xiàng)目”，啟動(dòng)創(chuàng)建項(xiàng)目向?qū)А?/p>
2.選擇開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為“C#”和Windows窗體應(yīng)用程序，點(diǎn)擊下一步。
3.配置好項(xiàng)目名稱和位置，以及相應(yīng)框架，點(diǎn)擊創(chuàng)建。
4.找到廠家提供的光盤(pán)資料里面的C#函數(shù)庫(kù)，路徑如下（64位庫(kù)為例）。進(jìn)入廠商提供的光盤(pán)資料，找到zauxdll.dll，zmotion.dll和Zmcaux.cs這三個(gè)庫(kù)文件。
庫(kù)文件路徑：【00光盤(pán)資料】→【04PC函數(shù)】→【01PC函數(shù)庫(kù)V2.1】→【W(wǎng)indows平臺(tái)】→【C#】→【64位】→【庫(kù)文件】。
5.將廠商提供的C#的庫(kù)文件以及相關(guān)文件復(fù)制到新建的項(xiàng)目中。
1）將zmcaux.cs文件復(fù)制到新建的項(xiàng)目里面中。
2）將zauxdll.dll和zmotion.dll文件放入bin\debug文件夾中。
3）將Zmcaux.cs文件添加進(jìn)項(xiàng)目中。右鍵項(xiàng)目名稱，選擇添加，再選擇現(xiàn)有項(xiàng)，選擇Zmcaux.cs文件。
6.雙擊Form1.cs里面的Form1，出現(xiàn)代碼編輯界面，在文件開(kāi)頭寫(xiě)入using cszmcaux，并聲明控制器句柄g_handle。
7.至此，項(xiàng)目新建完成，可進(jìn)行C#項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。
02 相關(guān)PC函數(shù)介紹
PC函數(shù)手冊(cè)可在光盤(pán)資料獲取，具體路徑如下：“00光盤(pán)資料\03編程手冊(cè)\03ZMotion PC函數(shù)庫(kù)編程手冊(cè)”。
1.鏈接控制器，獲取鏈接句柄。
2.機(jī)械手參數(shù)矯正指令。
3.硬件比較輸出指令使用介紹。
4.圓心螺旋指令使用介紹。
03 C#單旋轉(zhuǎn)臺(tái)XYR例程演示
1.上位機(jī)軟件界面如下，首先選擇連接方式。
可以選擇網(wǎng)口IP連接，串口COM連接，PCI卡卡號(hào)連接以及Local MotionRT連接。選擇好連接字符串后，這里以網(wǎng)口IP連接為例，再連接字符串中輸入控制器IP地址，再點(diǎn)擊連接。若彈出鏈接成功提示框，則可正常操作。若連接失敗，檢測(cè)連接字符串是否正確，網(wǎng)線是否松動(dòng)等情況。
2.總線驅(qū)動(dòng)器初始化界面的介紹。
（1）配置好總線起始軸號(hào)，總線節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，本地脈沖軸起始軸號(hào)和本地脈沖軸個(gè)數(shù)四個(gè)參數(shù)后，點(diǎn)擊總線初始化按鈕，進(jìn)行總線掃描。
（2）等待初始化完成后，表格出現(xiàn)廠商ID和設(shè)備ID等相關(guān)節(jié)點(diǎn)信息，則代表初始化完成。
（3）如需將對(duì)應(yīng)總線節(jié)點(diǎn)的IO狀態(tài)信息映射到控制器上查看，則填寫(xiě)對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)需要映射IO的起始地址，若無(wú)需映射默認(rèn)-1不需要修改，填寫(xiě)完成后，點(diǎn)擊保存，再次點(diǎn)擊總線初始化按鈕進(jìn)行總線掃描。
（4）通過(guò)RTSys軟件查看IO映射的地址成功與否。成功連接控制器后，在菜單欄中找到【控制器】→【控制器狀態(tài)】→【槽位0節(jié)點(diǎn)】，可以看到所有節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的IO起始地址。可以在總線初始化完成后觀看此界面確認(rèn)IO起始地址映射正常。
3.相關(guān)軸參數(shù)配置界面介紹。
選擇軸號(hào)，配置軸類(lèi)型，電機(jī)一圈脈沖數(shù)，加速度，減速度等相關(guān)軸參數(shù)后點(diǎn)擊立即生效按鈕，將這些參數(shù)配置對(duì)應(yīng)軸上。默認(rèn)旋轉(zhuǎn)中心（X,Y）坐標(biāo)為（0,0），接著選擇旋轉(zhuǎn)軸實(shí)際正向旋轉(zhuǎn)方向，再點(diǎn)擊寫(xiě)入?yún)?shù)配置按鈕，將機(jī)械手參數(shù)寫(xiě)入機(jī)械手模型結(jié)構(gòu)中。
4.旋轉(zhuǎn)中心標(biāo)定界面介紹。
（1）首先點(diǎn)擊手動(dòng)運(yùn)動(dòng)，選擇正解機(jī)模式，接著點(diǎn)擊寸動(dòng)按鈕選擇寸動(dòng)還是點(diǎn)動(dòng)模式，最后配置好速度。
（2）參考單旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心標(biāo)定界面的步驟，通過(guò)手動(dòng)運(yùn)動(dòng)示教三組坐標(biāo)。示教完成后點(diǎn)擊標(biāo)定旋轉(zhuǎn)中心按鈕，通過(guò)三點(diǎn)確認(rèn)圓心計(jì)算旋轉(zhuǎn)中心的坐標(biāo)。
注意：α,β,γ三個(gè)角度不重合即可，原理是3點(diǎn)確定一個(gè)圓心，角度范圍覆蓋可以盡量大一些。
（3）點(diǎn)擊單旋轉(zhuǎn)臺(tái)關(guān)節(jié)軸參數(shù)按鈕，可以看到的計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)，點(diǎn)擊寫(xiě)入?yún)?shù)配置，將實(shí)際旋轉(zhuǎn)中心寫(xiě)入機(jī)械手結(jié)構(gòu)參數(shù)中。
函數(shù)介紹：當(dāng)點(diǎn)擊標(biāo)定旋轉(zhuǎn)中心按鈕后，首先會(huì)判斷當(dāng)前模式是否處于正解模式，標(biāo)定旋轉(zhuǎn)中心時(shí)機(jī)械手必須處于正解模式。然后再調(diào)用機(jī)械手參數(shù)矯正指令，開(kāi)始計(jì)算旋轉(zhuǎn)中心將計(jì)算的坐標(biāo)賦值給軸參數(shù)配置界面的文本框。
private void Calculate_rotation_center(object sender, EventArgs e)
{
float[] conter = new float[2]; //存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)
int cali_table = 1000; //關(guān)節(jié)坐標(biāo)存儲(chǔ)的table起始編號(hào)
int space = 3; //坐標(biāo)存儲(chǔ)間隔
int groups = 3; //坐標(biāo)個(gè)數(shù)
int tableaux = 1500; //輔助參數(shù)的table編號(hào)
int zeroout = 1200; //計(jì)算出來(lái)理論零點(diǎn)時(shí)關(guān)節(jié)軸的絕對(duì)坐標(biāo)的table編號(hào)
int zeroout2 = 1300; //計(jì)算出來(lái)的機(jī)械手參數(shù)存儲(chǔ)的位置，不填時(shí)直接存儲(chǔ)原參數(shù)的位置
int ret;
int[] iAxisMtype = new int[2];
ret=zmcaux.ZAux_Direct_GetMtype(g_handle,Axis[0],ref iAxisMtype[0]);
if (iAxisMtype[0] == 33)
{
Console.WriteLine("當(dāng)前處于正解模式");
}
else
{
//建立正解
ret = zmcaux.ZAux_Direct_Connreframe(g_handle, reframe_num, VirAxis_List, robot_mode, store_table, frame_num, Axis);
}
//計(jì)算旋轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)
ret = zmcaux.ZAux_Direct_FrameCal(g_handle, VirAxis_List, 2, cali_table, space, groups, tableaux, zeroout, zeroout2);
if (ret != 0)
{
MessageBox.Show("旋轉(zhuǎn)中心計(jì)算失敗");
return;
}
ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetTable(g_handle, zeroout2, 2, conter);
textBox61.Text = conter[0].ToString();
textBox60.Text = conter[1].ToString();
}
5.產(chǎn)品參數(shù)配置界面。
配置好產(chǎn)品長(zhǎng)度，產(chǎn)品寬度等相關(guān)參數(shù)以及不同段的速度后，點(diǎn)擊手動(dòng)運(yùn)動(dòng)將加工軸通過(guò)手動(dòng)運(yùn)動(dòng)移動(dòng)到A點(diǎn)位置，點(diǎn)擊示教坐標(biāo)按鈕，將當(dāng)前位置保存為A點(diǎn)坐標(biāo)。完成示教后，即可點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，對(duì)手機(jī)邊框進(jìn)行檢測(cè)。
函數(shù)介紹：點(diǎn)擊啟動(dòng)檢測(cè)后，會(huì)根據(jù)A點(diǎn)坐標(biāo)，產(chǎn)品長(zhǎng)度，產(chǎn)品寬度和拐角半徑，計(jì)算出所需坐標(biāo)點(diǎn)位。結(jié)合實(shí)際情況在拐角處使用圓心螺距指令實(shí)現(xiàn)拐角軌跡，走出實(shí)際產(chǎn)品軌跡。根據(jù)拍照線寬,使用硬件比較輸出模式5周期脈沖模式，每隔線寬距離觸發(fā)一次比較。
private void move_path(object sender, EventArgs e)
{
//設(shè)置拐角模式，用Speed限制單軸速度
ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetCornerMode(g_handle, VirAxis_List[0],corner_mode);
//設(shè)置運(yùn)行速度
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MovePara(g_handle, (uint)VirAxis_List[0], "Speed", (uint)VirAxis_List[0], product_para[6]);
//回到起始點(diǎn)
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 3, VirAxis_List, distance_A1);
int idle = 0;
while (true)
{
Thread.Sleep(10);
//獲取軸運(yùn)行狀態(tài)
zmcaux.ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle, VirAxis_List[0], ref idle);
if (idle == -1){break;}
}
//清空矢量坐標(biāo)
ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetParam(g_handle, "VECTOR_MOVED", VirAxis_List[0], 0);
float line_width = Convert.ToSingle(textBox31.Text); //拍照線寬
float arc_length =Convert.ToSingle(2* Math.PI* product_para[2]); //四個(gè)拐角弧長(zhǎng)
int out_num = Convert.ToInt32((product_para[0]*2 + 2 * product_para[1] - product_para[2]*8 + arc_length) / line_width);//輸出點(diǎn)數(shù)
int out_mode = 5; //輸出模式
int out_port = 0; //輸出端口
int out_state = 1; //輸出狀態(tài)
float start_vector = 0; //起始矢量
float out_vector = 0.5f; //輸出脈沖
float delay_vector = 0.5f; //延時(shí)矢量
//直線A1-B1
//清空矢量
zmcaux.ZAux_Direct_SetParam(g_handle, "VECTOR_MOVED", VirAxis_List[0], 0);
//清空上次未完成的輸出
zmcaux.ZAux_Direct_HwPswitch2(g_handle, VirAxis_List[0], 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0);
//設(shè)置周期脈沖模式的硬件比較輸出
zmcaux.ZAux_Direct_HwPswitch2(g_handle, VirAxis_List[0], out_mode, out_port, out_state, start_vector+ delay_vector, out_num, line_width, out_vector);
//設(shè)置直線速度
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MovePara(g_handle, (uint)VirAxis_List[0], "Speed", (uint)VirAxis_List[0], product_para[6]);
//直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 3, VirAxis_List, distance_B1);
//拐角B1-B2
//設(shè)置拐角速度
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MovePara(g_handle, (uint)VirAxis_List[0], "Speed", (uint)VirAxis_List[2], product_para[7]);
//圓心螺旋指令實(shí)現(xiàn)拐角
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MHelicalAbs(g_handle, 3, VirAxis_List, distance_B2[0], distance_B2[1], distance_B1[0], distance_B2[1], 0, distance_B2[2], 1);
//直線B2-C1
//設(shè)置直線速度
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MovePara(g_handle, (uint)VirAxis_List[0], "Speed", (uint)VirAxis_List[0], product_para[6]);
//直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 3, VirAxis_List, distance_C1);//拐角C1-C2
//設(shè)置拐角速度
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MovePara(g_handle, (uint)VirAxis_List[0], "Speed", (uint)VirAxis_List[2], product_para[7]);
//圓心螺旋指令實(shí)現(xiàn)拐角
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MHelicalAbs(g_handle, 3, VirAxis_List, distance_C2[0], distance_C2[1], distance_C2[0], distance_C1[1], 0, distance_C2[2], 1);
//直線C2-D1
//設(shè)置直線速度
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MovePara(g_handle, (uint)VirAxis_List[0], "Speed", (uint)VirAxis_List[0], product_para[6]);
//直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 3, VirAxis_List, distance_D1);
//拐角D1-D2
//設(shè)置拐角速度
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MovePara(g_handle, (uint)VirAxis_List[0], "Speed", (uint)VirAxis_List[2], product_para[7]);
//圓心螺旋指令實(shí)現(xiàn)拐角
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MHelicalAbs(g_handle, 3, VirAxis_List, distance_D2[0], distance_D2[1], distance_D1[0], distance_D2[1], 0, distance_D2[2], 1);
//直線D2-A2
//設(shè)置直線速度
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MovePara(g_handle, (uint)VirAxis_List[0], "Speed", (uint)VirAxis_List[0], product_para[6]);
//直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 3, VirAxis_List, distance_A2);
//拐角A2-A1
//設(shè)置拐角速度
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MovePara(g_handle, (uint)VirAxis_List[0], "Speed", (uint)VirAxis_List[2], product_para[7]);
//圓心螺旋指令實(shí)現(xiàn)拐角
ret = zmcaux.ZAux_Direct_MHelicalAbs(g_handle, 3, VirAxis_List, distance_A1[0], distance_A1[1], distance_A1[0], distance_A2[1], 0, 360, 1);
}
04 使用RTSys抓取輸出和軌跡
1.打開(kāi)【RTSys】軟件，點(diǎn)擊【常用】→【連接】→【控制器】。
2.輸入控制器IP地址，點(diǎn)擊連接。
3.打開(kāi)RTSys軟件中的示波器可以方便直觀的觀察輸出的次數(shù)。
選擇菜單欄中的【工具】→【示波器】。打開(kāi)示波器后配置水平刻度通道數(shù)量，接著選擇數(shù)據(jù)源的類(lèi)型，再確認(rèn)通道號(hào)的顯示是否被勾選，最后勾選連續(xù)采集和跟隨。配置好這些參數(shù)后即可點(diǎn)擊藍(lán)色三角按鈕開(kāi)始抓取數(shù)據(jù)。
4.運(yùn)行C#手機(jī)外觀檢測(cè)例程。
（1）配置好軸參數(shù)，機(jī)械手參數(shù)以及產(chǎn)品參數(shù)后，點(diǎn)擊啟動(dòng)檢測(cè)。
（2）后勾選軸3，軸4和輸出口0，將模式切換為XYZ模式再配置好合適的垂直刻度，可以更直觀的看到輸出口的輸出次數(shù)以及的間距。
（3）勾選軸3和軸4的DPOS，將顯示模式切換為XY模式，即可直觀看到軸實(shí)際運(yùn)行的軌跡。
（4）設(shè)置YT模式。抓取主軸軸3的VP_SPEED也就是加工合速度，可以看到在拐角處是減速運(yùn)行的。
5.教學(xué)視頻可點(diǎn)擊→“單旋轉(zhuǎn)臺(tái)XYR在精密點(diǎn)膠外觀檢測(cè)精密焊接的C#應(yīng)用”查看。
本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)單旋轉(zhuǎn)臺(tái)XYR在精密點(diǎn)膠/外觀檢測(cè)/精密焊接的C#應(yīng)用，就分享到這里。
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