01 硬件介紹
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支持8軸運(yùn)動(dòng)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(dòng)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個(gè)輸入口和16個(gè)輸出口,部分IO為高速IO,EtherCAT最快100us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(dòng)中精準(zhǔn)輸出,還支持8通道PWM輸出,對(duì)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,用于多通道的視覺飛拍場(chǎng)合等。 ZMC408CE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內(nèi)置高精度PSO位置同步輸出功能,在加工圓角與曲線時(shí)即使進(jìn)行有減速調(diào)整,在高速加工的場(chǎng)合中也能控制激光輸出的等間距輸出。
02 PSO技術(shù)介紹
PSO(position synchronized output)即位置同步輸出,本質(zhì)是通過采集實(shí)時(shí)的編碼器反饋位置(無編碼器可使用輸出的脈沖位置)與比較模式設(shè)定的位置進(jìn)行比較,控制OP高速同步輸出信號(hào),PSO示意圖如下。
PSO一般與激光器(或點(diǎn)膠噴射閥等設(shè)備)同步輸出信號(hào)進(jìn)行相位同步,在運(yùn)動(dòng)軌跡的所有階段以恒定的空間(或恒定時(shí)間)間隔觸發(fā)輸出開關(guān),包括加速、減速和勻速段,從而實(shí)現(xiàn)脈沖能量均勻地作用在被加工物體上。
PSO功能的特點(diǎn)是能高速且穩(wěn)定的輸出信號(hào),因?yàn)檩敵鼍茸銐蚋?,所以能夠在整個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡中以固定的距離觸發(fā)輸出信號(hào)而不用考慮總體速度,即在直線部分以很快的速度運(yùn)動(dòng),而在圓角部分減速的同時(shí)也能保證輸出間距恒定。 通常圓角加工部分在整個(gè)加工過程中占有比較小的部分,這樣在保證加工效果的同時(shí),就可以最大限度地提高產(chǎn)能。
正運(yùn)動(dòng)的PSO功能調(diào)用ZAux_Direct_HwPswitch2函數(shù)接口實(shí)現(xiàn),該函數(shù)采用硬件實(shí)現(xiàn)IO的高速比較輸出,響應(yīng)速度達(dá)到微秒級(jí)別,故名硬件比較輸出。
03 MFC項(xiàng)目的開發(fā)
(一)新建MFC項(xiàng)目并添加函數(shù)庫
注:本例程在VS2010編譯環(huán)境下,基于.NET Framework 4.0框架創(chuàng)建的MFC窗體應(yīng)用程序。
1.工具欄菜單“文件”→“新建”→“項(xiàng)目”,啟動(dòng)創(chuàng)建項(xiàng)目向?qū)А?/p>
2.選擇開發(fā)語言為“Visual C++”和.NET Framework 4以及MFC應(yīng)用程序,填寫好程序名以及選擇好程序存放路徑,點(diǎn)擊確定。
3.點(diǎn)擊下一步。
4.選擇類型為“基于對(duì)話框”,點(diǎn)擊下一步或者完成即可。
(二)找到廠家提供的C++函數(shù)庫文件
1.進(jìn)入廠商提供的光盤資料,找到“8.PC函數(shù)”文件夾,并點(diǎn)擊進(jìn)入,找到C++函數(shù)庫,路徑如下(64位庫為例)。
2.選擇“函數(shù)庫2.1”文件夾。
3.選擇“Windows平臺(tái)”文件夾。
4.根據(jù)需要選擇對(duì)應(yīng)的函數(shù)庫,這里選擇“64位庫”。
5.解壓C++壓縮包,里面有C++對(duì)應(yīng)的函數(shù)庫。
6.函數(shù)庫具體路徑如下。
7.將廠商提供的C++庫文件以及相關(guān)文件復(fù)制到新建的項(xiàng)目中。
(三)在項(xiàng)目中添加靜態(tài)庫和相關(guān)頭文件
靜態(tài)庫:zauxdll.lib, zmotion.lib 相關(guān)頭文件:zauxdll2.h, zmotion.h
1.先右擊頭文件,接著依次選擇:“添加”→“現(xiàn)有項(xiàng)”。
2.在彈出的窗口中依次添加靜態(tài)庫和相關(guān)頭文件。
3.聲明用到的頭文件和定義控制器連接句柄。
至此,項(xiàng)目新建完成。
(四)查看PC函數(shù)手冊(cè)
用戶需要從PC函數(shù)手冊(cè)中獲取運(yùn)動(dòng)控制開發(fā)使用的函數(shù)接口,對(duì)照手冊(cè)說明使用,PC函數(shù)手冊(cè)在光盤資料查看,具體路徑如下:“光盤資料8.PC函數(shù)函數(shù)庫2.1Motion函數(shù)庫編程手冊(cè)V2.1.pdf”。
(五)控制器網(wǎng)口連接函數(shù)接口
PC編程一般使用網(wǎng)口對(duì)控制器和工控機(jī)進(jìn)行鏈接。ZAux_FastOpen();如果鏈接成功,該接口會(huì)返回一個(gè)鏈接句柄。通過操作這個(gè)鏈接句柄可以實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器的控制。 ZAux_OpenEth()接口說明:
指令11 | ZAux_FastOpen | ||||||||
指令原型 | int32 __stdcall ZAux_FastOpen(int type, char *pconnectstring, uint32 uims ,ZMC_HANDLE * phandle) | ||||||||
指令說明 | 與控制器建立連接, 可以指定連接的等待時(shí)間 | ||||||||
輸入參數(shù) |
|
||||||||
輸出參數(shù) |
|
||||||||
返回值 | 成功返回值為0,非0詳見錯(cuò)誤碼說明 | ||||||||
指令示例 |
1.串口連接: ZMC_HANDLE phandle;//控制器連接句柄 Char comID[32]= "0";//串口ID ZAux_FastOpen(1, comID,1000s ,&phandle); 2.網(wǎng)口連接例子: ZMC_HANDLE phandle;//控制器連接句柄 Char EthID[32]= "192.168.0.11";//網(wǎng)口ID ZAux_FastOpen(1, EthID,1000s ,&phandle); |
||||||||
詳細(xì)說明 | type設(shè)置為5,zmotion.dll版本要在3.8.8.50以上 |
項(xiàng)目應(yīng)用截圖:
(六)硬件比較輸出函數(shù)接口
使用對(duì)下位機(jī)寄存器操作的指令操作鏈接句柄“g_handle”,對(duì)控制器進(jìn)行寄存器內(nèi)容取值,實(shí)時(shí)控制下位機(jī)相關(guān)的指令如下。
實(shí)時(shí)全局變量指令:ZAux_Direct_HwPswitch2硬件比較輸出指令到位置后硬件自動(dòng)觸發(fā)op輸出信號(hào)。
指令19 | ZAux_Direct_HwPswitch2 | ||||||||||||||||||||
指令原型 | int32 __stdcall ZAux_Direct_HwPswitch2(ZMC_HANDLE handle,int Axisnum,int Mode, int Opnum, int Opstate, float ModeParal, float ModePara2, float Mode Para3 , float ModePara4) | ||||||||||||||||||||
指令說明 |
硬件位置比較輸出2,4系列產(chǎn)品20170513以上版本支持。 ZMC306E/306N支持。 |
||||||||||||||||||||
輸入?yún)?shù) |
|
(七)硬件定時(shí)器函數(shù)接口
ZAux_Direct_HwTimer硬件定時(shí)器硬件比較輸出后一段時(shí)間還原電平。
指令21 | ZAux_Direct_HwTimer | ||||||||||||||||
指令原型 | int32 __stdcall ZAux_Direct_HwTimer(ZMC_HANDLE handle,int mode, int cyclonetime, int optime, int reptimes, int opstate, int opnum) | ||||||||||||||||
指令說明 | 硬件定時(shí)器用于硬件比較輸出后一段時(shí)見還原電平-4系列產(chǎn)品支持 | ||||||||||||||||
輸入?yún)?shù) |
|
||||||||||||||||
輸出參數(shù) | / | ||||||||||||||||
返回值 | 成功返回值為0,非0詳見錯(cuò)誤碼說明 | ||||||||||||||||
指令示例 |
//周期調(diào)整為2,輸出兩次 ZAux_Trigger(g_handle); ZAux_Direct_SetOp(g_handle, 0, 0); ZAux_Direct_HwTimer(g_handle, 2, 1000000, 500000, 2, 0, 0);//輸出口0變?yōu)閛n后,硬件定時(shí)器觸發(fā)開始計(jì)時(shí),500ms后切換為off ZAux_Direct_SetOp(g_handle, 0, 1); |
||||||||||||||||
詳細(xì)說明 |
(1)HW_TIMER只有1個(gè),每次調(diào)用會(huì)強(qiáng)制停止之前的調(diào)用。 (2)ZMC420SCAN每個(gè)輸出口的HW_TIMER功能獨(dú)立。 (3)ZMC3系列部分、4系列及以上產(chǎn)品支持此功能。 (4)OP和MOVE_OP操作會(huì)關(guān)閉正在進(jìn)行的HW_TIMER脈沖,這樣可以使用HW_TIMER來實(shí)現(xiàn)類似PWM的功能,OP輸出打開脈沖輸出,下一個(gè)OP輸出關(guān)閉脈沖輸出,當(dāng)使用MOVE_OP精準(zhǔn)輸出時(shí),可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的PWM輸出無限脈沖功能。 |
04 MFC程序的運(yùn)行和讀寫控制開發(fā)
(一)Demo交互界面
Demo主要分為三個(gè)部分:
1.鏈接控制器,支持網(wǎng)口連接和串口連接。 2.配置基本軸參數(shù)。 3.配置硬件比較輸出,可選多種模式測(cè)試,部分模式需要先配置TABLE的比較點(diǎn)數(shù)據(jù)才能啟動(dòng)。
(二)常用模式例程功能與效果
1.單軸比較(模式1)
ZAux_Direct_HwPswitch2(ZMC_HANDLE handle,intAxisnum,intMode, intOpnum,intOpstate,floatModePara1, floatModePara2,floatModePara3,floatModePara4).
(1)handle:控制器連接句柄; (2)Axisnum:比較軸號(hào); (3)Mode:1-啟動(dòng)比較器; (4)Opnum:對(duì)應(yīng)的輸出口; (5)Opstate:第一個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài); (6)ModePara1:第一個(gè)比較點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)所在TABLE寄存器編號(hào); (7)ModePara2:最后一個(gè)比較點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)所在TABLE寄存器編號(hào); (8)ModePara3:第一個(gè)點(diǎn)判斷方向,0坐標(biāo)負(fù)向,1坐標(biāo)正向,-1不使用方向; (9)ModePara4:模式1里面,該參數(shù)無意義,填0或其他任意值。 模式1主要功能為:在TABLE寄存器里面設(shè)置好比較點(diǎn),碰到設(shè)置好的單軸比較點(diǎn)之后,輸出口電平反轉(zhuǎn)。
該模式使用時(shí)需要指定高速輸出口,將首個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)、比較軸設(shè)置好之后,再設(shè)置比較點(diǎn)(即設(shè)置table寄存器,點(diǎn)數(shù)量等),最后設(shè)置比較點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向,啟動(dòng)比較。緊接著驅(qū)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)即可。
如下圖所示,設(shè)置高速比較輸出口0,首個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)為1,設(shè)置比較軸為0。設(shè)置4個(gè)比較點(diǎn),比較點(diǎn)坐標(biāo)分別為:100,200,300,400。即當(dāng)軸運(yùn)動(dòng)到100,200,300,400時(shí),都會(huì)觸發(fā)電平變化。
示波器波形如圖所示:由圖可得輸出口OP(0)在100,200,300,400時(shí)會(huì)發(fā)生電平變化。
2.清除比較點(diǎn)(模式2)
ZAux_Direct_HwPswitch2(ZMC_HANDLEhandle,intAxisnum,intMode, intOpnum,intOpstate,float ModePara1, floatModePara2,floatModePara3,floatModePara4). (1)handle:控制器連接句柄; (2)Axisnum:比較軸號(hào); (3)Mode:2-清除比較緩沖區(qū); (4)Opnum:對(duì)應(yīng)的輸出口; (5)Opstate:模式2里面,該參數(shù)無意義,填0; (6)ModePara1:模式2里面,該參數(shù)無意義,填0; (7)ModePara2:模式2里面,該參數(shù)無意義,填0; (8)ModePara3:模式2里面,該參數(shù)無意義,填0; (9)ModePara4:模式2里面,該參數(shù)無意義,填0。 使用前需要調(diào)用此模式,清除可能沒有比較完成的數(shù)據(jù)。使用過程中也可以發(fā)送此命令,停止比較。
3.矢量比較方式(模式3)
ZAux_Direct_HwPswitch2(ZMC_HANDLEhandle,intAxisnum,intMode, intOpnum,intOpstate,floatModePara1, floatModePara2,floatModePara3,floatModePara4). (1)handle:控制器連接句柄; (2)Axisnum:比較軸號(hào); (3)Mode:3-啟動(dòng)比較器; (4)Opnum:對(duì)應(yīng)的輸出口; (5)Opstate:第一個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài); (6)ModePara1:第一個(gè)矢量距離比較點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)所在TABLE寄存器編號(hào); (7)ModePara2:最后一個(gè)矢量距離比較點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)所在TABLE寄存器編號(hào); (8)ModePara3:模式3里面,該參數(shù)無意義,填0或其他任意值; (9)ModePara4:模式3里面,該參數(shù)無意義,填0或其他任意值。 模式3主要功能為:在TABLE寄存器里面設(shè)置好比較點(diǎn),碰到設(shè)置單軸矢量距離比較點(diǎn)之后,輸出口電平反轉(zhuǎn)。 該模式使用時(shí)需要指定高速輸出口,將首個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)、比較軸設(shè)置好之后,再設(shè)置比較點(diǎn)(即設(shè)置TABLE寄存器,點(diǎn)數(shù)量等),啟動(dòng)比較。緊接著驅(qū)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)即可。 如下圖所示,設(shè)置高速比較輸出口0,首個(gè)比較點(diǎn)的輸出狀態(tài)為1,設(shè)置比較軸為0。設(shè)置4個(gè)比較點(diǎn),比較點(diǎn)坐標(biāo)分別為:100,200,300,400。即當(dāng)軸矢量距離運(yùn)動(dòng)到100,200,300,400時(shí),都會(huì)觸發(fā)電平變化。
示波器波形如圖所示:由圖可得輸出口OP(0)在100,200,300,400時(shí)會(huì)發(fā)生電平變化。
本次,正運(yùn)動(dòng)技術(shù)運(yùn)動(dòng)控制器PSO視覺飛拍與精準(zhǔn)輸出的C++開發(fā)(一):?jiǎn)屋SPSO,就分享到這里。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:運(yùn)動(dòng)控制器PSO視覺飛拍與精準(zhǔn)輸出的C++開發(fā)(一):?jiǎn)屋SPSO
文章出處:【微信號(hào):伺服與運(yùn)動(dòng)控制,微信公眾號(hào):伺服與運(yùn)動(dòng)控制】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
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