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　　相較于傳統(tǒng)的振鏡卡+運動控制卡的激光加工應(yīng)用，ZMC408SCAN激光振鏡運動控制器集成了復(fù)雜的運動軌跡控制、激光能量控制和振鏡控制等功能，在一臺控制器上就可以完成激光振鏡打標(biāo)、激光焊接、激光切割、激光清洗以及鉆孔等功能，廣泛應(yīng)用于3C電子、半導(dǎo)體、新能源、光伏、汽車、服裝裁切等領(lǐng)域。

　　激光振鏡軸和運動軸的聯(lián)動，也可以實現(xiàn)飛行打標(biāo)、飛切、飛焊，XY工作臺+振鏡軸聯(lián)動的無拼接大幅面打標(biāo)和切割以及XYZAC五軸插補加工;

　　在鋰電行業(yè)也應(yīng)用廣泛，極耳焊接、頂蓋焊接、模組與PACK焊接、極耳切割、打標(biāo)、激光清洗等。下面來了解一下開放式激光振鏡運動控制器與光纖激光器的應(yīng)用與調(diào)試;

　　一、ZMC408SCAN激光振鏡運動控制器開放式架構(gòu)

　　1.ZMC408SCAN的振鏡功能

　　ü XY2-100的振鏡控制協(xié)議，刷新周期10us-50us

　　ü 雙通道振鏡，支持2D/3D振鏡，振鏡位置可反饋

　　ü 簡單的振鏡工藝參數(shù)設(shè)置，降低客戶的開發(fā)難度

　　ü 振鏡矯正功能、振鏡反饋閉環(huán)，保證激光加工的精度

　　2.ZMC408SCAN的激光控制

　　ü 1個激光控制接口，支持IPG 、YLR、YLS 等類型激光器

　　ü 1個可配置擴展 IO 接口，通過轉(zhuǎn)換板可外置擴展YGA、 SPI ,FIBER等其他類型激光器

　　ü O-10V模擬量輸出、8路高速PWM輸出可靈活控制激光能量

　　ü 可實現(xiàn)PWM輸出、模擬量輸出與運動速度的同步

　　3.ZMC408SCAN的運動控制

　　ü 16軸EtherCAT總線軸/脈沖軸/振鏡軸控制，可混合插補

　　ü 一維/二維/三維硬件位置比較輸出，位置同步輸出PSO功能

　　ü 電子凸輪、同步跟隨、直線插補、圓弧插補、連續(xù)軌跡加工、30+種機械手正逆解算法等

　　ü 專用MPG手輪接口，支持 5-24V 手輪輸入

　　二、激光振鏡運動控制器之激光振鏡功能

　　激光振鏡是一種專門用于激光加工領(lǐng)域的特殊的運動器件，2D激光振鏡頭包含的主要元件是激光發(fā)生器，兩個電機和兩個振鏡片，它靠兩個電機分別控制兩個振鏡片X和Y反射激光，形成XY平面的運動，這兩個電機使用控制器上的振鏡軸接口控制，示意圖如下。

　　激光振鏡不同于一般的電機，激光振鏡具有非常小的慣量，且在運動的過程中負(fù)載非常小，只需要帶動反射鏡片，系統(tǒng)的響應(yīng)非常快。

　　使用ZMC408SCAN控制器的SCAN振鏡軸接口連接激光振鏡頭，每個振鏡軸接口內(nèi)包含兩路振鏡通道信號，分別控制振鏡片X、Y的偏轉(zhuǎn)，從而控制了激光打到工件的位置，激光的開關(guān)一般通過OP口控制，部分OP口支持PWM功能，通過PWM控制激光的能量和開關(guān)。

　　激光振鏡接口

　　SCAN振鏡接口采用25針母頭，針腳號說明參見下表：

　　ZMC408SCAN支持XY2-100振鏡協(xié)議，刷新周期10us-50us，支持運動控制與振鏡聯(lián)合插補運動。上位機通過網(wǎng)口與控制器相連，通過XY2-100振鏡協(xié)議進(jìn)行控制振鏡軸的運動，通過EtherCAT總線或者脈沖模式控制伺服軸運動。

　　ZMC408SCAN支持瑞雷振鏡閉環(huán)，振鏡運動過程中會實施反饋MPOS的振鏡位置，可通過讀取的位置進(jìn)行對應(yīng)處理實現(xiàn)閉環(huán)，并且會對應(yīng)報警。

　　控制器與激光振鏡接線，采用標(biāo)準(zhǔn)的配線完成控制器與激光振鏡接線，接線參考圖如下：

　　三、激光振鏡運動控制器之激光能量控制(以FIBER激光器為例)

　　ZMC408SCAN控制FIBER激光器，需要通過EXIO擴展接口連接ZMC408SCAN-FIBER擴展板，轉(zhuǎn)換TTL信號后控制激光器的激光使能、紅光開關(guān)以及8位數(shù)字量輸出口控制激光能量，如下圖所示，接線完成還需使用指令配置EXIO擴展接口，配置連接擴展板的輸入/輸出信號。

控制器與Fiber激光器的連接

　　Fiber激光器轉(zhuǎn)接板輸出接口說明如下表，通過EXIO_DIR設(shè)置好IO方向后，便可通過右側(cè)的IO編號控制激光器。

　　D0和D7一共8位組合設(shè)置激光器的功率，激光出光口為OUT8，激光出光前先設(shè)置好激光器的功率并打開激光使能開關(guān)OUT47，紅光的開關(guān)為OUT48。

　　接線完成后，配置好EXIO擴展IO接口的IO方向之后才能控制激光器，擴展IO功能設(shè)置EXIO_DIR(0, $8FFFF)。

　　指令語法：

　　EXIO_DIR(isel, dirbit)

　　Isel：0(指定激光器類型)

　　dirbit: 按位設(shè)置是否輸出, 0- 輸入, 1-輸出 (自定義配置轉(zhuǎn)接口對應(yīng)的信號類型)

　　控制器與激光器的接線參考圖如下：

　　例如某激光器的控制端口針腳說明如下表，對比上表可知，F(xiàn)iber-DB25頭轉(zhuǎn)接板輸出接口采用與該激光器匹配的標(biāo)準(zhǔn)端口，針腳定義一致，可直接與該激光器相連，再通過OUT引腳控制激光器。

　　功率信號定義：設(shè)置針 1～8 的 TTL 信號，通過 TTL 信號的組合來設(shè)置泵浦激光二極管的電流，從而控制激光器的輸出功率。通過 1～8 針可以設(shè)置 0～255 范圍內(nèi)的編碼，對應(yīng)于 0～100%的功率輸出。

　　電源：針17和GND組成激光器控制端口的供電回路，采用5V直流供電。

　　四、激光振鏡運動控制器之軸運動控制

　　ZMC408SCAN可以通過脈沖接口或者EtherCAT總線接口連接驅(qū)動器進(jìn)行軸運動控制。控制器硬件提供4個本地差分脈沖軸接口，同時包含差分編碼器輸入，每個接口為標(biāo)準(zhǔn)DB26母座;EtherCAT總線最多可接16個伺服，同步周期最低250us，如下圖所示

　　與松下A5/A6伺服驅(qū)動器差分接線參考示例：

　　五、激光振鏡運動控制器之PSO功能

　　PSO(position synchronized output)即位置同步輸出，通過采集實時的編碼器反饋(或輸出的脈沖)進(jìn)行位置比較，與激光器同步輸出信號進(jìn)行相位同步，在運動軌跡的所有階段以恒定的距離(而非時間)間隔觸發(fā)輸出開關(guān)，包括加速、減速和勻速段，從而實現(xiàn)脈沖能量均勻地作用在被加工物體上。

　　PSO功能的引入能夠在整個運動軌跡中以固定的距離觸發(fā)輸出信號而不考慮總體速度，即在直線部分以很快的速度運動，而在圓角部分減速，通常圓角加工部分在整個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，就可以最大限度地提高產(chǎn)能

非PSO激光輸出                                                     PSO激光輸出

　　ZMC408SCAN支持硬件比較輸出、硬件定時器、運動中精準(zhǔn)輸出，比較主軸帶編碼器輸入時，自動使用編碼器位置來觸發(fā)，可以使用MOVEOP_DELAY參數(shù)來調(diào)整輸出準(zhǔn)確時刻，提高加工的精度。

　　六、ZMC408SCAN激光+振鏡+運動控制的實現(xiàn)方式

　　通過ZDevelop開發(fā)平臺，用戶能夠很容易的對ZMC408SCAN振鏡運動控制器進(jìn)行振鏡控制、激光能量控制、運動控制。除了使用ZDevelop軟件，還可以使用其他上位機軟件開發(fā)，ZMC408SCAN使用一套API函數(shù)，支持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)。ZMC408SCAN振鏡控制+運動控制一體化的硬件和統(tǒng)一開放的開發(fā)環(huán)境，提升開發(fā)效率，縮短開發(fā)周期，應(yīng)用更簡單，成本更經(jīng)濟。

　　1. 基于ZDevelop軟件的激光振鏡應(yīng)用開發(fā)方式

　　2. 基于PC軟件的激光振鏡應(yīng)用開發(fā)方式

　　3. .基于PC+ZDevelop的前瞻小線段加工與PSO輸出的同步

　　七、方案和產(chǎn)品優(yōu)勢

　　l 激光控制+振鏡控制+軸運動控制高度集成于一臺控制器，節(jié)省硬件成本

　　l SCAN支持XY2-100振鏡協(xié)議，支持2D激光振鏡，3D激光振鏡，支持軸運動控制與振鏡聯(lián)合插補運動

　　l 開放式開發(fā)方式(C# / C++ / Labview......)，客戶可快速打造自己的行業(yè)軟件

　　l 開放振鏡校正功能，提高激光加工的精度

　　l 軸運動控制和振鏡控制與激光功率控制同步，提升激光加工效率

　　l 軸運動控制與激光振鏡同步運動，解決傳統(tǒng)的大幅面拼接誤差