今天，正運動技術為大家分享一下應用ZMC408SCAN開放式激光振鏡運動控制器的C++開發，實現激光振鏡打標，可在文章末尾掃碼獲取例程源碼。

　　除了C++還支持使用其他上位機軟件來開發，上位機程序運行時需要動態庫“zmotion.dll”，上位機開發調試時可以把ZDevelop軟件同時連接到控制器輔助調試。

　　01、ZMC408SCAN控制器介紹

　　ZMC408SCAN是正運動技術新推出的一款支持EtherCAT總線的開放式激光振鏡運動控制器，專為工業激光+振鏡+運動控制方面的應用而設計。通過EtherCAT總線和脈沖軸接口能實現多軸聯動運動控制。

　　ZMC408SCAN支持ETHERNET、EtherCAT、USB、CAN、RS485、RS232等通訊接口，通過CAN、EtherCAT總線可以連接各個擴展模塊，從而擴展數字量、模擬量或運動軸。

電源，還帶一個EXIO擴展IO接口，通過定制轉接板，靈活控制市場上主流的各種激光器; 　　(5)支持PC同時控制16個ZMC408SCAN控制器同時工作，形成一種振鏡陣列的激光加工; 　　(6)板載4路高速差分脈沖輸出，并帶4路高速差分編碼器反饋，支持EtherCAT總線驅動器的控制，支持5軸XYZAC軸的插補，支持振鏡軸與運動軸混合插補。 　　(7)支持直線插補、任意圓弧插補、空間圓弧、螺旋插補、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、虛擬軸設置等多種運動控制功能。 　　02系統架構 　　下圖為ZMC408SCAN開放式激光控制器的參考架構，支持多種不同類型的激光器控制。 　　03上位機和控制器通訊 　　上位機和控制器通訊調用正運動封裝好的函數庫，提供運動控制和激光控制等眾多函數庫接口，激光振鏡的系統架構參見下圖。 　　本例采用EtherNET網口連接控制器，通過函數ZAux_OpenEth()建立通訊連接，用戶可在設置好的界面中選擇當前網段下的控制器IP完成連接，控制器出廠IP地址192.168.0.11，參見下圖。 　　04激光控制 　　一、指令介紹 　　下面是我們程序中用到的接口函數，主要包含激光控制和激光振鏡控制兩部分，程序的實現可直接使用封裝好的接口函數發送命令給控制器。 　　本例采用FIBER激光器和2D激光振鏡，用到下面的函數接口： 　　§ ZAux_Direct_MoveScanAbs：振鏡軸多軸絕對直線插補SCAN運動，不帶加減速過程，我們這里用來控制振鏡軸運動，通過小線段的形式擬合圓形軌跡; 　　§ ZAux_Direct_MoveOpDelay：緩沖輸出延時，提前開光時將延時時間設置為負數; 　　§ ZAux_Direct_MoveDelay：緩沖輸出延時，我們這里用來延時關光。 　　激光功率設置：提供模擬量ZAux_Direct_SetDA、PWM的占空比ZAux_Direct_SetPwmDuty和頻率ZAux_Direct_SetPwmFreq等方式控制設置振鏡軸拐角處自動延時： 　　ZAux_Direct_SetCornerMode 　　1.振鏡軸直線插補 　　ZAux_Direct_MoveScanAbs絕對運動，ZAux_Direct_MoveScan相對運動。 　　2.設置開關光 　　輸出狀態為0關光，輸出狀態為1開光。 　　3.開關光延時 　　4.提前/延時開關光 　　正數時間延時，負數時間提前開關光。 　　5.設置激光能量(功率) 　　通過改變模擬量輸出的電壓值來控制激光能量大小。 　　6.PWM占空比 　　通過設置PWM的占空比來調整激光頻率，在開始打軌跡之前一定要先設置好。 　　7.PWM頻率 　　8.振鏡軸拐角延時 　　9.拐角延時起始角度 　　10.拐角延時結束角度 　　二、程序流程 　　先建立控制器通訊，獲取連接句柄，激光器選擇及參數設置，然后編輯紅光與激光口控制開關，運動參數設置，軌跡參數進行小線段處理，開始運動，停止運動。 　　三、主要程序展示 　　初始化定義相關變量，初始化軸參數，配置好FIBER轉接板的方向為輸出，后續的激光軌跡加工控制由按鈕觸發。 　　在運動之前我們要設置好空移速度、打標速度、開關光延時、軌跡圓半徑、標刻行列數、圓心距等參數。運動開始直接調用這些相關參數執行，獲取完軌跡后調用3次文件執行。 　　1.初始化408FIBER轉換板針腳定義，不同激光器類型定義一套不同的輸出口，輸出口可以在選擇激光器類型后對應在界面上進行修改。 　　408 FIBER轉換板參數初始化程序： 　　· 　　void CZmc_fontToMoveDlg::OnCbnSelchangeComboLaser(){ // TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼 UpdateData(TRUE); if(m_nLaserType == FIBER_408) //408 FIBER轉換板參數設置 { char cmdbuffAck[2048] = ""; int iresult = ZAux_Execute(m_Handle,"EXIO_DIR(0, $8FFFF)",cmdbuffAck,2048); m_nEnableIO = 47; //使能io m_nLaserIO = 8; //出關io m_nRedIO = 48; //紅光io m_nAout = 3; //功率io m_nPwmIo = 9; //頻率io } else if(m_nLaserType == YLR_408) { m_nEnableIO = 31; //使能io m_nLaserIO = 8; //出關io m_nRedIO = 32; //紅光io m_nAout = 2; //功率io m_nPwmIo = 9; //頻率io } else if(m_nLaserType == YAG_408) //408 YAG轉換板參數設置 { char cmdbuffAck[2048] = ""; int iresult = ZAux_Execute(m_Handle,"EXIO_DIR(0, $AFBBF)",cmdbuffAck,2048); m_nEnableIO = 47; //使能io m_nLaserIO = 8; //出關io m_nRedIO = 48; //紅光io m_nAout = 3; //功率io m_nPwmIo = 9; //頻率io } else if(m_nLaserType == FIBER_504) //504 { m_nEnableIO = 5; //使能io m_nLaserIO = 6; //出關io m_nRedIO = 28; //紅光io m_nAout = 2; //功率io m_nPwmIo = 7; //頻率io } UpdateData(FALSE);} 　　2.設置拐角延時與激光功率，再調用運動執行，程序如下。 　　· 　　void CZmc_fontToMoveDlg::OnBnClickedBtnMove(){ // TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼 UpdateData(TRUE); //設置拐角減速此ZSMOOTH為拐角延時 int iresult = ZAux_Direct_SetCornerMode(m_Handle,SCAN_AxisX,2); //設置精準輸出 iresult = ZAux_Direct_SetParam(m_Handle,"AXIS_ZSET",SCAN_AxisX,3); //設置拐角延時 iresult = ZAux_Direct_SetZsmooth(m_Handle,SCAN_AxisX,m_nCorDelay); //設置拐角起始角度，減速時間在DecelAngle-StopAngle線性變化 iresult = ZAux_Direct_SetDecelAngle(m_Handle,SCAN_AxisX,0); //設置拐角結束角度 iresult = ZAux_Direct_SetStopAngle(m_Handle,SCAN_AxisX,90/180*3.1415926); //設置激光功率 iresult = ZAux_Direct_SetDA(m_Handle,m_nAout,m_nAoutVal); //設置激光頻率 iresult = ZAux_Direct_SetPwmDuty(m_Handle,m_nPwmIo,0.5); iresult = ZAux_Direct_SetPwmFreq(m_Handle,m_nPwmIo,m_nPwmFreq); //獲取軌跡數據，(0,0)為圓外接起點，5*5間距畫半徑為5的小圓 Cal_WorkData(m_fStartX, m_fStartY, m_nStepDis, m_nColNum, m_nRowNum, m_fRadius); Run_3FileMode();} 　　3.圓弧轉小線段是將我們的設置的圓弧軌跡轉換為小線段存起來，然后轉換后由3次文件的形式加載執行。 　　圓弧轉小線段程序如下： 　　· 　　void CZmc_fontToMoveDlg::Cal_WorkData(float fStartX, float fStartY, float iStepDis, int iColNum, int iRowNum, float fRadius){ //圓弧轉小線段 int ilen = -1; double ArcX; double ArcY; //獲取單個整圓轉換長度 int iret = ZMotionOptimize_TransArcSeges(m_Handle,fStartX - fRadius, fStartY, fStartX + fRadius, fStartY + 2 * fRadius, 0, -2 * PI, m_refDistance, &ArcX, &ArcY, &ilen); if (iret != 0 || ilen < 0) { CString StrErr; StrErr.Format("圓弧轉小線段失敗錯誤碼：%d",iret); MessageBox(StrErr); return; } double *ArcToLineX; double *ArcToLineY; ArcToLineX = (double*)malloc(sizeof(double)*ilen); ArcToLineY = (double*)malloc(sizeof(double)*ilen); //獲取數據 iret = ZMotionOptimize_TransArcSeges(m_Handle, fStartX - fRadius, fStartY, fStartX + fRadius, fStartY + 2 * fRadius, 0, -2 * PI, m_refDistance, ArcToLineX, ArcToLineY, &ilen); //軌跡總長度 m_GraphTotalLen = ilen * iColNum * iRowNum; m_GraphData = (struct_GraphPos*)malloc(sizeof(struct_GraphPos)*m_GraphTotalLen); //申請分配內存 //填寫數據 int iAcr = 0; for (int icol = 0; icol < iColNum ; icol++) { for(int irow = 0 ;irow 　　4.這里程序完成空移，然后移動完成之前，如果下一條運動指令執行的是軌跡運動，那么提前將激光打開。 　　· 　　//空移到打標點起始點void CZmc_fontToMoveDlg::Zscan_Z3pFile_StartString(struct_GraphPos *iGraphData){ char cmdbuff[2048] = ""; char tempbuff[2048] = ""; //生成命令 sprintf(tempbuff, "BASE(%d,%d)\n",SCAN_AxisX,SCAN_AxisY); //設置打標軸 strcat(cmdbuff, tempbuff); //空移到起點 sprintf(tempbuff, "FORCE_SPEED = %f\n",m_dEmpSpeed); //設置空移速度 strcat(cmdbuff, tempbuff); sprintf(tempbuff, "MOVESCANABS(%f,%f)\n",(*iGraphData).fposx,(*iGraphData).fposy); //移動 strcat(cmdbuff, tempbuff); //設置提前開光 if (m_nStartDelay < 0) //提前出光 { sprintf(tempbuff, "MOVEOP_DELAY = %f\n",m_nStartDelay/1000); strcat(cmdbuff, tempbuff); } else { sprintf(tempbuff, "MOVE_DELAY(%f)\n",m_nStartDelay/1000); strcat(cmdbuff, tempbuff); } //開光 sprintf(tempbuff, "MOVE_OP(%d,1)\nMOVE_DELAY(10)\nMOVE_OP(%d,1)\n",m_nEnableIO,m_nLaserIO); strcat(cmdbuff, tempbuff); //判斷命令長度是否發送 strcat(g_MoveStr,cmdbuff); Zscan_Z3pFile_Down();} 　　//生成打標直線段字符串void CZmc_fontToMoveDlg::Zscan_Z3pFile_LineString(struct_GraphPos *iGraphData){ char cmdbuff[2048] = ""; char tempbuff[2048] = ""; //生成命令 //空移到起點 sprintf(tempbuff, "FORCE_SPEED = %f\n",m_dSpeed); //設置打標速度 strcat(cmdbuff, tempbuff); sprintf(tempbuff, "MOVESCANABS(%f,%f)\n",(*iGraphData).fposx,(*iGraphData).fposy); //移動 strcat(cmdbuff, tempbuff); //判斷命令長度是否發送 strcat(g_MoveStr,cmdbuff); Zscan_Z3pFile_Down();} 　　5.延時關光是在打標軌跡完成后，將激光延時關閉。 　　延時關光程序如下： 　　· 　　void CZmc_fontToMoveDlg::Zscan_Z3pFile_EndString(struct_GraphPos *iGraphData){ char cmdbuff[2048] = ""; char tempbuff[2048] = ""; //生成命令 sprintf(tempbuff, "FORCE_SPEED = %f\n",m_dEmpSpeed); //設置空移速度 strcat(cmdbuff, tempbuff); sprintf(tempbuff, "MOVESCANABS(%f,%f)\n",(*iGraphData).fposx,(*iGraphData).fposy); //移動 strcat(cmdbuff, tempbuff); //延時關光 if(m_nLastDelay >0) { //延時關光 sprintf(tempbuff, "MOVEOP_DELAY = 0\nMOVE_DELAY(%f)\n",m_nLastDelay/1000); strcat(cmdbuff, tempbuff); } else { sprintf(tempbuff, "MOVEOP_DELAY = %f\n",m_nLastDelay/1000); strcat(cmdbuff, tempbuff); } //關光 sprintf(tempbuff, "MOVE_OP(%d,OFF)\n",m_nLaserIO); strcat(cmdbuff, tempbuff); //判斷命令長度是否發送 strcat(g_MoveStr,cmdbuff); Zscan_Z3pFile_Down();} 　　四、最終效果 　　首先點擊下拉框選擇控制器IP，點擊連接，依次設置好激光器參數、運動參數，設置好后輸入打軌跡的參數，點擊運動開始打圓形軌跡，點擊停止結束。 　　通過Zdevelop軟件的示波器采樣運動結果：先從其他位置空移到起始位置，然后提前1ms開光，走完一個圓形軌跡，關閉激光(延時關光)，再空移到下一個圓形軌跡的起點，開光(提前1ms開光),又走完一個軌跡后，關光(延時5ms關光)，如此循環執行，直到設置的行列數打完停止(打軌跡中也能點擊停止)。 　　XY模式下的軌跡，軌跡包括了圓形打標軌跡和空走軌跡： 　　本次，正運動技術開放式激光振鏡運動控制器：C++快速開發 ，就分享到這里。 　　更多精彩內容請關注“正運動小助手”公眾號，需要相關開發環境與例程代碼，請咨詢正運動技術銷售工程師：400-089-8936。 　　本文由正運動技術原創，歡迎大家轉載，共同學習，一起提高中國智能制造水平。文章版權歸正運動技術所有，如有轉載請注明文章來源。" style="margin: 0px auto; width: 600px;" alt="　　今天，正運動技術為大家分享一下應用ZMC408SCAN開放式激光振鏡運動控制器的C++開發，實現激光振鏡打標，可在文章末尾掃碼獲取例程源碼。 　　除了C++還支持使用其他上位機軟件來開發，上位機程序運行時需要動態庫“zmotion.dll”，上位機開發調試時可以把ZDevelop軟件同時連接到控制器輔助調試。 　　01ZMC408SCAN控制器介紹 　　ZMC408SCAN是正運動技術新推出的一款支持EtherCAT總線的開放式激光振鏡運動控制器，專為工業激光+振鏡+運動控制方面的應用而設計。通過EtherCAT總線和脈沖軸接口能實現多軸聯動運動控制。 　　ZMC408SCAN支持ETHERNET、EtherCAT、USB、CAN、RS485、RS232等通訊接口，通過CAN、EtherCAT總線可以連接各個擴展模塊，從而擴展數字量、模擬量或運動軸。 　　(1)ZMC408SCAN內置高精度PSO位置同步輸出功能，在加工圓角、曲線部分時即使進行了減速調整，在高速加工的場合，也能控制激光輸出的間距保持恒定; 　　(2)支持激光振鏡控制和振鏡反饋，包含2個振鏡接口，支持2D振鏡和3D振鏡，配合不帶加減速的運動指令MOVESCAN，拐角處振鏡加工自動延時，完成精準高效的激光控制，提高激光加工設備的產能; 　　(3)通過指令在運動中靈活的調節激光開光/關光延時，響應快，精確到us級別的控制，且設置過程簡單，大大縮短了工程師的調參時間; 　　(4)自帶LASER激光器控制接口，支持IPG、YLR、YLS等類型激光電源，還帶一個EXIO擴展IO接口，通過定制轉接板，靈活控制市場上主流的各種激光器; 　　(5)支持PC同時控制16個ZMC408SCAN控制器同時工作，形成一種振鏡陣列的激光加工; 　　(6)板載4路高速差分脈沖輸出，并帶4路高速差分編碼器反饋，支持EtherCAT總線驅動器的控制，支持5軸XYZAC軸的插補，支持振鏡軸與運動軸混合插補。 　　(7)支持直線插補、任意圓弧插補、空間圓弧、螺旋插補、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、虛擬軸設置等多種運動控制功能。 　　02系統架構 　　下圖為ZMC408SCAN開放式激光控制器的參考架構，支持多種不同類型的激光器控制。 　　03上位機和控制器通訊 　　上位機和控制器通訊調用正運動封裝好的函數庫，提供運動控制和激光控制等眾多函數庫接口，激光振鏡的系統架構參見下圖。 　　本例采用EtherNET網口連接控制器，通過函數ZAux_OpenEth()建立通訊連接，用戶可在設置好的界面中選擇當前網段下的控制器IP完成連接，控制器出廠IP地址192.168.0.11，參見下圖。 　　04激光控制 　　一、指令介紹 　　下面是我們程序中用到的接口函數，主要包含激光控制和激光振鏡控制兩部分，程序的實現可直接使用封裝好的接口函數發送命令給控制器。 　　本例采用FIBER激光器和2D激光振鏡，用到下面的函數接口： 　　§ ZAux_Direct_MoveScanAbs：振鏡軸多軸絕對直線插補SCAN運動，不帶加減速過程，我們這里用來控制振鏡軸運動，通過小線段的形式擬合圓形軌跡; 　　§ ZAux_Direct_MoveOpDelay：緩沖輸出延時，提前開光時將延時時間設置為負數; 　　§ ZAux_Direct_MoveDelay：緩沖輸出延時，我們這里用來延時關光。 　　激光功率設置：提供模擬量ZAux_Direct_SetDA、PWM的占空比ZAux_Direct_SetPwmDuty和頻率ZAux_Direct_SetPwmFreq等方式控制設置振鏡軸拐角處自動延時： 　　ZAux_Direct_SetCornerMode 　　1.振鏡軸直線插補 　　ZAux_Direct_MoveScanAbs絕對運動，ZAux_Direct_MoveScan相對運動。 　　2.設置開關光 　　輸出狀態為0關光，輸出狀態為1開光。 　　3.開關光延時 　　4.提前/延時開關光 　　正數時間延時，負數時間提前開關光。 　　5.設置激光能量(功率) 　　通過改變模擬量輸出的電壓值來控制激光能量大小。 　　6.PWM占空比 　　通過設置PWM的占空比來調整激光頻率，在開始打軌跡之前一定要先設置好。 　　7.PWM頻率 　　8.振鏡軸拐角延時 　　9.拐角延時起始角度 　　10.拐角延時結束角度 　　二、程序流程 　　先建立控制器通訊，獲取連接句柄，激光器選擇及參數設置，然后編輯紅光與激光口控制開關，運動參數設置，軌跡參數進行小線段處理，開始運動，停止運動。 　　三、主要程序展示 　　初始化定義相關變量，初始化軸參數，配置好FIBER轉接板的方向為輸出，后續的激光軌跡加工控制由按鈕觸發。 　　在運動之前我們要設置好空移速度、打標速度、開關光延時、軌跡圓半徑、標刻行列數、圓心距等參數。運動開始直接調用這些相關參數執行，獲取完軌跡后調用3次文件執行。 　　1.初始化408FIBER轉換板針腳定義，不同激光器類型定義一套不同的輸出口，輸出口可以在選擇激光器類型后對應在界面上進行修改。 　　408 FIBER轉換板參數初始化程序： 　　· 　　void CZmc_fontToMoveDlg::OnCbnSelchangeComboLaser(){ // TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼 UpdateData(TRUE); if(m_nLaserType == FIBER_408) //408 FIBER轉換板參數設置 { char cmdbuffAck[2048] = ""; int iresult = ZAux_Execute(m_Handle,"EXIO_DIR(0, $8FFFF)",cmdbuffAck,2048); m_nEnableIO = 47; //使能io m_nLaserIO = 8; //出關io m_nRedIO = 48; //紅光io m_nAout = 3; //功率io m_nPwmIo = 9; //頻率io } else if(m_nLaserType == YLR_408) { m_nEnableIO = 31; //使能io m_nLaserIO = 8; //出關io m_nRedIO = 32; //紅光io m_nAout = 2; //功率io m_nPwmIo = 9; //頻率io } else if(m_nLaserType == YAG_408) //408 YAG轉換板參數設置 { char cmdbuffAck[2048] = ""; int iresult = ZAux_Execute(m_Handle,"EXIO_DIR(0, $AFBBF)",cmdbuffAck,2048); m_nEnableIO = 47; //使能io m_nLaserIO = 8; //出關io m_nRedIO = 48; //紅光io m_nAout = 3; //功率io m_nPwmIo = 9; //頻率io } else if(m_nLaserType == FIBER_504) //504 { m_nEnableIO = 5; //使能io m_nLaserIO = 6; //出關io m_nRedIO = 28; //紅光io m_nAout = 2; //功率io m_nPwmIo = 7; //頻率io } UpdateData(FALSE);} 　　2.設置拐角延時與激光功率，再調用運動執行，程序如下。 　　· 　　void CZmc_fontToMoveDlg::OnBnClickedBtnMove(){ // TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼 UpdateData(TRUE); //設置拐角減速此ZSMOOTH為拐角延時 int iresult = ZAux_Direct_SetCornerMode(m_Handle,SCAN_AxisX,2); //設置精準輸出 iresult = ZAux_Direct_SetParam(m_Handle,"AXIS_ZSET",SCAN_AxisX,3); //設置拐角延時 iresult = ZAux_Direct_SetZsmooth(m_Handle,SCAN_AxisX,m_nCorDelay); //設置拐角起始角度，減速時間在DecelAngle-StopAngle線性變化 iresult = ZAux_Direct_SetDecelAngle(m_Handle,SCAN_AxisX,0); //設置拐角結束角度 iresult = ZAux_Direct_SetStopAngle(m_Handle,SCAN_AxisX,90/180*3.1415926); //設置激光功率 iresult = ZAux_Direct_SetDA(m_Handle,m_nAout,m_nAoutVal); //設置激光頻率 iresult = ZAux_Direct_SetPwmDuty(m_Handle,m_nPwmIo,0.5); iresult = ZAux_Direct_SetPwmFreq(m_Handle,m_nPwmIo,m_nPwmFreq); //獲取軌跡數據，(0,0)為圓外接起點，5*5間距畫半徑為5的小圓 Cal_WorkData(m_fStartX, m_fStartY, m_nStepDis, m_nColNum, m_nRowNum, m_fRadius); Run_3FileMode();} 　　3.圓弧轉小線段是將我們的設置的圓弧軌跡轉換為小線段存起來，然后轉換后由3次文件的形式加載執行。 　　圓弧轉小線段程序如下： 　　· 　　void CZmc_fontToMoveDlg::Cal_WorkData(float fStartX, float fStartY, float iStepDis, int iColNum, int iRowNum, float fRadius){ //圓弧轉小線段 int ilen = -1; double ArcX; double ArcY; //獲取單個整圓轉換長度 int iret = ZMotionOptimize_TransArcSeges(m_Handle,fStartX - fRadius, fStartY, fStartX + fRadius, fStartY + 2 * fRadius, 0, -2 * PI, m_refDistance, &ArcX, &ArcY, &ilen); if (iret != 0 || ilen < 0) { CString StrErr; StrErr.Format("圓弧轉小線段失敗錯誤碼：%d",iret); MessageBox(StrErr); return; } double *ArcToLineX; double *ArcToLineY; ArcToLineX = (double*)malloc(sizeof(double)*ilen); ArcToLineY = (double*)malloc(sizeof(double)*ilen); //獲取數據 iret = ZMotionOptimize_TransArcSeges(m_Handle, fStartX - fRadius, fStartY, fStartX + fRadius, fStartY + 2 * fRadius, 0, -2 * PI, m_refDistance, ArcToLineX, ArcToLineY, &ilen); //軌跡總長度 m_GraphTotalLen = ilen * iColNum * iRowNum; m_GraphData = (struct_GraphPos*)malloc(sizeof(struct_GraphPos)*m_GraphTotalLen); //申請分配內存 //填寫數據 int iAcr = 0; for (int icol = 0; icol < iColNum ; icol++) { for(int irow = 0 ;irow 　　4.這里程序完成空移，然后移動完成之前，如果下一條運動指令執行的是軌跡運動，那么提前將激光打開。 　　· 　　//空移到打標點起始點void CZmc_fontToMoveDlg::Zscan_Z3pFile_StartString(struct_GraphPos *iGraphData){ char cmdbuff[2048] = ""; char tempbuff[2048] = ""; //生成命令 sprintf(tempbuff, "BASE(%d,%d)\n",SCAN_AxisX,SCAN_AxisY); //設置打標軸 strcat(cmdbuff, tempbuff); //空移到起點 sprintf(tempbuff, "FORCE_SPEED = %f\n",m_dEmpSpeed); //設置空移速度 strcat(cmdbuff, tempbuff); sprintf(tempbuff, "MOVESCANABS(%f,%f)\n",(*iGraphData).fposx,(*iGraphData).fposy); //移動 strcat(cmdbuff, tempbuff); //設置提前開光 if (m_nStartDelay < 0) //提前出光 { sprintf(tempbuff, "MOVEOP_DELAY = %f\n",m_nStartDelay/1000); strcat(cmdbuff, tempbuff); } else { sprintf(tempbuff, "MOVE_DELAY(%f)\n",m_nStartDelay/1000); strcat(cmdbuff, tempbuff); } //開光 sprintf(tempbuff, "MOVE_OP(%d,1)\nMOVE_DELAY(10)\nMOVE_OP(%d,1)\n",m_nEnableIO,m_nLaserIO); strcat(cmdbuff, tempbuff); //判斷命令長度是否發送 strcat(g_MoveStr,cmdbuff); Zscan_Z3pFile_Down();} 　　//生成打標直線段字符串void CZmc_fontToMoveDlg::Zscan_Z3pFile_LineString(struct_GraphPos *iGraphData){ char cmdbuff[2048] = ""; char tempbuff[2048] = ""; //生成命令 //空移到起點 sprintf(tempbuff, "FORCE_SPEED = %f\n",m_dSpeed); //設置打標速度 strcat(cmdbuff, tempbuff); sprintf(tempbuff, "MOVESCANABS(%f,%f)\n",(*iGraphData).fposx,(*iGraphData).fposy); //移動 strcat(cmdbuff, tempbuff); //判斷命令長度是否發送 strcat(g_MoveStr,cmdbuff); Zscan_Z3pFile_Down();} 　　5.延時關光是在打標軌跡完成后，將激光延時關閉。 　　延時關光程序如下： 　　· 　　void CZmc_fontToMoveDlg::Zscan_Z3pFile_EndString(struct_GraphPos *iGraphData){ char cmdbuff[2048] = ""; char tempbuff[2048] = ""; //生成命令 sprintf(tempbuff, "FORCE_SPEED = %f\n",m_dEmpSpeed); //設置空移速度 strcat(cmdbuff, tempbuff); sprintf(tempbuff, "MOVESCANABS(%f,%f)\n",(*iGraphData).fposx,(*iGraphData).fposy); //移動 strcat(cmdbuff, tempbuff); //延時關光 if(m_nLastDelay >0) { //延時關光 sprintf(tempbuff, "MOVEOP_DELAY = 0\nMOVE_DELAY(%f)\n",m_nLastDelay/1000); strcat(cmdbuff, tempbuff); } else { sprintf(tempbuff, "MOVEOP_DELAY = %f\n",m_nLastDelay/1000); strcat(cmdbuff, tempbuff); } //關光 sprintf(tempbuff, "MOVE_OP(%d,OFF)\n",m_nLaserIO); strcat(cmdbuff, tempbuff); //判斷命令長度是否發送 strcat(g_MoveStr,cmdbuff); Zscan_Z3pFile_Down();} 　　四、最終效果 　　首先點擊下拉框選擇控制器IP，點擊連接，依次設置好激光器參數、運動參數，設置好后輸入打軌跡的參數，點擊運動開始打圓形軌跡，點擊停止結束。 　　通過Zdevelop軟件的示波器采樣運動結果：先從其他位置空移到起始位置，然后提前1ms開光，走完一個圓形軌跡，關閉激光(延時關光)，再空移到下一個圓形軌跡的起點，開光(提前1ms開光),又走完一個軌跡后，關光(延時5ms關光)，如此循環執行，直到設置的行列數打完停止(打軌跡中也能點擊停止)。 　　XY模式下的軌跡，軌跡包括了圓形打標軌跡和空走軌跡： 　　本次，正運動技術開放式激光振鏡運動控制器：C++快速開發 ，就分享到這里。 　　更多精彩內容請關注“正運動小助手”公眾號，需要相關開發環境與例程代碼，請咨詢正運動技術銷售工程師：400-089-8936。 　　本文由正運動技術原創，歡迎大家轉載，共同學習，一起提高中國智能制造水平。文章版權歸正運動技術所有，如有轉載請注明文章來源。" width="600" height="" border="0" vspace="0">

　　(1)ZMC408SCAN內置高精度PSO位置同步輸出功能，在加工圓角、曲線部分時即使進行了減速調整，在高速加工的場合，也能控制激光輸出的間距保持恒定;

　　(2)支持激光振鏡控制和振鏡反饋，包含2個振鏡接口，支持2D振鏡和3D振鏡，配合不帶加減速的運動指令MOVESCAN，拐角處振鏡加工自動延時，完成精準高效的激光控制，提高激光加工設備的產能;

　　(3)通過指令在運動中靈活的調節激光開光/關光延時，響應快，精確到us級別的控制，且設置過程簡單，大大縮短了工程師的調參時間;

　　(4)自帶LASER激光器控制接口，支持IPG、YLR、YLS等類型激光電源，還帶一個EXIO擴展IO接口，通過定制轉接板，靈活控制市場上主流的各種激光器;

　　(5)支持PC同時控制16個ZMC408SCAN控制器同時工作，形成一種振鏡陣列的激光加工;

　　(6)板載4路高速差分脈沖輸出，并帶4路高速差分編碼器反饋，支持EtherCAT總線驅動器的控制，支持5軸XYZAC軸的插補，支持振鏡軸與運動軸混合插補。

　　(7)支持直線插補、任意圓弧插補、空間圓弧、螺旋插補、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、虛擬軸設置等多種運動控制功能。

　　02、系統架構

　　下圖為ZMC408SCAN開放式激光控制器的參考架構，支持多種不同類型的激光器控制。

　　03、上位機和控制器通訊

　　上位機和控制器通訊調用正運動封裝好的函數庫，提供運動控制和激光控制等眾多函數庫接口，激光振鏡的系統架構參見下圖。

　　本例采用EtherNET網口連接控制器，通過函數ZAux_OpenEth()建立通訊連接，用戶可在設置好的界面中選擇當前網段下的控制器IP完成連接，控制器出廠IP地址192.168.0.11，參見下圖。

　　04、激光控制

　　一、指令介紹

　　下面是我們程序中用到的接口函數，主要包含激光控制和激光振鏡控制兩部分，程序的實現可直接使用封裝好的接口函數發送命令給控制器。

　　本例采用FIBER激光器和2D激光振鏡，用到下面的函數接口：

　　§ ZAux_Direct_MoveScanAbs：振鏡軸多軸絕對直線插補SCAN運動，不帶加減速過程，我們這里用來控制振鏡軸運動，通過小線段的形式擬合圓形軌跡;

　　§ ZAux_Direct_MoveOpDelay：緩沖輸出延時，提前開光時將延時時間設置為負數;

　　§ ZAux_Direct_MoveDelay：緩沖輸出延時，我們這里用來延時關光。

　　激光功率設置：提供模擬量ZAux_Direct_SetDA、PWM的占空比ZAux_Direct_SetPwmDuty和頻率ZAux_Direct_SetPwmFreq等方式控制設置振鏡軸拐角處自動延時：

　　ZAux_Direct_SetCornerMode

　　1.振鏡軸直線插補

　　ZAux_Direct_MoveScanAbs絕對運動，ZAux_Direct_MoveScan相對運動。

　　2.設置開關光

　　輸出狀態為0關光，輸出狀態為1開光。

　　3.開關光延時

　　4.提前/延時開關光

　　正數時間延時，負數時間提前開關光。

　　5.設置激光能量(功率)

　　通過改變模擬量輸出的電壓值來控制激光能量大小。

　　6.PWM占空比

　　通過設置PWM的占空比來調整激光頻率，在開始打軌跡之前一定要先設置好。

　　7.PWM頻率

　　8.振鏡軸拐角延時

　　9.拐角延時起始角度

　　10.拐角延時結束角度

　　二、程序流程

　　先建立控制器通訊，獲取連接句柄，激光器選擇及參數設置，然后編輯紅光與激光口控制開關，運動參數設置，軌跡參數進行小線段處理，開始運動，停止運動。

　　三、主要程序展示

　　初始化定義相關變量，初始化軸參數，配置好FIBER轉接板的方向為輸出，后續的激光軌跡加工控制由按鈕觸發。

　　在運動之前我們要設置好空移速度、打標速度、開關光延時、軌跡圓半徑、標刻行列數、圓心距等參數。運動開始直接調用這些相關參數執行，獲取完軌跡后調用3次文件執行。

　　1.初始化408FIBER轉換板針腳定義，不同激光器類型定義一套不同的輸出口，輸出口可以在選擇激光器類型后對應在界面上進行修改。

　　408 FIBER轉換板參數初始化程序：

　　·

　　void CZmc_fontToMoveDlg::OnCbnSelchangeComboLaser(){ // TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼 UpdateData(TRUE); if(m_nLaserType == FIBER_408) //408 FIBER轉換板參數設置 { char cmdbuffAck[2048] = ""; int iresult = ZAux_Execute(m_Handle,"EXIO_DIR(0, $8FFFF)",cmdbuffAck,2048); m_nEnableIO = 47; //使能io m_nLaserIO = 8; //出關io m_nRedIO = 48; //紅光io m_nAout = 3; //功率io m_nPwmIo = 9; //頻率io } else if(m_nLaserType == YLR_408) { m_nEnableIO = 31; //使能io m_nLaserIO = 8; //出關io m_nRedIO = 32; //紅光io m_nAout = 2; //功率io m_nPwmIo = 9; //頻率io } else if(m_nLaserType == YAG_408) //408 YAG轉換板參數設置 { char cmdbuffAck[2048] = ""; int iresult = ZAux_Execute(m_Handle,"EXIO_DIR(0, $AFBBF)",cmdbuffAck,2048); m_nEnableIO = 47; //使能io m_nLaserIO = 8; //出關io m_nRedIO = 48; //紅光io m_nAout = 3; //功率io m_nPwmIo = 9; //頻率io } else if(m_nLaserType == FIBER_504) //504 { m_nEnableIO = 5; //使能io m_nLaserIO = 6; //出關io m_nRedIO = 28; //紅光io m_nAout = 2; //功率io m_nPwmIo = 7; //頻率io } UpdateData(FALSE);}

　　2.設置拐角延時與激光功率，再調用運動執行，程序如下。

　　·

　　void CZmc_fontToMoveDlg::OnBnClickedBtnMove(){ // TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼 UpdateData(TRUE); //設置拐角減速此ZSMOOTH為拐角延時 int iresult = ZAux_Direct_SetCornerMode(m_Handle,SCAN_AxisX,2); //設置精準輸出 iresult = ZAux_Direct_SetParam(m_Handle,"AXIS_ZSET",SCAN_AxisX,3); //設置拐角延時 iresult = ZAux_Direct_SetZsmooth(m_Handle,SCAN_AxisX,m_nCorDelay); //設置拐角起始角度，減速時間在DecelAngle-StopAngle線性變化 iresult = ZAux_Direct_SetDecelAngle(m_Handle,SCAN_AxisX,0); //設置拐角結束角度 iresult = ZAux_Direct_SetStopAngle(m_Handle,SCAN_AxisX,90/180*3.1415926); //設置激光功率 iresult = ZAux_Direct_SetDA(m_Handle,m_nAout,m_nAoutVal); //設置激光頻率 iresult = ZAux_Direct_SetPwmDuty(m_Handle,m_nPwmIo,0.5); iresult = ZAux_Direct_SetPwmFreq(m_Handle,m_nPwmIo,m_nPwmFreq); //獲取軌跡數據，(0,0)為圓外接起點，5*5間距畫半徑為5的小圓 Cal_WorkData(m_fStartX, m_fStartY, m_nStepDis, m_nColNum, m_nRowNum, m_fRadius); Run_3FileMode();}

　　3.圓弧轉小線段是將我們的設置的圓弧軌跡轉換為小線段存起來，然后轉換后由3次文件的形式加載執行。

　　圓弧轉小線段程序如下：

　　·

　　void CZmc_fontToMoveDlg::Cal_WorkData(float fStartX, float fStartY, float iStepDis, int iColNum, int iRowNum, float fRadius){ //圓弧轉小線段 int ilen = -1; double ArcX; double ArcY; //獲取單個整圓轉換長度 int iret = ZMotionOptimize_TransArcSeges(m_Handle,fStartX - fRadius, fStartY, fStartX + fRadius, fStartY + 2 * fRadius, 0, -2 * PI, m_refDistance, &ArcX, &ArcY, &ilen); if (iret != 0 || ilen < 0) { CString StrErr; StrErr.Format("圓弧轉小線段失敗錯誤碼：%d",iret); MessageBox(StrErr); return; } double *ArcToLineX; double *ArcToLineY; ArcToLineX = (double*)malloc(sizeof(double)*ilen); ArcToLineY = (double*)malloc(sizeof(double)*ilen); //獲取數據 iret = ZMotionOptimize_TransArcSeges(m_Handle, fStartX - fRadius, fStartY, fStartX + fRadius, fStartY + 2 * fRadius, 0, -2 * PI, m_refDistance, ArcToLineX, ArcToLineY, &ilen); //軌跡總長度 m_GraphTotalLen = ilen * iColNum * iRowNum; m_GraphData = (struct_GraphPos*)malloc(sizeof(struct_GraphPos)*m_GraphTotalLen); //申請分配內存 //填寫數據 int iAcr = 0; for (int icol = 0; icol < iColNum ; icol++) { for(int irow = 0 ;irow

　　4.這里程序完成空移，然后移動完成之前，如果下一條運動指令執行的是軌跡運動，那么提前將激光打開。

　　·

　　//空移到打標點起始點void CZmc_fontToMoveDlg::Zscan_Z3pFile_StartString(struct_GraphPos *iGraphData){ char cmdbuff[2048] = ""; char tempbuff[2048] = ""; //生成命令 sprintf(tempbuff, "BASE(%d,%d)\n",SCAN_AxisX,SCAN_AxisY); //設置打標軸 strcat(cmdbuff, tempbuff); //空移到起點 sprintf(tempbuff, "FORCE_SPEED = %f\n",m_dEmpSpeed); //設置空移速度 strcat(cmdbuff, tempbuff); sprintf(tempbuff, "MOVESCANABS(%f,%f)\n",(*iGraphData).fposx,(*iGraphData).fposy); //移動 strcat(cmdbuff, tempbuff); //設置提前開光 if (m_nStartDelay < 0) //提前出光 { sprintf(tempbuff, "MOVEOP_DELAY = %f\n",m_nStartDelay/1000); strcat(cmdbuff, tempbuff); } else { sprintf(tempbuff, "MOVE_DELAY(%f)\n",m_nStartDelay/1000); strcat(cmdbuff, tempbuff); } //開光 sprintf(tempbuff, "MOVE_OP(%d,1)\nMOVE_DELAY(10)\nMOVE_OP(%d,1)\n",m_nEnableIO,m_nLaserIO); strcat(cmdbuff, tempbuff); //判斷命令長度是否發送 strcat(g_MoveStr,cmdbuff); Zscan_Z3pFile_Down();}

　　//生成打標直線段字符串void CZmc_fontToMoveDlg::Zscan_Z3pFile_LineString(struct_GraphPos *iGraphData){ char cmdbuff[2048] = ""; char tempbuff[2048] = ""; //生成命令 //空移到起點 sprintf(tempbuff, "FORCE_SPEED = %f\n",m_dSpeed); //設置打標速度 strcat(cmdbuff, tempbuff); sprintf(tempbuff, "MOVESCANABS(%f,%f)\n",(*iGraphData).fposx,(*iGraphData).fposy); //移動 strcat(cmdbuff, tempbuff); //判斷命令長度是否發送 strcat(g_MoveStr,cmdbuff); Zscan_Z3pFile_Down();}

　　5.延時關光是在打標軌跡完成后，將激光延時關閉。

　　延時關光程序如下：

　　·

　　void CZmc_fontToMoveDlg::Zscan_Z3pFile_EndString(struct_GraphPos *iGraphData){ char cmdbuff[2048] = ""; char tempbuff[2048] = ""; //生成命令 sprintf(tempbuff, "FORCE_SPEED = %f\n",m_dEmpSpeed); //設置空移速度 strcat(cmdbuff, tempbuff); sprintf(tempbuff, "MOVESCANABS(%f,%f)\n",(*iGraphData).fposx,(*iGraphData).fposy); //移動 strcat(cmdbuff, tempbuff); //延時關光 if(m_nLastDelay >0) { //延時關光 sprintf(tempbuff, "MOVEOP_DELAY = 0\nMOVE_DELAY(%f)\n",m_nLastDelay/1000); strcat(cmdbuff, tempbuff); } else { sprintf(tempbuff, "MOVEOP_DELAY = %f\n",m_nLastDelay/1000); strcat(cmdbuff, tempbuff); } //關光 sprintf(tempbuff, "MOVE_OP(%d,OFF)\n",m_nLaserIO); strcat(cmdbuff, tempbuff); //判斷命令長度是否發送 strcat(g_MoveStr,cmdbuff); Zscan_Z3pFile_Down();}

　　四、最終效果

　　首先點擊下拉框選擇控制器IP，點擊連接，依次設置好激光器參數、運動參數，設置好后輸入打軌跡的參數，點擊運動開始打圓形軌跡，點擊停止結束。

　　通過Zdevelop軟件的示波器采樣運動結果：先從其他位置空移到起始位置，然后提前1ms開光，走完一個圓形軌跡，關閉激光(延時關光)，再空移到下一個圓形軌跡的起點，開光(提前1ms開光),又走完一個軌跡后，關光(延時5ms關光)，如此循環執行，直到設置的行列數打完停止(打軌跡中也能點擊停止)。

　　XY模式下的軌跡，軌跡包括了圓形打標軌跡和空走軌跡：

　　本次，正運動技術開放式激光振鏡運動控制器：C++快速開發 ，就分享到這里。

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