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。

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

2.設置拐角延時與激光功率,再調用運動執行,程序如下。

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:

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。

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:

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 Z develop 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:

實際效果運行視頻:

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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