ZMC408CE - 高性能總線型運動控制器

ZMC408CE是正運動推出的一款多軸高性能EtherCAT總線運動控制器，具有EtherCAT、EtherNET、RS232、CAN和U盤等通訊接口，ZMC系列運動控制器可應用于各種需要脫機或聯(lián)機運行的場合。

ZMC408CE運動控制器支持PLC、Basic、HMI組態(tài)三種編程方式。PC上位機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軸運動控制（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；

4.高性能處理器，提升運算速度、響應時間和掃描周期等；

5.一維/二維/三維、多通道視覺飛拍，高速高精；

6.位置同步輸出PSO，連續(xù)軌跡加工中對精密點膠膠量控制和激光能量控制等；

7.多軸同步控制，多坐標系獨立控制等；

8.直線插補、任意空間圓弧插補、螺旋插補、樣條插補等；

9.應用靈活，可PC上位機開發(fā)，也可脫機獨立運行。

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PCIE464 - PCIe EtherCAT總線運動控制卡

PCIE464是正運動推出的一款EtherCAT總線+脈沖型、PCIE接口式的運動控制卡，可選6-64軸運動控制，支持多路高速數字輸入輸出，可輕松實現多軸同步控制和高速數據傳輸。

PCIE464運動控制卡適合于多軸點位運動、插補運動、軌跡規(guī)劃、手輪控制、編碼器位置檢測、IO控制、位置鎖存等功能的應用。

PCIE464運動控制卡適用于3C電子加工、檢測設備、半導體設備、SMT加工、激光加工、光通訊設備、鋰電及光伏設備、以及非標自動化設備等高速高精應用場合。

PCIE464硬件功能特性

1.可選6-64軸運動控制，支持EtherCAT總線/脈沖/步進伺服驅動器；

2.聯(lián)動軸數最高可達16軸，運動周期最小為100μs；

3.標配8進8出，其中4路高速鎖存輸入和8路高速PWM、PSO輸出，更多IO請選配ACC37接線板擴展板；

4.支持PWM輸出、精準輸出、PSO硬件位置比較輸出、視覺飛拍等；

5.支持30+機械手模型正逆解模型算法，比如SCARA、Delta、UVW、4軸/5軸 RTCP...；

6.支持掉電存儲和掉電中斷，提供程序更安全機制；

7.具有螺距補償控制，在單軸上通過多個補償點進行精確調整，從而實現更高的加工精度。

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XPCIE1032H - PCIe EtherCAT實時運動控制卡

XPCIE1032H是一款基于PCI Express的EtherCAT總線運動控制卡，可選6-64軸運動控制，支持多路高速數字輸入輸出，可輕松實現多軸同步控制和高速數據傳輸。

XPCIE1032H運動控制卡集成了強大的運動控制功能，結合MotionRT7運動控制實時軟核，解決了高速高精應用中，PC Windows開發(fā)的非實時痛點，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；

3.板載16點通用輸入，16點通用輸出，其中8路高速輸入和16路高速輸出；

4.通過EtherCAT總線，可擴展到512個隔離輸入或輸出口；

5.支持PWM輸出、精準輸出、PSO硬件位置比較輸出、視覺飛拍等；

6.支持直線插補、圓弧插補、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、螺距補償等功能；

8.支持30+機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#進行單旋轉臺XYR項目開發(fā)

1.在VS2019菜單“文件”→“新建”→“項目”，啟動創(chuàng)建項目向導。

2.選擇開發(fā)語言為“C#”和Windows窗體應用程序，點擊下一步。

3.配置好項目名稱和位置，以及相應框架，點擊創(chuàng)建。

4.找到廠家提供的光盤資料里面的C#函數庫，路徑如下（64位庫為例）。進入廠商提供的光盤資料，找到zauxdll.dll，zmotion.dll和Zmcaux.cs這三個庫文件。

庫文件路徑：【00光盤資料】→【04PC函數】→【01PC函數庫V2.1】→【Windows平臺】→【C#】→【64位】→【庫文件】。

5.將廠商提供的C#的庫文件以及相關文件復制到新建的項目中。

1）將zmcaux.cs文件復制到新建的項目里面中。

2）將zauxdll.dll和zmotion.dll文件放入bindebug文件夾中。

3）將Zmcaux.cs文件添加進項目中。右鍵項目名稱，選擇添加，再選擇現有項，選擇Zmcaux.cs文件。

6.雙擊Form1.cs里面的Form1，出現代碼編輯界面，在文件開頭寫入using cszmcaux，并聲明控制器句柄g_handle。

7.至此，項目新建完成，可進行C#項目開發(fā)。

02 相關PC函數介紹

PC函數手冊可在光盤資料獲取，具體路徑如下：“00光盤資料3編程手冊3ZMotion PC函數庫編程手冊”。

1.鏈接控制器，獲取鏈接句柄。

2.機械手參數矯正指令。

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#單旋轉臺XYR例程演示

1.上位機軟件界面如下，首先選擇連接方式。

可以選擇網口IP連接，串口COM連接，PCI卡卡號連接以及Local MotionRT連接。選擇好連接字符串后，這里以網口IP連接為例，再連接字符串中輸入控制器IP地址，再點擊連接。若彈出鏈接成功提示框，則可正常操作。若連接失敗，檢測連接字符串是否正確，網線是否松動等情況。

2.總線驅動器初始化界面的介紹。

（1）配置好總線起始軸號，總線節(jié)點個數，本地脈沖軸起始軸號和本地脈沖軸個數四個參數后，點擊總線初始化按鈕，進行總線掃描。

（2）等待初始化完成后，表格出現廠商ID和設備ID等相關節(jié)點信息，則代表初始化完成。

（3）如需將對應總線節(jié)點的IO狀態(tài)信息映射到控制器上查看，則填寫對應節(jié)點需要映射IO的起始地址，若無需映射默認-1不需要修改，填寫完成后，點擊保存，再次點擊總線初始化按鈕進行總線掃描。

（4）通過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】，可以看到所有節(jié)點對應的IO起始地址?？梢栽诳偩€初始化完成后觀看此界面確認IO起始地址映射正常。

3.相關軸參數配置界面介紹。

選擇軸號，配置軸類型，電機一圈脈沖數，加速度，減速度等相關軸參數后點擊立即生效按鈕，將這些參數配置對應軸上。默認旋轉中心（X,Y）坐標為（0,0），接著選擇旋轉軸實際正向旋轉方向，再點擊寫入參數配置按鈕，將機械手參數寫入機械手模型結構中。

4.旋轉中心標定界面介紹。

（1）首先點擊手動運動，選擇正解機模式，接著點擊寸動按鈕選擇寸動還是點動模式，最后配置好速度。

（2）參考單旋轉臺旋轉中心標定界面的步驟，通過手動運動示教三組坐標。示教完成后點擊標定旋轉中心按鈕，通過三點確認圓心計算旋轉中心的坐標。

注意：α,β,γ三個角度不重合即可，原理是3點確定一個圓心，角度范圍覆蓋可以盡量大一些。

（3）點擊單旋轉臺關節(jié)軸參數按鈕，可以看到的計算出的旋轉中心坐標，點擊寫入參數配置，將實際旋轉中心寫入機械手結構參數中。

函數介紹：當點擊標定旋轉中心按鈕后，首先會判斷當前模式是否處于正解模式，標定旋轉中心時機械手必須處于正解模式。然后再調用機械手參數矯正指令，開始計算旋轉中心將計算的坐標賦值給軸參數配置界面的文本框。

privatevoidCalculate_rotation_center(objectsender, EventArgs e)
{
 float[] conter =newfloat[2];     //存儲旋轉中心坐標
 intcali_table =1000;        //關節(jié)坐標存儲的table起始編號
 intspace =3;           //坐標存儲間隔
 intgroups =3;           //坐標個數
 inttableaux =1500;         //輔助參數的table編號
 intzeroout =1200;         //計算出來理論零點時關節(jié)軸的絕對坐標的table編號
 intzeroout2 =1300;        //計算出來的機械手參數存儲的位置，不填時直接存儲原參數的位置
 intret;
 int[] iAxisMtype =newint[2];
  ret=zmcaux.ZAux_Direct_GetMtype(g_handle,Axis[0],refiAxisMtype[0]);
 if(iAxisMtype[0] ==33)
  {
    Console.WriteLine("當前處于正解模式");
  }
 else
 {
   //建立正解
    ret = zmcaux.ZAux_Direct_Connreframe(g_handle, reframe_num, VirAxis_List, robot_mode, store_table, frame_num, Axis);
  }
 //計算旋轉中心坐標
  ret = zmcaux.ZAux_Direct_FrameCal(g_handle, VirAxis_List,2, cali_table, space, groups, tableaux, zeroout, zeroout2);
  if(ret !=0)
  {
    MessageBox.Show("旋轉中心計算失敗");
   return;
  }
  ret = zmcaux.ZAux_Direct_GetTable(g_handle, zeroout2,2, conter);
  textBox61.Text = conter[0].ToString();
  textBox60.Text = conter[1].ToString();
}

5.產品參數配置界面。

配置好產品長度，產品寬度等相關參數以及不同段的速度后，點擊手動運動將加工軸通過手動運動移動到A點位置，點擊示教坐標按鈕，將當前位置保存為A點坐標。完成示教后，即可點擊啟動按鈕，對手機邊框進行檢測。

函數介紹：點擊啟動檢測后，會根據A點坐標，產品長度，產品寬度和拐角半徑，計算出所需坐標點位。結合實際情況在拐角處使用圓心螺距指令實現拐角軌跡，走出實際產品軌跡。根據拍照線寬,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。

privatevoidmove_path(objectsender, EventArgs e)
{
 //設置拐角模式，用Speed限制單軸速度
  ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetCornerMode(g_handle, VirAxis_List[0],corner_mode);
  //設置運行速度
  ret = zmcaux.ZAux_Direct_MovePara(g_handle, (uint)VirAxis_List[0],"Speed", (uint)VirAxis_List[0], product_para[6]);
 //回到起始點
  ret = zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle,3, VirAxis_List, distance_A1);
  intidle =0;
 while(true)
  {
    Thread.Sleep(10);
   //獲取軸運行狀態(tài)
    zmcaux.ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle, VirAxis_List[0],refidle);
    if(idle ==-1){break;}
  }
 //清空矢量坐標
  ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetParam(g_handle,"VECTOR_MOVED", VirAxis_List[0],0);
 floatline_width = Convert.ToSingle(textBox31.Text);  //拍照線寬
  floatarc_length =Convert.ToSingle(2* Math.PI* product_para[2]); //四個拐角弧長
 intout_num = Convert.ToInt32((product_para[0]*2+2* product_para[1] - product_para[2]*8+ arc_length) / line_width);//輸出點數
 intout_mode =5;     //輸出模式
  intout_port =0;     //輸出端口
  intout_state =1;     //輸出狀態(tài)
  floatstart_vector =0;  //起始矢量
  floatout_vector =0.5f;  //輸出脈沖
  floatdelay_vector =0.5f; //延時矢量
  //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]);
 //直線插補運動
 ret = zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle,3, VirAxis_List, distance_B1);
  //拐角B1-B2
 //設置拐角速度
  ret = zmcaux.ZAux_Direct_MovePara(g_handle, (uint)VirAxis_List[0],"Speed", (uint)VirAxis_List[2], product_para[7]);
 //圓心螺旋指令實現拐角
  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]);
 //直線插補運動
   ret = zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle,3, VirAxis_List, distance_C1);//拐角C1-C2
 //設置拐角速度
  ret = zmcaux.ZAux_Direct_MovePara(g_handle, (uint)VirAxis_List[0],"Speed", (uint)VirAxis_List[2], product_para[7]);
 //圓心螺旋指令實現拐角
  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]);
 //直線插補運動
 ret = zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle,3, VirAxis_List, distance_D1);
 //拐角D1-D2
 //設置拐角速度
  ret = zmcaux.ZAux_Direct_MovePara(g_handle, (uint)VirAxis_List[0],"Speed", (uint)VirAxis_List[2], product_para[7]);
 //圓心螺旋指令實現拐角
  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]);
 //直線插補運動
  ret = zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle,3, VirAxis_List, distance_A2);
 //拐角A2-A1
 //設置拐角速度
  ret = zmcaux.ZAux_Direct_MovePara(g_handle, (uint)VirAxis_List[0],"Speed", (uint)VirAxis_List[2], product_para[7]);
 //圓心螺旋指令實現拐角
  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【RTSys】軟件，點擊【常用】→【連接】→【控制器】。

2.輸入控制器IP地址，點擊連接。

3.打開RTSys軟件中的示波器可以方便直觀的觀察輸出的次數。選擇菜單欄中的【工具】→【示波器】。打開示波器后配置水平刻度通道數量，接著選擇數據源的類型，再確認通道號的顯示是否被勾選，最后勾選連續(xù)采集和跟隨。配置好這些參數后即可點擊藍色三角按鈕開始抓取數據。

4.運行C#手機外觀檢測例程。

（1）配置好軸參數，機械手參數以及產品參數后，點擊啟動檢測。

（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，即可直觀看到軸實際運行的軌跡。

（4）設置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行的。

5.教學視頻可點擊→“單旋轉臺XYR在精密點膠外觀檢測精密焊接的C#應用_嗶哩嗶哩_bilibili”查看。

完整代碼獲取地址

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本次，正運動技術單旋轉臺XYR在精密點膠/外觀檢測/精密焊接的C#應用，就分享到這里。

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審核編輯 黃宇