开放式激光振镜+运动控制器(一)：硬件接口

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今天，正运动小助手给大家分享一下运动控制器之ZMC420SCAN的硬件接口。

一

ZMC420SCAN硬件介绍

1.功能介绍

ZMC420SCAN总线控制器支持ECAT/RTEX总线连接，支持最多达20轴运动控制，支持直线插补、任意圆弧插补、空间圆弧、螺旋插补、电子凸轮、电子齿轮、同步跟随、虚拟轴设置等；采用优化的网络通讯协议可以实现实时的运动控制。 ZMC420SCAN总线控制器支持脉冲轴/总线轴/振镜轴混合插补。

ZMC420SCAN系列运动控制器支持以太网，RS232通讯接口和电脑相连，接收电脑的指令运行，可以通过CAN总线去连接各个扩展模块，从而扩展输入输出点数或运动轴。

ZMC420SCAN系列运动控制卡的应用程序可以使用VC,VB，VS，C++，C#等软件来开发，程序运行时需要动态库zmotion.dll。调试时可以把ZDevelop软件同时连接到控制器，从而方便调试、方便观察。

2.硬件接口

通用输入口电路

通用输出口电路

本地脉冲轴说明

本地振镜轴接口说明

3.振镜控制过程

激光振镜是一种专门用于激光加工领域的特殊的运动器件，激光振镜头内包含的主要元件是激光发生器，两个电机和两个振镜片，它靠两个电机分别控制两个振镜片X和Y反射激光，形成XY平面的运动，这两个电机使用控制器上的振镜轴接口控制。

激光振镜不同于一般的电机，激光振镜具有非常小的惯量，且在运动的过程中负载非常小，只需要带动反射镜片，系统的响应非常快。

振镜工作

ZMC420SCAN支持XY2-100振镜协议，支持运动控制与振镜联合插补运动。上位机通过网口与控制器相连，通过XY2-100振镜协议进行控制振镜轴的运动，通过总线协议或者脉冲模式控制伺服轴运动。

使用ZMC420SCAN控制器的振镜轴接口连接激光振镜头，每个振镜轴接口内包含两路振镜通道信号，分别控制振镜片X、Y的偏转，从而控制了激光打到工件的位置。

4.控制器PWM模拟量介绍

ZMC420SCAN的外部通用输出口0-11都具有PWM输出功能，PWM输出受正常输出功能的控制，只有输出口状态ON的时候PWM才能实际输出，这样可以用来控制激光能量。

ZMC420SCAN控制器存在两路模拟量输入输出，可进行控制激光器能量输出，模拟量精度为12位。

5.控制器基本信息

轴0-3为普通脉冲轴，振镜0为轴4、轴5控制振镜XY，振镜1为轴6、轴7控制XY。

二

C++进行振镜+运动控制开发

1.新建MFC项目并添加函数库

(1)在VS2015菜单“文件”→“新建”→ “项目”，启动创建项目向导。

(2)选择开发语言为“Visual C++”和程序类型“MFC应用程序”。

(3)点击下一步即可。

(4)选择类型为“基于对话框”，下一步或者完成。

(5)找到厂家提供的光盘资料，路径如下(64位库为例)。

A.进入厂商提供的光盘资料找到“8.PC函数”文件夹，并点击进入。

B.选择“函数库2.1”文件夹。

C.选择“Windows平台”文件夹。

D.根据需要选择对应的函数库这里选择64位库。

E.解压C++的压缩包,里面有C++对应的函数库。

F.函数库具体路径如下。

（6）将厂商提供的C++的库文件和相关头文件复制到新建的项目里面。

(7)在项目中添加静态库和相关头文件。

A.先右击项目文件，接着依次选择:“添加”→“现有项”。

B.在弹出的窗口中依次添加静态库和相关头文件。

(8)声明用到的头文件和定义控制器连接句柄。

至此项目新建完成，可进行MFC项目开发。

2.查看PC函数手册，熟悉相关函数接口

(1)PC函数手册也在光盘资料里面，具体路径如下：“光盘资料\8.PC函数\函数库2.1\ZMotion函数库编程手册 V2.1.pdf”

(2)链接控制器，获取链接句柄。

ZAux_OpenEth()接口说明：

指令7	ZAux_OpenEth
指令原型	int32 __stdcall ZAux_OpenEth(char ipaddr, ZMC_HANDLE phandle)
指令说明	以太网链接控制器。
输入参数	输入参数1个，详细见下面说明。
ipaddr	链接的IP地址。
输出参数	输出参数1个，详细见下面说明。
Phandle	返回的链接句柄。
返回值	详细见错误码说明。

(3)振镜运动接口。

为振镜运动单独封装了一个运动接口，使用MOVESCANABS指令进行运动，采用FORCE_SPEED参数设置运动过程中的速度，运动过程中基本不存在加减速过程，支持us级别的时间控制。

3.MFC开发控制器振镜运动例程

（1）例程界面如下。

（2）链接按钮的事件处理函数中调用链接控制器的接口函数ZAux_OpenEth（），与控制器进行链接,链接成功后启动定时器1监控控制器状态。

//网口链接控制器void CSingle_move_Dlg::OnOpen(){    char   buffer[256];     int32 iresult;    //如果已经链接，则先断开链接    if(NULL != g_handle)    {        ZAux_Close(g_handle);        g_handle = NULL;    }    //从IP下拉框中选择获取IP地址    GetDlgItemText(IDC_IPLIST,buffer,255);    buffer[255] = '\0';    //开始链接控制器    iresult = ZAux_OpenEth(buffer, &g_handle);    if(ERR_SUCCESS != iresult)    {        g_handle = NULL;        MessageBox(_T("链接失败"));        SetWindowText("未链接");        return;    }    //链接成功开启定时器1    SetWindowText("已链接");    SetTimer( 1, 100, NULL );  }

（3）通过定时器监控控制器状态。

void CSingle_move_Dlg::OnTimer(UINT_PTR nIDEvent) {    // TODO: Add your message handler code here and/or call default    if(NULL == g_handle)    {        MessageBox(_T("链接断开"));        return ;    }    if(1 == nIDEvent)    {        CString string;        float position = 0;        ZAux_Direct_GetDpos( g_handle,m_nAxis,&position);          //获取当前轴位置        string.Format("振镜X轴当前位置：%.2f", position );        GetDlgItem( IDC_CURPOS )->SetWindowText( string );         float NowSp = 0;        ZAux_Direct_GetVpSpeed( g_handle,m_nAxis,&NowSp);          //获取当前轴速度        string.Format("振镜X轴当前速度：%.2f", NowSp );        GetDlgItem( IDC_CURSPEED)->SetWindowText( string );          ZAux_Direct_GetDpos(g_handle, m_nAxis+1, &position);          //获取当前轴位置        string.Format("振镜Y轴当前位置：%.2f", position);        GetDlgItem(IDC_CURPOS2)->SetWindowText(string);         ZAux_Direct_GetVpSpeed(g_handle, m_nAxis+1, &NowSp);          //获取当前轴速度        string.Format("振镜Y轴当前速度：%.2f", NowSp);        GetDlgItem(IDC_CURSPEED2)->SetWindowText(string);          int status = 0;         ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle, m_nAxis,&status);           //判断当前轴状态        if (status == -1)        {            GetDlgItem( IDC_CURSTATE )->SetWindowText( "当前状态：停  止" );        }        else        {            GetDlgItem( IDC_CURSTATE )->SetWindowText( "当前状态：运动中" );        }      }    CDialog::OnTimer(nIDEvent);}

（4）通过启动按钮的事件处理函数获取编辑框的移动轨迹，并设置振镜轴参数操作振镜轴运动。

void CSingle_move_Dlg::OnStart()        //启动运动{    if(NULL == g_handle)    {        MessageBox(_T("链接断开状态"));        return ;    }      UpdateData(true);//刷新参数    int status = 0;     ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle, m_nAxis,&status);           //判断当前轴状态      if (status == 0) //已经在运动中    {        return ;    }           //设定轴类型 21振镜轴类型         for (int i = 4; i < 6; i++)    {        //m_Atype=21振镜轴类型        ZAux_Direct_SetAtype(g_handle, i, m_Atype);        ZAux_Direct_SetMerge(g_handle,i,1);        //设置脉冲当量        ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, i, m_units);          //设定速度，加减速        ZAux_Direct_SetLspeed(g_handle, i, m_lspeed);        ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, i, m_speed);        ZAux_Direct_SetForceSpeed(g_handle, i, m_speed);        ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, i, m_acc);        ZAux_Direct_SetDecel(g_handle, i, m_dec);          //设定S曲线时间 设置为0表示梯形加减速         ZAux_Direct_SetSramp(g_handle, i, m_sramp);    }      //使用MOVESCANABS运动    int axislist[2] = { 4,5 };    CString str;    GetDlgItem(IDC_EDIT_POSX1)->GetWindowText(str);    float dbx = atof(str);    GetDlgItem(IDC_EDIT_POSY1)->GetWindowText(str);    float dby = atof(str);    float dposlist[2] = { dbx ,dby};    ZAux_MoveScanAbs(2, axislist, dposlist);      GetDlgItem(IDC_EDIT_POSX2)->GetWindowText(str);    dbx = atof(str);    GetDlgItem(IDC_EDIT_POSY2)->GetWindowText(str);    dby = atof(str);    dposlist[0] = dbx;    dposlist[1] = dby;    ZAux_MoveScanAbs(2, axislist, dposlist);      GetDlgItem(IDC_EDIT_POSX3)->GetWindowText(str);    dbx = atof(str);    GetDlgItem(IDC_EDIT_POSY3)->GetWindowText(str);    dby = atof(str);    dposlist[0] = dbx;    dposlist[1] = dby;    ZAux_MoveScanAbs(2, axislist, dposlist);      GetDlgItem(IDC_EDIT_POSX4)->GetWindowText(str);    dbx = atof(str);    GetDlgItem(IDC_EDIT_POSY4)->GetWindowText(str);    dby = atof(str);    dposlist[0] = dbx;    dposlist[1] = dby;    ZAux_MoveScanAbs(2, axislist, dposlist);      GetDlgItem(IDC_EDIT_POSX5)->GetWindowText(str);    dbx = atof(str);    GetDlgItem(IDC_EDIT_POSY5)->GetWindowText(str);    dby = atof(str);    dposlist[0] = dbx;    dposlist[1] = dby;    ZAux_MoveScanAbs(2, axislist, dposlist);    UpdateData(false);  }

(5)通过断开按钮的事件处理函数来断开与控制卡的连接。

void CSingle_move_Dlg::OnClose()        //断开链接{    // TODO: Add your control notification handler code here    if(NULL != g_handle)    {        KillTimer(1);            //关定时器        KillTimer(2);        ZAux_Close(g_handle);        g_handle = NULL;        SetWindowText("未链接");    }}

（6）通过坐标清零按钮的事件处理函数移动振镜轴回零到中心零点位置，不直接使用dpos=0，修改振镜轴坐标。

void CSingle_move_Dlg::OnZero()          //清零坐标{    if(NULL == g_handle)    {        MessageBox(_T("链接断开状态"));        return ;    }    // TODO: Add your control notification handler code here    int axislist[2] = { 4,5 };    float dposlist[2] = { 0 };    ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle,2,axislist,dposlist);        //设置运动回零点}