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简单易用的运动控制卡(十):连续插补和小线段前瞻

时间:2021-12-08 15:46:04来源:深圳市正运动技术有限公司

导语:​今天,正运动小助手给大家分享一下运动控制卡之ECI3808如何使用C++操作使用连续插补运动以及小线段前瞻。

  今天,正运动小助手给大家分享一下运动控制卡之ECI3808如何使用C++操作使用连续插补运动以及小线段前瞻。

  一ECI3808硬件介绍

  1.功能介绍

  ECI3808系列控制卡支持最多达12轴直线插补、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、机械手指令等;采用优化的网络通讯协议可以实现实时的运动控制。

  ECI3808系列运动控制卡支持以太网,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。

  ECI3808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,从而方便调试和观察。

运动控制

  2.硬件接口

运动控制

通用输入口电路

运动控制

通用输出口电路

运动控制

AD/DA接口说明

运动控制

本地脉冲轴说明

运动控制

辅助编码器 CN15

       3.控制器基本信息

运动控制

  二、C++进行运动控制开发

  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。

运动控制

  (2)选择开发语言为“Visual C++”和程序类型“MFC应用程序”。

运动控制

  (3)点击下一步即可。

运动控制

  (4)选择类型为“基于对话框”,下一步或者完成。

运动控制

       (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。

运动控制

  B.选择“函数库2.1”文件夹。

运动控制

  C.选择“Windows平台”文件夹。

运动控制

  D.根据需要选择对应的函数库这里选择64位库。

运动控制

  E.解压C++的压缩包,里面有C++对应的函数库。

运动控制

  F.函数库具体路径如下。

运动控制

  (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。

运动控制

       (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”。

运动控制

  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。

运动控制

  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”

运动控制

  (2)链接控制器,获取链接句柄。

  ZAux_OpenEth()接口说明:

运动控制

  (3) 前瞻设置的对应函数接口如下。

运动控制

  ◆对接口的详细说明可查看PC函数手册。

  3.MFC开发控制器连续插补运动以及小线段前瞻

  (1)例程界面如下。

运动控制

  (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 CTest_move2Dlg::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 Xpos; CString Ypos; CString Zpos; CString Upos; CString Curspeed; float showpos[4] ={0}; float curspeed =0;

  ZAux_Direct_GetAllAxisPara( g_handle,"DPOS",4,showpos); //获取当前轴位置 ZAux_Direct_GetVpSpeed( g_handle,0,&curspeed); //获取当前轴位置

  Xpos.Format("X: %.2f",showpos[0]); Ypos.Format("Y: %.2f",showpos[1]); Zpos.Format("Z: %.2f",showpos[2]); Upos.Format("U: %.2f",showpos[3]); Curspeed.Format("当前速度: %.2f",curspeed);

  GetDlgItem( IDC_XPOS )->SetWindowText( Xpos ); GetDlgItem( IDC_YPOS )->SetWindowText( Ypos ); GetDlgItem( IDC_ZPOS )->SetWindowText( Zpos ); GetDlgItem( IDC_UPOS )->SetWindowText( Upos ); GetDlgItem( IDC_VPSPEED )->SetWindowText( Curspeed ); } if (2 == nIDEvent) { int status = 0; int rembuff = 0; int curmark = 0; //判断主轴状态(即BASE的第一个轴) ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle, 0, &status); //判断存放直线的剩余缓冲 ,ZAux_Direct_GetRemain_Buffer判断的空间圆弧的缓冲,也是占缓冲最大的运动 ZAux_Direct_GetRemain_LineBuffer(g_handle, 0, &rembuff); //判断当前运动到第几条运动, ZAux_Direct_GetMoveCurmark(g_handle, 0, &curmark); if (status == -1) { GetDlgItem(IDC_RUNSTATUS)->SetWindowText("运动状态:停止中"); } else { GetDlgItem(IDC_RUNSTATUS)->SetWindowText("运动状态:运动中"); } CString str; str.Format("剩余直线缓冲: %d", rembuff); GetDlgItem(IDC_REBUFF)->SetWindowText(str); str.Format("当前MARK: %d", curmark); GetDlgItem(IDC_MARK)->SetWindowText(str); } CDialog::OnTimer(nIDEvent);}

  (4)按照设置的位置距离进行对应的连续插补运动,并对应设置前瞻模式进行前瞻处理。

  void CTest_move2Dlg::OnStart() //开启连续插补{ if(NULL == g_handle) { MessageBox(_T("链接断开")); return ; } UpdateData(true);//刷新参数 int corner_mode = 0; int axislist[4] = {0,1,2,3}; //运动BASE轴列表 //选择参与运动的轴,第一个轴为主轴,插补参数全用主轴参数 ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle,axislist[0],m_speed); //速度 UNITS / S ZAux_Direct_SetAccel(g_handle,axislist[0],m_acc); //加速度 ZAux_Direct_SetDecel(g_handle,axislist[0],m_dec); //减速度UpdateData(true);//刷新参数 if(m_mode1 == 1) { corner_mode = corner_mode + 2; } if(m_mode2 == 1) { corner_mode = corner_mode + 8; } if(m_mode3 == 1) { corner_mode = corner_mode + 32; } ZAux_Direct_SetMerge(g_handle,axislist[0],1); //连续插补开关 ZAux_Direct_SetLspeed(g_handle,axislist[0],m_lspeed); //起始速度 ,拐角减速由 运动速度-起始速度 线性减速的 ZAux_Direct_SetCornerMode(g_handle,axislist[0],corner_mode); //拐角模式 ZAux_Direct_SetDecelAngle(g_handle,axislist[0],m_startang*3.14/180); //开始减速角度,转换为弧度 ZAux_Direct_SetStopAngle(g_handle,axislist[0],m_stopang*3.14/180); ZAux_Direct_SetFullSpRadius(g_handle,axislist[0],m_fullradius); ZAux_Direct_SetZsmooth(g_handle,axislist[0],m_zsmooth);

  //SP指令中自动拐角模式中设置一个较大的startmovespeed与endmovespeed ZAux_Direct_SetStartMoveSpeed(g_handle,axislist[0], 10000); ZAux_Direct_SetEndMoveSpeed(g_handle, axislist[0], 10000); //调用运动 通过检查是否还有剩余缓冲来确定是否发运动 ZAux_Direct_SetMovemark(g_handle,axislist[0],0 ); //设置MARK = 0 ,来通过读取CURMARK实现判断当前执行到那里 g_curseges = 0; //SetTimer(3, 50, NULL); //新建一个定时器,发运动 float xposlist[10]; float yposlist[10]; float zposlist[10]; DataDeal(xposlist, yposlist, zposlist); float dposlist[10][4]; for (int i = 0; i < 10; i++) { dposlist[i][0] = xposlist[i]; dposlist[i][1] = yposlist[i]; dposlist[i][2] = zposlist[i]; dposlist[i][3] = 0; } int iresult = 0; int iremain = 0; //判断缓冲区大小进行运动 iresult = ZAux_Direct_GetRemain_LineBuffer(g_handle, 0, &iremain); //不同类型插补函数不同、直线插补缓冲判断用ZAux_Direct_GetRemain_LineBuffer if (iremain > 10) { for (int i = 0; i < 10; i++) { ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle,4,axislist,dposlist[i]); } }}

  (5)通过停止运动按钮的事件处理函数来停止当前的运动。

  void CSingle_homeDlg::OnStop() //停止运动{ // TODO: Add your control notification handler code here if(NULL == g_handle) { MessageBox(_T("链接断开状态")); return ; } ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,m_nAxis,2); //}

  (6)通过坐标清零按钮的事件处理函数来对当前轴的坐标进行对应清零。

  void CSingle_homeDlg::OnZero() //坐标清零{ if(NULL == g_handle) { MessageBox(_T("链接断开状态")); return ; } // TODO: Add your control notification handler code here for (int i=0;i<4;i++) { ZAux_Direct_SetDpos(g_handle,i,0); //设置零点 } }

完整代码获取地址

运动控制

  三、调试与监控

  编译运行例程,同时通过ZDevelop软件连接控制器对控制器状态进行监控。

  1.CornerMode功能前瞻设置说明

  第一,它可对指令进行整体规划,即对各段速度进行整体规划,再配合指令段内的加减速控制,可以使机床保持高速运行提高效率,使负载运动更加流畅,告别停停走走,系统通过Merge 速度融合功能实现。

  第二,它可保证在高速运行的基础上为了限制机械冲击和过切等,还需进行减速识别,通过提前识别轨迹变化,从而按照安全的减速度提前减速,系统通过减速/停止融合功能、 抑制冲击功能实现。

  综上所述,速度前瞻功能既可提升整机效率,也可减少冲击增加柔性,降低零部件磨损,增加设备使用寿命。

  (1)拐角减速

  拐角减速功能解决的问题是:当指令间夹角过大时,如果仍以较大速度运行,会在夹角处产生较大的机械冲击,轨迹偏离。

运动控制

  控制器会对指令间轨迹变化的夹角进行提前识别,比较其与减速/停止角的大小关系,提前决定是否进行减速,保证在指令连接处平稳过渡。

运动控制

  如图,OA过渡AB段位置时角度小于减速角度则,S1-S2段不进行减速,AB过渡BC段时角度大于减速角度则进行减速处理过渡过程如S2-S3段,BC过渡CD段角度大于停止角度速度需要降到零如S3-S4段位置处理。执行效果如下:

  ①未开启拐角减速

运动控制

  ②开启拐角减速

  →达到减速角度,未达到停止角度,部分减速。

运动控制

  →达到停止角度,完全减速。

运动控制

  (2)小圆限速

  小圆限速功能用于处理,在运行轨迹中可能运行圆弧轨迹拟合成的小圆,由于角度偏转较大导致出现轨迹偏转,因此在这种位置需要进行速度限制的处理。开

  启小圆限速,小圆半径超过限速半径的时候不会对速度限制,小圆半径小于限速半径的时候则会开始对速度进行限制。

  (3)自动倒角

  自动倒角功能一般是用于拐角处按照一定的倒角半径进行轨迹的弧度化处理,使速度变化更平滑。如图所示:

  ①未开启倒角

运动控制

  ②开启倒角

运动控制

  2.ZDevelop软件调试视频

运动控制

  本次,正运动技术简单易用的运动控制卡(十):连续插补和小线段前瞻,就分享到这里。

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标签: 运动控制控制器

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