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運(yùn)動(dòng)控制卡

EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡的電子凸輪追剪飛剪等應(yīng)用(一)

發(fā)布日期：2022-10-09 點(diǎn)擊率：65

  • 關(guān)鍵詞：正運(yùn)動(dòng)技術(shù),EtherCAT,運(yùn)動(dòng)控制卡


  • 摘要：今天，正運(yùn)動(dòng)小助手給大家分享一下EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡之ECI2828如何使用C#進(jìn)行電子凸輪追剪飛剪等應(yīng)用。


今天，正運(yùn)動(dòng)小助手給大家分享一下EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡之ECI2828如何使用C#進(jìn)行電子凸輪追剪飛剪等應(yīng)用。


一ECI2828硬件介紹


ECI2828系列運(yùn)動(dòng)控制卡支持多達(dá)16 軸直線插補(bǔ)、任意圓弧插補(bǔ)、空間圓弧、螺旋插補(bǔ)、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、虛擬軸和機(jī)械手指令等；采用優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)控制。


ECI2828系列運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制卡支持以太網(wǎng)，232 通訊接口和電腦相連，接收電腦的指令運(yùn)行，可以通過EtherCAT總線和CAN總線去連接各個(gè)擴(kuò)展模塊，從而擴(kuò)展輸入輸出點(diǎn)數(shù)或運(yùn)動(dòng)軸。


image.png


ECI2828系列運(yùn)動(dòng)控制卡的應(yīng)用程序可以使用 VC、VB、VS、C++以及C#等軟件來開發(fā)，程序運(yùn)行時(shí)需要?jiǎng)討B(tài)庫 zmotion.dll。調(diào)試時(shí)可以把ZDevelop軟件同時(shí)連接到控制器，從而方便調(diào)試，方便觀察。


image.png


二C#語言進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制開發(fā)


Ⅰ查看PC函數(shù)手冊新建WinForm


1.在VS2015菜單“文件”→“新建”→ “項(xiàng)目”，啟動(dòng)創(chuàng)建項(xiàng)目向?qū)А?/p>


image.png


2.選擇開發(fā)語言為“Visual C#”和.NET framework 4以及Windows 窗體應(yīng)用程序。


image.png


3.找到廠家提供的光盤資料里面的C#函數(shù)庫，路徑如下(64位庫為例)：

A.進(jìn)入廠商提供的光盤資料找到“8.PC函數(shù)”文件夾，并點(diǎn)擊進(jìn)入。


image.png


B.選擇“函數(shù)庫2.1”文件夾。


C.選擇“Windows平臺(tái)”文件夾。


D.根據(jù)需要選擇對(duì)應(yīng)的函數(shù)庫這里選擇64位庫。


E.解壓C#的壓縮包,里面有C#對(duì)應(yīng)的函數(shù)庫。


F.函數(shù)庫具體路徑如下。


image.png


4.將廠商提供的C#的庫文件以及相關(guān)文件復(fù)制到新建的項(xiàng)目中。


A.將zmcaux.cs文件復(fù)制到新建的項(xiàng)目里面中。

image.png


B.將zaux.dll和zmotion.dll文件放入bindebug文件夾中。

image.png


5.用VS打開新建的項(xiàng)目文件，在右邊的解決方案資源管理器中點(diǎn)擊顯示所有，然后鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊zmcaux.cs文件，點(diǎn)擊包括在項(xiàng)目中。 


image.png


6.雙擊Form1.cs里面的Form1，出現(xiàn)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。


image.png


至此項(xiàng)目新建完成，可進(jìn)行C#項(xiàng)目開發(fā)。


Ⅱ

查看PC函數(shù)手冊


1.PC函數(shù)手冊也在光盤資料里面，具體路徑如下：“光盤資料8.PC函數(shù)函數(shù)庫2.1Motion函數(shù)庫編程手冊 V2.1.pdf”。

image.png


2.PC編程，一般如果網(wǎng)口對(duì)控制器和工控機(jī)進(jìn)行鏈接。網(wǎng)口鏈接函數(shù)接口是ZAux_OpenEth()；如果鏈接成功，該接口會(huì)返回一個(gè)鏈接句柄。通過操作這個(gè)鏈接句柄可以實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器的控制。


ZAux_OpenEth()接口說明：


image.png


項(xiàng)目應(yīng)用截圖：


image.png


3.使用凸輪的指令操作鏈接句柄“g_handle”，對(duì)控制器進(jìn)行電子凸輪運(yùn)動(dòng)控制，連續(xù)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)相關(guān)的指令如下。

ZAux_Direct_Cambox電子凸輪指令：


image.png


Ⅲ

C#的電子凸輪追剪等運(yùn)動(dòng)開發(fā)


1.電子凸輪追剪飛剪運(yùn)動(dòng)控制人機(jī)交互界面如下。

image.png


2.電子凸輪功能說明。

凸輪的作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動(dòng)，包括直線運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)、勻速運(yùn)動(dòng)和非勻速運(yùn)動(dòng)。


電子凸輪是利用構(gòu)造的凸輪曲線來模擬機(jī)械凸輪，以達(dá)到與機(jī)械凸輪系統(tǒng)相同的凸輪軸與主軸之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軟件系統(tǒng)，通過控制器控制伺服電機(jī)來模擬機(jī)械凸輪的功能，不需要另外安裝機(jī)械結(jié)構(gòu)。


●工作原理：


電子凸輪屬于多軸同步運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)是基于主軸外加一個(gè)或多個(gè)從軸系統(tǒng)，是在機(jī)械凸輪的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，電子凸輪多用于周期性的曲線運(yùn)動(dòng)場合。


電子凸輪用軟件來控制信號(hào)，改變程序的相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)就能改變運(yùn)動(dòng)曲線，應(yīng)用靈活性高，工作可靠，操作簡單，不需要額外安裝機(jī)械構(gòu)件，因而不存在磨損的情況。


3.例程簡易流程圖。

image.png


4.在Form1的構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用接口ZAux_OpenEth（），使在系統(tǒng)初始化的時(shí)候自動(dòng)鏈接控制器。

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)

{

    zmcaux.ZAux_OpenEth(IP_List.Text, out g_handle);

    if (g_handle != (IntPtr)0)

    {

        timer1.Enabled = true;

        //設(shè)置鏈接狀態(tài)按鈕

        status.BackColor = System.Drawing.Color.Green;

        status.Text = "已鏈接";

    }

    else

    {

        MessageBox.Show("控制器鏈接失敗，請(qǐng)檢測IP地址!", "警告");

        //設(shè)置鏈接狀態(tài)按鈕

        status.BackColor = System.Drawing.Color.Red;

        status.Text = "已斷開";

    }

}

5.通過定時(shí)器更新參數(shù)信息。

//定時(shí)器

private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)

{

    if(g_handle != null)

    {

        float dpos = 0, speed = 0;

        zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(g_handle, Convert.ToInt32(textBox_axis.Text),ref dpos);

        label_dpos.Text = Convert.ToString(dpos);

        zmcaux.ZAux_Direct_GetSpeed(g_handle, Convert.ToInt32(textBox_axis.Text), ref speed);

        label_speed.Text = Convert.ToString(speed);

    }

    else

    {

        status.BackColor = System.Drawing.Color.Red;

        status.Text = "已斷開";

    }

}

6.利用提前加載好的凸輪表數(shù)據(jù)，利用cam指令進(jìn)行凸輪運(yùn)動(dòng)。

//凸輪表運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)

private void button3_Click(object sender, EventArgs e)

{

    if (g_handle == null)

        return;

    zmcaux.ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, Convert.ToInt32(textBox_axis.Text),Convert.ToSingle(textBox_unit.Text));

    zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, Convert.ToInt32(textBox_axis.Text), Convert.ToSingle(textBox_speed.Text));

    zmcaux.ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, Convert.ToInt32(textBox_axis.Text), Convert.ToSingle(textBox_accel.Text));

    zmcaux.ZAux_Direct_SetDecel(g_handle, Convert.ToInt32(textBox_axis.Text), Convert.ToSingle(textBox_decel.Text));

    zmcaux.ZAux_Direct_SetAtype(g_handle, Convert.ToInt32(textBox_axis.Text), 1);


    //進(jìn)行電子凸輪運(yùn)動(dòng)

    //設(shè)置運(yùn)動(dòng)總時(shí)間為5s

    zmcaux.ZAux_Direct_Cam(g_handle, Convert.ToInt32(textBox_axis.Text),0, CamNum, Convert.ToSingle(textBox_unit.Text), Convert.ToSingle(textBox_speed.Text)*5);

}

7.外部導(dǎo)入凸輪表數(shù)據(jù)加載。

 private void button_data_Click(object sender, EventArgs e)

 {

     dataGridView_data.Columns.Clear();

     DataGridViewTextBoxColumn ActPos = new DataGridViewTextBoxColumn();

     ActPos.Name = "ActPos";

     ActPos.DataPropertyName = "ActPos";

     ActPos.HeaderText = "位置";

     dataGridView_data.Columns.Add(ActPos);

     OpenFileDialog ZaoLangFile = new OpenFileDialog();

     ZaoLangFile.Filter = "文本文件(*.txt;)| *.txt;| 所有文件| *.*; ";

     ZaoLangFile.ValidateNames = true;

     ZaoLangFile.CheckPathExists = true;

     ZaoLangFile.CheckFileExists = true;

     if (ZaoLangFile.ShowDialog() == DialogResult.OK)

     {

         string strFileName = ZaoLangFile.FileName;

         //其他代碼

         //FileStream FileRead = new FileStream(strFileName, FileMode.OpenOrCreate, FileAccess.Read);

         string DataTest = File.ReadAllText(strFileName);

         string[] strArray = DataTest.Split(new string[] { " " }, StringSplitOptions.None);

         for (int i = 0; i < strArray.Length - 1; i++)

         {

             int index = dataGridView_data.Rows.Add();

             dataGridView_data.Rows[index].Cells[0].Value = strArray[i];

         }

         float[] Tablelist = new float[strArray.Length];

         for (int i = 0; i < strArray.Length - 1; i++)

         {

             Tablelist[i] = Convert.ToSingle(strArray[i]);

         }

         zmcaux.ZAux_Direct_SetTable(g_handle,0,strArray.Length,Tablelist);

         //記錄當(dāng)前寫入凸輪表數(shù)據(jù)有多少

         CamNum = strArray.Length - 2;

     }

 }

8.自定義凸輪表數(shù)據(jù)加載。

private void button6_Click(object sender, EventArgs e)

{

    dataGridView_data.Columns.Clear();

    DataGridViewTextBoxColumn ActPos = new DataGridViewTextBoxColumn();

    ActPos.Name = "ActPos";

    ActPos.DataPropertyName = "ActPos";

    ActPos.HeaderText = "位置";

    dataGridView_data.Columns.Add(ActPos);

    float[] CustomTable = new float[100];

    for (int i = 0; i < 100; i++)

    {

        CustomTable[i] = (float )((Math.Sin(Math.PI*2*i/100) / (Math.PI*2)) + i / 100) * 500;

        int index = dataGridView_data.Rows.Add();

        dataGridView_data.Rows[index].Cells[0].Value = CustomTable[i];

    }

    zmcaux.ZAux_Direct_SetTable(g_handle, 0, 100, CustomTable);

    CamNum = 100;

}


Ⅳ

調(diào)試與監(jiān)控


1.編譯運(yùn)行例程，同時(shí)連接ZDevelop軟件進(jìn)行調(diào)試，對(duì)運(yùn)動(dòng)控制的軸參數(shù)和運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)控。


使用電子凸輪指令進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，設(shè)置軸運(yùn)動(dòng)動(dòng)作按照凸輪表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)，所有運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)相對(duì)于第一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的位置進(jìn)行絕對(duì)位置偏移。


image.png


(1)如上圖，是運(yùn)動(dòng)為造浪設(shè)備運(yùn)動(dòng)的某段軌跡數(shù)據(jù)加載到控制器的table凸輪表中，運(yùn)動(dòng)出來的實(shí)際軌跡，并在設(shè)置的指定時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)完成。


image.png


(2)如上圖，運(yùn)行數(shù)據(jù)為內(nèi)部自定義sin波形的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，波形可以從圖中看出，運(yùn)動(dòng)小線段數(shù)據(jù)指定時(shí)間內(nèi)軌跡運(yùn)行完成。


本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡的電子凸輪等應(yīng)用，就分享到這里。

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