ZMC408CE硬件介紹
ZMC408CE是正運(yùn)動推出的一款多軸高性能EtherCAT總線運(yùn)動控制器,具有EtherCAT、EtherNET、RS232、CAN和U盤等通訊接口,ZMC系列運(yùn)動控制器可應(yīng)用于各種需要脫機(jī)或聯(lián)機(jī)運(yùn)行的場合。
ZMC408CE支持8軸運(yùn)動控制,最多可擴(kuò)展至32軸,支持直線插補(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、同步跟隨等功能。 ZMC408CE支持PLC、Basic、HMI組態(tài)三種編程方式。PC上位機(jī)API編程支持C#、C++、LabVIEW、Matlab、Qt、Linux、VB.Net、Python等接口。
ZMC408CE支持8軸運(yùn)動控制,可采用脈沖軸(帶編碼器反饋)或EtherCAT總線軸,通用IO包含24路輸入口和16路輸出口,部分IO為高速IO,模擬量AD/DA各兩路,EtherCAT最快125us的刷新周期。 ZMC408CE支持8個通道的硬件比較輸出、硬件定時器、運(yùn)動中精準(zhǔn)輸出,還支持8通道PWM輸出,對應(yīng)的輸出口為OUT0-7,支持8個通道同時觸發(fā)硬件比較輸出。
ZMC408CE視頻介紹
?01
MATLAB進(jìn)行運(yùn)動控制開發(fā)
1.在MATLAB R2019a菜單“主頁”→“新建”→“工程”→“空白工程”,啟動創(chuàng)建項(xiàng)目向?qū)А?/strong>
2.新建GUI。命令行輸入guide,新建GUI。
3.找到廠家提供的光盤資料里面的MATLAB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。
B.選擇“函數(shù)庫2.1”文件夾。
C.選擇“Windows平臺”文件夾。
D.根據(jù)需要選擇對應(yīng)的函數(shù)庫這里選擇64位庫。
E.解壓MATLAB壓縮包,里面有對應(yīng)的函數(shù)庫。
4.將廠商提供的庫文件以及相關(guān)文件復(fù)制到MATLAB工作目錄下。 (1)“zauxdll.dll”、“zmotion.dll”、“zauxdll2.h”、“zmotion.h”四個文件拷貝到matlab工作目錄下。 如:C:.......R2019ain
(2)將“zauxdll2.h”、“zmotion.h”兩個文件拷貝到include目錄。
如:C:.......R2019aexterninclude
(3)拷貝“zauxdll.dll”文件到新建的工程目錄中。
5.配置MATLAB開發(fā)環(huán)境。
(1)在matlab命令行輸入“mbuild -setup”以及“mex -setup”,選擇安裝的c語言編譯器。
(2)使用loadlibrary('zauxdll.dll','zauxdll2.h');加載函數(shù)庫。
(3)libfunctions zauxdll -full;或 libfunctionsview zauxdll;顯示共享庫函數(shù)簽名。
6.使用“calllib”調(diào)用zauxdll函數(shù)庫中函數(shù),詳細(xì)可查看MATLAB幫助。
有關(guān)參數(shù)傳遞,在calllib幫助→傳遞參數(shù)。
至此函數(shù)庫添加完成,可進(jìn)行MATLAB項(xiàng)目開發(fā)。
?02
相關(guān)PC函數(shù)介紹
1.PC函數(shù)手冊在光盤資料查看,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”。
2.PC編程,一般如果網(wǎng)口對控制器和工控機(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,該接口會返回一個鏈接句柄。通過操作這個鏈接句柄可以實(shí)現(xiàn)對控制器的控制。
(1)ZAux_OpenEth()接口說明
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指令3 | ZAux_OpenEth | ||||
指令原型 | int32 ?__stdcall ?ZAux_OpenEth(char ?*ipaddr, ZMC_HANDLE * phandle) | ||||
指令說明 | 以太網(wǎng)連接控制器。 | ||||
輸入?yún)?shù) |
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輸出參數(shù) |
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返回值 | 成功返回值為0,非0詳見錯誤碼說明。 | ||||
指令示例 | 網(wǎng)口連接控制器 | ||||
詳細(xì)說明 |
1.網(wǎng)口采用RJ45標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線接口,通訊速率為100Mbit/s。 2.控制器出廠的IP地址為192.168.0.11,端口號為502。對端通訊設(shè)備需與控制器處于同一網(wǎng)段,才可進(jìn)行連接。 3.最常用的控制器連接方式。 4.ZMC_HANDLE 類型:Zmotion庫中,專門用于控制卡連接數(shù)據(jù)定義類型; |
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(2)項(xiàng)目應(yīng)用截圖
(3)命令行應(yīng)用截圖
3、使用單軸運(yùn)動相關(guān)的指令操作鏈接句柄“g_handle”,對控制器進(jìn)行單軸運(yùn)動控制,單軸運(yùn)動相關(guān)的指令如下。
(1)單軸相對運(yùn)動指令
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指令92 | ZAux_Direct_Single_Move | ||||||||
指令原型 | int32 __stdcall ?ZAux_Direct_Single_Move(ZMC_HANDLE ?handle, int ?iaxis, float ?fdistance) | ||||||||
指令說明 | 單軸相對運(yùn)動。 | ||||||||
輸入?yún)?shù) |
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輸出參數(shù) | / | ||||||||
返回值 | 成功返回值為0,非0詳見錯誤碼說明。 | ||||||||
指令示例 | 單軸點(diǎn)位運(yùn)動 | ||||||||
詳細(xì)說明 | / |
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(2)單軸絕對運(yùn)動指令
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指令93 | ZAux_Direct_Single_MoveAbs | ||||||||
指令原型 | int32 ?__stdcall ?ZAux_Direct_Single_MoveAbs(ZMC_HANDLE handle, int ?iaxis, float ?fdistance) | ||||||||
指令說明 | 單軸絕對運(yùn)動。 | ||||||||
輸入?yún)?shù) |
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輸出參數(shù) | / | ||||||||
返回值 | 成功返回值為0,非0詳見錯誤碼說明。 | ||||||||
指令示例 | 單軸點(diǎn)位運(yùn)動 | ||||||||
詳細(xì)說明 | / |
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(3)單軸持續(xù)運(yùn)動
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指令94 | ZAux_Direct_Single_Vmove | ||||||||
指令原型 | int32 ?__stdcall ?ZAux_Direct_Single_Vmove(ZMC_HANDLE handle, int ?iaxis, int ?idir) | ||||||||
指令說明 | 單軸連續(xù)運(yùn)動指令,連續(xù)往一個方向運(yùn)動。 | ||||||||
輸入?yún)?shù) |
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輸出參數(shù) | / | ||||||||
返回值 | 成功返回值為0,非0詳見錯誤碼說明。 | ||||||||
指令示例 | 單軸持續(xù)運(yùn)動 | ||||||||
詳細(xì)說明 | 當(dāng)前面的VMOVE運(yùn)動沒有停止時,此VMOVE指令會自動替換前面的VMOVE指令并修改方向,因此無需CANCEL前面的VMOVE指令。 |
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(4)單軸停止運(yùn)動
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指令189 | ZAux_Direct_Single_Cancel | ||||||||
指令原型 | int32 __stdcall ZAux_Direct_Single_Cancel (ZMC_HANDLE handle, int iaxis, int imode); | ||||||||
指令說明 | 單軸運(yùn)動停止。 | ||||||||
輸入?yún)?shù) |
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輸出參數(shù) | / | ||||||||
返回值 | 成功返回值為0,非0詳見錯誤碼說明。 | ||||||||
指令示例 | 單軸持續(xù)運(yùn)動 | ||||||||
詳細(xì)說明 |
如果指定軸在插補(bǔ)運(yùn)動軸列表中,無論主軸或者其他軸,都停止軸組的插補(bǔ)運(yùn)動 MODE0~2減速度按FASTDEC和DECEL中最大的值。 CANCEL后要調(diào)用絕對位置運(yùn)動,必須先等待停止完成。 |
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?03
MATLAB進(jìn)行單軸運(yùn)動開發(fā)
1.單軸運(yùn)動控制人機(jī)交互界面如下。
2.例程簡易流程圖。
3.在MATLAB的GUI界面中新建控件進(jìn)行程序編寫。
A.在工具欄新建“普通按鈕”和可編輯文本,并雙擊修改屬性。
B.控件右鍵,查看回調(diào),“CallBack”創(chuàng)建回調(diào)響應(yīng)函數(shù),此時自動新建.m格式文件,在這里進(jìn)行界面響應(yīng)程序編寫。
C.將自動創(chuàng)建的文件添加到項(xiàng)目中。
D.在“XXX_OpeningFcn”函數(shù)中加載函數(shù)庫,并定義全局變量。
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% --- Executes just before untitled is made visible. function untitled_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin) % This function has no output args, see OutputFcn. % hObject handle to figure % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % varargin command line arguments to untitled (see VARARGIN) % Choose default command line output for untitled handles.output = hObject; % Update handles structure guidata(hObject, handles); if not(libisloaded('zauxdll'))%加載函數(shù)庫 loadlibrary('zauxdll.dll','zauxdll2.h'); end disp("加載函數(shù)庫");%命令行打印 global g_handleptr;%定義連接句柄 global g_nAxis;%定義軸號 global g_Dir;%定義運(yùn)動方向 global g_Moveway;%定義運(yùn)動方式 g_handleptr= libpointer('voidPtrPtr'); g_Dir=1; g_Moveway=0; g_nAxis=0;
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4.編寫“連接控制器”按鈕程序,調(diào)用接口“ZAux_OpenEth()”,使點(diǎn)擊按鈕時鏈接控制器。
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% --- Executes on button press in pushbutton_openZmc. function pushbutton_openZmc_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pushbutton_openZmc (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) handles.timer = timer('Period',0.05,'ExecutionMode','FixedRate',... 'TimerFcn',{@UpdateSliderData, handles});%定時器 global g_handleptr;%定義連接句柄 ip =get(handles.edit_Ip,'String'); disp("連接控制器:"+ip); zmc_ip = char(ip); [res,~] = calllib('zauxdll','ZAux_OpenEth',zmc_ip ,g_handleptr); commandCheckHandler("ZAux_OpenEth",res); if res==0 fprintf('連接控制器成功 '); set(gcf,'NumberTitle', 'off', 'Name', '連接成功'); %msgbox('Connection successful'); start( handles.timer );%啟動定時器 else fprintf('連接控制器失敗,錯誤碼%d ',res); set(gcf,'NumberTitle', 'off', 'Name', '連接失敗'); msgbox('Connection failure,Please check the IP!');%連接控制器失敗,請檢查IP地址 return; end
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5.主界面右鍵添加銷毀函數(shù),調(diào)用“ZAux_Close()”關(guān)閉連接。
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% --- Executes during object deletion, before destroying properties.關(guān)閉連接 function figure1_DeleteFcn(hObject, eventdata, handles) global g_handleptr;%定義連接句柄 calllib('zauxdll','ZAux_Close',g_handleptr); disp("關(guān)閉與控制器連接");%打印
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6.通過定時器更新控制器軸狀態(tài):當(dāng)前坐標(biāo)、當(dāng)前速度等。
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function UpdateSliderData(obj, events, handles) global g_handleptr;%定義連接句柄 global g_nAxis;%定義軸號 [res,~,runstate]=calllib('zauxdll','ZAux_Direct_GetIfIdle',g_handleptr,g_nAxis, 0); commandCheckHandler("ZAux_Direct_GetIfIdle",res); [res,~,curpos]=calllib('zauxdll','ZAux_Direct_GetDpos',g_handleptr, g_nAxis, 0); commandCheckHandler("ZAux_Direct_GetDpos",res); [res,~,curspeed]=calllib('zauxdll','ZAux_Direct_GetVpSpeed',g_handleptr, g_nAxis, 0); commandCheckHandler("ZAux_Direct_GetVpSpeed",res); str_curpos=num2str(curpos); str_curspeed=num2str(curspeed); if (runstate==0) set(handles.edit_runstate,'String',"當(dāng)前運(yùn)動狀態(tài):運(yùn)行"); else set(handles.edit_runstate,'String',"當(dāng)前運(yùn)動狀態(tài):停止"); end set(handles.edit_curpos,'String',"當(dāng)前軸坐標(biāo):" +str_curpos); set(handles.edit_curspeed,'String',"當(dāng)前軸速度:" +str_curspeed);
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7.通過啟動按鈕的事件處理函數(shù)來設(shè)置軸參數(shù)并開始運(yùn)動。
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% --- Executes on button press in pushbutton_runmove.運(yùn)動 function pushbutton_runmove_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pushbutton_runmove (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) global g_handleptr;%定義連接句柄 global g_nAxis;%定義軸號 global g_Dir;%定義運(yùn)動方向 global g_Moveway;%定義運(yùn)動方式 calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetAtype',g_handleptr, g_nAxis,0); calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetUnits',g_handleptr,g_nAxis,str2num(get(handles.edit_units,'String'))); calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetLspeed',g_handleptr, g_nAxis, str2num(get(handles.edit_lspeed,'String'))); calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetSpeed',g_handleptr, g_nAxis, str2num(get(handles.edit_speed,'String'))); calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetAccel',g_handleptr, g_nAxis, str2num(get(handles.edit_acc,'String'))); calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetDecel',g_handleptr, g_nAxis, str2num(get(handles.edit_dec,'String'))); calllib('zauxdll','ZAux_Direct_SetSramp',g_handleptr, g_nAxis, str2num(get(handles.edit_sramp,'String'))); if (g_Moveway) %//連續(xù)運(yùn)動 calllib('zauxdll','ZAux_Direct_Single_Vmove',g_handleptr, g_nAxis,g_Dir); else % //寸動 calllib('zauxdll','ZAux_Direct_Single_Move',g_handleptr, g_nAxis, g_Dir * str2num(get(handles.edit_step,'String'))); end
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8.通過停止按鈕的事件處理函數(shù)來停止插補(bǔ)運(yùn)動。
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% --- Executes on button press in pushbutton_stopMove.單軸停止 function pushbutton_stopMove_Callback(hObject, eventdata, handles) global g_handleptr;%定義連接句柄 global g_nAxis; calllib('zauxdll','ZAux_Direct_Single_Cancel',g_handleptr,g_nAxis,2);
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?04
調(diào)試與監(jiān)控
編譯運(yùn)行例程,同時連接ZDevelop軟件進(jìn)行調(diào)試,對運(yùn)動控制的軸參數(shù)和運(yùn)動情況進(jìn)行監(jiān)控。
1.連接ZDevelop軟件,并點(diǎn)擊“視圖”→“示波器”打開示波器對軸運(yùn)動情況進(jìn)行監(jiān)控。
2.運(yùn)行上位機(jī)軟件進(jìn)行調(diào)試監(jiān)控。
3.教學(xué)視頻。
本次,正運(yùn)動技術(shù)EtherCAT運(yùn)動控制器的MATLAB開發(fā),就分享到這里。 ?
審核編輯:黃飛
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