The value of Zmotion is to bring customers more success!
上一节介绍了ZMC408SCAN控制器的功能、硬件参数与硬件接口的特点等，本节主要介绍激光相关的接口与如何实现激光的控制。
激光控制可采用LASER激光电源接口，或通过EXIO扩展IO接口定制激光器转接板，通过EXIO_DIR指令配置转接板的IO端子是输入口还是输出口，参考激光器的手册，使用IO控制指令控制激光器的能量和开关。
ZMC408SCAN是正运动技术新推出的一款支持EtherCAT总线的开放式激光振镜运动控制器，专为工业激光+振镜+运动控制方面的应用而设计。支持16路运动轴的复杂连续轨迹控制需求，可实现振镜轴+脉冲轴+总线轴的混合插补。
1.ZMC408SCAN的振镜功能
（1）XY2-100的振镜控制协议，刷新周期10us-50us；
（2）两组二轴激光振镜的直线插补、圆弧插补及连续轨迹加工等输出；
（3）简单的振镜工艺参数设置，降低客户的开发难度；
（4）振镜矫正功能、振镜反馈闭环，保证激光加工的精度。
2.ZMC408SCAN的激光控制
（1）1个LASER激光电源控制接口，支持IPG、YLR、YLS等类型激光器；
（2）1个EXIO可配置扩展IO接口，通过转接板可外置扩展YGA、FIBER等其他类型激光器；
（3）0-10V模拟量输出、高速PWM输出可控制激光能量；
（4）可实现PWM输出、模拟量输出与运动速度的同步。
3.ZMC408SCAN的运动控制
（1）8轴EtherCAT总线轴/脉冲轴/振镜轴控制，可混合插补；
（2）多维硬件位置比较输出，位置同步输出PSO功能；
（3）电子凸轮、同步跟随、直线插补、圆弧插补、连续轨迹加工、30+种机械手正逆解算法等；
（4）专用MPG手轮接口，支持 5-24V手轮输入。
控制器的接口说明如下表
下图为ZMC408SCAN开放式激光控制器的参考架构：
→PC可通过串口和网口连接到控制器，下发指令给控制器处理，编程方式可选择正运动自主研发的ZDevelop开发环境或者常用的上位机开发方式。
→通过RS232、RS485和网口可与外部设备通讯。
→连接扩展的IO模块可使用EtherCAT或CAN总线接口。
→具备标准的激光振镜接口SCAN，激光电源控制接口LASER，同时提供一个EXIO扩展IO接口灵活扩展其他激光器；总线激光器可通过EtherCAT总线控制。
→运动控制可用的设备类型有激光振镜、脉冲伺服/步进驱动、EtherCAT总线驱动。
☉实现激光加工包含运动控制与激光控制两大部分。
ZMC408SCAN运动控制可使用常用的电机驱动设备或者激光振镜实现。
激光控制可通过LASER、支持PWM功能的OUT输出口或者EXIO扩展接口接标准的激光器。
激光器的控制接口可选LASER激光电源接口，或EXIO扩展IO接口通过定制转接板连接激光器。
ZMC408SCAN激光控制的方式有三种、PWM、模拟量和PSO位置同步输出控制自由选择，支持控制激光的能量、激光的开关和激光延时，不同的控制方式要使用支持该功能的输出口，并且使用对应的指令控制激光。
通过MOVE_OP精准输出指令在运动中灵活的调节激光开关/关光，MOVE_DELAY调节延时，响应快，精确到us级别的控制，且设置过程简单，大大缩短了工程师的调参时间；
ZMC408SCAN的激光电源接口LASER内置输出口8控制激光器，输出可配置PWM，控制器的通用输出口OUT0-7支持PWM功能和PSO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，可以用来控制激光能量。
ZMC408SCAN控制器存在模拟量输入输出各两路，可进行控制激光器能量输出，模拟量精度为12位，电压范围0-10V。
1.LASER激光电源接口
ZMC408SCAN控制器LASER激光电源接口功能：
A.LASER激光电源接口支持连接IPG、YLR、YLS等类型激光电源；
B.可通过直接控制器发送激光、红光、使能等输出信号进行操作激光器让激光器进行对应响应；
C.DB接口中带有1个PWM输出口；
D.可接收激光器信号，可显示IN信号并作出对应响应。
LASER激光电源接口采用DB25针公头，针脚说明参见下表：
注意：
A.上表的输入输出除PWM和Modulation之外其它信号作用支持自定义；
B.OUT(9)、AOUT(2)和AIN(2)为预留信号，标准型号中没有，如果需要请订货时选择特殊型号。
LASER激光电源接口内部电路图和与IPG200W光纤激光器的接线参考如下图所示：
A.LASER激光器接口接线原理如上图所示，数字IO接口除OUT8，OUT9外可自行定义；
B.对于需要模拟量输入的激光器有两种接线选项，对分辨率要求不高的可以选用控制器12位DA接口实现，对于分辨率要求较高的可以选择LASER接口中带16位DA的型号；
C.请使用屏蔽线接线，尤其是环境恶劣的场合，务必使屏蔽层充分接地。
A.请按照以上接线说明正确接线；
B.上电后请选用EtherNET、RS232（默认参数可直接连接）、RS485（默认参数可直接连接，硬件需使用转接头）三种任一种接口连接ZDevelop；
C.通过ZDevelop视图栏中输入输出窗口操作监控对应IO点；
D.通过ZDevelop视图栏中AD/DA窗口操作监控对应模拟量输入输出口；
E.通过ZDevelop在线命令发送指令PWM_FREQ(PWM编号)=频率，PWM_DUTY(PWM编号)=占空比。
参考BASIC例程：激光控制参考上节引脚说明。
在振镜加工的运动指令应用领域，MOVESCAN与MOVESCANABS指令中，CORNER_MODE = 2此处用于开启振镜轴的拐角延时，ZSMOOTH用于设置拐角延时的最大时间，us单位，DECEL_ANGLE和STOP_ANGLE用于设置拐角延时的起始角度和角度，拐角延时的具体时间在这两个角度之间从0-ZSMOOTH线性分布。
示波器采样运动波形如下：在运动到位置50之前提前1.5ms开光，运动结束延时2.5ms光关。
2.EXIO扩展IO接口
（1）接口说明
ZMC408SCAN控制器上的激光电源控制接口除了定义好的LASER之外，还有个EXIO扩展IO接口可灵活配置，专门用来驱动市面上的主流激光器，EXIO扩展IO接口需要专用的转接板才能使用，该接口不可对接除专用转接板以外的任何负载，转接板可灵活定制。
EXIO扩展IO接口目前可支持扩展标准的YGA、FIBER等激光器类型，通过EXIO扩展接口连接扩展板，转换TTL信号后控制激光器的激光使能、激光开关、激光能量控制等。
硬件接线完成还需使用指令配置EXIO扩展接口，配置连接扩展板的输入/输出信号。
EXIO扩展IO接口采用DB25针母头，引脚的说明如下表，主要包含0-19一共20个IO接口，IO可配置为输入或输出，配置完成IO编号参考右侧对应的输入/输出的编号说明（例如映射为数字输入，参考输入口一栏编号）。
注意：
A.EXIO_0-EXIO_19均可配置成输入/输出口，所对应的编号如右边；
B.该接口中的信号不可直接连接负载，需定制转接板进行转换；
C.转接板可灵活定制，可根据需要设计通讯方式。
（2）IO配置方法
EXIO接口经转换板转接之后，参考对应激光器引脚，再通过指令EXIO_DIR进行配置IO输入输出，配置完成即可通过输出口相关指令控制对应的IO口。
EXIO_0-19均可配置成输入/输出口，所对应输入/输出口的编号参见上表，EXIO_DIR配置顺序参考OP或IN的编号。
指令语法：
EXIO_DIR(isel, dirbit)
Isel：0(指定激光器类型)
dirbit: 按位设置是否输出, 0- 输入, 1-输出 (自定义配置转接口对应的信号类型)
示例：
A.选择相应的转接板使用配套专用转接线连接转接板和控制器EXIO接口；
B.上电后请选用EtherNET、RS232、RS485三种任一种接口连接ZDevelop；
C.对控制器EXIO（0-19）号端口进行配置，使转接板所占用数字输入/输出口均得到使能；
D.使用FIBER转接板IO配置指令EXIO_DIR(0,$8FFFF)、YAG转接板IO配置指令EXIO_DIR(0,$FCBFE)；
E.自定义所使能的数字IO口，通过二次开发，实现控制器对激光器的功能控制。
ZMC408SCAN-FIBER转接板采用DB25公头接口，可控制JPT、MOPA、IPG、YLP、YLPN、创鑫、锐科等激光器。扩展IO配置EXIO_DIR(0,$8FFFF)。
FIBER激光器转接板输出接口说明如下表
FIBER激光器转接板内部电路图和与MEPT-200P激光器的接线参考如下图所示：
A.以上为MFPT-200P的接线示例，具体选择对接的引脚也可以此为参考自行定义；
B.建议采用带屏蔽层的接线，并且使屏蔽层充分接地（机壳）。
A.请按照以上接线说明正确接线；
B.上电后请选用EtherNET、RS232（默认参数可直接连接）、RS485（默认参数可直接连接，硬件需使用转接头）三种任一种接口连接ZDevelop；
C.通过ZDevelop在线命令发送指令EXIO_DIR(0,$8FFFF)；
D.通过ZDevelop视图栏中输入输出窗口操作监控对应IO点；
E.通过ZDevelop视图栏中AD/DA窗口操作监控对应模拟量输入输出口；
F.通过ZDevelop在线命令发送指令 PWM_FREQ(PWM编号) = 频率，PWM_DUTY(PWM编号) = 占空比。
参考BASIC例程:
在振镜加工的运动指令应用领域，MOVESCAN与MOVESCANABS指令中，CORNER_MODE = 2此处用于开启振镜轴的拐角延时，ZSMOOTH用于设置拐角延时的最大时间，us单位，DECEL_ANGLE和STOP_ANGLE用于设置拐角延时的起始角度和角度，拐角延时的具体时间在这两个角度之间从0-ZSMOOTH线性分布。
示波器采样运动波形如下：
4.YGA激光器转接板输出接口
ZMC408SCAN-YAG转接板采用DB25公头接口，实际IO口控制功能支持自定义功能可控制，下表按UW-YAG类型激光器映射功能。扩展IO功能设置EXIO_DIR(0, $FCBFE)。
YGA激光器转接板输出接口说明如下表
YGA激光器转接板内部电路图和与UW-075激光焊接机的接线参考如下图所示：
A.以上为UW-075的接线示例，具体选择对接的引脚也可以此为参考自行定义；
B.建议采用带屏蔽层的接线，并且使屏蔽层充分接地（机壳）。
A.请按照以上接线说明正确接线；
B.上电后请选用EtherNET、RS232（默认参数可直接连接）、RS485（默认参数可直接连接，硬件需使用转接头）三种任一种接口连接ZDevelop；
C.通过ZDevelop在线命令发送指令EXIO_DIR(0,$FCBFE)；
D.通过ZDevelop视图栏中输入输出窗口操作监控对应IO点；
E.通过ZDevelop视图栏中AD/DA窗口操作监控对应模拟量输入输出口。
参考BASIC例程:
在振镜加工的运动指令应用领域，MOVESCAN与MOVESCANABS指令中，CORNER_MODE = 2此处用于开启振镜轴的拐角延时，ZSMOOTH用于设置拐角延时的最大时间，us单位，DECEL_ANGLE和STOP_ANGLE用于设置拐角延时的起始角度和角度，拐角延时的具体时间在这两个角度之间从0-ZSMOOTH线性分布。
示波器采样运动波形如下：
本次，正运动技术开放式激光振镜运动控制器(二)：ZMC408SCAN激光控制方式，就分享到这里。
本文由正运动技术原创，欢迎大家转载，共同学习，一起提高中国智能制造水平。文章版权归正运动技术所有，如有转载请注明文章来源。
正运动技术专注于运动控制技术研究和通用运动控制软硬件产品的研发，是国家级高新技术企业。正运动技术汇集了来自华为、中兴等公司的优秀人才，在坚持自主创新的同时，积极联合各大高校协同运动控制基础技术的研究，是国内工控领域发展最快的企业之一，也是国内少有、完整掌握运动控制核心技术和实时工控软件平台技术的企业。主要业务有：运动控制卡_运动控制器_EtherCAT运动控制卡_EtherCAT控制器_运动控制系统_视觉控制器__运动控制PLC_运动控制_机器人控制器_视觉定位等等。
