ZMC406R-V2硬件介紹

　　ZMC406R-V2是正運(yùn)動(dòng)推出的一款多軸高性能EtherCAT總線運(yùn)動(dòng)控制器，具有EtherCAT、EtherNET、RS232、CAN和U盤等通訊接口，ZMC系列運(yùn)動(dòng)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(chǎng)合。

　　ZMC406R-V2支持6軸運(yùn)動(dòng)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。

　　ZMC406R-V2可以采用脫機(jī)的方式將編輯好的程序下載到控制器上，可利用觸摸屏示教的方式編輯想要運(yùn)動(dòng)的軌跡。也可以用PC API函數(shù)調(diào)用方式或者實(shí)時(shí)發(fā)送指令操作，在PC上位機(jī)C#，C++，Labview，Python等語言來開發(fā)Delta并聯(lián)機(jī)械手的應(yīng)用。

　　ZMC406R-V2支持6軸運(yùn)動(dòng)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12路輸出口，模擬量AD/DA各兩路，EtherCAT最快125us的刷新周期。

　　硬件接線參考

　　1.通用輸入口接線參考圖

　　2.通用輸出口接線參考圖

　　C#語言進(jìn)行Delta并聯(lián)機(jī)械手的開發(fā)

　　1.在VS2010菜單“文件”→“新建”→“項(xiàng)目”，啟動(dòng)創(chuàng)建項(xiàng)目向?qū)А?/p>

　　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。

　　3. 找到廠家提供的光盤資料里面的C#函數(shù)庫，路徑如下(32位庫為例)。

　　1)進(jìn)入廠商提供的光盤資料找到“04PC函數(shù)”文件夾，并點(diǎn)擊進(jìn)入。

　　2)選擇“函數(shù)庫2.1”文件夾。

　　3)選擇“Windows平臺(tái)”文件夾。

　　4)根據(jù)需要選擇對(duì)應(yīng)的函數(shù)庫，這里選擇32位庫。

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

　　6)函數(shù)庫具體路徑如下。

　　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。

　　1)將zmcaux.cs文件復(fù)制到新建的項(xiàng)目里面中。

　　2)將zaux.dll和zmotion.dll文件放入bin\debug文件夾中。

　　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)擊顯示所有文件，然后鼠標(biāo)右擊zmcaux.cs文件，點(diǎn)擊包括在項(xiàng)目中。

　　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。

　　PC函數(shù)介紹

　　1.PC函數(shù)手冊(cè)可在光盤資料查看，具體路徑如下。

       2.鏈接控制器，獲取鏈接句柄。

　　3.機(jī)械手模型正解的建立。

　　4.機(jī)械手模型逆解的建立。

　　5.機(jī)械手坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，用于得到用戶坐標(biāo)系。

　　1.軸方向要求

　　使用正運(yùn)動(dòng)Delta并聯(lián)機(jī)械手模型，需要保證3個(gè)關(guān)節(jié)軸向下旋轉(zhuǎn)時(shí)為正向，末端旋轉(zhuǎn)軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正(俯視)。

　　2.結(jié)構(gòu)參數(shù)(結(jié)構(gòu)參數(shù)由機(jī)械手本體廠家提供)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)參數(shù)需要先寫進(jìn)控制器的TABLE寄存器后，才可以調(diào)接口建立機(jī)械手的正逆解。

　　3.原點(diǎn)定義A、各關(guān)節(jié)軸的連桿L1都處于水平位置時(shí)，認(rèn)為是關(guān)節(jié)零點(diǎn)位置。(一般本體會(huì)提供定位銷，沒有提供的可以通過水平儀確保零點(diǎn)時(shí)L1處于水平位置)B、此時(shí)軸0和軸1連線方向?yàn)橹苯亲鴺?biāo)系X方向，直角坐標(biāo)系零點(diǎn)位于連桿L1水平面的中心。

　　4.關(guān)節(jié)軸與虛擬軸關(guān)節(jié)軸是實(shí)際存在的電機(jī)軸，Delta有關(guān)節(jié)軸0電機(jī)、關(guān)節(jié)軸1電機(jī)、關(guān)節(jié)軸2電機(jī)和末端旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)，這些關(guān)機(jī)軸脈沖當(dāng)量的設(shè)置都需要設(shè)置成對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)1度需要的脈沖數(shù)，如：(Units = 電機(jī)一圈脈沖數(shù) * 減速比 / 360)。虛擬軸是虛擬出來的直角坐標(biāo)系的X軸、Y軸、Z軸和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸RZ,其中X、Y、Z軸的脈沖當(dāng)量推薦設(shè)置成1000，旋轉(zhuǎn)軸RZ的脈沖當(dāng)量設(shè)置成旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)1度需要的脈沖數(shù)。

　　相關(guān)例程演示

　　1.鏈接控制器獲取句柄，上位機(jī)操作通過獲取到的句柄來操作控制器。

　　·

　　//連接控制器,控制器默認(rèn)IP是192.168.0.11ZauxErr = zmcaux.ZAux_OpenEth("192.168.0.11", out g_Handle);if (0 != ZauxErr){AlmInifFile.Write(DateTime.Now.ToString("F"), "ZAux_OpenEth執(zhí)行錯(cuò)誤,錯(cuò)誤碼:" + ZauxErr.ToString(), "錯(cuò)誤碼信息");}

　　2.Delta并聯(lián)機(jī)械手參數(shù)設(shè)置。

　　3.機(jī)械手正逆解的建立。

　　·

　　/************************************************************************************'任務(wù)編號(hào)：無'函數(shù)功能：機(jī)械手的正逆解的建立 'Input：Mode=0斷開機(jī)械手;1建立機(jī)械手的逆解;2建立機(jī)械手的正解'Output：無 '返回值：0:表示機(jī)械手建立成功; -1:表示機(jī)械手建立失敗'備注：1、控制器型號(hào)帶R后綴的才支持該機(jī)械手模型' 2、正解狀態(tài)時(shí)，虛擬軸的MTYPE=34' 3、逆解狀態(tài)時(shí)，關(guān)節(jié)軸的MTYPE=33' 4、機(jī)械手處于逆解狀態(tài)時(shí)不要斷使能，不然操作不當(dāng)容易飛車。**************************************************************************************/public int ScaraEstab(int Mode){ //更新Ui界面的Delta參數(shù) ScaraParaWindows.DeltaParaSave(); //設(shè)置機(jī)械參數(shù)到控制器 SetControPara(); //保存Delta參數(shù)到Ini文件 WriteIniFile(); //清除控制器報(bào)警 ZauxErr = zmcaux.ZAux_Direct_Single_Datum(g_Handle, 0, 0); //更新軸列表 建立正逆解的軸順序是 J1、J2、Ju、Jz(關(guān)節(jié)軸) Vx、Vy、Vr、Vz(虛擬軸) int[] mJScaraAxisList = new int[4]; //關(guān)節(jié)軸列表 int[] mVScaraAxisList = new int[4]; //虛擬軸列表 for (int i = 0; i < 4; i++) { mJScaraAxisList[i] = gDeltaAxisList[i]; mVScaraAxisList[i] = gVAxisList[i]; } //判讀機(jī)械手參數(shù)是否設(shè)置正確 if ((DeltaR <= 0) || (Deltar <= 0) || (DeltaL1 <= 0) || (DeltaL2 <= 0)) { MessageBox.Show("Delta機(jī)械手參數(shù)有問題請(qǐng)確認(rèn)!"); return -1; } //機(jī)械手的結(jié)構(gòu)參數(shù)要先寫進(jìn)控制器的TABLE寄存器后，才可以調(diào)接口建立機(jī)械手的正逆解 //更新機(jī)械手參數(shù)到控制器的TABLE寄存器 float[] ScaraParaList = new float[11] { DeltaR, Deltar, DeltaL1, DeltaL2, gMotorPulNum[0] * gReducRatio[0], gMotorPulNum[1] * gReducRatio[1], gMotorPulNum[2] * gReducRatio[2], 0, 0, 0, gMotorPulNum[3] * gReducRatio[3] }; ZauxErr = zmcaux.ZAux_Direct_SetTable(g_Handle, TableStaraId, 11, ScaraParaList); if (0 != ZauxErr) { return -1; } if ((1 == Mode) && (0 == ZauxErr)) //建立機(jī)械手的逆解(機(jī)械手參數(shù)更新成功的情況下) { //建立Scara逆解 ZauxErr = zmcaux.ZAux_Direct_Connframe(g_Handle, 4, mJScaraAxisList, 14, TableStaraId, 4, mVScaraAxisList); if (0 != ZauxErr) { ProceWindows.WriteLog("切換為逆解模式失敗"); return -1; } ProceWindows.WriteLog("切換為逆解模式"); } else if ((2 == Mode) && (0 == ZauxErr)) //建立機(jī)械手的正解(機(jī)械手參數(shù)更新成功的情況下) { //建立Scara正解 ZauxErr = zmcaux.ZAux_Direct_Connreframe(g_Handle, 4, mVScaraAxisList, 14, TableStaraId, 4, mJScaraAxisList); if (0 != ZauxErr) { ProceWindows.WriteLog("切換為正解模式失敗"); return -1; } ProceWindows.WriteLog("切換為正解模式"); } } return 0;}

　　4.手動(dòng)運(yùn)動(dòng)界面

       下圖是例程手動(dòng)運(yùn)動(dòng)的界面�！瓣P(guān)節(jié)坐標(biāo)系手動(dòng)控制”的手動(dòng)按鈕是進(jìn)行關(guān)節(jié)軸的手動(dòng)運(yùn)動(dòng)的按下時(shí)會(huì)自動(dòng)建立機(jī)械手的正解�！爸苯亲鴺�(biāo)系手動(dòng)控制”的手動(dòng)按鈕是進(jìn)行虛擬軸XYZ的手動(dòng)運(yùn)動(dòng)的按下時(shí)會(huì)自動(dòng)建立機(jī)械手的逆解。當(dāng)手動(dòng)速度降低到一定值時(shí)會(huì)自動(dòng)切換到寸動(dòng)模式。

　　5.關(guān)節(jié)軸手動(dòng)運(yùn)動(dòng)　　/************************************************************************************'任務(wù)編號(hào)： 無'函數(shù)功能： 關(guān)節(jié)軸負(fù)向手動(dòng)運(yùn)動(dòng)，負(fù)向點(diǎn)動(dòng)按鈕按下時(shí)調(diào)用'Input： 無'Output： 無 '返回值： 無'備注： 無 **************************************************************************************/private void JHandDirRev0_MouseDown(object sender, MouseEventArgs e){ //判斷是否上鎖，上鎖才可以運(yùn)動(dòng) int EnableState = 0; cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_GetAxisEnable(MainWindows.g_Handle, MainWindows.gDeltaAxisList[0], ref EnableState); //如果使能上了 if ((1 == EnableState) || (MainWindows.IsDebug)) { int Vmtype = 0;//虛擬軸MTYPE cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_GetMtype(MainWindows.g_Handle, MainWindows.gVAxisList[0], ref Vmtype); //如果不是正解狀態(tài) if (Vmtype != 34) { //建立機(jī)械手的正解 if (0 != MainWindows.ScaraEstab(2)) { //機(jī)械手沒有成功建立 return; } } //哪個(gè)按鈕按下 int Id = 0; for (int i = 0; i < 4; i++) { if (((Button)sender).Name == ("JHandDirRev" + i)) { Id = i; } } int TempAxis = 0; TempAxis = MainWindows.gDeltaAxisList[Id]; //手動(dòng)速度小于5是寸動(dòng)模式 if (5 <= MainWindows.HnadSpeedPerc) { //設(shè)置點(diǎn)動(dòng)速度 cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(MainWindows.g_Handle, TempAxis, MainWindows.HnadSpeedPerc * MainWindows.gAxisHandSpeed[Id] / 100); //發(fā)送負(fù)向運(yùn)動(dòng)指令 cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_Single_Vmove(MainWindows.g_Handle, TempAxis, -1); } else { //設(shè)置寸動(dòng)速度 cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(MainWindows.g_Handle, TempAxis, MainWindows.gAxisHandSpeed[Id] / 10); //發(fā)送寸動(dòng)運(yùn)動(dòng)指令 cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_Single_Move(MainWindows.g_Handle, TempAxis, -1 * MainWindows.HnadSpeedPerc); } }}/************************************************************************************'任務(wù)編號(hào)： 無'函數(shù)功能： 關(guān)節(jié)軸正向手動(dòng)運(yùn)動(dòng)，正向點(diǎn)動(dòng)按鈕按下時(shí)調(diào)用'Input： 無'Output： 無 '返回值： 無'備注： 無 **************************************************************************************/private void JHandDirFwd0_MouseDown(object sender, MouseEventArgs e){ //判斷是否上鎖，上鎖才可以運(yùn)動(dòng) int EnableState = 0; cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_GetAxisEnable(MainWindows.g_Handle, MainWindows.gDeltaAxisList[0], ref EnableState); //如果使能上了 if ((1 == EnableState) || (MainWindows.IsDebug)) { int Vmtype = 0;//虛擬軸MTYPE cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_GetMtype(MainWindows.g_Handle, MainWindows.gVAxisList[0], ref Vmtype); //如果不是正解狀態(tài) if (Vmtype != 34) { //建立機(jī)械手的正解 if (0 != MainWindows.ScaraEstab(2)) { //機(jī)械手沒有成功建立 return; } } //哪個(gè)按鈕按下 int Id = 0; for (int i = 0; i < 4; i++) { if (((Button)sender).Name == ("JHandDirFwd" + i)) { Id = i; } } int TempAxis = 0; TempAxis = MainWindows.gDeltaAxisList[Id]; //手動(dòng)速度小于5是寸動(dòng)模式 if (5 <= MainWindows.HnadSpeedPerc) { //設(shè)置點(diǎn)動(dòng)速度 cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(MainWindows.g_Handle, TempAxis, MainWindows.HnadSpeedPerc * MainWindows.gAxisHandSpeed[Id] / 100); //發(fā)送正向運(yùn)動(dòng)指令 cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_Single_Vmove(MainWindows.g_Handle, TempAxis, 1); } else { //設(shè)置寸動(dòng)速度 cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(MainWindows.g_Handle, TempAxis, MainWindows.gAxisHandSpeed[Id] / 10); //發(fā)送寸動(dòng)運(yùn)動(dòng)指令 cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_Single_Move(MainWindows.g_Handle, TempAxis, 1 * MainWindows.HnadSpeedPerc); } }}/************************************************************************************'任務(wù)編號(hào)： 無'函數(shù)功能： 關(guān)節(jié)軸停止手動(dòng)運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)動(dòng)按鈕松開時(shí)調(diào)用。'Input： 無'Output： 無 '返回值： 無'備注： 無 **************************************************************************************/private void JHandDirRev0_MouseUp(object sender, MouseEventArgs e){ //哪個(gè)按鈕按下 int Id = 0; for (int i = 0; i < 4; i++) { if (((Button)sender).Name == ("JHandDirRev" + i)) { Id = i; } } int TempAxis = 0; TempAxis = MainWindows.gDeltaAxisList[Id]; //手動(dòng)速度小于5是寸動(dòng)模式 if (5 <= MainWindows.HnadSpeedPerc) { MainWindows.ZauxErr = cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_Single_Cancel(MainWindows.g_Handle, TempAxis, 2); }}

　　關(guān)節(jié)軸手動(dòng)運(yùn)動(dòng)演示

　　6.虛擬軸手動(dòng)運(yùn)動(dòng)

　　·

　　/************************************************************************************'任務(wù)編號(hào)：無'函數(shù)功能：虛擬軸負(fù)向手動(dòng)運(yùn)動(dòng)，負(fù)向點(diǎn)動(dòng)按鈕按下時(shí)調(diào)用'Input：無'Output：無 '返回值：無'備注：無 **************************************************************************************/private void VHandDirRev0_MouseDown(object sender, MouseEventArgs e){ //判斷是否上鎖，上鎖才可以運(yùn)動(dòng) int EnableState = 0; cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_GetAxisEnable(MainWindows.g_Handle, MainWindows.gDeltaAxisList[0], ref EnableState); //如果使能上了 if ((1 == EnableState) || (MainWindows.IsDebug)) { int Jmtype = 0;//關(guān)節(jié)軸Mtype cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_GetMtype(MainWindows.g_Handle, gDeltaAxisList[0], ref Jmtype); //如果不是逆解狀態(tài) if (Jmtype != 33) { //建立機(jī)械手的逆解 if (0 != MainWindows.ScaraEstab(1)) { //機(jī)械手沒有成功建立 return; } } //哪個(gè)按鈕按下 int Id = 0; for (int i = 0; i < 5; i++) { if (((Button)sender).Name == ("VHandDirRev" + i)) { Id = i; } } int TempAxis = 0; //更新當(dāng)前機(jī)械手狀態(tài) TempAxis = MainWindows.gVAxisList[Id]; //手動(dòng)速度小于5是寸動(dòng)模式 if (5 <= MainWindows.HnadSpeedPerc) { //設(shè)置點(diǎn)動(dòng)速度 cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(MainWindows.g_Handle, TempAxis, MainWindows.HnadSpeedPerc * MainWindows.gAxisHandSpeed[Id] / 100); //發(fā)送負(fù)向運(yùn)動(dòng)指令 cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_Single_Vmove(MainWindows.g_Handle, TempAxis, -1); } else { //設(shè)置寸動(dòng)速度 cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(MainWindows.g_Handle, TempAxis, MainWindows.gAxisHandSpeed[Id] / 10); //發(fā)送寸動(dòng)運(yùn)動(dòng)指令 cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_Single_Move(MainWindows.g_Handle, TempAxis, -1 * MainWindows.HnadSpeedPerc); } }}/************************************************************************************'任務(wù)編號(hào)：無'函數(shù)功能：虛擬軸負(fù)向手動(dòng)運(yùn)動(dòng)，負(fù)向點(diǎn)動(dòng)按鈕按下時(shí)調(diào)用'Input：無'Output：無 '返回值：無'備注：無 **************************************************************************************/private void VHandDirFwd0_MouseDown(object sender, MouseEventArgs e){ //判斷是否上鎖，上鎖才可以運(yùn)動(dòng) int EnableState = 0; cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_GetAxisEnable(MainWindows.g_Handle, MainWindows.gDeltaAxisList[0], ref EnableState); //如果使能上了 if ((1 == EnableState) || (MainWindows.IsDebug)) { int Jmtype = 0;//關(guān)節(jié)軸Mtype cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_GetMtype(MainWindows.g_Handle, gDeltaAxisList[0], ref Jmtype); //如果不是逆解狀態(tài) if (Jmtype != 33) { //建立機(jī)械手的逆解 if (0 != MainWindows.ScaraEstab(1)) { //機(jī)械手沒有成功建立 return; } } //哪個(gè)按鈕按下 int Id = 0; for (int i = 0; i < 5; i++) { if (((Button)sender).Name == ("VHandDirFwd" + i)) { Id = i; } } int TempAxis = 0; //更新當(dāng)前機(jī)械手狀態(tài) TempAxis = MainWindows.gVAxisList[Id]; //手動(dòng)速度小于5是寸動(dòng)模式 if (5 <= MainWindows.HnadSpeedPerc) { //設(shè)置點(diǎn)動(dòng)速度 cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(MainWindows.g_Handle, TempAxis, MainWindows.HnadSpeedPerc * MainWindows.gAxisHandSpeed[Id] / 100); //發(fā)送正向運(yùn)動(dòng)指令 cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_Single_Vmove(MainWindows.g_Handle, TempAxis, 1); } else { //設(shè)置寸動(dòng)速度 cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(MainWindows.g_Handle, TempAxis, MainWindows.gAxisHandSpeed[Id] / 10); //發(fā)送寸動(dòng)運(yùn)動(dòng)指令 cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_Single_Move(MainWindows.g_Handle, TempAxis, 1 * MainWindows.HnadSpeedPerc); } }}/************************************************************************************'任務(wù)編號(hào)：無'函數(shù)功能：虛擬軸停止軸運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)動(dòng)按鈕松開時(shí)調(diào)用'Input：無'Output：無 '返回值：無'備注：無 **************************************************************************************///停止運(yùn)動(dòng)private void VHandDirRev0_MouseUp(object sender, MouseEventArgs e){ //哪個(gè)按鈕按下 int Id = 0; for (int i = 0; i < 5; i++) { if (((Button)sender).Name == ("VHandDirRev" + i)) { Id = i; } } int TempAxis = 0; TempAxis = MainWindows.gVAxisList[Id]; //手動(dòng)速度小于5是寸動(dòng)模式 if (5 <= MainWindows.HnadSpeedPerc) { cszmcaux.zmcaux.ZAux_Direct_Single_Cancel(MainWindows.g_Handle, TempAxis, 2); }}

　　虛擬軸手動(dòng)運(yùn)動(dòng)演示

　　7.機(jī)械手仿真工具的使用打開【ZRobotView】軟件，點(diǎn)擊【連接】輸入控制器的IP(默認(rèn)IP：192.168.0.11)，點(diǎn)擊連接，待連接成功后點(diǎn)擊切換即可3D仿真機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)情況。

　　本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)C#之Delta并聯(lián)機(jī)械手正逆解的建立和手動(dòng)運(yùn)動(dòng)，就分享到這里。

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