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#建立SCARA等機(jī)器人的正解和逆解和進(jìn)行SCARA機(jī)械手的控制。可用于機(jī)器人上下料和機(jī)器人焊接等其它適用的場景。
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。
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。
二C#語言進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制開發(fā)
一新建WinForm項(xiàng)目并添加函數(shù)庫
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>
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(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(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。
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。
B.將zaux.dll和zmotion.dll文件放入bindebug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，然后鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)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。
至此項(xiàng)目新建完成，可進(jìn)行C#項(xiàng)目開發(fā)。
二查看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”。
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：
3.機(jī)械手正解指令ZAux_Direct_Connreframe()介紹：
4.機(jī)械手逆解指令ZAux_Direct_Connframe()介紹：
三C#開發(fā)建立SCARA機(jī)械手的正逆解運(yùn)算
1.例程界面如下。
2.應(yīng)用場景：機(jī)器人上下料和機(jī)器人焊接等其它適用的場景。
3.SCARA機(jī)械手TABLE表結(jié)構(gòu)參數(shù)說明：
TABLE(tablenum,L1,L2,Pules1OneCircle,Pules2OneCircle[Pules3OneCircle,L3][,ZDis])
4.鏈接按鈕的事件處理函數(shù)中調(diào)用鏈接控制器的接口函數(shù)ZAux_OpenEth()，與控制器進(jìn)行鏈接,鏈接成功后啟動(dòng)定時(shí)器監(jiān)控控制器的IO狀態(tài)。
//鏈接控制器
private void link_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)器監(jiān)控機(jī)械手的關(guān)節(jié)軸和虛擬軸位置信息。
//定時(shí)器1
private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
{
float[] dpos_float = new float[8];
//獲取關(guān)節(jié)軸位置信息
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(g_handle, i, ref dpos_float[i]);
}
//獲取虛擬軸位置信息
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(g_handle, i + 6, ref dpos_float[i + 4]);
}
DPOS_J1.Text = Convert.ToString(dpos_float[0]);
DPOS_J2.Text = Convert.ToString(dpos_float[1]);
DPOS_J3.Text = Convert.ToString(dpos_float[2]);
DPOS_J4.Text = Convert.ToString(dpos_float[3]);
DPOS_X.Text = Convert.ToString(dpos_float[4]);
DPOS_Y.Text = Convert.ToString(dpos_float[5]);
DPOS_Z.Text = Convert.ToString(dpos_float[6]);
DPOS_U.Text = Convert.ToString(dpos_float[7]);
}
6.通過機(jī)械手正解按鈕的事件處理函數(shù)建立SCARA機(jī)械手的正解。
//建立正解
private void Connreframe_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (g_handle != (IntPtr)0)
{
int[] AxisList = new int[4];
int[] V_AxisList = new int[4];
float[] Pules = new float[4];
//獲取UI界面上關(guān)節(jié)軸的脈沖當(dāng)量
Pules[0] = float.Parse(Pules1OneCircle.Text) / 360;
Pules[1] = float.Parse(Pules2OneCircle.Text) / 360;
Pules[2] = float.Parse(Pules3OneCircle.Text) / 360;
Pules[3] = float.Parse(Pules4OneCircle.Text) / float.Parse(Zdis.Text);
//關(guān)節(jié)軸參數(shù)設(shè)置
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
zmcaux.ZAux_Direct_SetAtype(g_handle, i, 1);
zmcaux.ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, i, Pules[i]);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, i, 0);
zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, i, 100);
zmcaux.ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, i, 1000);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDecel(g_handle, i, 1000);
zmcaux.ZAux_Direct_SetClutchRate(g_handle, i, 100000);
}
//虛擬軸設(shè)置
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
zmcaux.ZAux_Direct_SetAtype(g_handle, i + 6, 0);
zmcaux.ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, i + 6, 1000);
zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, i + 6, 100);
zmcaux.ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, i + 6, 1000);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDecel(g_handle, i + 6, 1000);
}
zmcaux.ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, 8, Pules[2]);
//table 表參數(shù)填寫
float[] pfValue = new float[7];
pfValue[0] = float.Parse(L1.Text);
pfValue[1] = float.Parse(L2.Text);
pfValue[2] = float.Parse(Pules1OneCircle.Text);
pfValue[3] = float.Parse(Pules2OneCircle.Text);
pfValue[4] = float.Parse(Pules3OneCircle.Text);
pfValue[5] = float.Parse(L3.Text);
pfValue[6] = float.Parse(Zdis.Text);
zmcaux.ZAux_Direct_SetTable(g_handle, 1000, 7, pfValue);
//建立正解
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
V_AxisList[i] = i + 6;
AxisList[i] = i;
}
zmcaux.ZAux_Direct_Connreframe(g_handle, 4, V_AxisList, 1, 1000, 4, AxisList);
//設(shè)置按鈕背景顏色
Connreframe.BackColor = Color.Green;
Connframe.BackColor = Color.Red;
}
}
7.通過機(jī)械手逆解按鈕的事件處理函數(shù)建立SCARA機(jī)械手的逆解。
//建立逆解
private void Connframe_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (g_handle != (IntPtr)0)
{
int[] AxisList = new int[4];
int[] V_AxisList = new int[4];
float[] Pules = new float[4];
//獲取界面上關(guān)節(jié)軸的脈沖當(dāng)量
Pules[0] = float.Parse(Pules1OneCircle.Text) / 360;
Pules[1] = float.Parse(Pules2OneCircle.Text) / 360;
Pules[2] = float.Parse(Pules3OneCircle.Text) / 360;
Pules[3] = float.Parse(Pules4OneCircle.Text) / float.Parse(Zdis.Text);
//關(guān)節(jié)軸參數(shù)設(shè)置
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
zmcaux.ZAux_Direct_SetAtype(g_handle, i, 1);
zmcaux.ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, i, Pules[i]);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDpos(g_handle, i, 0);
zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, i, 100);
zmcaux.ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, i, 1000);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDecel(g_handle, i, 1000);
zmcaux.ZAux_Direct_SetClutchRate(g_handle, i, 100000);
}
//虛擬軸設(shè)置
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
zmcaux.ZAux_Direct_SetAtype(g_handle, i + 6, 0);
zmcaux.ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, i + 6, 1000);
zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, i + 6, 100);
zmcaux.ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, i + 6, 1000);
zmcaux.ZAux_Direct_SetDecel(g_handle, i + 6, 1000);
}
zmcaux.ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, 8, Pules[2]);
//table 表參數(shù)填寫
float[] pfValue = new float[7];
pfValue[0] = float.Parse(L1.Text);
pfValue[1] = float.Parse(L2.Text);
pfValue[2] = float.Parse(Pules1OneCircle.Text);
pfValue[3] = float.Parse(Pules2OneCircle.Text);
pfValue[4] = float.Parse(Pules3OneCircle.Text);
pfValue[5] = float.Parse(L3.Text);
pfValue[6] = float.Parse(Zdis.Text);
zmcaux.ZAux_Direct_SetTable(g_handle, 1000, 7, pfValue);
//建立正解
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
V_AxisList[i] = i + 6;
AxisList[i] = i;
}
zmcaux.ZAux_Direct_Connframe(g_handle, 4, AxisList, 1, 1000, 4, V_AxisList);
//設(shè)置按鈕背景顏色
Connreframe.BackColor = Color.Red;
Connframe.BackColor = Color.Green;
}
}
8.通過點(diǎn)動(dòng)按鈕來控制相關(guān)軸的點(diǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
//關(guān)節(jié)軸J1軸點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行
private void J1_Forword_MouseDown(object sender, MouseEventArgs e)
{
int axisnum, mode;
axisnum = -1;
mode = 0;
if (((Button)sender).Name == "J1_Forword")
{
axisnum = 0;
mode = 1;
}
else if (((Button)sender).Name == "J1_Neg")
{
axisnum = 0;
mode = -1;
}
zmcaux.ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle, axisnum, mode);
}
//關(guān)節(jié)軸J1軸點(diǎn)動(dòng)停止
private void J1_Forword_MouseUp(object sender, MouseEventArgs e)
{
zmcaux.ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle, 0, 2);
}
四調(diào)試與監(jiān)控
編譯運(yùn)行例程，同時(shí)連接ZDevelop軟件和機(jī)械手仿真軟件對(duì)機(jī)械手的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。
1.ZDevelop軟件監(jiān)控的關(guān)節(jié)軸和虛擬軸的坐標(biāo)位置。
2.機(jī)械手仿真軟件對(duì)機(jī)械手的空間的空間位置監(jiān)控。
本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡的SCARA等機(jī)器人指令的應(yīng)用，就分享到這里。
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