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激光振镜控制
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激光振镜控制实际效果展示正运动技术的激光振镜控制主要通过ZMC420SCAN控制器来实现，项目的开发使用ZBasic语言，在ZDevelop中做相应调试。振镜运动控制包含激光控制和运动控制，两种控制精确配合才能实现有效的激光应用，如激光打标、激光切割以及激光焊接等，而正运动技术的ZMC420SCAN控制器能很好地满足这些需求。01
材料准备
一、硬件
1.ZMC420SCAN控制器一台，带振镜轴接口。
2.激光振镜设备一台，包含激光发生器和两个振镜轴。
3.电脑一台。
4.带屏蔽层网线两根。
5.24V直流电源一个。
6.伺服驱动器+电机一套
7.接线端子与连接线若干。
二、软件
ZDevelop V3.10版本控制器编程软件。
从正运动技术官网（www.zmotion.com.cn）下载压缩包，解压后直接运行应用程序，无需安装。
02
硬件接线
ZMC420SCAN控制器接口的用途参见下图。
控制器接线参考
A.主电源：将控制器主电源接线端子上的E+24V端子接入24V直流电源正极，将EGND端子接入24V直流电源负极。
B.以太网EtherNET端口接线：使用一根网线将控制器的EtherNET端口与电脑的以太网口相连。
C.激光振镜头与控制器接线：将激光振镜头内的两个振镜轴与控制器的振镜轴接口AXIS 4相连，此时振镜轴轴号分别为4、5，在将激光发生器的各个接口按要求接在控制器输出口上。
D.若打标的工件需要动作，按要求将控制工件运动的轴接入控制器的脉冲轴接口或总线轴接口上。
03
控制产品介绍
一、控制器
ZMC420SCAN是一款20轴的总线型控制器，包含两个振镜轴接口，除了支持脉冲轴，还支持ECAT/RTEX总线连接，支持多达20轴运动控制，支持直线插补、任意圆弧插补、空间圆弧、螺旋插补、电子凸轮、电子齿轮、同步跟随、虚拟轴设置等；采用优化的网络通讯协议可以实现实时的运动控制。
ZMC420SCAN总线控制器支持脉冲轴/总线轴/振镜轴混合插补。
ZMC420SCAN支持10轴脉冲输出与编码器反馈且支持4振镜轴，板载24点输入，12点输出，2AD，2DA，编码器轴可配置为手轮接入，所有输出口都支持高速PWM控制。
如下图所示：
二、激光振镜
激光振镜是一种专门用于激光加工领域的特殊的运动器件，激光振镜头内包含的主要元件是激光发生器，两个电机和两个振镜片，它靠两个电机分别控制两个振镜片X和Y反射激光，形成XY平面的运动，这两个电机使用控制器上的振镜轴接口控制。
激光振镜不同于一般的电机，激光振镜具有非常小的惯量，且在运动的过程中负载非常小，只需要带动反射镜片，系统的响应非常快。
04
振镜控制过程
一、振镜轴控制
ZMC420SCAN支持XY2-100振镜协议，支持运动控制与振镜联合插补运动。
上位机通过网口与控制器相连，通过XY2-100振镜协议进行控制振镜轴的运动，通过总线协议或者脉冲模式控制伺服轴运动。
使用ZMC420SCAN控制器的振镜轴接口连接激光振镜头，每个振镜轴接口内包含两路振镜通道信号，分别控制振镜片X、Y的偏转，从而控制了激光打到工件的位置。
振镜控制原理
激光振镜程序开发除了使用ZDevelop软件，还可以使用其他上位机软件开发，ZMC420SCAN使用一套API函数，支持C、C++、C#、LabVIEW、Python、Delphi等开发语言，支持VC6.0、VB6.0、Qt、.Net等平台，支持Windows、Linux、WinCE、iMac等操作系统。
支持的开发语言
将控制器支持PWM功能的输出口连接激光振镜的激光发生器，通过指令控制器激光的频率、激光输出，激光打标的运动控制通过运动控制指令来实现。
针脚号
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名称
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说明
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6
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EGND
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外部电源地
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7
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E5V
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外部 5V 电源输出
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8
|
OUT0
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输出0，PWM0，PUL6
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9
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OUT1
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输出1，PWM1，DIR6
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10
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OUT2
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输出2，PWM2，PUL7
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1
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OUT3
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输出3，PWM3，DIR7
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2
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OUT4
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输出4，PWM4，PUL8
|
3
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OUT5
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输出5，PWM5，DIR8
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4
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OUT6
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输出6，PWM6，PUL9
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5
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OUT7
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输出7，PWM7，DIR9
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6
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OUT8
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输出8，PWM8，PUL10
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7
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OUT9
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输出9，PWM9，DIR10
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8
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OUT10
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输出10，PWM10，PUL11
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9
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OUT11
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输出11，PWM11，DIR11
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ZMC420SCAN的外部通用输出口0-11都具有PWM输出功能，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，这样可以用来控制激光能量。
使用PWM_DUTY指令设置激光占空比，加工过程中要使激光一直处于开启状态将此参数设为1，设为0表示激光关闭。PWM_FREQ指令设置激光的频率。
激光参数设置完成，在运动中使用MOVE_OP指令操作激光是否输出。
二、激光控制指令
PWM_DUTY——PWM占空比
PWM的占空比用于控制激光能量输出，PWM只能通过设置占空比为0来关闭，不能通过设置PWM频率为0实现，PWM频率一定要在PWM开关之前调整。
占空比指有效电平占整个周期的比例，一个周期中先输出有效电平，再输出无效电平。
语法一：PWM_DUTY(编号,占空比)
语法二：PWM_DUTY(编号)=占空比
选择PWM输出口编号时，一定要选择支持PWM功能的OUT口；占空比范围0-1，当设置0的时候，PWM关闭，设置为1，PWM常开。
PWM_FREQ——PWM频率
PWM频率设置或读取，频率越高，电平跳变越频繁。
语法一：PWM_FREQ(编号, 频率)
语法二：PWM_FREQ(编号)=频率
PWM输出频率有限制，硬件PWM最大为1MHz，软件PWM最大为2KHz。
MOVE_PWM——缓冲PWM
BASE轴运动缓冲操作PWM，指令缓冲执行时不做任何运动，只操作PWM。
PWM只能通过设置占空比为0来关闭，不能通过设置PWM频率为0实现。
语法：
MOVE_PWM(pwmindex,duty[,freq])
pwmindex：pwm编号
duty：占空比，指有效电平占整个周期的比例；范围0-1，设置0时关闭pwm；一个周期中先输出有效电平，再输出无效电平
freq：频率，缺省为1KHz，硬件最大为1MHz，软件最大为2KHz
运动缓冲中输出并修改PWM例子：
BASE(0)ATYPE=1UNITS=100SPEED=100 '初始速度ACCEL=1000DECEL=1000DPOS=0MOVE_PWM(0, 0, 1000) '关闭PWMMOVE(10)MOVE_PWM(0, 0.111, 2000) '轴0运行到10时，操作PWM0输出MOVE_DELAY(100)MOVE_PWM(0, 0.555, 3000) '延时100ms，修改PWM0输出MOVE(20)MOVE_PWM(0, 0, 1000) '关闭PWMEND三、振镜轴接口
ZMC420SCAN带两个振镜轴接口，本地轴号4/5可以ATYPE=21 配置为第1个振镜, 本地轴号 6/7可以ATYPE=21 配置为第2个振镜，可通过AXIS_ADDRESS轴映射指令配置可以更改轴号。
振镜轴接口引脚的定义：
振镜轴的轴类型应该选择为ATYPE=21的模式，设置轴为振镜轴类型，振镜轴类型系统周期与刷新周期都要比普通轴快很多。
ZMC420SCAN的输出0-7的具有精准输出的功能，每个输出的精准输出功能相互独立，同一周期可以同时开启多个精准输出，AXIS_ZSET指令可以用来设置每个MOVE_OP指令是否使用精准输出，MOVEOP_DELAY指令设置精准输出的延时，从而实现激光的PSO控制。
AXIS_ZSET——开启精准输出
对轴启用MOVE_OP精准输出功能，一条指令开启一个轴，作用在轴组的主轴上。精准输出需要开启的OP口支持精准输出功能才能生效。
设置参数：
bit0：1-VP_SPEED缺省使用插补速度，0-VP_SPEED 使用单轴的速度
bit1：1-使用MOVE_OP精确输出功能， 0- MOVE_OP为普通输出
bit4：1-对带编码器功能的轴，使用编码器位置的MOVE_OP精准方式，多个编码器轴插补时，对BASE运动的主轴开启精准输出设置
可读：VALUE=AXIS_ZSET
可写：AXIS_ZSET=VALUE
SYSTEM_ZSET指令也可用于开启精准输出，参数设置与AXIS_ZSET指令相同，SYSTEM_ZSET修改的同时会修改当前BASE轴的AXIS_ZSET，以兼容旧的程序，一般建议使用AXIS_ZSET指令。
SYSTEM_ZSET一旦开启，所有支持精准输出功能的输出口都变为精准模式，使用过程中一般不需要全部开启，部分控制器型号精准输出功能不独立时在一个控制器周期内只能操作一个精准输出口，新版本固件不建议使用此指令，直接采用AXIS_ZSET指令对主轴开启精准输出。
精准输出开启方法：
AXIS_ZSET(0)=19 '使用主轴轴0编码器位置MPOS的MOVE_OP精准方式，需要带编码器
AXIS_ZSET(0)=2 '不带编码器，用目标位置DPOS的MOVE_OP精准方式
MOVE_OP(0,1) '精准生效，选择输出通道0
05
激光振镜打标例程
例程演示的是使用激光加工25个圆弧，轴在移动到指定位置后，开启OP口，控制激光输出，打标轨迹完成后，关闭OP口，此时激光也无法输出了，轴走到下一个要打标的位置后后再次开启OP口打标。
圆弧打标方向如下图：轨迹可用一条圆弧插补指令实现或多条直线插补指令走小线段，此处轨迹为半径为2.5的逆时针整圆。
示例程序：
'设置振镜轴轴号，并配置轴类型BASE(4,5)ATYPE=21,21
'设置基本参数UNITS=300,300SPEED=500,500ACCEL=SPEED*20,SPEED*20DECEL=SPEED*20,SPEED*20DPOS=0,0
MERGE=ON '打开连续插补CORNER_MODE=32+8+2 '轨迹前瞻模式DECEL_ANGLE=15*(PI/180) '模式2参考角度STOP_ANGLE=90*(PI/180)FORCE_SPEED=5000 '限速参考速度FULL_SP_RADIUS=20 '模式8小圆限速参考半径ZSMOOTH=0.1 '模式32倒角参靠半径
AXIS_ZSET(4)=2 '开启主轴MOVE_OP的精准输出功能
'设置pwm频率，设为2kHzPWM_FREQ(2)=2000 'OP(2)接激光器上的输出口
'输出延时设置MOVEOP_DELAY AXIS(4)=0
WHILE 1 IF MODBUS_BIT(0)=ON THEN MODBUS_BIT(0)=OFF BASE(4,5) '选择振镜轴 PWM_DUTY(11)=0.5 '能量调节，需要OUT11支持PWWM才能设置，否则选择其他支持PWWM通道 OP(11,ON) '能量开关 OP(1,ON) '先开启后，再操作OP(0)出光 DELAY 100 MOVE_MARK=0,0 '运动标号清零 TRIGGER
'打标进行固定轨迹 FOR I = 0 TO 4 '五行圆弧轨迹 MOVE(0, -15) '每行圆弧间隔15 FOR J = 0 TO 4 '每行五个圆弧 MOVE(-15, 0) '每个圆弧间隔15 MOVE_OP(0,ON) '开启激光 MOVECIRC(0,0,-2.5,0,0) '打标轨迹 WAIT IDLE MOVE_OP(0,OFF) '关闭激光 NEXT MOVE(75, 0) NEXT MOVE(0, 75) ENDIFWENDEND
运动轨迹：
《运动控制器激光振镜控制》就讲到这里。更多学习视频及图文详解请关注我们的公众号“正运动小助手”。
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快速入门|篇二十：正运动技术运动控制器MODBUS通讯快速入门|篇十九：正运动技术运动控制器多轴同步与电子凸轮指令简介快速入门|篇十八：正运动技术脉冲型运动控制器的使用快速入门|篇十七：运动控制器多轴插补运动指令的使用
快速入门|篇十六：正运动控制器EtherCAT总线快速入门
快速入门|篇十五：运动控制器运动缓冲简介
快速入门|篇十四：运动控制器基础轴参数与基础运动控制指令
快速入门|篇十三：正运动技术运动控制器ZDevelop 编程软件的使用
快速入门|篇十二：正运动技术运动控制器U盘接口的使用快速入门|篇十一：正运动技术运动控制器中断的应用
快速入门|篇十：运动控制器多任务运行特点快速入门|篇九：如何进行运动控制器示波器的应用？
快速入门|篇八：如何进行运动控制器EtherCAT总线的基础使用？
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快速入门|篇六：如何进行运动控制器数据与存储的应用？
快速入门|篇五：如何进行运动控制器输入/输出IO的应用？快速入门|篇四：如何进行运动控制器与触摸屏通讯？
快速入门|篇三：如何进行运动控制器ZPLC程序开发?
快速入门|篇二：如何进行运动控制器ZBasic程序开发?
快速入门|篇一：如何进行运动控制器固件升级?
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正运动技术是一家专注于运动控制技术研发与应用的国家级高新技术企业，主要从事运动控制器、运动控制卡、视觉运动控制一体机以及IO扩展模块等产品的研发、生产、销售和服务。
公司汇集了来自华为、中兴等公司的优秀人才，在坚持自主创新的同时，积极联合各大高校致力于运动控制技术研究与应用，是国内工控领域发展最快的企业之一，也是国内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。
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