开放式激光振镜运动控制器(一):ZMC408SCAN接口与功能

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为了方便用户了解ZMC408SCAN，本节课程主要给大家介绍一下开放式激光振镜运动控制器ZMC408SCAN的硬件接口与功能。

01功能简介

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。通过EtherCAT总线和脉冲轴接口能实现多轴运动控制。

控制器包含多种类型的激光接口，可通过8路高速输出口（支持PWM功能和PSO功能），实现高精度多轴联合运动与激光的同步控制。



ZMC408SCAN内部集成了激光控制、振镜控制、总线轴/脉冲轴控制的独立式运动控制器。控制器本身支持4路脉冲轴控制和两组XY振镜轴接口（带振镜反馈），支持最多16路运动轴的复杂的连续轨迹控制需求，可实现振镜轴+脉冲轴+总线轴的混合插补。

此款控制器功能强大，接口丰富，能满足多种场合的需求，支持直线插补、连续插补、任意圆弧插补、空间圆弧、螺旋插补、电子凸轮、电子齿轮、位置锁存、同步跟随、虚拟轴设置、硬件比较输出、硬件定时器、运动中精准输出等功能；采用优化的网络通讯协议可以实现实时的运动控制。

02硬件参数说明

控制器的基本参数说明如下表：

型号	ZMC408SCAN
基本轴数	8（4个振镜轴+4个脉冲轴）
最多扩展轴数	16
基本轴类型	EtherCAT总线轴/本地脉冲轴，振镜轴
内部IO数	24进20出(带过流保护)，每轴端子中另外各带2路通用输入，2 路通用输出，可做告警，使能，到位和误差清除等应用
最多扩展IO数	输入4096，输出4096
PWM数	8(编号OUT0-OUT7)+2(激光接口专用,即 OUT8,OUT9)
锁存数	4，编号IN0-IN3
PSO硬件比较输出数	8，编号OUT0-OUT7，输出独立
AD/DA模拟量	通用 AD、DA各2路分辨率12bits；1路激光专用DA，分辨率16bits，均为0-10V
最多扩展AD/DA	输入256，输出128
脉冲位数	64
编码器位数	64
速度加速度位数	64
脉冲最高速率	10MHZ
每轴运动缓冲数	4096
数组空间	256万个
程序空间	128MByte
Flash空间	256MByte
主电源输入	24V直流输入（功耗15W以内），IO口负载没有计算在内
掉电存储VR空间	8000
任务数	22
通讯接口	RS232，RS485，以太网，U盘，CAN，EtherCAT

用户可以使用ZDevelop软件连接控制器，在ZDevelop软件的在线命令栏发送“?*max”打印查看更多控制器规格参数，“?*set”查看打印指令参数值，“?*port”打印通讯通道。

➜控制器包含8个输出口支持PSO位置同步输出，可在运动中高速同步触发激光，响应速度可以精确到微秒级别，控制激光能量均匀作用在工件上。

03控制器接口简介

控制器的接口丰富，下图为ZMC408SCAN开放式激光控制器的参考架构：



控制器的接口说明如下表：

标识	接口	个数	说明
RS232	232串口	1个	采用MODBUS_RTU协议
RS485	485串口	1个	采用MODBUS_RTU协议
CAN	CAN总线	1个	连接CAN扩展模块或控制器
ETHERNET	网口	1个	采用MODBUS_TCP协议，通过交换机扩展网口个数，至少包含两路网口通道 默认IP地址192.168.0.11
EtherCAT	总线口	1个	EtherCAT总线接口，接EtherCAT总线驱动器和扩展模块
E+24V	主电源	1个	24V直流电源供电
UDISK	U盘接口	1个	插入U盘设备
IN	数字量输入	24个	NPN类型，内部24V供电，输入0-3具有锁存功能
OUT	数字量输出	12个	NPN类型，内部24V供电，输出0-7具有PWM功能，输出0-7具有精准输出和PSO功能
AD	模拟量输入	2个	分辨率12位，0-10V
DA	模拟量输出	2个	分辨率12位，0-10V
Axis	脉冲轴接口	4个	每个接口包含差分脉冲输出和差分编码器输入
SCAN	振镜接口	2个	激光振镜接口，带反馈，采用XY2-100协议
LASER	激光控制接口	1个	激光电源控制端口，支持IPG、YLR、YLS等类型激光电源
MPG	手轮接口	1个	5-24V手轮信号输入
EXIO	扩展IO接口	1个	灵活定制转接板，可扩展SPI、FIBER、YGA等其它类型激光电源控制接口

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。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和激光电源控制接口LASER，同时提供一个EXIO扩展接口灵活扩展外设。

运动与激光控制的参考架构如下图：



EXIO扩展IO接口：

激光电源控制接口除了定义好的LASER之外，还有个EXIO接口可灵活配置，做数字IO接口或其他激光器的转接口，转接板可灵活定制。



ZMC408SCAN硬件接口视频介绍：


video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_2509163003263762433

04程序开发

控制器的应用程序开发方式可分为两类，如下图。

应用程序可以使用正运动自主研发的ZDevelop软件开发，ZDevelop开发的程序支持下载到控制器脱机运行。通过ZDevelop的Basic语言可以完成控制程序，HMI语言完成触摸屏界面的开发，同时自带多种视图窗口便于开发与参数查询。

还可以使用VC、VB、VS、C++Builder、C#等上位机软件来开发，上位机程序运行时需要动态库zmotion.dll，上位机开发调试时可以把ZDevelop软件同时连接到控制器辅助调试。



05应用场合

激光振镜，大幅面拼接打标，飞行打标，大幅面激光切割，激光飞行切割，激光焊接，激光打孔成型，振镜+运动轴联动打标等。



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