第2章 运动控制应用系统

2.1 控制器的基本构成

正运动控制器产品包括脉冲型独立式控制器、脉冲型网络运动控制卡、总线型独立式控制器、总线型PCI运动控制卡等，能满足各行各业的需求。

产品主要有五大系列：ZMC系列、XPLC系列、ECI系列、PCI系列、VPLC系列。不同的产品的使用方法基本相同，基础控制需求均能满足，不过硬件参数、高级软件功能存在差异。

产品支持直线、圆弧、空间圆弧、椭圆、螺旋等插补运动功能，单个插补通道最多支持16轴，最多支持16个通道并行插补，支持速度前瞻、电子凸轮、电子齿轮、螺距补偿、同步跟随、运动叠加、虚拟轴设置、硬件位置锁存、位置比较输出、连续插补、运动暂停等功能，采用优化的网络通信协议可以实现实时的运动控制。

部分产品内置了SCARA、DELTA、六关节机械手运动控制算法，可轻松满足30多种机械手独立或叠加应用。

总线型独立式控制器产品支持EtherCAT、RTEX等多种工业以太网运动控制总线，在性能和稳定性方面均处于领先地位，并可支持EtherCAT与RTEX总线混合使用，可实现总线轴和脉冲轴的混合插补运动，支持总线轴硬件位置锁存和位置比较输出。

产品支持以太网、USB、CAN、232、485、EtherCAT、RTEX等通信接口，通过CAN总线或EtherCAT总线可以连接扩展模块，从而扩展了输入/输出点数或脉冲轴。各类接口的特点与使用方法详见第3.3节内容。

正运动控制器上均带有数字量输入/输出接口，对于特殊输入，如原点信号，正、负限位信号，报警信号等，用户可通过指令自定义映射到输入接口；部分控制器的输入接口支持配置为编码器输入，输出接口支持配置为脉冲输出。部分正运动控制器还带有AD/DA接口，所有产品均支持扩展模拟量输入/输出点数。

视觉运动控制系统架构为“机器视觉+运动控制”一体机，如图2-1所示，一台控制器同时具备运动控制、机器视觉、HMI组态显示和PLC等功能。

除强大的运动控制功能外，正运动控制器支持的视觉功能有图像预处理、视觉定位、照相机标定、Blob分析、视觉测量、缺陷检测、识别检测、视觉飞拍等。

激光振镜控制器ZMC420SCAN是一款支持激光振镜控制的控制器，其系统架构如图2-2所示。它除包含通用控制器的功能外，还包含两个振镜轴接口，这是此控制器特有的功能，可支持XY2-100振镜协议，主要应用在激光打标和激光切割领域。

激光振镜运动有两种基本的运动：跳转运动和打标运动。

在跳转运动的过程中，轴移动到要加工的位置，激光呈关闭状态，不影响轨迹的加工，因此可以很高的速度运动。在打标运动过程中，激光呈开启状态，进行轨迹的加工，用户需要根据实际加工要求设置合适的运动速度。

图2-1 视觉运动控制系统架构

图2-2 ZMC420SCAN系统架构

用户在使用该控制器的过程中，只需对振镜轴发送运动控制指令，就可控制激光的轨迹，包括走直线或圆弧等各种轨迹，激光的开关和能量控制可使用控制器上具有PWM功能的通用输出接口。