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开放式激光振镜运动控制器(三):ZMC408SCAN轴控光纤激光器加工

开放式激光振镜运动控制器(三):ZMC408SCAN轴控光纤激光器加工

上一节介绍了控制器的功能、激光控制接口等,本节主要介绍如何实现激光打标控制。

本节以光纤激光器为例,采用控制器的LASER激光电源接口连接光纤激光器,配合脉冲轴的运动控制,完成激光加工。



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。支持16路运动轴的复杂连续轨迹控制需求,可实现振镜轴+脉冲轴+总线轴的混合插补。

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1.ZMC408SCAN实现激光加工包含运动控制与激光控制两大部分,只需一台ZMC408SCAN控制器便可实现振镜控制+激光能量控制+运动轴控制。

(1)运动控制:使用常用的电机驱动设备(脉冲型或EtherCAT总线型驱动器均支持),或者通过激光振镜实现运动;

(2)激光控制:通过LASER、支持PWM功能的OUT输出口或者EXIO扩展接口连接市面上常用的多种类型的激光器。使用MOVE_OP指令控制激光开关,MOVE_PWM指令调节激光的频率和占空比,另外还有MOVE_DELAY指令和MOVEOP_DELAY指令控制开关光的延时。

2.ZMC408SCAN在激光加工领域的优势。

(1)ZMC408SCAN内置高精度PSO位置同步输出功能,在加工圆角、曲线部分时即使进行了减速调整,在高速加工的场合,也能控制激光输出的间距保持恒定;

(2)支持激光振镜控制和振镜反馈,包含2个振镜接口,支持2D振镜和3D振镜,配合不带加减速的运动指令MOVESCAN,拐角处振镜加工自动延时,完成精准高效的激光控制,提高激光加工设备的产能;

(3)通过指令在运动中灵活的调节激光开关/关光延时,响应快,精确到us级别的控制,且设置过程简单,大大缩短了工程师的调参时间;

(4)自带LASER激光器控制接口,支持支持IPG、YLR、YLS等类型激光电源,还带一个EXIO扩展IO接口,通过定制转接板,灵活控制市场上主流的各种激光器;

(5)支持PC同时控制16个ZMC408SCAN控制器同时工作,形成一种振镜阵列的激光加工。

(6)板载4路高速差分脉冲输出,并带4路高速差分编码器反馈,支持EtherCAT总线驱动器的控制,支持5轴XYZAC轴的插补,支持振镜轴与运动轴混合插补。



02
接口说明

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1.控制器的接口说明如下表:

企业微信截图_20220906084004.png

2.ZMC408SCAN控制器LASER激光电源接口功能:

(1)LASER激光电源接口支持连接IPG、YLR、YLS等类型激光电源;

2可通过控制器的指令直接发送激光、红光、使能等输出信号进行操作激光器,让激光器产生响应;

3DB接口中带有1个PWM输出口;

4可接收激光器信号,可显示IN信号并作出对应响应。

3.LASER激光电源接口采用DB25针公头,针脚说明参见下表:

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注意:

1上表的输入输出除PWM和Modulation之外其它信号作用支持自定义;

2OUT(9)、AOUT(2)和AIN(2)为预留信号,标准型号中没有,如果需要请订货时选择特殊型号。


03
控制系统接线参考

1.以ZMC408SCAN控制FIBER激光器为例,分为运动控制和激光控制两部分。参考架构如下图。

企业微信截图_20220906084139.png

运动控制部分采用脉冲型驱动器,使用自带的AXIS差分脉冲输入接口连接脉冲型驱动器。

激光控制部分采用LASER接口连接激光器,根据激光器手册的说明完成控制电路的接线,通过DA模拟量输出口调节激光的能量,通过Modulation调制信号端口控制激光开关。

2.控制器与激光器接线参考

LASER激光电源接口内部电路图和与IPG200W光纤激光器的接线参考如下图所示:

1使用LASER接口内的16位DA接线参考(特殊型号支持)

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(2)使用控制器外部端口上的12位DA接线参考

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(3)LASER激光器接口接线原理如上图所示,数字IO接口除OUT8,OUT9外可自行定义。

(4)对于需要模拟量输入的激光器有两种接线选项,对分辨率要求不高的可以选用控制器12位DA接口实现,对于分辨率要求较高的可以选择LASER接口中带的16位DA实现功能。

(5)请使用屏蔽线接线,尤其是环境恶劣的场合,务必使屏蔽层充分接地。

3.控制器与脉冲驱动器接线参考

ZMC408SCAN提供4个本地差分脉冲轴接口,同时包含差分编码器输入,每个接口为标准DB26母座。

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与松下A5/A6伺服驱动器差分接线参考示例:

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差分脉冲轴接口接线原理如上图所示,不同型号驱动器接线方法存在差异,请谨慎连接;

请使用屏蔽双绞线接线,尤其是环境恶劣的场合,务必使屏蔽层充分接地。



04
光纤激光器控制实例

1.操作步骤

(1)请按照以上接线说明正确接线;

(2)上电后请选用EtherNET、RS232(默认参数可直接连接)、RS485(默认参数可直接连接,硬件需使用转接头)三种任一种接口连接ZDevelop;

(3)通过ZDevelop视图栏中输入输出窗口操作监控对应IO点;

(4)通过ZDevelop视图栏中AD/DA窗口操作监控对应模拟量输入输出口;

(5)通过ZDevelop在线命令发送指令 PWM_FREQ(PWM编号) = 频率,PWM_DUTY(PWM编号) = 占空比。

2.参考BASIC例程:激光控制参考上节引脚说明

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示波器采样运动波形如下:在运动到位置(0,200)之前提前1.5ms开光,标刻字母Z,运动结束延时2.5ms光关。

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3D模式下便于查看哪段运动激光开启。

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正运动技术专注于运动控制技术研究和通用运动控制软硬件产品的研发,是国家级高新技术企业。正运动技术汇集了来自华为、中兴等公司的优秀人才,在坚持自主创新的同时,积极联合各大高校协同运动控制基础技术的研究,是国内工控领域发展最快的企业之一,也是国内少有、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。主要业务有:运动控制卡_运动控制器_EtherCAT运动控制卡_EtherCAT控制器_运动控制系统_视觉控制器__运动控制PLC_运动控制_机器人控制器_视觉定位等等。

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