开放式激光振镜运动控制器在Ubuntu+Qt下CAD图形标刻

科技科技 2024-09-18 07:01 广东

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前面课程我们讲述了如何通过Ubuntu+Qt进行振镜校正（详情点击→开放式激光振镜运动控制器在Ubuntu+Qt下的激光振镜校正），本节CAD图形标刻是在振镜校正的前提下实现的。

在正式学习之前，我们先了解一下正运动ZMC408SCAN-V22运动控制器，ZMC408SCAN-V22控制器支持在Linux环境下进行开发使用。

ZMC408SCAN-V22硬件介绍

ZMC408SCAN-V22是正运动技术推出的高性能双振镜运动控制器，集成了2个百兆以太网口，支持EtherCAT、EtherNET、CAN、RS232、RS485、24路通用数字输入、20路通用数字输出、2路通用模拟量输出、2路通用模拟量输入、4个本地差分脉冲轴接口、1个MPG手轮编码器接口、2个带反馈振镜接口、1个LASER激光专用接口、1个FIBER激光器接口。开放式系统框图如下所示：

ZMC408SCAN-V22总线控制器支持EtherCAT总线连接，支持最快500μs的刷新周期，支持最多达16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。

ZMC408SCAN-V22通过CAN、EtherCAT总线可以连接各个扩展模块，从而扩展数字量、模拟量或运动轴。可以在Windows，Linux，Mac，Android，Wince各种操作系统下开发，提供vc，c#，vb.net，labview等各种环境的dll库。上位机软件编程参考《ZMotion PC函数库编程手册》。

Ubuntu+Qt进行CAD图形标刻项目的开发

1.在Qt Creator菜单选择“文件”→“新建文件或项目...”，打开创建项目向导。选择Application项目集，创建Qt Widgets Application项目，设置项目名称和保存位置。

2.导入厂家提供的相关函数库及头文件。

（1）将zmotion.h和zmcaux.h、zmcaux.cpp、ZmotionCad3.h以及libzmotion.so和libZmotionCAD3.so库复制到新建的项目文件夹中。

（2）在Qt Creator选择新建的Qt项目右击选择“添加库...”→“外部库”点击下一步，将刚才复制到项目文件夹上的libzmotion.so和libZmotionCAD3.so库文件导入到项目中。

（3）在Qt Creator下右击新建的Qt项目，选择“添加现有文件...”，将之前复制到项目文件下的头文件zmotion.h和ZScancorrect.h以及zmcaux.cpp和zmcaux.h添加到项目中。

（4）函数库添加成功后，打开pro文件可以看到相关的函数库和头文件信息。此时已经将例程需要用到的函数库和头文件都加入到项目中了，接下来开始实现例程。

CAD图形标刻流程以及相关函数介绍

1.CAD图形标刻流程图

2.相关函数介绍

（1）连接控制器。

函数原型

int32 __stdcall ZMC_FastOpen(ZMC_CONNECTION_TYPE type, char *pconnectstring, uint32 uims ,ZMC_HANDLE * phandle)

功能

与控制器建立连接, 可以指定连接的等待时间。

输入参数

参数名	描述
type	连接类型。
pconnectstring	连接字符串。
uims	连接等待时间。
phandle	控制器句柄。

返回值

成功返回值为0，非0详见错误码说明。

（2）导入CAD图形。

函数原型

Struct_ZCad_VectGroup* __stdcall ZMotionCad3_ImportVectGraph(const char* lpszFileFullPathname, double duUnit, int Option, double refDistance, int bIfOriCoord)

功能

导入CAD图形的文件，生成矢量图层的结构体。

输入参数

参数名	描述
lpszFileFullPathname	CAD图形的路径和文件名。
duUnit	PLT的比例。
Option	预留，缺省都转换为seg。
refDistance	转换时参考精度。
bIfOriCoord	是否根据图形范围移动坐标原点。

返回值

返回CAD图形生成的矢量图形结构体指针。

（3）取消CAD图形导入，释放整个图层链表。

函数原型

uint32 __stdcall ZMotionCad3_DeleteChain(Struct_ZCad_Item *pfirstitem)

功能

导入CAD图形的文件，生成矢量图层的结构体。

输入参数

参数名	描述
pfirstitem	需要释放的图层链表。

返回值

链表释放成功返回0。

（4）获取CAD图形的范围。

函数原型

uint32 __stdcall ZMotionCad3_GetRange(Struct_ZCad_Item *pitemList, float *pLeft, float *pBottom, float *pWdith, float *pHeight, double refDistance)

功能

获取CAD图形范围。

输入参数

参数名	描述
pitemList	导入CAD图形后返回的链表。
pLeft	用于接收左边的起始位置。
pBottom	用于接收顶部的起始位置。
pWdith	用于接收图形的宽度。
pHeight	用于接收图形的高度。
refDistance	用于指定一个参考距离，一般设置0.05。

返回值

图形范围获取成功返回0。

（5）CAD图形解析后的链表结构，CAD库通过双向循环链表来存放具体的图形数据以及解析后的坐标数据。

typedef struct Struct_ZCad_VectGroup{    int m_itemtype; //类型    struct Struct_ZCad_VectGroup *m_prev;    struct Struct_ZCad_VectGroup *m_pnext;    int     m_GroupNum;       //组号    uint32  m_ColorPen;       //颜色 DWORD    Struct_ZCad_Vect *m_pVect; //曲线列表    }Struct_ZCad_VectGroup;

（6）下载三次文件。

函数原型

int32 __stdcall ZMC_DownMem3File(ZMC_HANDLE handle, const char* pbuffer, uint32 buffsize, const char* pfilenameinControl)

功能

将生成的三次文件字符串下载到控制器中。

输入参数

参数名	描述
handle	当前连接的控制器句柄。
pbuffer	三次文件字符串。
buffsize	字符串的长度。
pfilenameinControl	生成三次文件的文件名。

返回值

成功返回值为0。

（7）通用命令执行接口。

函数原型

int32 __stdcall ZMC_Execute(ZMC_HANDLE handle, const char* pszCommand, uint32 uimswait, char* psResponse, uint32 uiResponseLength)

功能

通过命令字符串直接操作控制器，执行对应的指令。

输入参数

参数名	描述
handle	连接的控制器句柄。
pszCommand	在线命令字符串。
uimswait	最长等待ms时间。
psResponse	接收控制器执行结果输出。
uiResponseLength	接收执行结果输出的大小。

返回值

成功返回值为0，非0详见错误码说明。

（8）获取输出口的状态。

函数原型

int32 ZAux_Direct_GetOp(ZMC_HANDLE handle, int ionum, uint32 *piValue)

功能

读取输出口状态。

输入参数

参数名	描述
handle	连接的控制器句柄。
ionum	输出口编号。
piValue	用于存放输出口的状态。

返回值

成功返回值为0，非0详见错误码说明。

CAD图形标刻的实现例程

CAD图形标刻例程主要是使用CAD库对CAD图形进行解析，将图形数据解析为链表结构，通过对链表的遍历，获取图形的坐标数据，将所有坐标点数据生成三次文件字符串，下载到控制器中，即可实现CAD图形的标刻。

1.导入CAD图形。

void MainWindow::on_import_2_clicked(){    data_Load();  //获取界面的设置参数    strFile3.clear();    LaserScan_z3p_Init();  //三次文件字符串初始化    QString qstr = ui->file_route->text();  //获取CAD图形的路径和文件名    QByteArray byteArray = qstr.toUtf8();    const char* cstr = byteArray.constData();    m_pGraph = ZMotionCad3_ImportVectGraph(cstr,1016,0,0.001,0); // 导入图形生成轨迹    update();  //更新界面图形}

2.遍历链表，生成三次文件字符串，首先获取CAD图形数据，开始遍历链表，通过内部实现的空移、开光、标刻、关光函数接口生成三次文件字符串。以下是部分实现代码。

if (m_pGraph !=NULL){    Struct_ZCad_VectGroup *ps = m_pGraph;    do    {        Struct_ZCad_Vect * pVect = ps->m_pVect;        do        {            Struct_ZCad_Seg * pSeg = pVect->m_pLine;            //空移到起点            LaserScan_z3p_EmptyMove(strFile3,pSeg->x1,pSeg->y1,markPara.JumpSpeed,markPara.JumpDelay);            //开光            LaserScan_z3p_OpenLight(strFile3,io_value.emit_io,markPara.OpenDelay,markPara.MarkSpeed);            int i = 0;            do            {                if(!pSeg->m_Param1)                {                    // 运动                    strFile3 += QString("MOVESCANABS(%1,%2)\n").arg(pSeg->x2).arg(pSeg->y2);                }                i++;                pSeg = pSeg->m_pnext;            }while(pSeg != pVect->m_pLine);            //关光            LaserScan_z3p_CloseLight(strFile3,io_value.emit_io,markPara.CloseDelay,markPara.JumpDelay);            pVect = pVect->m_pnext;        }while(pVect != ps->m_pVect);        ps = ps->m_pnext;    }while(ps != m_pGraph);}

3.取消图形导入，清空图形链表，调用接口函数，清空链表，同时更新界面即可。

void MainWindow::on_cancel_clicked(){    ZMotionCad3_DeleteChain((Struct_ZCad_Item *)m_pGraph);    m_pGraph = NULL;    update();}

4.将三次文件字符串下载到控制器中。

void MainWindow::on_create_File3_clicked(){    ZMC_DownMem3File(g_handle,strFile3.toLatin1().data(),strFile3.length(),"Zmc_CAD.z3p");    QString filePath = "Zmc_CAD.z3p";    QFile file(filePath);    if (file.open(QIODevice::WriteOnly | QIODevice::Text))    {        QTextStream stream(&file);        stream << strFile3;        file.close();        qDebug() << "File saved successfully:" << filePath;    }    else    {        qDebug() << "Failed to open file for writing:" << filePath;    }}

5.使用在线命令执行三次文件，标刻CAD图形。

void MainWindow::on_but_Mark_clicked(){    if( 0 == g_handle)    {        QMessageBox::warning(this,"提示","控制器未连接！");        return;    }    char Response[1024];    ZMC_Execute(g_handle,"FILE3_RUN  \"Zmc_CAD.z3p\",7 ",500,Response,1024);}