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开放式激光振镜运动控制器在Ubuntu+Qt下CAD图形标刻

news 2024/9/23 9:28:32

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。

01 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：
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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。
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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》。
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02 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。

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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。
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（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。
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（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。
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（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。
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03 CAD图形标刻流程以及相关函数介绍

1.CAD图形标刻流程图

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2.相关函数介绍
（1）连接控制器。
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（2）导入CAD图形。

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（3）取消CAD图形导入，释放整个图层链表。
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（4）获取CAD图形的范围。
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（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 DWORDStruct_ZCad_Vect *m_pVect; //曲线列表    
}Struct_ZCad_VectGroup;

（6）下载三次文件。
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（7）通用命令执行接口。
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（8）获取输出口的状态。
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04 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);
}