开放式激光振镜运动控制器(三):ZMC408SCAN轴控光纤激光器加工

供稿:深圳市正运动技术有限公司

  • 关键词:光纤激光器,运动控制器,ZMC408SCAN
  • 作者:正运动
  • 摘要: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。

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:

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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。

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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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发布时间:2022年9月6日 18:24  人气:   审核编辑(王静 )
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