- 关键词：运动控制器,激光打标,C++
- 作者：正运动
- 摘要：本文以二维码打标、文本打标、矢量图形打标为例，解决用户在激光打标时需要进行各种复杂的操作和函数库调用时容易出现的错误问题。
ZMC408SCAN是正运动技术推出的高性能总线双振镜运动控制器，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个激光电源专用接口、一个EXIO可配置扩展IO接口。ZMC408SCAN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。单台电脑最多支持达256个ZMC控制器同时连接。
（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光/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。
1.基本规格参数
为解决激光打标时需要进行各种复杂的操作和函数库调用时容易出现的错误问题。用户可以通过PC更加方便的进行加工文件的生成，在软件中进行图形加工操作。如要打标二维码，只需要通过条码指令ZmotionLaser_BarCode（int nTechnology，const char *pStrText，const char *pStrType，double dX，double dY，double dSizeX，double dSizeY，double dAngle）将参数设置好，选择好要标刻的码类型，将标刻内容输入即可，通过程序将其轨迹生成的三次文件等待启动标刻。如要打标文本，则通过对应的文本指令ZmotionLaser_Text（int nTechnology，const char *pStrText，double dX，double dY，double dAccuracy）设置好其工艺参数大小、旋转角度等，而后输入我们要标刻的文本内容，通过三次文件的形式进行打标。我们打标条码、二维码、不同字体样式的文本、矢量图形、位图等，都有对应的接口指令，从而实现快速调参开发，可以节省工程师大量的编程及工艺规划时间。
2.方式
使用ZmotionLaser.dll与ZmotionLaser.lib库添加到需要使用的程序中，调用ZmotionLaser.h中的相关函数即可生成需要加工的三次文件，在控制器中运行该三次文件就可以进行加工（需要带Zmotion库与ZMotionCad3库）。3.三次文件使用步骤如下
仅需要很少的指令填上对应参数就能实现一个类型打标，将复杂的指令编程简单化，对于加工轨迹复杂、文件较大也能实现动态追加文件发送字符串运行。
1.函数名：uint32 ZmotionLaser_BarCode（int nTechnology，const char *pStrText，const char *pStrType，double dX，double dY，double dSizeX，double dSizeY，double dAngle）
2.说明：进行条码图形的加工，通过该指令配合上几个常用指令我们可以轻松选择要打标的条码类型，以及更改我们想要的尺寸大小、打标幅面内的位置。1.文本
（1）函数名：uint32 ZmotionLaser_Text（int nTechnology，const char *pStrText，double dX，double dY，double dAccuracy）（2）说明:进行文本图形的加工，通过该指令配合上几个常用指令我们可以简单的实现文本打标，只需要将打标的内容填到对应参数位置，在对应参数写好工艺参数，打标坐标位置等。2.文本状态设置
（1）函数名：uint32 ZmotionLaser_SetTextStyle（const char * pStrFont，bool bThickness，bool bItalics，bool bUnderline，bool bDelete，double dHeight，double dWidthR，double dAngle，double dTilt）
（2）说明:设置文本的状态，需要确定文本的字体、风格、尺寸、角度和倾斜等状态。该状态设置后如果不重新设置，后续所有文本的状态都按照该状态进行，配合文本指令使用进行文本打标。
三、矢量图形参数设置
1.函数名：uint32 ZmotionLaser_SetVectPar（int nPower, double dFreq，double dMarkSp，double dJumpSp，double dOpenDelay，double dCloseDelay，double dJumpDelay，double dCorAngle，double dCorDelay，double dEndDelay，int nTechnology）2.说明:设置某一工艺的矢量图形加工参数。该指令用于矢量图形加工时参数设置，针对矢量图形的加工复杂性，通过将参数提前写入，以在打标时快速响应。
一、二维码打标
2.操作流程
（1）架好设备后，用振镜矫正工具将振镜矫正（可参考正运动小助手文章“开放式激光振镜运动控制器：C++振镜矫正方法与实现”）；（2）矫正完成后，如上图选择对应的IP地址进行连接，选择对应的激光器类型、设置好运动参数、选好填充工艺并将参数设置好、选择要标刻的条码类型、设置条码大小及打标位置旋转角度等，在内容栏填入标刻内容；（3）准备工作完成，点击标刻进行打标，如果中途发现有异常，点击停止即可。
通过这个例程我们可以实现多种类型条码、二维码的打标，适用于多种激光器类型，还能随时调整打标的内容、大小、位置以及在xy平面上的角度，而且通过对功率的调整我们可以在不同的物品上进行打标，如平面产品包装、充电器、手机外壳、一些金属产品等。我们用到的头文件和定义控制器句柄，实现与控制器连接的第一步。通过ZAux_OpenEth(char *ipaddr, ZMC_HANDLE * phandle)指令连接控制器获取返回句柄。断开连接则用ZAux_Close(ZMC_HANDLE handle)。连接上就能对控制器实现交互控制了。
程序如下：
通过指令ZAux_SetExioType（ZMC_HANDLE handle，int iType）设定转接板类型，不同的转接板类型对应不同类型的激光器（需定制）。
使用时我们只需要选择对应的激光器类型，并按照对应接口接好线，调节好功率（激光能量）、频率。
程序如下：
4.设置运动参数和二维码大小参数
将运动参数及填充工艺参数存到变量里面，在后面打标过程中调用此参数，现在这个值是一个初始化值，只是一个参考作用，具体参数还要通过测试调整后才能更适合相应机台及打标加工，空移速度为后续打标轨迹中空走轨迹所用速度。开关光延时是用于提前开光和延时关光，设置适当的开光延时参数可以去除在运动起点出现的 “火柴头”，但如果开光延时参数设置太大则会导致起始段缺笔的现象。可以通过ZAux_Direct_MoveOpDelay设置为负值，负值标刻激光器提前出光。一般光纤激光器的开光延时就是设置负值，而其他激光器，如端泵激光器是设置正值的。设置适当的关光延时参数可以去除在运动结束时出现的不闭合现象，但如果关光延时设置太大会导致结束段出现“火柴头”。关光指令后调用指令ZAux_Direct_MoveDelay设置对应的延时时间实现延时控制。设置适当的拐角延时参数可以去除在运动轨迹是直角时出现的圆角现象，但如果拐角延时设置太大会导致标刻时间增加，且拐角处有重点现象，为解决这一问题，引入拐角自动延时模式，根据拐角角度计算延时时间。调用指令ZAux_Direct_SetCornerMode设置拐角延时模式为2，通过 ZAux_Direct_SetDecelAngle与ZAux_Direct_SetStopAngle设置拐角开始延时和结束延时角度、ZAux_Direct_SetZsmooth设置最大拐角延时时间。
实际的拐角延时则依据轨迹的实际角度自动计算对应拐角延时时间，在设定的角度范围内，延时时间呈线性分布。
程序如下：
由输入内容生成二维码，将我们的二维码轨迹分成小线段轨迹生成三次文件，并且将填充工艺参数等设置进去。
通过指令ZmotionLaser_SetOutput（int nAp，int nMO，int nRed）设置好出光口号，为标刻做好准备。填充工艺：主要是指令uint32 ZmotionLaser_SetFillParam（bool bEnable，bool bOutline，bool bOutlineFirst，bool bEdge，bool bAverage，int nType，int nAngle，int nNum，double dLineSpace，double dMargin，double dSOffset，double dEOffset，double dLineIndent，int nFillNum）的一些参数，将参数通过变量的形式做到界面上。
bOutline 使能轮廓：填充时是否保存原来的图形轮廓。bOutlineFirst轮廓优先：填充时保留轮廓的情况下，勾选轮廓优先会使轮廓轨迹在填充线之前进行加工，否则轮廓轨迹在填充线之后进行加工（如想了解更多填充工艺，可联系正运动技术支持工程师）。（1）单相填充：填充线总是从左向右填充；
（2）双向填充：填充线先是从左向右，然后从右向左进行填充，其余循环填充；
（3）弓形填充：类似于双向填充，但填充线末端之间会产生连接线；
（4）优化弓形填充：类似于弓形填充，但对象空白的地方仍会跳过去填充。
程序如下：
通过Zpj文件方式下载三次文件到控制器ROM，开启一个未使用或者一个确认停止的任务号运行该文件。
程序如下：
停止加工，主要是将任务停止，然后停止所有的轴运动，关掉激光。
程序如下：
通过该例程我们可以实现产品包装生产日期、金属元件、硬质塑料产品上的标注打标，还能在金属物品上进行纪念语等的打标，多种字体样式可选择。
操作流程和二维码打标类似，连接控制器，选择对应激光器类型，填写运动参数、填充工艺以及标刻文本信息等（可根据实际打标测试结果进行调整）。程序构建类似，唯一不同在于标刻处程序写法上有差异，二维码打标是将轨迹生成与标刻运行分开写，而文本打标是将参数设置好、文本内容确定后，点击打标才开始生成三次文件，后开启任务运行文件。程序如下：
通过该例程我们可以实现一些图案的打标，如产品LONG打印、图案打印、金属牌上打印图案做项链等。
操作流程和前面两个例程类似，唯一不同的是这里矢量图形标刻，我们要选择保存好的矢量图形，设置完大小、位置、旋转角度后进行标刻。我们添加进来图形可以在右下部分区域看见图形（二维码例程一样有显示图形）。如下图红色框内显示。
程序如下：
