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開放式激光振鏡運動控制器(三):ZMC408SCAN軸控光纖激光器加工

開放式激光振鏡運動控制器(三):ZMC408SCAN軸控光纖激光器加工

上一節介紹了控制器的功能、激光控制接口等,本節主要介紹如何實現激光打標控制。

本節以光纖激光器為例,采用控制器的LASER激光電源接口連接光纖激光器,配合脈沖軸的運動控制,完成激光加工。



01
功能簡介

ZMC408SCAN是正運動技術新推出的一款支持EtherCAT總線的開放式激光振鏡運動控制器,專為工業激光+振鏡+運動控制方面的應用而設計。支持16路運動軸的復雜連續軌跡控制需求,可實現振鏡軸+脈沖軸+總線軸的混合插補。

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1.ZMC408SCAN實現激光加工包含運動控制與激光控制兩大部分,只需一臺ZMC408SCAN控制器便可實現振鏡控制+激光能量控制+運動軸控制。

(1)運動控制:使用常用的電機驅動設備(脈沖型或EtherCAT總線型驅動器均支持),或者通過激光振鏡實現運動;

(2)激光控制:通過LASER、支持PWM功能的OUT輸出口或者EXIO擴展接口連接市面上常用的多種類型的激光器。使用MOVE_OP指令控制激光開關,MOVE_PWM指令調節激光的頻率和占空比,另外還有MOVE_DELAY指令和MOVEOP_DELAY指令控制開關光的延時。

2.ZMC408SCAN在激光加工領域的優勢。

(1)ZMC408SCAN內置高精度PSO位置同步輸出功能,在加工圓角、曲線部分時即使進行了減速調整,在高速加工的場合,也能控制激光輸出的間距保持恒定;

(2)支持激光振鏡控制和振鏡反饋,包含2個振鏡接口,支持2D振鏡和3D振鏡,配合不帶加減速的運動指令MOVESCAN,拐角處振鏡加工自動延時,完成精準高效的激光控制,提高激光加工設備的產能;

(3)通過指令在運動中靈活的調節激光開關/關光延時,響應快,精確到us級別的控制,且設置過程簡單,大大縮短了工程師的調參時間;

(4)自帶LASER激光器控制接口,支持支持IPG、YLR、YLS等類型激光電源,還帶一個EXIO擴展IO接口,通過定制轉接板,靈活控制市場上主流的各種激光器;

(5)支持PC同時控制16個ZMC408SCAN控制器同時工作,形成一種振鏡陣列的激光加工。

(6)板載4路高速差分脈沖輸出,并帶4路高速差分編碼器反饋,支持EtherCAT總線驅動器的控制,支持5軸XYZAC軸的插補,支持振鏡軸與運動軸混合插補。



02
接口說明

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1.控制器的接口說明如下表:

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2.ZMC408SCAN控制器LASER激光電源接口功能:

(1)LASER激光電源接口支持連接IPG、YLR、YLS等類型激光電源;

2可通過控制器的指令直接發送激光、紅光、使能等輸出信號進行操作激光器,讓激光器產生響應;

3DB接口中帶有1個PWM輸出口;

4可接收激光器信號,可顯示IN信號并作出對應響應。

3.LASER激光電源接口采用DB25針公頭,針腳說明參見下表:

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注意:

1上表的輸入輸出除PWM和Modulation之外其它信號作用支持自定義;

2OUT(9)、AOUT(2)和AIN(2)為預留信號,標準型號中沒有,如果需要請訂貨時選擇特殊型號。


03
控制系統接線參考

1.以ZMC408SCAN控制FIBER激光器為例,分為運動控制和激光控制兩部分。參考架構如下圖。

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運動控制部分采用脈沖型驅動器,使用自帶的AXIS差分脈沖輸入接口連接脈沖型驅動器。

激光控制部分采用LASER接口連接激光器,根據激光器手冊的說明完成控制電路的接線,通過DA模擬量輸出口調節激光的能量,通過Modulation調制信號端口控制激光開關。

2.控制器與激光器接線參考

LASER激光電源接口內部電路圖和與IPG200W光纖激光器的接線參考如下圖所示:

1使用LASER接口內的16位DA接線參考(特殊型號支持)

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(2)使用控制器外部端口上的12位DA接線參考

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(3)LASER激光器接口接線原理如上圖所示,數字IO接口除OUT8,OUT9外可自行定義。

(4)對于需要模擬量輸入的激光器有兩種接線選項,對分辨率要求不高的可以選用控制器12位DA接口實現,對于分辨率要求較高的可以選擇LASER接口中帶的16位DA實現功能。

(5)請使用屏蔽線接線,尤其是環境惡劣的場合,務必使屏蔽層充分接地。

3.控制器與脈沖驅動器接線參考

ZMC408SCAN提供4個本地差分脈沖軸接口,同時包含差分編碼器輸入,每個接口為標準DB26母座。

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與松下A5/A6伺服驅動器差分接線參考示例:

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差分脈沖軸接口接線原理如上圖所示,不同型號驅動器接線方法存在差異,請謹慎連接;

請使用屏蔽雙絞線接線,尤其是環境惡劣的場合,務必使屏蔽層充分接地。



04
光纖激光器控制實例

1.操作步驟

(1)請按照以上接線說明正確接線;

(2)上電后請選用EtherNET、RS232(默認參數可直接連接)、RS485(默認參數可直接連接,硬件需使用轉接頭)三種任一種接口連接ZDevelop;

(3)通過ZDevelop視圖欄中輸入輸出窗口操作監控對應IO點;

(4)通過ZDevelop視圖欄中AD/DA窗口操作監控對應模擬量輸入輸出口;

(5)通過ZDevelop在線命令發送指令 PWM_FREQ(PWM編號) = 頻率,PWM_DUTY(PWM編號) = 占空比。

2.參考BASIC例程:激光控制參考上節引腳說明

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示波器采樣運動波形如下:在運動到位置(0,200)之前提前1.5ms開光,標刻字母Z,運動結束延時2.5ms光關。

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3D模式下便于查看哪段運動激光開啟。

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正運動技術專注于運動控制技術研究和通用運動控制軟硬件產品的研發,是國家級高新技術企業。正運動技術匯集了來自華為、中興等公司的優秀人才,在堅持自主創新的同時,積極聯合各大高校協同運動控制基礎技術的研究,是國內工控領域發展最快的企業之一,也是國內少有、完整掌握運動控制核心技術和實時工控軟件平臺技術的企業。主要業務有:運動控制卡_運動控制器_EtherCAT運動控制卡_EtherCAT控制器_運動控制系統_視覺控制器__運動控制PLC_運動控制_機器人控制器_視覺定位等等。

審核編輯(
王靜
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