全國產(chǎn)EtherCAT運(yùn)動控制邊緣控制器ZMC432H如何使用Python+QT實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡加工

今天，正運(yùn)動小助手給大家分享一下全國產(chǎn)EtherCAT運(yùn)動控制邊緣控制器ZMC432H如何使用Python+QT實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡加工。

01功能簡介

全國產(chǎn)EtherCAT運(yùn)動控制邊緣控制器ZMC432H是正運(yùn)動的一款軟硬件全國產(chǎn)自主可控，運(yùn)動控制接口兼容EtherCAT總線和脈沖型的獨(dú)立式運(yùn)動控制器，最多支持32軸運(yùn)動控制，同時(shí)支持正運(yùn)動遠(yuǎn)程HMI功能，能提供網(wǎng)絡(luò)組態(tài)顯示，可實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整參數(shù)配置。

ZMC432H具備豐富的硬件接口和控制功能模塊，能實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的運(yùn)動控制和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，以滿足工業(yè)控制協(xié)同工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需求。

ZMC432H內(nèi)置了Linux系統(tǒng)，可以使用本地的LOCAL接口進(jìn)行連接，可以做到更快速的指令交互，單條指令與多條指令一次性交互時(shí)間為40us左右。

02Python+QT進(jìn)行運(yùn)動控制開發(fā)

一.配置好python+Qt開發(fā)環(huán)境，以及安裝好所需工具 1、下載python解釋器。 2、安裝pyside2或者pyside6根據(jù)python解釋器的版本來選擇，高版本的解釋器使用pyside6。

安裝pyside2有以下兩種方式：

方式一：使用win+r打開運(yùn)行界面，然后輸入cmd（在安裝python解釋器的時(shí)候要根據(jù)安裝向?qū)渲煤铆h(huán)境變量，否則后面的指令不會執(zhí)行成功），pipinstall pyside2 -ihttps://pypi.douban.com/simple/； 方式二：在pycharm中安裝。

3、安裝好PyCharm Community Edition，在如下界面點(diǎn)擊+號，安裝所需的工具，如pyside2。

4、在Pycharm中配置自定義工具（用于qt的界面編輯）。

（1）按照如圖步驟打開Tool的編輯框。

（2）自定義Pyside2-uic：

a.Program填寫：Python安裝目錄 Scriptspyside2-uic.exe；

b.Arguments填寫：$FileName$ -o $FileNameWithoutExtension$.py；

c.Working directory填寫：$FileDir$。

（3）自定義QtDesigner：

a.Program填寫：Python安裝目錄 Scriptspyside2-designer.exe；

b.Working directory填寫：$ProjectFileDir$。

將自定義工具配置好之后就可以直接在PyCharm的菜單中直接使用了。

1、點(diǎn)擊Tools → Qt → Qtdesigner即可進(jìn)入U(xiǎn)I的設(shè)計(jì)界面。

2、右鍵ui文件，點(diǎn)擊Qt → Pyside2-uic即可生成ui文件的py文件。

二.新建Python項(xiàng)目并添加函數(shù)庫

1、使用PyCharm Community Edition 2022打開一個(gè)新建的文件夾或者在進(jìn)入PyCharm Community Edition 2022之后新建一個(gè)目錄，并在目錄中添加Python文件。

2、找到找到廠家提供的光盤資料，路徑如下。

A.進(jìn)入廠商提供的光盤資料找到“04.PC函數(shù)”文件夾，并點(diǎn)擊進(jìn)入。

B.選擇“PC函數(shù)庫V2.1.1”文件夾。

C.選擇“Windows平臺”文件夾。

D.選擇“庫文件與例程”文件夾。

E.選擇“PYTHON例程”文件夾。

F.解壓對應(yīng)位數(shù)的壓縮包。

G.解壓后如下圖所示。

3、對于Windows系統(tǒng)來說將zauxdll.dll、zmotion.dll以及zauxdllPython.Py文件加入所創(chuàng)建的文件夾內(nèi)即可。

三.查看PC函數(shù)手冊，熟悉相關(guān)函數(shù)接口。

1、PC函數(shù)手冊也在光盤資料里面，具體路徑如下：“光盤資料?4.PC函數(shù)MotionPC函數(shù)庫編程手冊及其例程源碼MotionPC函數(shù)庫編程手冊 V2.1.1.pdf”。

2、鏈接控制器，獲取鏈接句柄。

（1）ZAux_OpenEth()接口說明。

指令7	ZAux_OpenEth
指令原型	int32 __stdcall ZAux_OpenEth(char *ipaddr, ZMC_HANDLE * phandle)
指令說明	以太網(wǎng)鏈接控制器。
輸入?yún)?shù)	輸入?yún)?shù)1個(gè)，詳細(xì)見下面說明。
ipaddr	鏈接的IP地址。
輸出參數(shù)	輸出參數(shù)1個(gè)，詳細(xì)見下面說明。
Phandle	返回的鏈接句柄。
返回值	詳細(xì)見錯誤碼說明。

（2）下載“.bas”文件到控制器中運(yùn)行的接口說明。

指令12	ZAux_BasDown
指令原型	int32 __stdcall ZAux_BasDown(ZMC_HANDLE handle,const char *Filename,uint32 run_mode )
指令說明	單個(gè)bas文件生成ZAR并且下載到控制器運(yùn)行
輸入?yún)?shù)	共有3個(gè)輸入?yún)?shù)，見下方說明。
handle	鏈接句柄。
Filename	BAS文件名帶路徑。
run_mode	下載模式0-RAM 1-ROM。

（3）暫停和恢復(fù)控制器內(nèi)部Basic程序的接口說明。

指令10	ZAux_Pause
指令原型	int32 __stdcall ZAux_Pause(ZMC_HANDLE handle)
指令說明	暫停控制器內(nèi)部運(yùn)行的Basic程序。
輸入?yún)?shù)	輸入?yún)?shù)1個(gè)，見下方說明。
handle	鏈接句柄。
指令11	ZAux_Resume
指令原型	int32 __stdcall ZAux_Resume(ZMC_HANDLE handle)
指令說明	繼續(xù)控制器內(nèi)部運(yùn)行的Basic程序。
輸入?yún)?shù)	輸入?yún)?shù)1個(gè)，見下方說明。

四.RtBasic文件下載與連續(xù)軌跡加工的Python+Qt開發(fā)例程。

1、例程界面如下。

2、通過“光盤資料”→“工具軟件”里面的“ZmotionCadV1.0導(dǎo)圖工具”將CAD圖紙里面的圖形轉(zhuǎn)換成“.bas”的運(yùn)動控制代碼。

A.打開該工具軟件，點(diǎn)擊“文件”→“導(dǎo)入”。選擇需要轉(zhuǎn)換的dxf格式的CAD圖紙并打開。

B.打開后效果如下。

C.點(diǎn)擊“文件”→“導(dǎo)出”，導(dǎo)出“.bas”文件。到時(shí)候可下載到控制卡里面進(jìn)行以上軌跡的運(yùn)動控制。

D.CAD導(dǎo)圖軟件的具體使用方法參考往期文章正運(yùn)動技術(shù)CAD導(dǎo)圖軟件配合控制器的使用方法。

3、程序示例如下。 （1）Python中加載qt的UI文件；

from PySide2.QtWidgets import QMessageBox
from PySide2.QtCore import QFile, QTimer
from PySide2.QtUiTools import QUiLoader
q_state_file = QFile("mainweiget.ui")
q_state_file.open(QFile.ReadOnly)
self.ui = QUiLoader().load(q_state_file)
q_state_file.close()

注：此時(shí)self.ui表示了qt中的ui。

（2）鏈接按鈕的事件處理函數(shù)中調(diào)用鏈接控制器的接口函數(shù)ZAux_OpenEth（），與控制器進(jìn)行鏈接,鏈接成功后啟動定時(shí)器1監(jiān)控控制器狀態(tài)。

def on_btn_open_clicked(self):
    strtemp = self.ui.comboBox.currentText()
    print("當(dāng)前的ip是：", strtemp)
    if self.Zmc.handle.value is not None:
       self.Zmc.close()
       self.time1.stop()
       self.ui.setWindowTitle("單軸回零")
    iresult = self.Zmc.open_eth(strtemp)
    if 0 != iresult:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "連接失敗")
    else:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "連接成功")
       str_title = self.ui.windowTitle() + strtemp
       self.ui.setWindowTitle(str_title)
       self.Up_State()
       self.time1.start(100)

（3）通過定時(shí)器監(jiān)控控制器狀態(tài)。

def Up_State(self):
    idlelist = [ctypes.c_int(-1) for i in range(0, 4)]
    fdposlist = [ctypes.c_float(0) for i in range(0, 4)]
    for i in range(0, 4):
       self.Zmc.get_target_pos(i, fdposlist[i])  # 獲取當(dāng)前軸位置
       self.Zmc.get_idle(i,idlelist[i])#判斷當(dāng)前軸狀態(tài)
    str1 = " {}  {} ".format("停止中" if idlelist[0].value else "運(yùn)行中", round(fdposlist[0].value, 2))
    self.ui.lineEdit_X.setText(str1)
    str1 = " {}  {} ".format("停止中" if idlelist[1].value else "運(yùn)行中", round(fdposlist[1].value, 2))
    self.ui.lineEdit_Y.setText(str1)
    str1 = " {}  {} ".format("停止中" if idlelist[2].value else "運(yùn)行中", round(fdposlist[2].value, 2))
    self.ui.lineEdit_Z.setText(str1)
    str1 = " {}  {} ".format("停止中" if idlelist[3].value else "運(yùn)行中", round(fdposlist[3].value, 2))
    self.ui.lineEdit_R.setText(str1)

（4）通過“選擇bas文件”按鈕的事件處理函數(shù)選擇對應(yīng)的bas文件。

def on_btn_DownBas_clicked(self):
    if self.Zmc.handle.value is None:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "未連接控制器")
       return
    file_Date = QFileDialog.getOpenFileName(self.ui, "選擇BAS文件", "..", "Files(*.bas)")
    self.file_Name = file_Date[0].replace("/", "")
    print(self.file_Name)
    if self.file_Name == "":
       return
    self.ui.textEdit_FilePath.insertPlainText(self.file_Name + "
")

（5）通過“啟動”按鈕的事件處理函數(shù)來下載和啟動選擇的bas文件。

if self.Zmc.handle.value is None:
    QMessageBox.warning(self.ui, "警告", "未連接控制器")
    return
# 設(shè)定軸0軸類型
str_tmp = self.ui.edit_Atype_0.text()
float_tmp = int(str_tmp)
self.Zmc.set_axis_type(0, float_tmp)
# 設(shè)定軸0軸類型
str_tmp = self.ui.edit_Atype_1.text()
float_tmp = int(str_tmp)
self.Zmc.set_axis_type(1, float_tmp)
# 設(shè)定脈沖模式及邏輯方向（脈沖 + 方向）
self.Zmc.set_invert_step(self.axis_Num, 0)
# 設(shè)置當(dāng)量
str_tmp = self.ui.edit_Units_0.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_units(0, float_tmp)
str_tmp = self.ui.edit_Units_1.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_units(1, float_tmp)
# 設(shè)置速度
str_tmp = self.ui.edit_Speed_0.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_speed(0, float_tmp)
str_tmp = self.ui.edit_Speed_1.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_speed(1, float_tmp)
# 設(shè)置加速度
str_tmp = self.ui.edit_Accel_0.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_acceleration(0, float_tmp)
str_tmp = self.ui.edit_Accel_1.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_acceleration(1, float_tmp)
# 設(shè)置減速度
self.Zmc.set_deceleration(0, 0)
self.Zmc.set_deceleration(1, 0)
#開啟連續(xù)插補(bǔ)
str_tmp = self.ui.edit_Merge_0.text()
float_tmp = int(str_tmp)
self.Zmc.set_merge(0,float_tmp)
str_tmp = self.ui.edit_Merge_1.text()
float_tmp = int(str_tmp)
self.Zmc.set_merge(1, float_tmp)
ifself.file_Name=="":
    return
ret = self.Zmc.bas_down(self.file_Name, 1)  # 下載到ROM 運(yùn)行
if ret != 0:
    QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "文件下載失?。? + "錯誤碼為 ：{} ".format(ret))
return

注：“.bas”文件也可以通過我們的ZDevelop軟件下載。ZAux_BasDown指令會將單個(gè)bas文件生成ZAR并且下載到控制器運(yùn)行。 （6）通過停止、暫停、繼續(xù)按鈕的事件處理函數(shù)來實(shí)現(xiàn)控制器。

def on_btn_stop_clicked(self):
    if self.Zmc.handle.value is None:
       QMessageBox.warning(self.ui, "警告", "未連接控制器")
       return
buffer=(ctypes.c_char*1024)()
    ret = self.Zmc.execute("STOPTASK 0", buffer, 0)
    ret = self.Zmc.rapid_stop(2)
def on_btn_Pause_clicked(self):
    ret = self.Zmc.bas_pause()
    if ret != 0:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "運(yùn)動暫停失?。? + "錯誤碼為 ：{} ".format(ret))
    return
def on_btn_Resume_clicked(self):
    ret = self.Zmc.bas_resume()
    if ret != 0:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "運(yùn)動恢復(fù)失??！" + "錯誤碼為 ：{} ".format(ret))
    return

03

調(diào)試與監(jiān)控

編譯運(yùn)行例程，同時(shí)通過ZDevelop軟件連接控制器對控制器狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。

ZDevelop軟件連接控制器打開調(diào)試模式可以查看控制器里面的“.bas”文件的文件名。

通過ZDevelop軟件的示波器功能對連續(xù)小線段的波形進(jìn)行抓取，下面是示波器波形和CAD圖紙的比較。

比較如下圖所示。

例程講解視頻。

本次，正運(yùn)動技術(shù)全國產(chǎn)EtherCAT運(yùn)動控制邊緣控制器（六）：RtBasic文件下載與連續(xù)軌跡加工的Python+QT開發(fā)，就分享到這里。