01

ZMC432-V2運動控制器介紹

ZMC432-V2高性能多軸運動控制器是一款兼容EtherCAT總線和脈沖型的獨立式運動控制器，自帶6軸本地差分脈沖軸，最多可擴展至32軸，能實現總線軸+脈沖軸混合插補的多軸運動控制場合。同時支持正運動遠程顯示功能，能提供網絡組態(tài)顯示，可實時監(jiān)控和調整參數配置。

ZMC432-V2硬件功能特性：

（1）支持32軸運動控制（脈沖+EtherCAT總線），EtherCAT最小通訊周期可達125us；

（2）24路通用輸入、12路通用輸出，2路模擬量輸出(DA)，其中包括2路高速輸入和2路高速輸出；

（3）6路差分脈沖軸輸出，總線軸、脈沖軸可混合插補；

（4）內置多項實時性運動控制功能，例如視覺飛拍、多維PSO、高速位置鎖存，多軸同步運行等；

（5）可通過EtherCAT擴展模塊進行IO硬件資源擴展，可擴展至4096個隔離輸入口和4096個隔離輸出口；

（6）具備豐富的運動控制功能，如點位運動、電子凸輪、直線插補、圓弧插補、連續(xù)軌跡加工；

（7）支持掉電檢測、掉電存儲，多種程序加密方式，能夠有效防止系統(tǒng)故障，保護項目工程文件數據，并提高系統(tǒng)的可靠性；

（8）通過純國產IDE開發(fā)環(huán)境RTSys進行項目開發(fā)，可實時仿真、在線跟蹤以及診斷與調試，簡便易用，支持多種高級上位機語言聯合編程進行二次開發(fā)。

02

C#運動控制+CAD導圖DEMO概述

本期示教DEMO是以正運動的運動控制函數庫，CAD導圖函數庫，在VS環(huán)境下使用C#進行編程開發(fā)。

DEMO內容主要實現CAD圖紙解析（導入CAD文件，軌跡數據解析，編輯軌跡）后下發(fā)給控制器進行運動（運動前瞻，運動指令下發(fā)，狀態(tài)監(jiān)控）。用戶可以參考例程更快的使用正運動函數庫進行相關開發(fā)。

后期我們將推出以下3篇教程介紹該示教例程的開發(fā)流程和使用方法，方便用戶快速上手該例程，并掌握C#運動控制與CAD導圖相結合編程開發(fā)的相關知識。

?C#運動控制開源(一): CAD導圖和小線段速度前瞻的優(yōu)化之CAD導圖

?C#運動控制開源(二): CAD導圖和小線段速度前瞻的優(yōu)化之前瞻優(yōu)化

?C#運動控制開源(三): CAD導圖和小線段速度前瞻的優(yōu)化的軟件框架

03

C#使用ZMOTION CAD庫進行CAD導圖的開發(fā)

正運動技術提供開放的ZmotionCadEx庫，可導入DXF、Ai、Plt、Dst圖紙，可以生成運動坐標數據轉G代碼、zbasic運動指令、或直接PC函數執(zhí)行運動。

1.在VS2019菜單“文件”→“新建”→“項目”，啟動創(chuàng)建項目向導。

2.選擇開發(fā)語言為“C#”和Windows窗體應用程序，點擊下一步。

3.配置好項目名稱和位置，以及相應框架，點擊創(chuàng)建。

4.找到廠家提供的光盤資料里面的C#函數庫，路徑如下（64位庫為例）。

進入廠商提供的光盤資料，找到ZmotionCadEx.dll，ZmotionCadEx.cs這兩個個庫文件。庫文件路徑：【00光盤資料】→【04PC函數】→【03Zmotion CAD庫V3.1】→【庫文件】→【Windows平臺】→【C#】→【64位】。

5.將廠商提供的C#的庫文件以及相關文件復制到新建的項目中。

（1）將ZmotionCadEx.cs文件復制到新建的項目里面中。

（2）將ZmotionCadEx.dll文件放入bindebug文件夾中。

（3）將ZmotionCadEx.cs文件添加進項目中。右鍵項目名稱，選擇添加，再選擇現有項，選擇ZmotionCadEx.cs文件。

6.雙擊Form1.cs里面的Form1，出現代碼編輯界面，在文件開頭寫入using ZmotionCadDll。

至此，項目新建完成，可進行C#項目開發(fā)。

例程界面如下：

CAD解析與編輯流程：

04

實現CAD文件解析與顯示

1.CAD解析相關函數介紹

①連接控制器。

Description://與控制器建立鏈接，成功后解鎖高級功能 Input://IP地址，字符串的方式輸入 Output://控制器句柄 Return://錯誤碼 int32__stdcallZMotionCadArray_OpenEth(char*ipaddr,ZMC_HANDLE*pHandle); *************************************************************/ [DllImport("ZmotionCadEx.dll",EntryPoint="ZMotionCadArray_OpenEth",CharSet=CharSet.Ansi,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)] publicstaticexternInt32ZMotionCadArray_OpenEth(stringipaddr,outIntPtrphandle);

②導入CAD圖形。

/************************************************************* Description://導入圖形文件(支持dxf、plt、ai、dst) Input:// lpszFileFullPathname路徑和文件名 duUnitPLT的比例Option預留，缺省都轉換為seg refDistance轉換時參考精度 Output:// Return://錯誤碼 int__stdcallZMotionCadArray_ImportVectGraph(LPCTSTRlpszFileFullPathname,doubleduUnit,intOption,doublerefDistance); *************************************************************/ [DllImport("ZmotionCadEx.dll",EntryPoint="ZMotionCadArray_ImportVectGraph",CharSet=CharSet.Ansi,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)] publicstaticexternInt32ZMotionCadArray_ImportVectGraph(stringlpszFileFullPathname,doubleduUnit,intOption,doublerefDistance);

③提取圖形數組。

/************************************************************* Description://提取當前圖形數組 Input://struct_Array提取的數組 //nStructNum數組的數量 Output:// Return://錯誤碼 *************************************************************/ //int__stdcallZMotionCadArray_GetVectArray(Struct_ZCad_Array*struct_Array,intnStructNum); [DllImport("ZmotionCadEx.dll",EntryPoint="ZMotionCadArray_GetVectArray",CharSet=CharSet.Ansi,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)] publicstaticexternInt32ZMotionCadArray_GetVectArray(refStruct_ZCad_Arraystruct_Array,intnStructNum);

④圖形數組格式。

⑤獲取CAD圖形的范圍。

/************************************************************* Description://范圍坐標方向是向上為正 Input:// Output:// Return://錯誤碼 *************************************************************/ //uint32__stdcallZMotionCadArray_GetRange(float*pLeft,float*pBottom,float*pWdith,float*pHeight,doublerefDistance); [DllImport("ZmotionCadEx.dll",EntryPoint="ZMotionCadArray_GetRange",CharSet=CharSet.Ansi,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)] publicstaticexternInt32ZMotionCadArray_GetRange(reffloatpLeft,reffloatpBottom,reffloatpWdith,reffloatpHeight,doublerefDistance);

2.解析流程

步驟1：連接控制器并導入需要解析的CAD文件。

ZmotionCad.ZMotionCadArray_ImportVectGraph導入CAD文件（支持DXF、Ai、Plt、Dst格式）；

參數3可以設置是否把曲線強制轉換為小線段，本例程是轉化成小線段解析的。

使用ZMotionCadArray_GetRange獲取到CAD圖形的范圍，并和顯示用的PictureBox長寬進行計算，獲得轉換比例和偏移。

if(G_CardHandle==(IntPtr)0) { MessageBox.Show("檢測到尚未連接控制器,請先連接控制器再進行操作"); return; } if(G_CadHandle==(IntPtr)0) { iret=ZmotionCad.ZMotionCadArray_OpenEth(連接控制器.Adrr,outG_CadHandle); } if(G_CadHandle!=(IntPtr)0)//開始導入CAD文件 { OpenFileDialogopenFileDialog1=newOpenFileDialog(); openFileDialog1.InitialDirectory=""; openFileDialog1.Filter="DXFFile(*.dxf)|*.dxf|PLTFile(*.PLT)|*.PLT|AIFile(*.AI)|*.AI|DSTFile(*.DST)|*.DST"; openFileDialog1.RestoreDirectory=true; openFileDialog1.FilterIndex=1; if(openFileDialog1.ShowDialog()==DialogResult.OK)//打開配置文件 { strFilePath=openFileDialog1.FileName; this.Text=strFilePath; iret=ZmotionCad.ZMotionCadArray_ImportVectGraph(strFilePath,1024,0,m_refDistance);//曲線強制轉換為小線段 iret=ZmotionCad.ZMotionCadArray_GetVectNum(refZCad_ArrayLen);//導入數據 ZCad_ArrayInfo=newZmotionCad.Struct_ZCad_Array[ZCad_ArrayLen]; iret=ZmotionCad.ZMotionCadArray_GetVectArray(refZCad_ArrayInfo[0],ZCad_ArrayLen);//獲取圖形數據 iret=ZmotionCad.ZMotionCadArray_IfCloseVect(false);//是否只處理封閉軌跡 Get_Array(); floatImage_Left,Image_bottom,Image_Width,Image_Height; Image_Left=0; Image_bottom=0; Image_Width=0; Image_Height=0; iret=ZmotionCad.ZMotionCadArray_GetRange(refImage_Left,refImage_bottom,refImage_Width,refImage_Height,0.05); if(Image_Width

步驟2：通過函數獲取VectArray數據并解析。

使用ZMotionCadArray_GetVectArray獲取到圖形數組，通過Show_Picture()解析圖形數組并繪制到PictureBox圖象上顯示。

//獲取數據 publicvoidGet_Array() { if(G_CadHandle==(IntPtr)0) { //MessageBox.Show("未鏈接到控制器!","提示"); } else { intiret=ZmotionCad.ZMotionCadArray_GetVectNum(refZCad_ArrayLen);//獲取圖形長度 ZCad_ArrayInfo=newZmotionCad.Struct_ZCad_Array[ZCad_ArrayLen]; iret=ZmotionCad.ZMotionCadArray_GetVectArray(refZCad_ArrayInfo[0],ZCad_ArrayLen);//獲取圖形數據 choosevectnum=0; closevectnum=0; for(inti=0;i50)&&(方向ToolStripMenuItem.Checked)) { Draw_Arrow((int)dXPrevPos_x1,(int)dXPrevPos_y1,(int)dXPrevPos_x2,(int)dXPrevPos_y2,5,true); TotalDis=0; } else { Draw_Line((int)dXPrevPos_x1,(int)dXPrevPos_y1,(int)dXPrevPos_x2,(int)dXPrevPos_y2); } PrePosx=dXPrevPos_x2; PrePosy=dXPrevPos_y2; break; //break; default: break; } } }

05

實現CAD文件編輯修改

1.CAD編輯相關函數介紹。

/************************************************************* Description://新建一個對象并插入到圖層的末尾 Input://struct_Vect新建的對象 Output:// Return://錯誤碼 int__stdcallZMotionCadArray_NewOne(Struct_ZCad_Arraystruct_NewVect); *************************************************************/ [DllImport("ZmotionCadEx.dll",EntryPoint="ZMotionCadArray_NewOne",CharSet=CharSet.Ansi,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)] publicstaticexternInt32ZMotionCadArray_NewOne(Struct_ZCad_Arraystruct_NewVect); /************************************************************* Description://刪除指定對象 Input://nDelVect需要刪除的對象的序號 Output:// Return://錯誤碼 int__stdcallZMotionCadArray_DelOne(intnDelVect); *************************************************************/ [DllImport("ZmotionCadEx.dll",EntryPoint="ZMotionCadArray_DelOne",CharSet=CharSet.Ansi,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)] publicstaticexternInt32ZMotionCadArray_DelOne(intnDelVect); /************************************************************* Description://移動對象 Input://m_xx方向移動的距離 //m_yy方向移動的距離 //nMoveVect需要移動的對象的序號，-1為移動所有 Output://Return://錯誤碼 *************************************************************/ //uint32__stdcallZMotionCadArray_Move(doublem_x,doublem_y,intnMoveVect); [DllImport("ZmotionCadEx.dll",EntryPoint="ZMotionCadArray_Move",CharSet=CharSet.Ansi,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)] publicstaticexternInt32ZMotionCadArray_Move(doublem_x,doublem_y,intnMoveVect); /************************************************************* Description://縮放對象 Input://nScaleVect需要縮放的對象的序號，-1為縮放所有 Output://Return://錯誤碼 *************************************************************/ //uint32__stdcallZMotionCadArray_Scale(floatscaleX,floatscaleY,floatpointx,floatpointy,intnScaleVect); [DllImport("ZmotionCadEx.dll",EntryPoint="ZMotionCadArray_Scale",CharSet=CharSet.Ansi,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)] publicstaticexternInt32ZMotionCadArray_Scale(floatscaleX,floatscaleY,floatpointx,floatpointy,intnScaleVect); /************************************************************* Description://插入對象 Input://nArrayNum輸入的數組數量 //nInsertNo插入的位置 Output:// Return://錯誤碼 *************************************************************/ //uint32__stdcallZMotionCadArray_ItemInsert(Struct_ZCad_Array*struct_NewVect,intnArrayNum,intnInsertNo); [DllImport("ZmotionCadEx.dll",EntryPoint="ZMotionCadArray_ItemInsert",CharSet=CharSet.Ansi,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)] publicstaticexternInt32ZMotionCadArray_ItemInsert(refStruct_ZCad_Arraystruct_NewVect,intnArrayNum,intnInsertNo);/************************************************************* Description://修改對象 Input://nArrayNum輸入的數組數量 //nInsertNo修改的對象位置 Output:// Return://錯誤碼 *************************************************************/ //uint32__stdcallZMotionCadArray_ItemModify(Struct_ZCad_Array*struct_NewVect,intnArrayNum,intnModifyNo); [DllImport("ZmotionCadEx.dll",EntryPoint="ZMotionCadArray_ItemModify",CharSet=CharSet.Ansi,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)] publicstaticexternInt32ZMotionCadArray_ItemModify(refStruct_ZCad_Arraystruct_NewVect,intnArrayNum,intnModifyNo);

2.編輯流程。

步驟1：通過PictureBox鼠標事件響應函數實現框選功能。

鼠標按下響應函數 privatevoidMyPicture_MouseDown(objectsender,MouseEventArgse) { if(e.Button==MouseButtons.Left) { Point_MouseDown=newPoint(e.X,e.Y); if(newdrawtype==0)//框選 Start_Choose=true; } } 鼠標移動響應函數 privatevoidMyPicture_MouseMove(objectsender,MouseEventArgse) { Point_MouseCur=newPoint(e.X,e.Y); //Show_Picture(); if(e.Button==MouseButtons.Left) { CadShow.Invalidate(); } } 鼠標松開響應函數 privatevoidMyPicture_MouseUp(objectsender,MouseEventArgse) { if(e.Button==MouseButtons.Left) { doubledPrevXPos,dPrevYPos,dCurXPos,dCurYPos; dPrevXPos=(double)((Point_MouseDown.X-m_dTranX)/m_dUnitsPerMm); dPrevYPos=(double)((CadShow.Height-Point_MouseDown.Y-m_dTranY)/m_dUnitsPerMm); dCurXPos=(double)((Point_MouseCur.X-m_dTranX)/m_dUnitsPerMm); dCurYPos=(double)((CadShow.Height-Point_MouseCur.Y-m_dTranY)/m_dUnitsPerMm); if(newdrawtype==0)//框選 { if(Start_Choose==false)//更改起點完成 { return; } Start_Choose=false; if(G_CadHandle==(IntPtr)0) { //MessageBox.Show("未鏈接到控制器!","提示"); } else { intiret=0; if(Point_MouseDown.X>Point_MouseCur.X)//左選 { iret=ZmotionCad.ZMotionCadArray_SelRightToLeft(dPrevXPos,dPrevYPos,dCurXPos,dCurYPos,false); } elseif(Point_MouseDown.X

步驟2：對選中圖案進行平移操作。

通過按鈕對選中圖案進行平移,對應平移函數movechoose,xy為平移相對距離 ZMotionCadArray_Move參數3傳的值是遍歷m_nInVectFrist，=1的時候表示vect曲線第一段，傳的是vect曲線的編號 publicvoidmovechoose(doublex,doubley) { inticlosenum=0; inticlosechoose=0; uintiret=0; for(inti=0;i

步驟3：刪除選中圖案。

ZMotionCadArray_DelOne和ZMotionCadArray_Move一樣需要傳的是vect曲線的編號 privatevoidCadDel_Click(objectsender,EventArgse) { while(choosevectnum>0) { intiret=ZmotionCad.ZMotionCadArray_GetVectNum(refZCad_ArrayLen);//獲取圖形長度 ZCad_ArrayInfo=newZmotionCad.Struct_ZCad_Array[ZCad_ArrayLen]; iret=ZmotionCad.ZMotionCadArray_GetVectArray(refZCad_ArrayInfo[0],ZCad_ArrayLen);//獲取圖形數據 choosevectnum=0; closevectnum=0; for(inti=0;i

步驟4：插入新圖案。

通過界面按鈕選擇插入新圖案類型，利用PicBox鼠標響應事件獲取插入圖案所在點位，使用ZMotionCadArray_NewOne或者ZMotionCadArray_ItemInsert 插入VectArray圖案數組插入圓弧或者整圓時可以通過ZMotionOptimize_TransArcSeges分解成小線段再插入VectArray privatevoidMyPicture_MouseDown(objectsender,MouseEventArgse) { if(e.Button==MouseButtons.Left) { Point_MouseDown=newPoint(e.X,e.Y); if(newdrawtype==0)//框選 Start_Choose=true; elseif(newdrawtype==2)//多線段 { multpointX[multnum]=Point_MouseDown.X; multpointY[multnum]=Point_MouseDown.Y; multnum++; } elseif(newdrawtype==4)//三點圓弧 { multpointX[multnum]=Point_MouseDown.X; multpointY[multnum]=Point_MouseDown.Y; multnum++; if(multnum==3)//三點圓弧 { doublestartrad,endrad; startrad=Math.Atan2(multpointY[1]-multpointY[0],multpointX[1]-multpointX[0]); endrad=Math.Atan2(multpointY[2]-multpointY[1],multpointX[2]-multpointX[1]); doubledPrevXPos,dPrevYPos,dCurXPos,dCurYPos; dPrevXPos=(double)((multpointX[0]-m_dTranX)/m_dUnitsPerMm); dPrevYPos=(double)((CadShow.Height-Point_MouseDown.Y-m_dTranY)/m_dUnitsPerMm); dCurXPos=(double)((Point_MouseCur.X-m_dTranX)/m_dUnitsPerMm); dCurYPos=(double)((CadShow.Height-Point_MouseCur.Y-m_dTranY)/m_dUnitsPerMm); //圓弧拆分小線段處理 intilen=-1; double[]ArcToLineX=newdouble[1000]; double[]ArcToLineY=newdouble[1000]; //獲取轉換長度 intiret=UserCad.ZMotionOptimize_TransArcSeges(G_CardHandle,(double)((multpointX[0]-m_dTranX)/m_dUnitsPerMm),(double)((CadShow.Height-multpointY[0]-m_dTranY)/m_dUnitsPerMm),(double)((multpointX[1]-m_dTranX)/m_dUnitsPerMm),(double)((CadShow.Height-multpointY[0]-m_dTranY)/m_dUnitsPerMm),startrad,endrad-startrad,m_refDistance,ArcToLineX,ArcToLineY,refilen); ArcToLineX=newdouble[ilen]; ArcToLineY=newdouble[ilen]; //獲取數據 iret=UserCad.ZMotionOptimize_TransArcSeges(G_CardHandle,(double)((multpointX[0]-m_dTranX)/m_dUnitsPerMm),(double)((CadShow.Height-multpointY[0]-m_dTranY)/m_dUnitsPerMm),(double)((multpointX[1]-m_dTranX)/m_dUnitsPerMm),(double)((CadShow.Height-multpointY[0]-m_dTranY)/m_dUnitsPerMm),startrad,endrad-startrad,m_refDistance,ArcToLineX,ArcToLineY,refilen); ZmotionCad.Struct_ZCad_Array[]ZcadNew=newZmotionCad.Struct_ZCad_Array[ilen];//拆分出來的小線段 ZcadNew[0]=ZCad_ArrayInfo[ZCad_ArrayLen-1]; ZcadNew[0].m_nItemtype=ZCAD_ITEMTYPE_VECTLine; ZcadNew[0].m_nInVectFrist=1; ZcadNew[0].m_nEmptyMove=1; ZcadNew[0].m_dGetStartX=ArcToLineX[0]; ZcadNew[0].m_dGetStartY=ArcToLineY[0]; ZcadNew[0].x1=ZcadNew[0].m_dGetStartX; ZcadNew[0].y1=ZcadNew[0].m_dGetStartY; ZcadNew[0].x2=ZcadNew[0].m_dGetStartX; ZcadNew[0].y2=ZcadNew[0].m_dGetStartY; ZmotionCad.ZMotionCadArray_NewOne(ZcadNew[0]); for(inti=1;i

06

DEMO效果演示

1.點擊控制器→連接控制器。

2.點擊文件→打開，選擇對應CAD文件。

3.打開后顯示圖形，此時可以方向鍵進行平移或者鼠標滾輪進行縮放操作。

4.點擊編輯可以進行圖形優(yōu)化或者排序操作。

5.視圖中可以選擇空移，順序，標號坐標系的顯示。

6.點擊右側編輯標簽，進入編輯界面，此時可以框選選中需要編輯的圖案。

7.設置好移動距離，并點擊上下左右移動，可以平移選中圖案。

8.點擊刪除可以刪除對應圖案。

9.點擊添加圖形中的圖案類型，可以添加新圖案。

教學視頻請點擊→C#運動控制開源(一): CAD導圖和小線段速度前瞻的優(yōu)化之CAD導圖

完整代碼獲取地址

▼

本次，正運動技術C#運動控制開源(一):CAD導圖和小線段速度前瞻的優(yōu)化之CAD導圖，就分享到這里。

更多精彩內容請關注“正運動小助手”公眾號，需要相關開發(fā)環(huán)境與例程代碼，請咨詢正運動技術銷售工程師：400-089-8936。

本文由正運動技術原創(chuàng)，歡迎大家轉載，共同學習，一起提高中國智能制造水平。文章版權歸正運動技術所有，如有轉載請注明文章來源。

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(fā)，是國家級高新技術企業(yè)。正運動技術匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅持自主創(chuàng)新的同時，積極聯合各大高校協(xié)同運動控制基礎技術的研究，是國內工控領域發(fā)展最快的企業(yè)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(yè)。主要業(yè)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(tǒng)_視覺控制器__運動控制PLC_運動控制_機器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運動控制卡等等。

審核編輯 黃宇