上一節介紹了控制器的功能、硬件參數與硬件接口的特點等，本節主要介紹激光相關的接口與如何實現激光能量的控制。

本節以FIBER類型的激光器為例，采用控制器的 EXIO擴展接口通過標準的FIBER激光器轉接板連接激光器。

通過EXIO_DIR指令配置轉接板的端子是做輸入口還是輸出口，之后便可參考激光器的手冊，使用IO控制指令控制激光器的能量和開關。

01ZMC408SCAN硬件說明

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。

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。

3.接口說明。

控制器的接口說明如下表：

標識	接口	個數	說明
RS232	232串口	1個	采用MODBUS_RTU協議
RS485	485串口	1個	采用MODBUS_RTU協議
CAN	CAN總線	1個	連接CAN擴展模塊或控制器
ETHERNET	網口	1個	采用MODBUS_TCP協議，通過交換機擴展網口個數，至少包含兩路網口通道 默認IP地址192.168.0.11
EtherCAT	總線口	1個	EtherCAT總線接口，接EtherCAT總線驅動器和擴展模塊
E+24V	主電源	1個	24V直流電源供電
UDISK	U盤接口	1個	插入U盤設備
IN	數字量輸入	24個	NPN類型，內部24V供電，輸入0-3具有鎖存功能
OUT	數字量輸出	12個	NPN類型，內部24V供電，輸出0-7具有PWM功能，輸出0-7具有精準輸出和PSO功能
AD	模擬量輸入	2個	分辨率12位，0-10V
DA	模擬量輸出	2個	分辨率12位，0-10V
Axis	脈沖軸接口	4個	每個接口包含差分脈沖輸出和差分編碼器輸入
SCAN	振鏡接口	2個	激光振鏡接口，帶反饋，采用XY2-100協議
LASER	激光控制接口	1個	激光電源控制端口，支持IPG、YLR、YLS等類型激光電源
MPG	手輪接口	1個	5-24V手輪信號輸入
EXIO	擴展IO接口	1個	靈活定制轉接板，可擴展FIBER、YGA等其它類型激光電源控制接口

4.EXIO擴展FIBER激光器。

ZMC408SCAN控制FIBER激光器，需要通過EXIO擴展接口連接ZMC408SCAN-FIBER擴展板，轉換TTL信號后控制激光器的激光使能、紅光開關以及8位數字量輸出口控制激光能量，接線完成還需使用指令配置EXIO擴展接口，配置連接擴展板的輸入/輸出信號。

EXIO_0-EXIO_19 均可配置成輸入/輸出口，所對應輸入/輸出口的編號參見下表。

EXIO接口經轉換板轉接之后，參考對應激光器引腳，再通過指令EXIO_DIR進行配置對應位映射輸入輸出，配置完成即可通過輸出命令控制對應的IO口。

指令語法：

EXIO_DIR(isel, dirbit)

Isel：0(指定激光器類型)

dirbit: 按位設置是否輸出, 0- 輸入, 1-輸出 (自定義配置轉接口對應的信號類型)

示例：

EXIO_DIR(0, $8FFFF) 'FIBER轉接板配置

EXIO擴展IO接口采用25針母頭，引腳的說明如下表，主要包含0-19一共20個IO接口，IO配置完使用時參考右側對應的輸入/輸出的軸號說明。

接口編號	信號名稱	信號說明	映射數字輸入	映射數字輸出
1	GND	內部數字地輸出	/	/
2	EXIO_0	擴展IO0	67	53
3	EXIO_1	擴展IO1	64	50
4	EXIO_2	擴展IO2	59	9
5	EXIO_3	擴展IO3	57	43
6	GND	內部數字地輸出	/	/
7	EXIO_4	擴展IO4	65	51
8	EXIO_5	擴展IO5	51	37
9	EXIO_6	擴展IO6	53	39
10	EXIO_7	擴展IO7	61	47
11	EXIO_8	擴展IO8	55	41
12	EXIO_9	擴展IO9	58	8
13	GND	內部數字地輸出	/	/
14	EXIO_10	擴展IO10	66	52
15	EXIO_11	擴展IO11	68	54
16	EXIO_12	擴展IO12	56	42
17	EXIO_13	擴展IO13	60	46
18	EXIO_14	擴展IO14	62	48
19	EXIO_15	擴展IO15	63	49
20	EXIO_16	擴展IO16	50	36
21	EXIO_17	擴展IO17	52	38
22	EXIO_18	擴展IO18	54	40
23	EXIO_19	擴展IO19	69	55
24	GND	內部數字地輸出	/	/
25	+5V	+5V電源輸出	/	/

注意：IO配置完使用時參考右側對應的輸入/輸出的軸號說明。

5.FIBER激光器轉接板輸出接口。

ZMC408SCAN-FIBER 采用DB25公頭接口，可控制JPT、MOPA、IPG、YLP、YLPN、創鑫、銳科等激光器。擴展IO功能需要設置EXIO_DIR(0, $8FFFF)，確定針腳的輸入輸出信號。

FIBER激光器轉接板輸出接口說明如下表：

針腳號	信號	說明	IO控制信號
1	D0	功率設定位D0	OUT36
2	D1	功率設定位D1	OUT37
3	D2	功率設定位D2	OUT38
4	D3	功率設定位D3	OUT39
5	D4	功率設定位D4	OUT40
6	D5	功率設定位D5	OUT41
7	D6	功率設定位D6	OUT42
8	D7	功率設定位D7	OUT43
9	LATCH	功率鎖存信號，上升沿有效。	OUT46
10	NC	保留	/
11	STA2	報警狀態反饋(輸入接口)	IN68
12	NC	保留	/
13	NC	保留	/
14、15	GND	數字參考地	/
16	STA0	報警狀態反饋(輸入接口)	IN66
17	+5V	+5V輸出，100mA左右，不用時懸空	/
18	M0	主振蕩器開關信號	OUT47
19	GATE	激光器調制信號	OUT8
20	PRR	激光頻率信號	OUT9
21	STA1	報警狀態反饋(輸入接口)	IN67
22	RED LIGHT	紅光信號	OUT48
23	EMSTOP	急停信號	OUT49
24、25	NC	保留	/

02FIBER激光器控制實例

1.使用參考步驟

（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在線命令發送指令EXIO_DIR(0,$8FFFF)； （4）通過ZDevelop視圖欄中輸入輸出窗口操作監控對應IO點； （5）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； （6）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.控制器與激光器接線

以ZMC408SCAN控制FIBER激光器為例，分為運動控制和激光控制兩部分。

→運動控制部分采用脈沖驅動器。

→激光控制部分采用EXIO擴展IO接口擴展，通過Fiber轉接板連接激光器。

→控制器與轉接板、激光器與轉接板均采用標準DB25線直連，配線簡單方便。接線參考圖如下：

EXIO擴展IO配置：

說明：采用EXIO接口擴展后，均需要使用EXIO_DIR指令對擴展IO進行方向配置才可正常使用。

按上節接線完成后，配置好EXIO擴展IO接口的IO方向之后才能控制激光器，FIBER轉接板擴展IO功能設置EXIO_DIR(0, $8FFFF)。

3.控制器與脈沖驅動器接線

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。

本次接線使用AXIS 0和AXIS 1接口連接脈沖驅動器。

與松下A5/A6伺服驅動器接線參考示例：

（1）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；

（2）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。

4.激光控制說明

例如MFPT-200P激光器的控制端口針腳說明如下表，對比上表可知，FIBER-DB25頭轉接板輸出接口采用與該激光器匹配的標準端口，針腳定義一致，可直接與該激光器相連，再通過OUT引腳控制激光器。

主要控制端子說明：

（1）功率信號定義：設置針1～8的TTL信號，通過TTL信號的組合來設置泵浦激光二極管的電流，從而控制激光器的輸出功率。通過1～8針可以設置0～255范圍內的編碼，對應于0～100％的功率輸出。

（2）電源：針17和GND組成激光器控制端口的供電回路，采用5V直流供電。

激光器相關操作如下：

（1）激光器類型設置：調用指令EXIO_DIR設置EXIO激光器類型為FIBER類型。

（2）激光器功率設定：調用指令AOUT(3)操作DA(3)修改D0-D7的值范圍0-255對應激光器0-100%的功率。AOUT(3)的值按位也對應到輸出口OUT36-OUT43的狀態。

（3）激光器打開：調用指令MOVE_OP操作OUT47打開激光器使能，延時5ms后調用指令MOVE_OP操作OUT(8)打開激光。

（4）激光器紅光：調用指令MOVE_OP操作OUT(48)打開紅光。

（5）激光器PWM功率設置：調用指令PWM_FREQ操作PWM9設置PRR信號輸出頻率,調用指令PWM_DUTY操作PWM9設置PRR信號占空比。

5.接線參考

（1）以上為MFPT-200P的接線示例，具體選擇對接的引腳也可以此為參考自行定義；

（2）建議采用帶屏蔽層的接線，并且使屏蔽層充分接地（機殼）。

6.應用例程

（1）Basic程序如下：激光控制采用FIBER轉接口連接激光器，運動控制采用兩個脈沖軸。在變量初始化程序中可定義使用紅光或激光的模式，自行設置激光功率和運動速度等參數。

（2）示波器采樣運動結果：從原點走到加工起始點，打標ZMC字樣，完成后回到原點。

（3）XY模式下的打標軌跡。

（4）XYZ模式下的打標軌跡：Z軸為激光開關信號，能區分打標和空走的部分。

審核編輯：郭婷