CAD具有繪圖效率高，速度快，精度高，便于交流等優(yōu)點(diǎn)，所以，得到了廣泛的應(yīng)用。CAD伴隨著整個(gè)PC基礎(chǔ)工業(yè)的突飛猛進(jìn)，正迅速而深刻地影響著設(shè)計(jì)和繪圖的基本方法。

在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域，CAD導(dǎo)圖軟件可以根據(jù)導(dǎo)入的圖形文件自動(dòng)生成加工代碼，其代碼發(fā)送給控制器之后，便能控制軸運(yùn)動(dòng)出與圖形相同的軌跡。正運(yùn)動(dòng)技術(shù)這篇文章，主要介紹CAD導(dǎo)圖軟件操作方法及基本技巧，希望對(duì)相關(guān)工作人員提供幫助。

01 準(zhǔn)備工作

一、材料準(zhǔn)備

1.硬件

A.ZMC306X控制器一臺(tái)。

B.電腦一臺(tái)。

C.帶屏蔽層網(wǎng)線一根。

D.24V直流電源一個(gè)。

E.伺服驅(qū)動(dòng)器+電機(jī)若干。

F.接線端子與連接線若干。

2.軟件

A.ZDevelop V3.10版本控制器編程軟件。

B.ZmotionCAD V1.0導(dǎo)圖工具。

均從正運(yùn)動(dòng)技術(shù)官網(wǎng)www.zmotion.com.cn下載壓縮包，解壓后直接運(yùn)行應(yīng)用程序，無(wú)需安裝。

二、硬件接線

控制器接線：

舉例使用脈沖型控制器ZMC306X，若用總線型控制器，請(qǐng)選擇帶EtherCAT總線接口型號(hào)。

A.主電源：將控制器主電源接線端子上的E+24V端子接入24V直流電源正極，將EGND端子接入24V直流電源負(fù)極。

B.以太網(wǎng)EtherNET端口接線：使用一根網(wǎng)線將控制器的EtherNET端口與電腦的以太網(wǎng)口相連。

C.驅(qū)動(dòng)器與控制器接線：將脈沖型驅(qū)動(dòng)器按要求接入到脈沖軸接口上。

02 導(dǎo)圖流程

一、使用基本流程

在正運(yùn)動(dòng)官方網(wǎng)站(www.zmotion.com.cn)下載CAD導(dǎo)圖軟件，打開(kāi)軟件后，導(dǎo)入圖形(.dxf、.plt、.ai)或打開(kāi)文件(導(dǎo)圖軟件生成的.zmo文件)，軟件自動(dòng)生成加工數(shù)據(jù)，若不滿意自動(dòng)加工數(shù)據(jù)，可自定義設(shè)置后再刷新數(shù)據(jù)，重新生成加工軌跡數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)達(dá)到要求后可直接發(fā)送數(shù)據(jù)到控制器運(yùn)行，或保存數(shù)據(jù)到磁盤，應(yīng)用在其他場(chǎng)景。

可使用ZDevelop軟件連接到控制器監(jiān)控運(yùn)行效果。

注意此軟件不支持更改圖形。

二、導(dǎo)入圖形文件

按文件菜單下選擇“導(dǎo)入”，執(zhí)行導(dǎo)入文件操作，打開(kāi)導(dǎo)入對(duì)話框，軟件支持三種格式圖形文件導(dǎo)入，分別為.dxf文件、.plt文件、.ai文件。

1.導(dǎo)入的文件為dxf文件，軟件自動(dòng)對(duì)圖形的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，排序完成后在圖形界面自動(dòng)生成加工圖形，如果您對(duì)軟件自動(dòng)生成的加工圖形順序不滿意，使用自定義運(yùn)動(dòng)軌跡功能進(jìn)行手工排序。

2.導(dǎo)入的文件為.plt格式，則需要先選擇繪圖單位，默認(rèn)為1016，如圖：軟件會(huì)根據(jù)輸入的繪圖單位自動(dòng)生成圖形。

3.導(dǎo)入的文件為.ai格式，軟件自動(dòng)把文件中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為mm單位，再自動(dòng)生成圖形。

如下圖，藍(lán)色線條為要加工的軌跡，綠色線條為空走，箭頭表示加工的方向，中間的十字表示原點(diǎn)的位置。

軟件每次導(dǎo)入操作僅支持一個(gè)文件導(dǎo)入，若要導(dǎo)入多個(gè)文件，可以分多次導(dǎo)入操作進(jìn)行導(dǎo)入，生成的圖形會(huì)以疊加的方式顯示。

三、打開(kāi)文件

導(dǎo)入上述格式的文件，進(jìn)行編輯后，若要保存編輯的信息，保存的格式為.zmo文件類型。

zmo格式文件是正運(yùn)動(dòng)技術(shù)開(kāi)發(fā)的一種文件格式，是專門用來(lái)說(shuō)明運(yùn)動(dòng)軌跡及運(yùn)動(dòng)屬性的一種文件格式，默認(rèn)為絕對(duì)運(yùn)動(dòng)。

zmo文件除了保存了圖形文件的軌跡之外，還保存了用戶設(shè)置。

zmo格式文件是以對(duì)象和屬性的方式存儲(chǔ)，對(duì)象中有各種屬性，屬性描述對(duì)象，用戶可手動(dòng)編輯。

四、設(shè)置(手動(dòng)調(diào)整)

用戶導(dǎo)入文件后，系統(tǒng)會(huì)把圖形根據(jù)算法自動(dòng)計(jì)算，得出加工軌跡代碼和加工順序，若用戶不滿意自動(dòng)的效果，可以手動(dòng)修改圖形的加工參數(shù)或順序。

(一)參數(shù)設(shè)置

在菜單欄“設(shè)置”打開(kāi)“參數(shù)設(shè)置”窗口，參數(shù)默認(rèn)設(shè)置如下圖，可自定義修改。

支持全局參數(shù)BASE、SPEED、ACCEL、DECEL的設(shè)置，指定軸號(hào)、軸加工速度等。

用戶可以設(shè)置分割的精度，當(dāng)分割精度設(shè)置為0時(shí)，則表示不分割，使用系統(tǒng)默認(rèn)生成的數(shù)據(jù)，可選是否需要分割圓/圓弧或橢圓/橢圓弧。

1.選擇“否”，則表示不分割所有的圓/圓弧或橢圓/橢圓弧。

如下圖，圖形未分割，圓的軌跡由一條圓弧指令得出。

2.選擇“是”，則將弧線分割成若干小線段，精度為用戶設(shè)置的精度，如果設(shè)置的分割精度大于某段圓或圓弧半徑的1/2，則默認(rèn)跳過(guò)此段圖形(即不分割此段圖形);如果設(shè)置的分割精度大于某段橢圓或橢圓弧短軸，則默認(rèn)跳過(guò)此段圖形(即不分割此段圖形)。

如下圖，設(shè)置圓弧分割，分割精度為2units，大于小圓半徑的1/2，小圓不分割，大圓被分割成了五條直線段。

“運(yùn)動(dòng)之前插入”表示運(yùn)動(dòng)完一段，實(shí)軸之前需要插入的內(nèi)容，默認(rèn)為MOVE_OP(0,1, 3)，“運(yùn)動(dòng)之后插入”表示運(yùn)動(dòng)完一段，實(shí)軸之后需要插入的內(nèi)容(即下一段圖形為空走或已結(jié)束)，默認(rèn)為MOVE_OP(0,1,0)。設(shè)置前如上圖所示;設(shè)置后如下圖所示。

(二)原點(diǎn)設(shè)置

原點(diǎn)即為加工的起始點(diǎn)，原點(diǎn)位置可自定義設(shè)置，生成的Basic代碼及Bin數(shù)據(jù)會(huì)根據(jù)原點(diǎn)的變化而改變。

在菜單欄“設(shè)置”打開(kāi)“設(shè)置原點(diǎn)坐標(biāo)”窗口，原點(diǎn)默認(rèn)XY的坐標(biāo)均為0，先選擇XY軸的正方向，再設(shè)置原點(diǎn)偏移量，設(shè)置完成后續(xù)所有指令參數(shù)絕對(duì)位置發(fā)生變化。

初始狀態(tài)原點(diǎn)為(0,0)：

原點(diǎn)由(0,0)偏移為(5,0)后：

(三)自定義運(yùn)動(dòng)軌跡

用戶導(dǎo)入dxf文件后，系統(tǒng)會(huì)把圖形根據(jù)算法自動(dòng)排序加工順序，若用戶不滿意，可以手動(dòng)修改圖形的順序。

在菜單欄繪圖打開(kāi)“自定義運(yùn)動(dòng)軌跡”窗口，按照加工順序自動(dòng)編號(hào)，初始默認(rèn)直線對(duì)應(yīng)編號(hào)1，小圓對(duì)應(yīng)編號(hào)2，大圓對(duì)應(yīng)編號(hào)3，通過(guò)改變編號(hào)順序自定義加工順序。

若當(dāng)前圖層數(shù)據(jù)不是dxf文件的圖形數(shù)據(jù)，則不支持排序，排序窗口中的編號(hào)變?yōu)榭铡?/p>

自定義軌跡調(diào)整方法：?jiǎn)螕舾淖兦熬庉嬁虻木幪?hào)，對(duì)應(yīng)的線段會(huì)變紅色，雙擊改變前編輯框中的編號(hào)，表示要改變此段圖形的順序，則此標(biāo)號(hào)會(huì)移動(dòng)到改變后編輯框，“>>”按鈕表示所有的圖形都重新編輯順序，在改變后編輯框中，可以選擇某一段圖形進(jìn)行上移、下移、置頂、置底操作，也可以點(diǎn)擊“反序”按鈕來(lái)顛倒改變后編輯框中圖形的順序，點(diǎn)擊重置按鈕可以重新編輯圖形的運(yùn)動(dòng)順序，編輯完成后點(diǎn)擊確定按鈕，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)改變后編輯框從上到下、改變前編輯框上到下的順序重新排序。

初始軌跡加工順序：按如下箭頭所示123順序加工。

調(diào)整為312后的軌跡加工順序：

改變前后的basic代碼：

五、生成數(shù)據(jù)

導(dǎo)圖軟件在導(dǎo)入圖形或打開(kāi)zmo文件后，會(huì)自動(dòng)根據(jù)文件的數(shù)據(jù)及用戶的設(shè)置生成一些運(yùn)動(dòng)控制器需要的加工數(shù)據(jù)，可在“視圖”的如下三個(gè)窗口中查看生成的數(shù)據(jù)。

如下依此為上圖生成的數(shù)據(jù)Basic代碼窗口、bin數(shù)據(jù)窗口、圖形數(shù)據(jù)窗口。保存數(shù)據(jù)以如下三種形式保存。

Bin數(shù)據(jù)窗口以G代碼的形式表示，下載到控制器使用時(shí)，需要使用GSUB指令自定義G代碼子函數(shù)，在GSUB內(nèi)使用basic指令自定義G代碼的功能，通過(guò)G代碼調(diào)用GSUB執(zhí)行。

語(yǔ)法：

GSUB label([char1] [,char2]…)

…

END SUB

例子：

RAPIDSTOP(2)

WAIT IDLE

GLOBAL coor_rel

coor_rel = 1 '1-相對(duì)位置模式，0-絕對(duì)位置模式

BASE(0,1,2,3) '選擇 X Y Z U，G01里面有指定，不能隨意修改

DPOS = 0,0,0,0

ATYPE=1,1,1,1 '脈沖方式步進(jìn)或伺服

UNITS = 100,100,100,100 '脈沖當(dāng)量，每MM100脈沖

SPEED = 200,200,200,200

ACCEL = 2000,2000,2000,2000

DECEL = 2000,2000,2000,2000

MERGE = ON '啟動(dòng)連續(xù)插補(bǔ)

CORNER_MODE = 2 '啟動(dòng)拐角減速

DECEL_ANGLE = 15 * (PI/180)

STOP_ANGLE = 45 * (PI/180)

TRIGGER

G91 '相對(duì)位置，調(diào)用GSUB

G01 X100 Y0 '運(yùn)動(dòng)軌跡

G01 X0 Y100

END

'自定義G代碼

GLOBAL GSUB G90() '絕對(duì)位置模式

TRACE "G90 entered"

coor_rel = 0

END SUB

GLOBAL GSUB G91() '相對(duì)位置模式

TRACE "G91 entered"

coor_rel = 1

END SUB

GLOBAL GSUB G01(X Y Z U) 'G01直線插補(bǔ)

TRACE "G01 entered, distance:" sub_para(0),sub_para(1),sub_para(2),sub_para(3)'調(diào)試輸出

IF coor_rel THEN

MOVE(sub_para(0),sub_para(1),sub_para(2),sub_para(3)) '相對(duì)位置

ELSE

LOCAL xdis, ydis, zdis, udis

IF sub_ifpara(0) THEN '判斷是否有參數(shù)傳入SUB

xdis = sub_para(0)

ELSE

xdis = dpos(0)

ENDIF

IF sub_ifpara(1) THEN

ydis = sub_para(1)

ELSE

ydis = dpos(1)

ENDIF

IF sub_ifpara(2) then

zdis = sub_para(2)

ELSE

zdis = dpos(2)

ENDIF

IF sub_ifpara(3) then

udis = sub_para(3)

ELSE

udis = dpos(3)

ENDIF

MOVEABS(xdis,ydis,zdis,udis) '絕對(duì)位置

ENDIF

END SUB

六、保存數(shù)據(jù)

生成的數(shù)據(jù)可導(dǎo)出保存，可導(dǎo)出三種類型的數(shù)據(jù)，分別為Basic文件、二進(jìn)制文件和表格數(shù)據(jù)文件。

Basic文件、二進(jìn)制文件、表格數(shù)據(jù)文件分別對(duì)應(yīng)“視圖”窗口的Basic代碼窗口、bin數(shù)據(jù)窗口、圖形數(shù)據(jù)窗口。

七、連接控制器

“連接”打開(kāi)“連接到控制器”窗口，自動(dòng)獲取可用控制器IP，在下拉列表選擇IP后連接即可。

沒(méi)有控制器連接到仿真器使用，先打開(kāi)ZDevelop根目錄的仿真器，在下方窗口選擇IP地址127.0.0.1連接。

八、發(fā)送數(shù)據(jù)

需要連接到控制器或仿真器之后才能發(fā)送數(shù)據(jù)，打開(kāi)“下載到控制器”窗口，可以選擇zar或z3p或bin方式發(fā)送到控制器。

1.zar方式下載到控制器：需要先保存Basic文件到本地磁盤中(在同一目錄下自動(dòng)生成zar文件)，然后系統(tǒng)自動(dòng)下載到控制器并立即運(yùn)行。

選擇zar下載方式后，自動(dòng)彈出Basic代碼窗口，將此段代碼以zar的形式下載到控制器。

確認(rèn)后彈出“另存為”窗口，輸入要保存的zar文件名稱“BasicFile2.zar”，保存完成彈出如下提示窗口，zar文件自動(dòng)下載到控制器運(yùn)行。

以zar方式下載到控制器運(yùn)行的效果如下圖，啟動(dòng)示波器采樣運(yùn)動(dòng)軌跡。下載前設(shè)置好軸參數(shù)，zar文件看不到代碼。

將basic窗口代碼復(fù)制到ZDevelop軟件內(nèi)，下載到控制器運(yùn)行與上方zar文件效果一樣。

導(dǎo)圖軟件發(fā)送給控制器的數(shù)據(jù)只包含基本軸參數(shù)與運(yùn)動(dòng)軌跡，在ZDevelop軟件編輯好其他程序后，運(yùn)行file指令加載zar文件，就能開(kāi)始加工。

調(diào)用語(yǔ)法：FILE "LOAD_ZAR","BasicFile2" '從U盤中下載zar文件到控制器。

調(diào)用的zar文件代碼如下：

'This is Basic code:

'坐標(biāo)偏移：x:0.00 y:0.00

BASE (0,1)

DPOS = 0,0

SPEED = 100,100

ACCEL = 1000,1000

DECEL = 1000,1000

'VectGroup1

MOVEABS (9.21, -0.74)

MOVE_OP (0, 1, 3)

MOVE (11.50, 14.65)

MOVE_OP (0, 1, 0)

MOVEABS (2.87, -10.33)

MOVE_OP (0, 1, 3)

MOVECIRC (3.29, 4.20, 2.48, 1.44, 0)

MOVE_OP (0, 1, 0)

MOVEABS (-20.71, -3.52)

MOVE_OP (0, 1, 3)

MOVECIRC (0, 0, 10.39, 0, 0)

MOVE_OP (0, 1, 0)

2.z3p方式下載到控制器，則需要先保存z3p文件到本地磁盤中，然后需要輸入程序在控制器中的名稱，默認(rèn)為保存的文件名為"z3pFile5.z3p"，再通過(guò)指令或三次文件工具加載z3p文件到控制器運(yùn)行。

將z3p文件保存在U盤中，使用FILE3_RUN指令以任務(wù)在程序中調(diào)用z3p文件運(yùn)行。

調(diào)用語(yǔ)法：FILE3_RUN "z3pFile5.z3p", 1 '以任務(wù)號(hào)1加載三次文件運(yùn)行

3.bin方式下載到控制器，輸入bin數(shù)據(jù)需要發(fā)送到的Flash塊號(hào)，然后系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)輸入Flash的塊號(hào)發(fā)送bin數(shù)據(jù)到控制器的Flash。

注意：如果當(dāng)前沒(méi)有控制器連接，或此時(shí)正在模擬加工，則無(wú)法發(fā)送到控制器中。

也可以在“Basic代碼窗口”復(fù)制代碼后下載到控制器運(yùn)行，這種方式的好處是程序在ZDevelop軟件可見(jiàn)，方便編輯調(diào)整。

03 軟件其他功能

一、模擬加工

模擬程序下載到控制器之后的運(yùn)行效果，即用可見(jiàn)的速度模擬路徑生成的過(guò)程，用紅色線條加工，在加工過(guò)程中，會(huì)鎖定圖像并且不能進(jìn)行導(dǎo)入、導(dǎo)出等操作，也不支持改變窗口的大小位置。

在加工過(guò)程中，按Esc鍵、解鎖按鈕或重畫按鈕可退出模擬加工。

二、導(dǎo)入多個(gè)文件

軟件每次導(dǎo)入操作僅支持一個(gè)文件導(dǎo)入，若要導(dǎo)入多個(gè)文件，可以分多次導(dǎo)入操作進(jìn)行導(dǎo)入，生成的圖形默認(rèn)會(huì)以疊加的方式顯示，加工時(shí)按順序依次加工完所有圖層的數(shù)據(jù)。如下圖，導(dǎo)入了兩個(gè)圖層，默認(rèn)顯示全部圖層。

多個(gè)不同圖層之前的切換和顯示，通過(guò)“繪圖”切換，下圖為選擇“顯示當(dāng)前圖層”，此時(shí)只顯示出一個(gè)圖層。

點(diǎn)擊下一圖層表示切換到下一個(gè)圖層進(jìn)行編輯，點(diǎn)擊上一圖層表示切換到上一個(gè)圖層進(jìn)行編輯。

《正運(yùn)動(dòng)技術(shù)CAD導(dǎo)圖軟件配合控制器的使用方法》就講到這里。更多學(xué)習(xí)視頻及圖文詳解請(qǐng)關(guān)注我們的公眾號(hào)“正運(yùn)動(dòng)小助手”。

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