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ZMC406硬件介紹
ZMC406是正運動推出的一款多軸高性能EtherCAT總線運動控製器，具有EtherCAT、EtherNET、RS232、CAN和U盤等通訊接口，ZMC係列運動控製器可應用於各種需要脫機或聯機運行的場合。
ZMC406支持6軸運動控製，最多可擴展至32軸，支持直線插補、任意圓弧插補、空間圓弧、螺旋插補、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨等功能。
ZMC406支持PLC、Basic、HMI組態三種編程方式。PC上位機API編程支持C#、C++、LabVIEW、Matlab、Qt、Linux、VB.Net、Python等接口。
ZMC406支持6軸運動控製，可采用脈衝軸（帶編碼器反饋）或EtherCAT總線軸，通用IO包含24路輸入口和12路輸出口，模擬量AD/DA各兩路，EtherCAT最快125us的刷新周期。
(1)不使用插槽，穩定性更好；
(2)可以選用MINI電腦或ARM工控電腦，降低整體成本；
(3)控製器直接做接線板使用，節省空間；
(4) 控製器上可以並行運行程序，與PC隻需要簡單交互，降低PC軟件的複雜性等優勢。
ZMC控製器通過RTSys開發環境來調試，RTSys是一個方便的編程、編譯和調試環境。RTSys可以通過串口、以太網、PCI和LOCAL與控製器建立連接。應用程序可以使用VC，VB，VS， C++Builder ，C#等軟件來開發。調試時可以把RTSys軟件同時連接到控製器，程序運行時需要動態庫zmotion.dll。
ZMC4係列控製器支持PPR，PRP結構的3軸UVW平台，關節軸U+關節軸V+關節軸W。采用脫機的方式將編輯好的程序下載到控製器上（也可以用PC監視或者實時發送指令操作) ，可利用觸摸屏示教的方式編輯想要運動的軌跡。
? UVW對位平台介紹
1、UVW平台
UVW平台，也被稱為XXY平台或XYR對位平台，是一種高精度移動平台，專為高精度對位設備而設計。
該(gai)平(ping)台(tai)屬(shu)於(yu)三(san)軸(zhou)並(bing)聯(lian)運(yun)動(dong)機(ji)構(gou)，通(tong)過(guo)控(kong)製(zhi)三(san)個(ge)線(xian)性(xing)移(yi)動(dong)軸(zhou)的(de)並(bing)聯(lian)運(yun)動(dong)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)以(yi)平(ping)麵(mian)上(shang)任(ren)意(yi)一(yi)點(dian)為(wei)中(zhong)心(xin)進(jin)行(xing)旋(xuan)轉(zhuan)運(yun)動(dong)以(yi)及(ji)沿(yan)任(ren)意(yi)方(fang)向(xiang)平(ping)移(yi)。這(zhe)種(zhong)設(she)計(ji)使(shi)得(de)UVW平台在工業自動化中成為一個核心技術，特別適用於需要高精度對位功能的應用場景。
2、 UVW平台的應用場景與優勢
UVW平台與視覺CCD糾偏係統對接在一起，可以迅速完成高精度的糾偏工作，其重複定位精度一般可達±1μm。與以前的xyθ平台相比，UVW平台在控製精度和靈活性方麵都有顯著的優勢。
UVW平台的控製精度高於xyθ平台，並且它可以在平麵上的任意一點為中心進行旋轉運動，而xyθ平台的旋轉中心則必須固定在平台上某處並隨平台一同運動。
此外，UVW平台需要一個絕對坐標係作為參考係，而xyθ平台則使用隨平台動的坐標係作為參考係。UVW平台?作模式如下圖：
UVW平台主要應用於曝光機、絲印機、貼合機等PCB及半導體等行業。在這些應用中，UVW平台通過配合機器視覺係統，實現高精度對位功能，從而提高生產效率和產品質量。
總的來說，UVW平台以其高精度、高靈活性和廣泛的應用領域，成為現代工業自動化中不可或缺的一部分。
3、PPR結構和PRP結構的UVW平台區別
UVW平台的PPR和PRP結構區別主要體現在其構型和應用特點上。
首先，從構型上來看，PPR和PRP結構代表了UVW平台的不同設計方式。這兩種結構都是UVW平台的常見形式，但它們在具體的機械布局、運動軸的配置以及關節連接方式等方麵可能存在差異。這種差異使得PPR和PRP結構在剛度、穩定性以及精度等方麵可能表現出不同的性能。
其次，從應用特點上來看，PPR結構的UVW平台可能更注重於結構的穩定性和精度，適用於對精度要求較高且需要穩定運動的場景。而PRP結構的UVW平台可能在一些特定的應用場景中具有優勢，比如在一些需要更高靈活性或更複雜運動模式的場合。
?正運動UVW機械手模型
正運動技術UVW平台運動控製算法於UVW有三種常見模型：FRAME33、FRAME34、FRAME37。
分別對應兩種機械結構（PRP、PPR）跟兩個坐標係方向（XYY、XXY），可以實現單軸直線運動、兩軸線性插補、兩軸圓弧插補、空間圓弧等複雜運動。
一、FRAME33-UVW對位平台(PRP結構-XYY或XXY)
原理：通過安裝於同一平麵的三個驅動軸的運動，實現定位要求（以下圖示均以平台回零後的初始位置為基準）。
A、電機方向及角度範圍
虛擬的XY滿足右手法則，角度正向與虛擬XY滿足右手法則，實際電機 軸方向無要求，根據實際情況填寫結構參數即可。
B、TABLE寄存器依次存入機械手結構參數
建立機械手連接時，需要將機械結構參數按照如下次序依次填寫到 TABLE數組中。FRAME33模型機械結構參數說明如下。
從TableNum編號開始依次機械手結構參數U軸的距離參數，V軸的距離參數，W軸的距離參數，虛擬旋轉軸一圈脈衝數，U軸的方向，V軸的方向，W軸的方向到Table中。
TABLE(TableNum,lu,lv,lw,angleonecircle,diru,dirv,zdirw)。
例程從TABLE(100)開始依次填入Frame所需機械參數。
C、設置關節軸參數及虛擬軸參數
各軸的軸類型和脈衝當量(units)要設置正確，設置為電機走1mm需要的脈衝數。虛擬軸的units跟實際發送脈衝數無關，用於設置運動精度，虛擬軸的脈衝 當量一般設置為1000，表示精度為小數點後3位。
D、確定機械手零點位置
FRAME33需要保證VW軸是水平的。平台上任意一點可作為零點，保證結構參數正確即可。
E、建立機械手正逆解
正解建立： 以FRAME33模型為例。先將機械手結構參數從某個Table起始編號依次存儲到Table數組中，然後選擇對應模型的軸列表，使用CONNREFRAME指令建立正解模式。指令說明可通過Rtsys軟件菜單欄的【常用】-【幫助文檔】-【RTBasic幫助】-【索引】，在查找欄搜索CONNREFRAME即可查看。
'將機械手參數從編號TableNum開始依次存儲到Table數組中
TABLE(TableNum,lu,lv,lw,angleonecircle,diru,dirv,zdirw)
'選擇軸列表
BASE(Viraxis_x, Viraxis_y,Viraxis_v)
'建立機械手正解
CONNREFRAME(33,tablenum, Axis_a,Axis_b,Axis_c)
若機械手正解 建立成功，虛擬軸MTYPE(當前運動類型)將顯示為34，此時隻能操作關節軸在關節坐標係中調整機械手姿態， 手動運動可通過RTSys軟件菜單欄的【工具】-【手動運動】，待【手動運動】界麵彈出之後選擇關節軸軸編號(本文關節軸以軸0（U軸），軸1(V軸)，軸2(W軸))然後根據實際需求選擇點動或者寸動。 虛擬軸會自動計算末端工作點位於直角坐標係中的位置。
逆解建立：以Frame33模型為例。先將機械手結構參數從某個Table起始編號依次存儲到Table數組中，然後選擇對應模型的軸列表，使用CONNFRAME指令建立正解模式。指令說明可通過Rtsys軟件工具欄的【常用】-【幫助文檔】-【RTBasic幫助】-【索引】，在查找欄搜索CONNFRAME查看。
'將機械手參數從編號TableNum開始依次存儲到Table數組中
TABLE(TableNum,lu,lv,lw,angleonecircle,diru,dirv,zdirw)
'選擇軸列表
BASE(Axis_a,Axis_b,Axis_c)
'建立機械手逆解
CONNFRAME(33,tablenum, Viraxis_x, Viraxis_y,Viraxis_v)
若機械手逆解建立成功，關節軸MTYPE(當前運動類型)將顯示為33，【手動運動】界麵操作虛擬軸方法同上。此時加工工藝指令隻能操作虛擬軸，事先編輯好運動的軌跡在直角坐標係中運動(本文虛擬軸以軸3，軸4，軸5為例) ，關節軸會自動計算在關節坐標係中如何聯合運動。
二、FRAME34-UVW對位平台(PPR結構-XXY)
結構示意圖
A、 電機方向及角度範圍
虛擬的XY滿足右手法則，角度正向與虛擬XY滿足右手法則，實際電機軸方向無要求，根據實際情況填寫結構參數即可。
B、TABLE寄存器依次存入機械手結構參數
建立機械手連接時，需要將機械結構參數按照如下次序依次填寫到TABLE數組中。FRAME34 模型機械結構參數說明如下。
從TableNum編號開始依次機械手結構參數U軸的距離參數，V軸的距離參數，W軸的距離參數，U軸零點時和X軸的角度，V軸零點時和X軸的角度，W軸零點時和X軸的角度，虛擬旋轉軸一圈脈衝數，U軸的方向，V軸的方向，W軸的方向 到Table中。
TABLE(TableNum,Ru,Rv,Rw,Uangle,Vangle,Wangle,angleonecircle,diru,dirv,dirw)
C、設置關節軸參數及虛擬軸參數
各軸的軸類型和脈衝當量(units)要設置正確，設置為電機走1°需要的脈衝數。虛擬軸的units跟實際發送脈衝數無關，用於設置運動精度，虛擬軸的脈衝當量一般設置為1000，表示精度為小數點後3位。
D、確定機械手零點位置
FRAME34保證VW軸是水平的，並平行X軸，U平行Y軸。 平台上任意一點可作為零點，保證結構參數正確即可。
E、建立機械手正逆解
正解建立：以FRAME34模型為例。先將機械手結構參數從某個Table起始編號依次存儲到Table數組中，然後選擇對應模型的軸列表，使用CONNREFRAME指令建立正解模式。指令說明可通過RTSys軟件菜單欄的【常用】-【幫助文檔】-【RTBasic幫助】-【索引】，在查找欄搜索CONNREFRAME即可查看。
'將機械手參數從編號TableNum開始依次存儲到Table數組中
TABLE(TableNum,Ru,Rv,Rw,Uangle,Vangle,Wangle,angleonecircle,diru,dirv,dirw)
'選擇軸列表
BASE(Viraxis_x, Viraxis_y,Viraxis_v)
'建立機械手正解
CONNREFRAME(34,tablenum, Axis_a,Axis_b,Axis_c)
若機械手正解建立成功，虛擬軸MTYPE(當前運動類型)將顯示為34，此時隻能操作關節軸在關節坐標係中調整機械手姿態，手動運動可通過RTSys軟件菜單欄的【工具】-【手動運動】，待【手動運動】界麵彈出之後選擇關節軸軸編號(本文關節軸以軸0（U軸），軸1(V軸)，軸2(W軸))然後根據實際需求選擇點動或者寸動。 虛擬軸會自動計算末端工作點位於直角坐標係中的位置。
逆解建立：以FRAME34模型為例。先將機械手結構參數從某個Table起始編號依次存儲到Table數組中，然後選擇對應模型的軸列表，使用CONNFRAME指令建立正解模式。指令說明可通過RTSys軟件工具欄的【常用】-【幫助文檔】-【RTBasic幫助】-【索引】，在查找欄搜索CONNFRAME查看。
'將機械手參數從編號TableNum開始依次存儲到Table數組中
TABLE(TableNum,Ru,Rv,Rw,Uangle,Vangle,Wangle,angleonecircle,diru,dirv,dirw)'選擇軸列表
BASE(Axis_a,Axis_b,Axis_c)
'建立機械手逆解
CONNFRAME(34,tablenum, Viraxis_x, Viraxis_y,Viraxis_v)
若機械手逆解建立成功，關節軸 MTYPE(當前運動類型)將顯示為33，【手動運動】界麵操作虛擬軸方法同上。此時加工工藝指令隻能操作虛擬軸，事先編輯好運動的軌跡在直角坐標係中運動(本文虛擬軸以軸3，軸4，軸5為例) ，關節軸會自動計算在關節坐標係中如何聯合運動。
三、FRAME37-UVW對位平台(PPR結構-YYX)
A、 電機方向及角度範圍
虛擬的XY滿足右手法則，角度正向與虛擬XY滿足右手法則，實際電機軸方向無要求，根據實際情況填寫結構參數即可。
B、TABLE寄存器依次存入機械手結構參數
建立機械手連接時，需要將機械結構參數按照如下次序依次填寫到TABLE數組中。FRAME37 模型機械結構參數說明如下。
從TableNum編號開始依次機械手結構參數U軸的距離參數，V軸的距離參數，W軸的距離參數，U軸零點時和X軸的角度，V軸零點時和X軸的角度，W軸零點時和X軸的角度，虛擬旋轉軸一圈脈衝數，U軸的方向，V軸的方向，W軸的方向到Table中。
TABLE(TableNum,Ru,Rv,Rw,Uangle,Vangle,Wangle,angleonecircle,diru,dirv,dirw)。
C、設置關節軸參數及虛擬軸參數
各軸的軸類型和脈衝當量(units)要設置正確，設置為電機走1°需要的脈衝數。虛擬軸的units跟實際發送脈衝數無關，用於設置運動精度，虛擬軸的脈衝當量一般設置為1000，表示精度為小數點後3位。
D、確定機械手零點位置
FRAME37保證VW軸是水平的，並平行X軸，U平行Y軸。平台上任意一點可作為零點，保證結構參數正確即可。
E、建立機械手正逆解
正解建立：以FRAME37模型為例。先將機械手結構參數從某個Table起始編號依次存儲到Table數組中，然後選擇對應模型的軸列表，使用CONNREFRAME指令建立正解模式。指令說明可通過RTSys軟件菜單欄的【常用】-【幫助文檔】-【RTBasic幫助】-【索引】，在查找欄搜索CONNREFRAME即可查看。
'將機械手參數從編號TableNum開始依次存儲到Table數組中
TABLE(TableNum,Ru,Rv,Rw,Uangle,Vangle,Wangle,angleonecircle,diru,dirv,dirw)
'選擇軸列表
BASE(Viraxis_x, Viraxis_y,Viraxis_v)
'建立機械手正解
CONNREFRAME(37,tablenum, Axis_a,Axis_b,Axis_c)
若機械手正解建立成功，虛擬軸MTYPE(當前運動類型)將顯示為34，此時隻能操作關節軸在關節坐標係中調整機械手姿態， 手動運動可通過RTSys軟件菜單欄的【工具】-【手動運動】，待【手動運動】界麵彈出之後選擇關節軸軸編號(本文關節軸以軸0（U軸），軸1(V軸)，軸2(W軸))然後根據實際需求選擇點動或者寸動。 虛擬軸會自動計算末端工作點位於直角坐標係中的位置。
逆解建立：以FRAME37模型為例。先將機械手結構參數從某個Table起始編號依次存儲到Table數組中，然後選擇對應模型的軸列表，使用CONNFRAME指令建立正解模式。指令說明可通過RTSys軟件工具欄的【常用】-【幫助文檔】-【RTBasic幫助】-【索引】，在查找欄搜索CONNFRAME查看。
'將機械手參數從編號TableNum開始依次存儲到Table數組中
TABLE(TableNum,Ru,Rv,Rw,Uangle,Vangle,Wangle,angleonecircle,diru,dirv,dirw)'選擇軸列表
BASE(Axis_a,Axis_b,Axis_c)
'建立機械手逆解
CONNFRAME(37,tablenum, Viraxis_x, Viraxis_y,Viraxis_v)
若機械手逆解建立成功，關節軸 MTYPE(當前運動類型)將顯示為33， 【手動運動】界麵操作虛擬軸方法同上。此時加工工藝指令隻能操作虛擬軸，事先編輯好運動的軌跡在直角坐標係中運動(本文虛擬軸以軸3，軸4，軸5為例)，關節軸會自動計算在關節坐標係中如何聯合運動。
?例程演示
RTSys軟件支持Basic，HMI與PLC混合編程，本例程采用Basic結合HMI界麵混合編程進行演示。可通過RTSys軟件菜單欄的【HMI】-【工具箱】，選擇空間進行拖拉擺放，設計交互界麵。
1、將程序下載到控製器運行，先後點擊 RTSys軟件菜單欄的【工具】-【插件】-【XPLC SCREEN】。
2、待交互界麵彈出後點擊“UVW平台”按鈕，根據實際硬件選擇對應UVW類型和配置對應機械參數。
3、選擇完UVW平台類型和設置好機械參數後，點擊“機械參數”按鈕進行軸參數配置。
4、設置好UVW平台和軸參數後，點擊“手動運動”進行正逆解切換，和操作對應軸進行運動。
本次，正運動技術EtherCAT運動控製器在UVW對位平台中的應用 ，就分享到這裏。
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正運動技術專注於運動控製技術研究和通用運動控製軟硬件產品的研發，是國家級高新技術企業。正運動技術彙集了來自華為、中(zhong)興(xing)等(deng)公(gong)司(si)的(de)優(you)秀(xiu)人(ren)才(cai)，在(zai)堅(jian)持(chi)自(zi)主(zhu)創(chuang)新(xin)的(de)同(tong)時(shi)，積(ji)極(ji)聯(lian)合(he)各(ge)大(da)高(gao)校(xiao)協(xie)同(tong)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)基(ji)礎(chu)技(ji)術(shu)的(de)研(yan)究(jiu)，是(shi)國(guo)內(nei)工(gong)控(kong)領(ling)域(yu)發(fa)展(zhan)最(zui)快(kuai)的(de)企(qi)業(ye)之(zhi)一(yi)，也(ye)是(shi)國(guo)內(nei)少(shao)有(you)、完整掌握運動控製核心技術和實時工控軟件平台技術的企業。主要業務有：運動控製卡_運動控製器_EtherCAT運動控製卡_EtherCAT控製器_運動控製係統_視覺控製器__運動控製PLC_運動控製_機器人控製器_視覺定位_XPCIe/XPCI係列運動控製卡等等。
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