ZMC静止控制器SCARA机械手运行加快入门指南 (静止模式)

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当天咱们来学习一下，ZMC静止控制器SCARA机械手运行加快入门。

控制器接线参考

01概述

SCARA(SelecveComplianceAssemblyRobot，中文译名：决定适应性装配机器手臂)是一种圆柱坐标型的不凡类型的 工业机器人 。SCARA 机器人 可以被制作成各种大小，最经常出现的上班半径在100毫米至1000毫米之间，此类的SCARA机器人的净载重量在1千克至200千克之间。SCARA系统在x,y方向上具备依从性，而在Z轴方向具备良好的刚度，还具备串接的两杆结构的特点，实用于搬取零件和装配上班。故SCARA系统少量用于装配印刷电路板、 电子 零部件、 集成电路 板，此外，塑料、汽车、 电子产品 、药品和食品等 工业 畛域也有宽泛的运行。

ZMC静止控制用具备6轴、12轴、20轴、30轴、32轴、60轴、64轴等不同 电机 轴数的 产品 ，允许直线插补、恣意圆弧插补、空间圆弧、螺旋插补、电子凸轮、电子齿轮、同步追随、虚构轴设置、机械手指令等。 本文经常使用ZMC静止控制器，引见机械手指令CONNFE，在SCARA机械手的运行。

ZMC静止控制器驳回繁难易懂的B程序来二次开发机械手程序，允许多文件多义务运转，允许自定义指令，同时提供了弱小的ZDevelop开发环境，允许PC 仿真 运转和在线跟踪调试，兼容VC的操作习气，使得复杂的静止控制变得繁难明了。静止控制器的机械手程序也可以经常使用经常出现的PC 上位机 开发软件，例如VC、VB、VS、、等，依据不同的开发环境，在正静止官方 下载 PC函数库 编程 资料 ，找到对应的dll衔接库以及相关文件，编程中经常使用ZAux_Direct_Connframe和ZAux_Direct_Connreframe指令建设机械手衔接。

CONNFRAME指令使得在SCARA机械手静止的成功，在编程上繁难、繁难;在静止环节中电机静止平滑、精准;客户对ZMC产品性能及质量失掉了分歧认可，正静止技术也会对不同客户的不同需求定制不凡的指令及控制器型号。

02系统架构

SCARA机械手允许2-4轴，大关节轴+小关节轴[+Z轴][+末端旋转轴]。

本系统运行于规范4轴SCARA机械手，2个关节轴X，Y，一个高低Z轴，及一个末端旋转轴R。控制器须要允许机械手性能，驳回脱机的形式将编辑好的程序下载到控制器上(也可以用PC监督或许实时发送指令操作)，可应用触摸屏示教的形式编辑想要静止的轨迹。

ZMC406总线控制器是正静止技术推出的新一代 网络 6轴静止控制器(可经过裁减模块来裁减轴，允许多达32轴)，自带6个脉冲轴 接口 。

允许,, 以太网 ,U盘,,EtherCAT通讯接口。EtherCAT高达500us的刷新周期。经过EtherCAT总线，最多可裁减4096个隔离输入或输入口。输入口输入 电流 可达300mA,可间接驱动局部电磁阀。每轴输入脉冲频率可达10MHz。驳回优化的网络通讯协定可以实事实时的静止控制。允许 编码器 位置测量，可以性能为手轮输入形式。单台 电脑 允许多达256个ZMC控制器同时衔接。

此静止控制器与PCI静止控制卡相比

具备如下好处：

1不经常使用插槽，稳固性更好;

2可以决定MINI电脑或ARM工控电脑，降低全体老本;

3控制器间接做接线板经常使用，节俭空间;

4控制器上可以并行运转程序，与PC只要要繁难交互，降低PC软件的复杂性等好处。

ZMC控制器经过ZDevelop开发环境来调试，ZDevelop是一个很繁难的编程、编译和调试环境。ZDevelop可以经过串口、485、或以太网与控制器建设衔接。

运行程序可以经常使用VC,VB，VS，C++Builder，C#等软件来开发。调试时可以把ZDevelop软件同时衔接到控制器，程序运转时须要灵活库zmotion.dll。

03成功打算

打算驳回正静止ZMC406型号控制器，成功了SCARA机械手精准、平滑的静止。

在允许机械手性能的控制平台上，经过指令建设机械手实践关节轴与虚构轴的衔接，给虚构轴发送静止控制指令，经过机械手 算法 智能计算关节轴的静止门路，从而控制关节轴静止。

将机械手上的关节轴依次接到控制器的脉冲轴接口上。

关节轴

关节轴是指实践机械结构中的旋转关节，在程序中普通显示旋转角度(某些结构也是平移轴)。

由于电机与旋转关节会存在减速比，所以设置UNITS时要按如实践关节旋转一圈来设置，同时TABLE中填写结构 参数 时也要依照旋转关节 核心 计算，而不是依照电机轴核心计算。

虚构轴

虚构轴不是实践存在的，形象为环球坐标系的6个自在度，依次为X、Y、Z、RX、RY、RZ。可以了解为直角坐标系的三个直线轴和三个旋转轴，用来确定机械手末端上班点的加工轨迹与坐标。

正解

经过操作关节坐标，再依据机械结构参数可以计算出末端位置在直角坐标系的空间位置，这个环节称为正解静止，此时操作的是实践关节轴，虚构轴智能计算坐标。

控制器经常使用CONNREFRAME指令建设正解形式，此指令作用在虚构轴上，此时只能操作关节轴，关节轴也可以做各种静止，但实践静止的轨迹不是直线圆弧，正解形式普通用于手动调整关节位置或上电点位回零。

逆解

给定一个直角坐标系中的空间位置，反推出各关节轴坐标，这个环节称为逆解静止，此时操作的是虚构轴，实践关节轴智能解算坐标并静止。

控制器经常使用CONNFRAME指令建设逆解形式，此指令作用在关节轴上，此时只能操作虚构轴，对虚构轴发送静止指令，可以在笛卡尔坐标系中做直线，圆弧，空间圆弧等静止，关节轴在CONNFRAME的作用下会智能静止到逆解后的位置。

成功指令：CONNFRAME--建设逆解衔接

形容：将以后关节坐标系的指标位置与虚构坐标系的位置关联;关节坐标系的静止最大速度受SPEED参数的限度;当关节轴告警等出错时，此静止会被CANCEL。

语法：CONNFRAME(frame，tablenum，viraxis0，viraxis1)

frame：坐标系类型，1-scara，(如需针对不凡的机械手类型定制，请咨询厂家)。

tablenum：存储转换参数的TABLE位置，frame=1时，以此寄存：第一个关节轴长度，第二个关节轴长度，第一个关节轴一圈脉冲数，第二个关节轴一圈脉冲数。

viraxis0：虚构坐标系第一个轴

viraxis1：虚构坐标系第二个轴

成功指令：CONNREFRAME--建设正解衔接

形容：将虚构轴的坐标与关节轴的坐标关联，关节轴静止后，虚构轴智能走到相应的位置。

语法：CONNREFRAME(frame，tablenum，viraxis0，viraxis1)

frame:坐标系类型，1-scara，(如需针对不凡的机械手类型定制，请咨询厂家)。

tablenum:存储转换参数的TABLE位置，frame=1时，以此寄存：第一个关节轴长度，第二个关节轴长度，第一个关节轴一圈脉冲数，第二个关节轴一圈脉冲数。

axis0：关节坐标系第一个轴

axis1：关节坐标系第二个轴

FRAME形容：Frame=1，SCARA，如下图，旋转轴为关节轴，末端对应位置为虚构的位置。

1)确认电机转向能否正确。

电机方向及角度范围定义，各关节电机正向如下图蓝色箭头所示。

2)确认机械手各关节轴对应到控制器指令参数的轴秩序。

决定各个关节轴轴号和对应的虚构轴轴号。

3)TABLE中设置好机械结构相关参数。

建设机械手衔接时，须要将机械结构参数依照如下秩序依次填写到TABLE数组中。

4)设置关节轴参数及虚构轴参数

各轴的轴类型和脉冲当量要设置正确。机械手的一切虚构轴和关节轴的长度单位要求一致，普通都是mm单位。

虚构轴的UNITS跟实践发送脉冲数有关，用于设置静止精度，虚构轴的一个mm的脉冲数普通倡导设置为1000，示意精度为小数点后3位。

5)移动各关节轴到规则的零点位置。

机械手算法建设时，须要有个零点位置作为参考，同时须要确定好电机转向。

SCARA的零点位置为两个关节轴的零点时成一条直线，此时指向虚构X轴的正向。

坐标方向：当关节轴为0零点的位置时，虚构轴零点的坐标为(L1+L2,0)，高低伸缩轴零点位置无不凡要求。

建设逆解衔接之后虚构轴的DPOS坐标智能校对为(L1+L2,0)。

6)经常使用CONNREFARME指令建设正解形式。

正解形式：

BASE(Viraxis_x,Viraxis_y,[Viraxis_v][,Viraxis_z])

CONNREFRAME(1,tablenum,Axis_a,Axis_b[,Axis_c][,Axis_d])

建设成功后，虚构轴MTYPE将显示为34，IDLE显示为0。此时只能操作关节轴在关节坐标系中静止，虚构轴会智能计算末端上班点位于直角坐标系中的位置。

7)操作关节轴调零件械手姿态，确认在静止中不会出现干预(某些结构只要一个姿态)。

机械手姿态在数学过去说，是同一组虚构轴数值有多组关节轴的解。即机械手在笛卡尔坐标系中静止到某一坐标点A，可以有多种静止轨迹，这些静止轨迹就对应着不同姿态。

SCARA机械手有两个姿态，左手姿态和右手姿态，只可在正解形式下移动关节轴决定。

以后姿态经过指令FRAME_STATUS指令查问。

在逆解形式下运转时，由于机械结构的疑问，会发生不可静止到某一位置或刚体干预的疑问，此时就须要启动姿态的调整。

机械手姿态只能在正解形式下操作关节轴启动调整。

8)经常使用CONNFARME指令切换为逆解形式。

逆解形式：

BASE(Axis_a,Axis_b[,Axis_c][,Axis_d])

CONNFRAME(1,tablenum,Viraxis_x,Viraxis_y,[Viraxis_v][,Viraxis_z])WAITLOADED

建设成功后，关节轴MTYPE将显示为33，IDLE显示为0。此时只能操作虚构轴在直角坐标系中静止，关节轴会智能计算在关节坐标系中如何联结静止。

9)决定虚构轴，发送静止指令经常使用。

BASE(Viraxis_x,Viraxis_y[,Viraxis_v][,Viraxis_z])

MOVE(dis_x,dis_y[,dis_v][,dis_z])

04运行例程

例如在某智能焊接设施上加工如下图所示的工件，SCARA机械手的2个关节轴L1、L2长均为250，须要焊接的轨迹为跑道型，1为初始零点，此时关节轴坐标为(0,0)，虚构轴坐标为(500,0)。

由零点静止到起始加工点，在静止第2段时须要起焊，关节轴先回到起始位置而后静止到工件上面同时Z轴降低，关上起焊IO，延时50ms(由于焊接的液体关上须要必定期间，否则起始点处会漏焊)，而后按轨迹运转。成功跑道焊接后IO封锁，Z轴回升。

加工指令代码：

BASE(6,7,8)'启动逆解衔接后，经常使用静止指令控制虚构轴运转

MOVEABS(300,0,20)'第1段直线，从零点(500,0,0)静止到(300,0,20)

MOVE_OP(0,1)'关上起焊IO

MOVE_DELAY(50)'延时50ms

MOVEABS(300,100,20)'第2段直线，从起始焊接点(300,0,20)静止到(300,100,20)

MOVECIRCABS(200,100,250,100,0)'第3段圆弧，(300,100,20)静止到(200,100,20)

MOVEABS(200,-100,20)'第4段直线，从(200,100,20)静止到(200,-100,20)

MOVECIRCABS(300,-100,250,-100,0)'第5段圆弧，(200,-100,20)静止到(300,-100,20)

MOVEABS(300,0,20)'第6段直线，从(300,-100,20)静止到(300,0,20)

MOVE_OP(0,0)'加工成功，封锁IO

MOVEABS(300,0,50)'Z轴回升

示波器 采样轨迹：

SCARA机械手运行例程如下：

'**********电机、机械手参数定义**********

DIML1'大臂长度

DIML2'小臂长度

DIML3'X方向偏移

DIMZDis'旋转轴一圈，z轴移动距离

ZDis=0

DIMu_m1'电机1一圈脉冲数

DIMu_m2'电机2一圈脉冲数

DIMu_mz'电机z一圈脉冲数

DIMu_mv'电机v一圈脉冲数

u_mv=3600

DIMi_1'关节1传动比

DIMi_2'关节2传动比

DIMi_z'关节z传动比

DIMi_v'关节v传动比

i_v=2

DIMu_j1'关节1实践一圈脉冲数

DIMu_j2'关节2实践一圈脉冲数

DIMu_jz'关节z实践一圈脉冲数

DIMu_jv'关节v实践一圈脉冲数

u_j1=u_m1*i_1

u_j2=u_m2*i_2

u_jz=u_mz*i_z

u_jv=u_mv*i_v

DIMp_z'z轴螺距

p_z=1.5

'*************关节轴设置*************

BASE(0,1,2,3)'决定关节轴号

ATYPE=1,1,1,1'轴类型设为脉冲轴

UNITS=u_j1/360,u_j2/360,u_jv/360,u_jz/p_z'把z轴units设成1mm的脉冲数，其他轴设成1°的脉冲数

DPOS=0,0,0,0'设置关节轴的位置，此处要依据实践状况来修正。

SPEED=100,100,100,100'速度参数设置

CEL=1000,1000,1000,1000

DECEL=1000,1000,1000,1000

CLUTCH_RA=0,0,0,0'经常使用关节轴的速度和减速度限度

'*************虚构轴设置*************

BASE(6,7,8,9)

ATYPE=0,0,0,0'设置为虚构轴

TABLE(0,L1,L2,u_j1,u_j2,u_jv,L3,ZDis)'依据手册说明填写参数

UNITS=1000,1000,u_jv/360,1000'静止精度，要提早设置，中途不能变动

SPEED=200,200,200,200'速度参数设置

ACCEL=1000,1000,1000,1000

DECEL=1000,1000,1000,1000

SRAMP=100,100,100,100'S曲线

MERGE=ON'开启延续插补

CORNER_MODE=2'启动拐角减速

DECEL_ANGLE=15*(/180)'开局减速的角度15度

STOP_ANGLE=45*(PI/180)'降到最低速度的角度45度

'*************建设机械手衔接*************

IFSCAN_EVENT(IN(0))>0THEN'输入0回升沿触发

'建设正解，操作关节轴调零件械手姿态

BASE(6,7,8,9)'决定虚构轴号

CONNREFRAME(1,0,0,1,2,3)'第0/1轴作为关节轴，启动正解衔接。

WAITLOADED'期待静止加载

?"正解形式"

ELSEIFSCAN_EVENT(IN(0))<0THEN'输入0降低沿触发

'建设逆解，操作虚构轴运转加工程序

BASE(0,1,2,3)'决定关节轴号

CONNFRAME(1,0,6,7,8,9)'第6/7轴作为虚构的XY轴，启动逆解衔接。

WAITLOADED'期待静止加载，此时会智能调整虚构轴的位置。

?"逆解形式"

BASE(6,7,8)'启动逆解衔接后，经常使用静止指令控制虚构轴运转

MOVEABS(300,0,20)'第1段直线，从零点(500,0,0)静止到(300,0,20)

MOVE_OP(0,1)'关上起焊IO

MOVE_DELAY(50)'延时50ms

MOVEABS(300,100,20)'第2段直线，从起始焊接点(300,0,20)静止到(300,100,20)

MOVECIRCABS(200,100,250,100,0)'第3段圆弧，(300,100,20)静止到(200,100,20)

MOVEABS(200,-100,20)'第4段直线，从(200,100,20)静止到(200,-100,20)

MOVECIRCABS(300,-100,250,-100,0)'第5段圆弧，(200,-100,20)静止到(300,-100,20)

MOVEABS(300,0,20)'第6段直线，从(300,-100,20)静止到(300,0,20)

MOVE_OP(0,0)'加工成功，封锁IO

MOVEABS(300,0,50)'Z轴回升

05机械手仿真软件

将程序下载到控制器运转，建设正解或逆解衔接之后，关上正静止机械手仿真软件ZRobotView，点击衔接弹出下方窗口，决定控制器IP，没有控制器可衔接到 仿真器 检查成果。

决定控制器IP之后衔接即可显示出如下机械手模型，此时可运转静止指令或手动调试，检查机械手的运转状况。

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SCARA机器人怎么读

日本人发明的，读“斯卡拉”即可。

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在上交会上面看到的，可以做分拣、抓取、搬运、封装物件等等工作，是优爱宝公司自主研发的产品

天机工业机器人怎么样？有谁用过他们家机子么？

我们厂现在用的是天机机器人的倒装SCARA机器人，可以多角度作业，并且稳定高效，能够部分替代并联机器人及倒挂垂直多关节机器人进行作业，从容应对3C、食品包装等行业的分拣、装盘、组装、检测等工序，综合性价比还是挺高的，售后也做得很好。