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EtherCAT运动控制卡开发教程之Qt(下)：SCARA机械手正反解的建立

今天，正运动小助手给大家分享一下 EtherCAT运动控制卡开发教程之Qt，主要介绍一下SCARA机械手正反解的建立。



ECI2828运动控制卡的硬件介绍




ECI2828系列控制卡支持最多达16轴直线插补、任意圆弧插补、空间圆弧、螺旋插补、电子凸轮、电子齿轮、同步跟随、虚拟轴、机械手指令等；采用优化的网络通讯协议可以实现实时的运动控制。


ECI2828系列运动控制卡支持以太网，232通讯接口和电脑相连，接收电脑的指令运行，可以通过EtherCAT总线和CAN总线去连接各个扩展模块，从而扩展输入输出点数或运动轴。

ECI2828系列运动控制卡的应用程序可以使用VC、VB、VS、C++、C#等多种高级语言编程来开发，程序运行时需要动态库zmotion.dll。调试时可以把ZDevelop软件同时连接到控制器，从而方便调试、方便观察。

1.png




一、Qt进行运动控制卡开发流程




1.新建Qt项目。

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图1：新建Qt项目

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图2： 选择项目路径

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图3： 选择Qt编译套件(kits)

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图4： 选择基类

2.将函数库相关的文件复制到新建的项目中。

6.png

3.向新建的项目里面添加函数库的静态库。（zmotion.lib）

7.png
第一步:添加函数库1

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第二步:添加函数库2

9.png

第三步:添加函数库3

4.添加函数库相关的头文件到项目中。

10.png

5.声明相关头文件，并定义连接句柄。

11.png




二、PC函数介绍




1.PC函数手册也在光盘资料里面，具体路径如下：“光盘资料\8.PC函数\函数库2.1\ZMotion函数库编程手册 V2.1.pdf”。

12.png

2.PC编程，一般如果网口对控制器和工控机进行链接。网口链接函数接口是ZAux_OpenEth（）；如果链接成功，该接口会返回一个链接句柄。通过操作这个链接句柄可以实现对控制器的控制。

ZAux_OpenEth()接口说明：

 13.png

3.机械手逆解指令ZAux_Direct_Connframe介绍。


14.png


   4.机械手正解指令ZAux_Direct_Connreframe介绍。3.机械手逆解指令ZAux_Direct_Connframe介绍。

15.png




三、 Qt 开发实现 Scara机械手的正逆解

1. S CARA机械手正逆解例程界面如下。

16.png

2.SCARA机械手模型如下。

17.png

3.在构造函数里面调用链接控制器的接口ZAux_OpenEth（），与控制器进行链接,链接成功后启动定时器监控控制器的轴信息。

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :

    QMainWindow(parent),

    ui(new Ui::MainWindow)

{

    int rint=0;

    //初始化窗体

    ui->setupUi(this);

    //定义按钮组并进行绑定

    btnGroup = new QButtonGroup(this);

    btnGroup->addButton(ui->ManualRev1,1);

    btnGroup->addButton(ui->ManualFwd1,2);

    btnGroup->addButton(ui->ManualRev2,3);

    btnGroup->addButton(ui->ManualFwd2,4);

    btnGroup->addButton(ui->ManualRev3,5);

    btnGroup->addButton(ui->ManualFwd3,6);

    btnGroup->addButton(ui->ManualRev4,7);

    btnGroup->addButton(ui->ManualFwd4,8);

    connect(btnGroup, SIGNAL(buttonPressed(int)), this, SLOT(ManualRev1_pressed(int)));

    connect(btnGroup, SIGNAL(buttonReleased(int)), this, SLOT(ManualRev1_released(int)));

    //系统启动自动连接控制器

    rint = ZAux_OpenEth("127.0.0.1", &g_handle);

    //如果链接成功则启动定时器

    if(rint==0)

    {

        startTimer(50);

    }

}


4.通过定时器更新控制器各个轴的位置和速度信息。

//定时器事件

void MainWindow::timerEvent(QTimerEvent *event)

{

    QString Str;

    float TempData;

    //获取J1的位置数据

    ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, ui->AxisIdJ1->text().toInt(), &TempData);

    Str = QString("%1").arg(TempData);

    ui->DposJ1->setText(Str);

    //获取J2的位置数据

    ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, ui->AxisIdJ2->text().toInt(), &TempData);

    Str = QString("%1").arg(TempData);

    ui->DposJ2->setText(Str);

    //获取Ju的位置数据

    ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, ui->AxisIdJu->text().toInt(), &TempData);

    Str = QString("%1").arg(TempData);

    ui->DposJu->setText(Str);

    //获取Jz的位置数据

    ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, ui->AxisIdJz->text().toInt(), &TempData);

    Str = QString("%1").arg(TempData);

    ui->DposJz->setText(Str);

    //获取x的位置数据

    ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, ui->AxisIdX->text().toInt(), &TempData);

    Str = QString("%1").arg(TempData);

    ui->DposX->setText(Str);

    //获取y的位置数据

    ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, ui->AxisIdY->text().toInt(), &TempData);

    Str = QString("%1").arg(TempData);

    ui->DposY->setText(Str);

    //获取U的位置数据

    ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, ui->AxisIdU->text().toInt(), &TempData);

    Str = QString("%1").arg(TempData);

    ui->DposU->setText(Str);

    //获取Z的位置数据

    ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, ui->AxisIdZ->text().toInt(), &TempData);

    Str = QString("%1").arg(TempData);

    ui->DposZ->setText(Str);

}


5. 通过正逆解切换按钮实现Scara机械手正逆解的切换。


//建立机械手模型

void MainWindow::on_ManipulModel_clicked()

{

    int JogAxislist[4]={ui->AxisIdJ1->text().toInt(),ui->AxisIdJ2->text().toInt(),ui->AxisIdJu->text().toInt(),ui->AxisIdJz->text().toInt()};

    int AxisList[4]={ui->AxisIdX->text().toInt(),ui->AxisIdY->text().toInt(),ui->AxisIdU->text().toInt(),ui->AxisIdZ->text().toInt()};

    int MtypeJ=0,MtypeX=0;

    //初始化机械手参数

    ManipulParaInit();

    ZAux_Direct_GetMtype(g_handle,ui->AxisIdJ1->text().toInt(),&MtypeJ);

    ZAux_Direct_GetMtype(g_handle,ui->AxisIdX->text().toInt(),&MtypeX);

    //停止轴运动

    ZAux_Direct_Rapidstop(g_handle,2);

    if(MtypeJ == 33)

    {

        ZAux_Direct_Base(g_handle,4,AxisList);

        ZAux_Direct_Connreframe(g_handle ,4 , AxisList, 1, 0, 4,JogAxislist);

        ui->ManipulModel->setText("正解模式");

        //修改手动按钮的文本信息

        ui->ManualRev1->setText("J1-");

        ui->ManualRev2->setText("J2-");

        ui->ManualRev3->setText("Ju-");

        ui->ManualRev4->setText("Jz-");

        ui->ManualFwd1->setText("J1+");

        ui->ManualFwd2->setText("J2+");

        ui->ManualFwd3->setText("Ju+");

        ui->ManualFwd4->setText("Jz+");

    }

    else

    {

        ZAux_Direct_Base(g_handle,4,JogAxislist);

        ZAux_Direct_Connframe(g_handle ,4 , JogAxislist, 1, 0, 4,AxisList);

        ui->ManipulModel->setText("逆解模式");

        ui->ManualRev1->setText("X-");

        ui->ManualRev2->setText("Y-");

        ui->ManualRev3->setText("U-");

        ui->ManualRev4->setText("Z-");

        ui->ManualFwd1->setText("X+");

        ui->ManualFwd2->setText("Y+");

        ui->ManualFwd3->setText("U+");

        ui->ManualFwd4->setText("Z+");

    }

}


6.通过手动按钮，根据当前的机械手模式进行手动运动。

//按钮1按下

void MainWindow::ManualRev1_pressed(int Id)

{

    int MtypeJ,MtypeX;

    ZAux_Direct_GetMtype(g_handle,ui->AxisIdJ1->text().toInt(),&MtypeJ);

    ZAux_Direct_GetMtype(g_handle,ui->AxisIdX->text().toInt(),&MtypeX);

    //如果是逆解

    if(MtypeJ == 33)

    {

        switch (Id)

        {

            case 1: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdX->text().toInt(),-1);

                    break;

            case 2: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdX->text().toInt(),1);

                    break;

            case 3: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdY->text().toInt(),-1);

                    break;

            case 4: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdY->text().toInt(),1);

                    break;

            case 5: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdU->text().toInt(),-1);

                    break;

            case 6: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdU->text().toInt(),1);

                    break;

            case 7: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdZ->text().toInt(),-1);

                    break;

            case 8: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdZ->text().toInt(),1);

                    break;

            default:

                    break;

        }

    }

    //如果是正解

    else if(MtypeX == 34)

    {

        switch (Id)

        {

            case 1: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdJ1->text().toInt(),-1);

                    break;

            case 2: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdJ1->text().toInt(),1);

                    break;

            case 3: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdJ2->text().toInt(),-1);

                    break;

            case 4: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdJ2->text().toInt(),1);

                    break;

            case 5: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdJu->text().toInt(),-1);

                    break;

            case 6: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdJu->text().toInt(),1);

                    break;

            case 7: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdJz->text().toInt(),-1);

                    break;

            case 8: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdJz->text().toInt(),1);

                    break;

            default:

                    break;

        }

    }

}

//按钮1松开

void MainWindow::ManualRev1_released(int Id)

{

    int MtypeJ,MtypeX;

    ZAux_Direct_GetMtype(g_handle,ui->AxisIdJ1->text().toInt(),&MtypeJ);

    ZAux_Direct_GetMtype(g_handle,ui->AxisIdX->text().toInt(),&MtypeX);

    //如果是逆解

    if(MtypeJ == 33)

    {

       switch (Id)

       {

           case 1: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdX->text().toInt(),2);

                   break;

           case 2: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdX->text().toInt(),2);

                   break;

           case 3: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdY->text().toInt(),2);

                   break;

           case 4: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdY->text().toInt(),2);

                   break;

           case 5: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdU->text().toInt(),2);

                   break;

           case 6: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdU->text().toInt(),2);

                   break;

           case 7: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdZ->text().toInt(),2);

                   break;

           case 8: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdZ->text().toInt(),2);

                   break;

           default:

                   break;

       }

    }

    //如果是正解

    else if(MtypeX == 34)

    {

       ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJ1->text().toInt(),2);

       switch (Id)

       {

           case 1: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJ1->text().toInt(),2);

                   break;

           case 2: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJ1->text().toInt(),2);

                   break;

           case 3: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJ2->text().toInt(),2);

                   break;

           case 4: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJ2->text().toInt(),2);

                   break;

           case 5: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJu->text().toInt(),2);

                   break;

           case 6: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJu->text().toInt(),2);

                   break;

           case 7: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJz->text().toInt(),2);

                   break;

           case 8: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJz->text().toInt(),2);

                   break;

           default:

                   break;

       }

    }

}




四、例程移植到Linux设备上




1.Linux对应架构的库复制到项目文件夹里面。

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2.向新建的项目里面添加函数库的静态库。（libzmotion.so）

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添加函数库1

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添加函数库2

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添加 函数库3

3.重新编译即可运行。

22.png

效果运行图




五、调试与监控




编译运行例程，同时连接ZDevelop软件进行调试，对运动控制的轴参数和运动情况进行监控。

同时可以通过机械手仿真工具ZRobotView，对机械手进行仿真测试。

1.ZDevelop软件监控机械手参数。

（1）例程效果图。

23.png

（2）关节轴Mtype=33,表示机械手为逆解模式。

24.png

（3）虚拟轴Mtype=34,表示机械手为正解模式。

25.png

2.ZRobotView的机械手仿真效果图。

26.png

3.操作真演示视频可点击→EtherCAT运动控制卡开发教程之Qt(下)：SCARA机械手正反解的建立查看。



27.png



本次，正运动技术EtherCAT运动控制卡开发教程之Qt(下)： SCARA机械手正反解的建立，就分享到这里。

更多精彩内容请关注“正运动小助手”公众号，需要相关开发环境与例程代码，请咨询正运动技术销售工程师：400-089-8936。

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