上一節介紹了控制器的功能、激光控制接口等,本節主要介紹如何實現激光打標控制。
本節以光纖激光器為例,采用控制器的LASER激光電源接口連接光纖激光器,配合脈沖軸的運動控制,完成激光加工。
01 功能簡介
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。
02 接口說明

1.控制器的接口說明如下表:

2.ZMC408SCAN控制器LASER激光電源接口功能:
(1)LASER激光電源接口支持連接IPG、YLR、YLS等類型激光電源;
(2)可通過控制器的指令直接發送激光、紅光、使能等輸出信號進行操作激光器,讓激光器產生響應;
(3)DB接口中帶有1個PWM輸出口;
(4)可接收激光器信號,可顯示IN信號并作出對應響應。
3.LASER激光電源接口采用DB25針公頭,針腳說明參見下表:


注意:
(1)上表的輸入輸出除PWM和Modulation之外其它信號作用支持自定義;
(2)OUT(9)、AOUT(2)和AIN(2)為預留信號, 標準型號中沒有,如果需要請訂貨時選擇特殊型號。
03 控制系統接線參考
1.以ZMC408SCAN控制FIBER激光器為例,分為運動控制和激光控制兩部分。參考架構如下圖。

→運動控制部分采用脈沖型驅動器,使用自帶的AXIS差分脈沖輸入接口連接脈沖型驅動器。
→激光控制部分采用LASER接口連接激光器,根據激光器手冊的說明完成控制電路的接線,通過DA模擬量輸出口調節激光的能量,通過Modulation調制信號端口控制激光開關。
2.控制器與激光器接線參考
LASER激光電源接口內部電路圖和與IPG200W光纖激光器的接線參考如下圖所示:
(1)使用LASER接口內的16位DA接線參考(特殊型號支持)

(2)使用控制器外部端口上的12位DA接線參考

(3)LASER激光器接口接線原理如上圖所示,數字IO接口除OUT8,OUT9外可自行定義。
(4)對于需要模擬量輸入的激光器有兩種接線選項,對分辨率要求不高的可以選用控制器12位DA接口實現,對于分辨率要求較高的可以選擇LASER接口中帶的16位DA實現功能。
(5)請使用屏蔽線接線,尤其是環境惡劣的場合,務必使屏蔽層充分接地。
3.控制器與脈沖驅動器接線參考
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。

與松下A5/A6伺服驅動器差分接線參考示例:

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;
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。
04 光纖激光器控制實例
1.操作步驟
(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視圖欄中輸入輸出窗口操作監控對應IO點;
(4)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;
(5)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。
2.參考BASIC 例程:激光控制參考上節引腳說明

示波器采樣運動波形如下:在運動到位置(0,200)之前提前1.5ms開光,標刻字母Z,運動結束延時2.5ms光關。

3D模式下便于查看哪段運動激光開啟。

本次,正運動技術 開放式激光振鏡運動控制器(三):ZMC408SCAN軸控光纖激光器加工,就分享到這里 。
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