全国产EtherCAT运动控制边缘控制器ZMC432H如何使用Python+QT实现连续轨迹加工

今天，正运动小助手给大家分享一下全国产EtherCAT运动控制边缘控制器ZMC432H如何使用Python+QT实现连续轨迹加工。

01功能简介

全国产EtherCAT运动控制边缘控制器ZMC432H是正运动的一款软硬件全国产自主可控，运动控制接口兼容EtherCAT总线和脉冲型的独立式运动控制器，最多支持32轴运动控制，同时支持正运动远程HMI功能，能提供网络组态显示，可实时监控和调整参数配置。

ZMC432H具备丰富的硬件接口和控制功能模块，能实现高效稳定的运动控制和实时数据采集，以满足工业控制协同工业互联网的应用需求。

ZMC432H内置了Linux系统，可以使用本地的LOCAL接口进行连接，可以做到更快速的指令交互，单条指令与多条指令一次性交互时间为40us左右。

02Python+QT进行运动控制开发

一.配置好python+Qt开发环境，以及安装好所需工具 1、下载python解释器。 2、安装pyside2或者pyside6根据python解释器的版本来选择，高版本的解释器使用pyside6。

安装pyside2有以下两种方式：

方式一：使用win+r打开运行界面，然后输入cmd（在安装python解释器的时候要根据安装向导配置好环境变量，否则后面的指令不会执行成功），pip install pyside2 -i https://pypi.douban.com/simple/； 方式二：在pycharm中安装。

3、安装好PyCharm Community Edition，在如下界面点击+号，安装所需的工具，如pyside2。

4、在Pycharm中配置自定义工具（用于qt的界面编辑）。

（1）按照如图步骤打开Tool的编辑框。

（2）自定义Pyside2-uic：

a.Program填写：Python安装目录 Scriptspyside2-uic.exe；

b.Arguments填写：$FileName$ -o $FileNameWithoutExtension$.py；

c.Working directory填写：$FileDir$。

（3）自定义QtDesigner：

a.Program填写：Python安装目录 Scriptspyside2-designer.exe；

b.Working directory填写：$ProjectFileDir$。

将自定义工具配置好之后就可以直接在PyCharm的菜单中直接使用了。

1、点击Tools → Qt → Qtdesigner即可进入UI的设计界面。

2、右键ui文件，点击Qt → Pyside2-uic即可生成ui文件的py文件。

二.新建Python项目并添加函数库

1、使用PyCharm Community Edition 2022打开一个新建的文件夹或者在进入PyCharm Community Edition 2022之后新建一个目录，并在目录中添加Python文件。

2、找到找到厂家提供的光盘资料，路径如下。

A.进入厂商提供的光盘资料找到“04.PC函数”文件夹，并点击进入。

B.选择“PC函数库V2.1.1”文件夹。

C.选择“Windows平台”文件夹。

D.选择“库文件与例程”文件夹。

E.选择“PYTHON例程”文件夹。

F.解压对应位数的压缩包。

G.解压后如下图所示。

3、对于Windows系统来说将zauxdll.dll、zmotion.dll以及zauxdllPython.Py文件加入所创建的文件夹内即可。

三.查看PC函数手册，熟悉相关函数接口。

1、PC函数手册也在光盘资料里面，具体路径如下：“光盘资料�4.PC函数MotionPC函数库编程手册及其例程源码MotionPC函数库编程手册 V2.1.1.pdf”。

2、链接控制器，获取链接句柄。

（1）ZAux_OpenEth()接口说明。

指令7	ZAux_OpenEth
指令原型	int32  __stdcall  ZAux_OpenEth(char  *ipaddr, ZMC_HANDLE  * phandle)
指令说明	以太网链接控制器。
输入参数	输入参数1个，详细见下面说明。
ipaddr	链接的IP地址。
输出参数	输出参数1个，详细见下面说明。
Phandle	返回的链接句柄。
返回值	详细见错误码说明。

（2）下载“.bas”文件到控制器中运行的接口说明。

指令12	ZAux_BasDown
指令原型	int32  __stdcall  ZAux_BasDown(ZMC_HANDLE handle,const char *Filename,uint32 run_mode )
指令说明	单个bas文件生成ZAR并且下载到控制器运行
输入参数	共有3个输入参数，见下方说明。
handle	链接句柄。
Filename	BAS文件名带路径。
run_mode	下载模式0-RAM 1-ROM。

（3）暂停和恢复控制器内部Basic程序的接口说明。

指令10	ZAux_Pause
指令原型	int32  __stdcall  ZAux_Pause(ZMC_HANDLE handle)
指令说明	暂停控制器内部运行的Basic程序。
输入参数	输入参数1个，见下方说明。
handle	链接句柄。
指令11	ZAux_Resume
指令原型	int32  __stdcall  ZAux_Resume(ZMC_HANDLE handle)
指令说明	继续控制器内部运行的Basic程序。
输入参数	输入参数1个，见下方说明。

四.RtBasic文件下载与连续轨迹加工的Python+Qt开发例程。

1、例程界面如下。

2、通过“光盘资料” → “工具软件”里面的“ZmotionCadV1.0导图工具”将CAD图纸里面的图形转换成“.bas”的运动控制代码。

A.打开该工具软件，点击“文件”→“导入”。选择需要转换的dxf格式的CAD图纸并打开。

B.打开后效果如下。

C.点击“文件”→“导出”，导出“.bas”文件。到时候可下载到控制卡里面进行以上轨迹的运动控制。

D.CAD导图软件的具体使用方法参考往期文章正运动技术CAD导图软件配合控制器的使用方法。

3、程序示例如下。 （1）Python中加载qt的UI文件；

from PySide2.QtWidgets import QMessageBox
from PySide2.QtCore import QFile, QTimer
from PySide2.QtUiTools import QUiLoader
q_state_file = QFile("mainweiget.ui")
q_state_file.open(QFile.ReadOnly)
self.ui = QUiLoader().load(q_state_file)
q_state_file.close()

 

注：此时self.ui表示了qt中的ui。

（2）链接按钮的事件处理函数中调用链接控制器的接口函数ZAux_OpenEth（），与控制器进行链接,链接成功后启动定时器1监控控制器状态。

 

def on_btn_open_clicked(self):
    strtemp = self.ui.comboBox.currentText()
    print("当前的ip是 ：", strtemp)
    if self.Zmc.handle.value is not None:
       self.Zmc.close()
       self.time1.stop()
       self.ui.setWindowTitle("单轴回零")
    iresult = self.Zmc.open_eth(strtemp)
    if 0 != iresult:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "连接失败")
    else:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "连接成功")
       str_title = self.ui.windowTitle() + strtemp
       self.ui.setWindowTitle(str_title)
       self.Up_State()
       self.time1.start(100)

（3）通过定时器监控控制器状态。

 

 

def Up_State(self):
    idlelist = [ctypes.c_int(-1) for i in range(0, 4)]
    fdposlist = [ctypes.c_float(0) for i in range(0, 4)]
    for i in range(0, 4):
       self.Zmc.get_target_pos(i, fdposlist[i])  # 获取当前轴位置
       self.Zmc.get_idle(i, idlelist[i])  # 判断当前轴状态
    str1 = " {}  {} ".format("停止中" if idlelist[0].value else "运行中", round(fdposlist[0].value, 2))
    self.ui.lineEdit_X.setText(str1)
    str1 = " {}  {} ".format("停止中" if idlelist[1].value else "运行中", round(fdposlist[1].value, 2))
    self.ui.lineEdit_Y.setText(str1)
    str1 = " {}  {} ".format("停止中" if idlelist[2].value else "运行中", round(fdposlist[2].value, 2))
    self.ui.lineEdit_Z.setText(str1)
    str1 = " {}  {} ".format("停止中" if idlelist[3].value else "运行中", round(fdposlist[3].value, 2))
    self.ui.lineEdit_R.setText(str1)

（4）通过“选择bas文件”按钮的事件处理函数选择对应的bas文件。

def on_btn_DownBas_clicked(self):
    if self.Zmc.handle.value is None:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "未连接控制器")
       return
    file_Date = QFileDialog.getOpenFileName(self.ui, "选择BAS文件", "..", "Files(*.bas)")
    self.file_Name = file_Date[0].replace("/", "\")
    print(self.file_Name)
    if self.file_Name == "":
       return
    self.ui.textEdit_FilePath.insertPlainText(self.file_Name + "
")

（5）通过“启动”按钮的事件处理函数来下载和启动选择的bas文件。

if self.Zmc.handle.value is None:
    QMessageBox.warning(self.ui, "警告", "未连接控制器")
    return
# 设定轴0轴类型
str_tmp = self.ui.edit_Atype_0.text()
float_tmp = int(str_tmp)
self.Zmc.set_axis_type(0, float_tmp)
# 设定轴0轴类型
str_tmp = self.ui.edit_Atype_1.text()
float_tmp = int(str_tmp)
self.Zmc.set_axis_type(1, float_tmp)
# 设定脉冲模式及逻辑方向（脉冲 + 方向）
self.Zmc.set_invert_step(self.axis_Num, 0)
# 设置当量
str_tmp = self.ui.edit_Units_0.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_units(0, float_tmp)
str_tmp = self.ui.edit_Units_1.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_units(1, float_tmp)
# 设置速度
str_tmp = self.ui.edit_Speed_0.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_speed(0, float_tmp)
str_tmp = self.ui.edit_Speed_1.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_speed(1, float_tmp)
# 设置加速度
str_tmp = self.ui.edit_Accel_0.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_acceleration(0, float_tmp)
str_tmp = self.ui.edit_Accel_1.text()
float_tmp = float(str_tmp)
self.Zmc.set_acceleration(1, float_tmp)
# 设置减速度
self.Zmc.set_deceleration(0, 0)
self.Zmc.set_deceleration(1, 0)
#开启连续插补
str_tmp = self.ui.edit_Merge_0.text()
float_tmp = int(str_tmp)
self.Zmc.set_merge(0,float_tmp)
str_tmp = self.ui.edit_Merge_1.text()
float_tmp = int(str_tmp)
self.Zmc.set_merge(1, float_tmp)
if self.file_Name == "":
    return
ret = self.Zmc.bas_down(self.file_Name, 1)  # 下载到ROM 运行
if ret != 0:
    QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "文件下载失败！" + "错误码为 ：{} ".format(ret))
return

注：“.bas”文件也可以通过我们的ZDevelop软件下载。ZAux_BasDown指令会将单个bas文件生成ZAR并且下载到控制器运行。 （6）通过停止、暂停、继续按钮的事件处理函数来实现控制器。

def on_btn_stop_clicked(self):
    if self.Zmc.handle.value is None:
       QMessageBox.warning(self.ui, "警告", "未连接控制器")
       return
    buffer = (ctypes.c_char * 1024)()
    ret = self.Zmc.execute("STOPTASK 0", buffer, 0)
    ret = self.Zmc.rapid_stop(2)
def on_btn_Pause_clicked(self):
    ret = self.Zmc.bas_pause()
    if ret != 0:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "运动暂停失败！" + "错误码为 ：{} ".format(ret))
    return
def on_btn_Resume_clicked(self):
    ret = self.Zmc.bas_resume()
    if ret != 0:
       QMessageBox.warning(self.ui, "提示", "运动恢复失败！" + "错误码为 ：{} ".format(ret))
    return

 

03

调试与监控

编译运行例程，同时通过ZDevelop软件连接控制器对控制器状态进行监控。

ZDevelop软件连接控制器打开调试模式可以查看控制器里面的“.bas”文件的文件名。

通过ZDevelop软件的示波器功能对连续小线段的波形进行抓取，下面是示波器波形和CAD图纸的比较。

比较如下图所示。

例程讲解视频。

本次，正运动技术全国产EtherCAT运动控制边缘控制器（六）：RtBasic文件下载与连续轨迹加工的Python+QT开发，就分享到这里。

　　审核编辑：汤梓红