EtherCAT运动控制卡应用开发教程之Java

ZMC408CE 高性能总线型运动控制器

ZMC408CE是正运动推出的一款多轴高性能EtherCAT总线运动控制器，具有EtherCAT、EtherNET、RS232、CAN和U盘等通讯接口，ZMC系列运动控制器可应用于各种需要脱机或联机运行的场合。

ZMC408CE支持PLC、Basic、HMI组态三种编程方式。PC上位机API编程支持C#、C++、LabVIEW、Matlab、Qt、Linux、VB.Net、Python等接口。

ZMC408CE硬件功能特性：

1.支持8轴运动控制（脉冲+EtherCAT总线），EtherCAT同步周期可快至125us；

2.24路通用输入、16路通用输出，模拟量AD/DA各两路；

3.8路10MHz高速差分脉冲输出，总线轴、脉冲轴可混合插补；

4.高性能处理器，提升运算速度、响应时间和扫描周期等；

5.一维/二维/三维、多通道视觉飞拍，高速高精；

6.位置同步输出PSO，连续轨迹加工中对精密点胶胶量控制和激光能量控制等；

7.多轴同步控制，多坐标系独立控制等；

8.直线插补、任意空间圆弧插补、螺旋插补、样条插补等；

9.应用灵活，可PC上位机开发，也可脱机独立运行；

ZMC408CE视频介绍，点击→“高性能EtherCAT总线运动控制器，带你玩转“8通道独立PSO”应用场景”查看。

更多关于ZMC408CE的详情介绍，点击“推荐|8通道PSO的高性能EtherCAT总线运动控制器”查看。

PCIE464M PCIe EtherCAT总线运动控制卡

PCIE464M是一款基于PCIe的PCI Express的EtherCAT总线运动控制卡，具有多项实时和高精度运动控制控制功能。

PCIE464M运动控制卡上自带16进16出，第三方图像处理工控机或PC无需额外配置IO数据采集卡和PLC，即可实现IPC形态的机器视觉运动控制一体机，简化硬件架构，节省成本，软硬件一体化。

PCIE464M硬件功能特性：

1.可选6-64轴运动控制，支持EtherCAT总线/脉冲/步进伺服驱动器；

2.联动轴数最高可达16轴，运动周期最小为100μs；

3.标配16进16出，其中4路高速锁存输入、4路高速PWM和12路高速硬件比较输出PSO；

4.支持PWM输出、1D/2D/3D PSO硬件位置比较输出、视觉飞拍、连续轨迹插补等；

5.支持30+机械手模型正逆解模型算法，比如SCARA、Delta、UVW、4轴/5轴 RTCP...；

6.支持掉电存储和掉电中断，多重加密，提供程序更安全机制；

7.8路单端脉冲轴、4路单端编码器轴；

8.具有一维、二维螺距补偿控制，实现更高的加工精度；

PCIE464M视频介绍，点击→“超高速PCle EtherCAT控制卡PCIE464M，即刻提升高速高精智能装备生产力!”查看。

更多关于PCIE464M的详情介绍，点击“PCIE464M-高速高精，超高速PCIe EthrtCAT实时运动控制卡”查看。

ECI2A18B 高性价比10轴运动控制卡

ECI2A18B是正运动推出的一款高性价比10轴脉冲型、模块化的网络型运动控制卡，采用优化的网络通讯协议可以实现实时的运动控制，同时支持多种通信协议，方便与其他工业控制设备连接和集成。安装配置相对便捷，适合于模块化和灵活性要求较高的控制系统。

ECI2A18B控制卡最大可扩展至12脉冲轴，支持8路高速输入和4路高速输出，集成丰富的运动控制功能，包含多轴点位运动、电子凸轮，直线插补，圆弧插补，连续插补运动等，满足多样化的工业应用需求。

ECI2A18B硬件功能特性：

1.支持6路差分脉冲轴+4路单端脉冲轴运动控制；

2.支持1路专用的手轮输入接口；

3.差分脉冲轴最大输出脉冲频率10MHz；

4.标配24+12进16+6出，其中支持4路高速锁存，4路高速PWM，2路高速硬件比较输出PSO（可选支持HW2功能）；

5.可支持RTSys+其他高级上位机编程语言的混合编程支持；

6.支持RTBasic多任务编程；

ECI2A18B视频介绍，点击→“【加量不加价】高性价比十轴脉冲运动控制卡ECI2A18B 让您的设备在自动化行业内卷中脱颖而出！”查看。

更多关于ECI2A18B的详情介绍，点击“【加量不加价】正运动网络型运动控制卡ECI2618B/ECI2A18B”查看。

本文案例java开发环境：

操作系统环境:Win11_64位

Java版本:Oracle OpenJDK 22.0.2

IntelliJ IDEA版本:IntelliJ IDEA 2024.1.2

 

Java开发流程

1 新建项目

打开IntelliJ IDEA 2024.1.2，新建项目，生成器选择Spring Boot，语言选java，类型选择Maven，选择JDK版本（此处选择JDK22.0.2），选择java版本（此处是17）。

2 配置构建

配置构建，添加main下面的application，运行一遍程序，没有问题就进行下一步。

3 创建接口

（1）按照标准开发，在当前软件包路径下创建接口ZmotionDao。

（2）ZmotionDao接口继承自StdCallLibrary，并添加相应的Maven依赖项。

4 导入DLL库

添加正运动DLL库函数文件至resource路径下。

5 接口实例

通过Native.load方法加载“zauxdll.dll”的DLL，并创建一个ZMotionDao接口的实例INSTANCE，并声明需要调用的PC函数，PC函数可查询ZMotion PC函数库编程手册。

6 数据类型

函数声明中JNA对应C语言中的数据类型需要修改，PC函数原型在ZMotion PC函数库编程手册查询。比如打开网口连接函数ZAux_OpenEth（char * ipaddr,ZMC_HANDLE*phandle）中的char *用String替换，ZMC_HANDLE*对应void**用PointerByReference替换。

简单应用

1 句柄初始化

PC函数均需传入参数句柄handle，而ZMC_HANDLE实际封装是void*，则传入的参数类型是void**，根据上面的数据类型转化表，void**需要用PointerByReference()创建一个PointerByReference对象intptr，即句柄初始化完成，把intptr传入函数即可。

2 网口连接

打开网口连接，函数参数填入控制器的IP地址（此处控制器IP地址为192.168.0.11），注意电脑IP的网段和控制器的网段一致（即电脑IP设置为192.168.0.XX），查看打印结果返回值X1，为0则控制器连接成功。

3 设置轴参数

此处函数第一个参数的数据类型ZMC_HANDLE封装是void*，前面已初始化的二级指针对象（此处为intptr）的数据类型是void**，需要调用方法intptr.getValue()来获取一级指针才能传入函数，否则参数无法设置成功，查看打印结果X检验控制器参数是否设置成功。

4 打印结果

查看打印结果X检验控制器参数是否设置成功，返回的结果为0即说明设置成功。

5 简单轴运动

轴0往正方向持续运动。

6 指针类型的参数处理

注意获取位置函数的第三个参数是一级指针类型，此处需用数组去接收函数返回的数据。

此时数组第一个元素dpos[0]即对应轴0的位置，程序上死循环不断获取轴0位置，直至DPOS为100停止运动并关闭控制器的连接。

 

五角星轨迹代码如下：

（1）变量定义。

 

int[] piAxislist = {0,1};   //运动轴列表
int a = 30;             //五角星的边长
int[] status_x = {0};  //x轴的运动状态
int[] status_y = {0};   //y轴的运动状态
float[][] pfDisancelists = new float[11][2];   // 初始化运动距离列表
int[] GetValue = {0};       //当前剩余缓冲数

 

（2）用二维数组来存放五角星轨迹的位置。

 

float[][] pfDisancelists = new float[11][2];   // 初始化运动距离列表
        pfDisancelists[0] = new float[]{0, (float) (a * Math.cos(0.1 * Math.PI))};
        pfDisancelists[1] = new float[]{(float) (a * Math.sin(0.1 * Math.PI)), 0};
        pfDisancelists[2] = new float[]{(float) (a + a * Math.sin(0.1 * Math.PI)), 0};
        pfDisancelists[3] = new float[]{(float) (a * Math.sin(0.1 * Math.PI) + a * Math.sin(0.2 * Math.PI) * Math.tan(0.1 * Math.PI)), (float) (-a * Math.sin(0.2 * Math.PI))};
        pfDisancelists[4] = new float[]{(float) (a * Math.cos(0.2 * Math.PI)), (float) (-(a + a * Math.sin(0.1 * Math.PI)) * Math.tan(0.2 * Math.PI) - a * Math.sin(0.2 * Math.PI))};
        pfDisancelists[5] = new float[]{0, (float) (-(a + a * Math.sin(0.1 * Math.PI)) * Math.tan(0.2 * Math.PI))};
        pfDisancelists[6] = new float[]{(float) (-a * Math.cos(0.2 * Math.PI)), (float) (-(a + a * Math.sin(0.1 * Math.PI)) * Math.tan(0.2 * Math.PI) - a * Math.sin(0.2 * Math.PI))};
        pfDisancelists[7] = new float[]{(float) (-a * Math.sin(0.1 * Math.PI) - a * Math.sin(0.2 * Math.PI) * Math.tan(0.1 * Math.PI)), (float) (-a * Math.sin(0.2 * Math.PI))};
        pfDisancelists[8] = new float[]{(float) (-a - a * Math.sin(0.1 * Math.PI)), 0};        pfDisancelists[9] = new float[]{(float) (-a * Math.sin(0.1 * Math.PI)), 0};
        pfDisancelists[10] = new float[]{0, (float) (a * Math.cos(0.1 * Math.PI))};

 

（3）通过函数ZAux_Direct_MoveAbs根据五角星轨迹点位运动。

 

// 循环调用运动函数
for (float[] pfDisancelist : pfDisancelists) {
    ZMotionDao.INSTANCE.ZAux_Direct_GetRemain_Buffer( intptr.getValue(), 0, GetValue);//获取轴 0 剩余缓冲数
    System.out.printf("当前剩余缓冲数为%dn" ,GetValue[0]);
    if (GetValue[0] >0)
    {
        ZMotionDao.INSTANCE.ZAux_Direct_MoveAbs(intptr.getValue(), 2, piAxislist, pfDisancelist);
    }
}

 

（4）通过函数ZAux_Direct_GetIfIdle得到的status_x[0]和status_y[0]判断运动是否结束。

 

// 判断运动是否结束
do {
    ZMotionDao.INSTANCE.ZAux_Direct_GetIfIdle(intptr.getValue(), 0, status_x);
    ZMotionDao.INSTANCE.ZAux_Direct_GetIfIdle(intptr.getValue(), 0, status_y);
} while (status_x[0] != -1 || status_y[0] != -1);

 

 

RTSys示波器监控轨迹

RTSys是正运动推出的集成运动控制+机器视觉功能的开发软件，先用RTSys软件连接控制器，控制器默认IP是192.168.0.11，轴参数窗口监控参数设置是否成功，打开示波器，通过示波器观察轨迹是否正确。

 

教学视频可点击→“EtherCAT运动控制卡应用开发教程之Java_哔哩哔哩_bilibili”查看。

 

完整代码获取地址

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本次，正运动技术EtherCAT运动控制卡应用开发教程之Java，就分享到这里。

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审核编辑 黄宇