ZMC408SCAN光纤激光器如何实现激光能量的控制
上一节介绍了控制器的功能、硬件参数与硬件接口的特点等，本节主要介绍激光相关的接口与如何实现激光能量的控制。
本节以fiber类型的激光器为例，采用控制器的 exio扩展接口通过标准的fiber激光器转接板连接激光器。
通过exio_dir指令配置转接板的端子是做输入口还是输出口，之后便可参考激光器的手册，使用io控制指令控制激光器的能量和开关。
01zmc408scan硬件说明
zmc408scan是正运动技术新推出的一款支持ethercat总线的开放式激光振镜运动控制器，专为工业激光+振镜+运动控制方面的应用而设计。支持16路运动轴的复杂连续轨迹控制需求，可实现振镜轴+脉冲轴+总线轴的混合插补。
1.zmc408scan实现激光加工包含运动控制与激光控制两大部分，只需一台zmc408scan控制器便可实现振镜控制+激光能量控制+运动轴控制。
（1）运动控制：使用常用的电机驱动设备（脉冲型或ethercat总线型驱动器均支持），或者通过激光振镜实现运动；
（2）激光控制：通过laser、支持pwm功能的out输出口或者exio扩展接口连接市面上常用的多种类型的激光器。使用move_op指令控制激光开关，move_pwm指令调节激光的频率和占空比，另外还有move_delay指令和moveop_delay指令控制开关光的延时。
2.zmc408scan在激光加工领域的优势。
（1）zmc408scan内置高精度pso位置同步输出功能，在加工圆角、曲线部分时即使进行了减速调整，在高速加工的场合，也能控制激光输出的间距保持恒定；
（2）支持激光振镜控制和振镜反馈，包含2个振镜接口，支持2d振镜和3d振镜，配合不带加减速的运动指令movescan，拐角处振镜加工自动延时，完成精准高效的激光控制，提高激光加工设备的产能；
（3）通过指令在运动中灵活的调节激光开关/关光延时，响应快，精确到us级别的控制，且设置过程简单，大大缩短了工程师的调参时间；
（4）自带laser激光器控制接口，支持ipg、ylr、yls等类型激光电源，还带一个exio扩展io接口，通过定制转接板，灵活控制市场上主流的各种激光器；
（5）支持pc同时控制16个zmc408scan控制器同时工作，形成一种振镜阵列的激光加工；
（6）板载4路高速差分脉冲输出，并带4路高速差分编码器反馈，支持ethercat总线驱动器的控制，支持5轴xyzac轴的插补，支持振镜轴与运动轴混合插补。
3.接口说明。
控制器的接口说明如下表：
标识 接口 个数 说明
rs232 232串口 1个 采用modbus_rtu协议
rs485 485串口 1个 采用modbus_rtu协议
can can总线 1个 连接can扩展模块或控制器
ethernet 网口 1个 采用modbus_tcp协议，通过交换机扩展网口个数，至少包含两路网口通道
默认ip地址192.168.0.11
ethercat 总线口 1个 ethercat总线接口，接ethercat总线驱动器和扩展模块
e+24v 主电源 1个 24v直流电源供电
udisk u盘接口 1个 插入u盘设备
in 数字量输入 24个 npn类型，内部24v供电，输入0-3具有锁存功能
out 数字量输出 12个 npn类型，内部24v供电，输出0-7具有pwm功能，输出0-7具有精准输出和pso功能
ad 模拟量输入 2个 分辨率12位，0-10v
da 模拟量输出 2个 分辨率12位，0-10v
axis 脉冲轴接口 4个 每个接口包含差分脉冲输出和差分编码器输入
scan 振镜接口 2个 激光振镜接口，带反馈，采用xy2-100协议
laser 激光控制接口 1个 激光电源控制端口，支持ipg、ylr、yls等类型激光电源
mpg 手轮接口 1个 5-24v手轮信号输入
exio 扩展io接口 1个 灵活定制转接板，可扩展fiber、yga等其它类型激光电源控制接口
4.exio扩展fiber激光器。
zmc408scan控制fiber激光器，需要通过exio扩展接口连接zmc408scan-fiber扩展板，转换ttl信号后控制激光器的激光使能、红光开关以及8位数字量输出口控制激光能量，接线完成还需使用指令配置exio扩展接口，配置连接扩展板的输入/输出信号。
exio_0-exio_19 均可配置成输入/输出口，所对应输入/输出口的编号参见下表。
exio接口经转换板转接之后，参考对应激光器引脚，再通过指令exio_dir进行配置对应位映射输入输出，配置完成即可通过输出命令控制对应的io口。
指令语法：
exio_dir(isel, dirbit)
isel：0(指定激光器类型)
dirbit: 按位设置是否输出, 0- 输入, 1-输出 (自定义配置转接口对应的信号类型)
示例：
exio_dir(0, $8ffff) 'fiber转接板配置
exio扩展io接口采用25针母头，引脚的说明如下表，主要包含0-19一共20个io接口，io配置完使用时参考右侧对应的输入/输出的轴号说明。
接口编号 信号名称 信号说明 映射数字输入 映射数字输出
1 gnd 内部数字地输出 / /
2 exio_0 扩展io0 67 53
3 exio_1 扩展io1 64 50
4 exio_2 扩展io2 59 9
5 exio_3 扩展io3 57 43
6 gnd 内部数字地输出 / /
7 exio_4 扩展io4 65 51
8 exio_5 扩展io5 51 37
9 exio_6 扩展io6 53 39
10 exio_7 扩展io7 61 47
11 exio_8 扩展io8 55 41
12 exio_9 扩展io9 58 8
13 gnd 内部数字地输出 / /
14 exio_10 扩展io10 66 52
15 exio_11 扩展io11 68 54
16 exio_12 扩展io12 56 42
17 exio_13 扩展io13 60 46
18 exio_14 扩展io14 62 48
19 exio_15 扩展io15 63 49
20 exio_16 扩展io16 50 36
21 exio_17 扩展io17 52 38
22 exio_18 扩展io18 54 40
23 exio_19 扩展io19 69 55
24 gnd 内部数字地输出 / /
25 +5v +5v电源输出 / /
注意：io配置完使用时参考右侧对应的输入/输出的轴号说明。
5.fiber激光器转接板输出接口。
zmc408scan-fiber 采用db25公头接口，可控制jpt、mopa、ipg、ylp、ylpn、创鑫、锐科等激光器。扩展io功能需要设置exio_dir(0, $8ffff)，确定针脚的输入输出信号。
fiber激光器转接板输出接口说明如下表：
针脚号 信号 说明 io控制信号
1 d0 功率设定位d0 out36
2 d1 功率设定位d1 out37
3 d2 功率设定位d2 out38
4 d3 功率设定位d3 out39
5 d4 功率设定位d4 out40
6 d5 功率设定位d5 out41
7 d6 功率设定位d6 out42
8 d7 功率设定位d7 out43
9 latch 功率锁存信号，上升沿有效。 out46
10 nc 保留 /
11 sta2 报警状态反馈(输入接口) in68
12 nc 保留 /
13 nc 保留 /
14、15 gnd 数字参考地 /
16 sta0 报警状态反馈(输入接口) in66
17 +5v +5v输出，100ma左右，不用时悬空 /
18 m0 主振荡器开关信号 out47
19 gate 激光器调制信号 out8
20 prr 激光频率信号 out9
21 sta1 报警状态反馈(输入接口) in67
22 red light 红光信号 out48
23 emstop 急停信号 out49
24、25 nc 保留 /
02fiber激光器控制实例
1.使用参考步骤
（1）请按照以上接线说明正确接线； （2）上电后请选用ethernet、rs232（默认参数可直接连接）、rs485（默认参数可直接连接，硬件需使用转接头）三种任一种接口连接zdevelop； （3）通过zdevelop在线命令发送指令exio_dir(0,$8ffff)； （4）通过zdevelop视图栏中输入输出窗口操作监控对应io点； （5）通过zdevelop视图栏中ad/da窗口操作监控对应模拟量输入输出口； （6）通过zdevelop在线命令发送指令pwm_freq(pwm编号) = 频率，pwm_duty(pwm编号) = 占空比。
2.控制器与激光器接线
以zmc408scan控制fiber激光器为例，分为运动控制和激光控制两部分。
→运动控制部分采用脉冲驱动器。
→激光控制部分采用exio扩展io接口扩展，通过fiber转接板连接激光器。
→控制器与转接板、激光器与转接板均采用标准db25线直连，配线简单方便。接线参考图如下：
exio扩展io配置：
说明：采用exio接口扩展后，均需要使用exio_dir指令对扩展io进行方向配置才可正常使用。
按上节接线完成后，配置好exio扩展io接口的io方向之后才能控制激光器，fiber转接板扩展io功能设置exio_dir(0, $8ffff)。
3.控制器与脉冲驱动器接线
zmc408scan提供4个本地差分脉冲轴接口，同时包含差分编码器输入，每个接口为标准db26母座。
本次接线使用axis 0和axis 1接口连接脉冲驱动器。
与松下a5/a6伺服驱动器接线参考示例：
（1）差分脉冲轴接口接线原理如上图所示，不同型号驱动器接线方法存在差异，请谨慎连接；
（2）请使用屏蔽双绞线接线，尤其是环境恶劣的场合，务必使屏蔽层充分接地。
4.激光控制说明
例如mfpt-200p激光器的控制端口针脚说明如下表，对比上表可知，fiber-db25头转接板输出接口采用与该激光器匹配的标准端口，针脚定义一致，可直接与该激光器相连，再通过out引脚控制激光器。
主要控制端子说明：
（1）功率信号定义：设置针1～8的ttl信号，通过ttl信号的组合来设置泵浦激光二极管的电流，从而控制激光器的输出功率。通过1～8针可以设置0～255范围内的编码，对应于0～100％的功率输出。
（2）电源：针17和gnd组成激光器控制端口的供电回路，采用5v直流供电。
激光器相关操作如下：
（1）激光器类型设置：调用指令exio_dir设置exio激光器类型为fiber类型。
（2）激光器功率设定：调用指令aout(3)操作da(3)修改d0-d7的值范围0-255对应激光器0-100%的功率。aout(3)的值按位也对应到输出口out36-out43的状态。
（3）激光器打开：调用指令move_op操作out47打开激光器使能，延时5ms后调用指令move_op操作out(8)打开激光。
（4）激光器红光：调用指令move_op操作out(48)打开红光。
（5）激光器pwm功率设置：调用指令pwm_freq操作pwm9设置prr信号输出频率,调用指令pwm_duty操作pwm9设置prr信号占空比。
5.接线参考
（1）以上为mfpt-200p的接线示例，具体选择对接的引脚也可以此为参考自行定义；
（2）建议采用带屏蔽层的接线，并且使屏蔽层充分接地（机壳）。
6.应用例程
（1）basic程序如下：激光控制采用fiber转接口连接激光器，运动控制采用两个脉冲轴。在变量初始化程序中可定义使用红光或激光的模式，自行设置激光功率和运动速度等参数。
（2）示波器采样运动结果：从原点走到加工起始点，打标zmc字样，完成后回到原点。
（3）xy模式下的打标轨迹。
（4）xyz模式下的打标轨迹：z轴为激光开关信号，能区分打标和空走的部分。
导热硅胶片是应用在新能源电池十分重要的导热材料！
探维王雨晴：激光雷达助力低速无人驾驶产业规模化发展
Red Eye Camera开发日记之API移植I2C和关键接口函数
技术 | 运放放大器应该注意的问题,你知道如何避免吗?
我国千兆固定宽带接入用户数快速提升，用户总数达4.76亿户
ZMC408SCAN光纤激光器如何实现激光能量的控制
全网最全面、最细致的EXPLAIN解读
如何使用ArduinoUNO和SD卡模块播放音乐
电源可靠性评估
DP610数字防爆对讲机的整体介绍
商务部回应欧盟对华电动汽车反补贴调查抽样结果
nokia全球第一部智能手机！
315/433M 无线发射芯片XL4456的功能介绍
选取一款合适的虹科Dimetix激光测距传感器
卫星连接弥合了与服务不足的物联网市场的差距
STM32L151CBT6A ST ARM微控制器的详细参数
什么是三防漆_三防漆有哪些好处_哪些应用可从三防漆受益？
减速机渗漏也能快速治理，效果令人刮目相看
基于nRF24L01和FT245BM的无线文件传输系统设计
华为P9系列出货量超1千万 2017年三强对决大屏手机
本节以fiber类型的激光器为例，采用控制器的 exio扩展接口通过标准的fiber激光器转接板连接激光器。
通过exio_dir指令配置转接板的端子是做输入口还是输出口，之后便可参考激光器的手册，使用io控制指令控制激光器的能量和开关。
01zmc408scan硬件说明
zmc408scan是正运动技术新推出的一款支持ethercat总线的开放式激光振镜运动控制器，专为工业激光+振镜+运动控制方面的应用而设计。支持16路运动轴的复杂连续轨迹控制需求，可实现振镜轴+脉冲轴+总线轴的混合插补。
1.zmc408scan实现激光加工包含运动控制与激光控制两大部分，只需一台zmc408scan控制器便可实现振镜控制+激光能量控制+运动轴控制。
（1）运动控制：使用常用的电机驱动设备（脉冲型或ethercat总线型驱动器均支持），或者通过激光振镜实现运动；
（2）激光控制：通过laser、支持pwm功能的out输出口或者exio扩展接口连接市面上常用的多种类型的激光器。使用move_op指令控制激光开关，move_pwm指令调节激光的频率和占空比，另外还有move_delay指令和moveop_delay指令控制开关光的延时。
2.zmc408scan在激光加工领域的优势。
（1）zmc408scan内置高精度pso位置同步输出功能，在加工圆角、曲线部分时即使进行了减速调整，在高速加工的场合，也能控制激光输出的间距保持恒定；
（2）支持激光振镜控制和振镜反馈，包含2个振镜接口，支持2d振镜和3d振镜，配合不带加减速的运动指令movescan，拐角处振镜加工自动延时，完成精准高效的激光控制，提高激光加工设备的产能；
（3）通过指令在运动中灵活的调节激光开关/关光延时，响应快，精确到us级别的控制，且设置过程简单，大大缩短了工程师的调参时间；
（4）自带laser激光器控制接口，支持ipg、ylr、yls等类型激光电源，还带一个exio扩展io接口，通过定制转接板，灵活控制市场上主流的各种激光器；
（5）支持pc同时控制16个zmc408scan控制器同时工作，形成一种振镜阵列的激光加工；
（6）板载4路高速差分脉冲输出，并带4路高速差分编码器反馈，支持ethercat总线驱动器的控制，支持5轴xyzac轴的插补，支持振镜轴与运动轴混合插补。
3.接口说明。
控制器的接口说明如下表：
标识 接口 个数 说明
rs232 232串口 1个 采用modbus_rtu协议
rs485 485串口 1个 采用modbus_rtu协议
can can总线 1个 连接can扩展模块或控制器
ethernet 网口 1个 采用modbus_tcp协议，通过交换机扩展网口个数，至少包含两路网口通道
默认ip地址192.168.0.11
ethercat 总线口 1个 ethercat总线接口，接ethercat总线驱动器和扩展模块
e+24v 主电源 1个 24v直流电源供电
udisk u盘接口 1个 插入u盘设备
in 数字量输入 24个 npn类型，内部24v供电，输入0-3具有锁存功能
out 数字量输出 12个 npn类型，内部24v供电，输出0-7具有pwm功能，输出0-7具有精准输出和pso功能
ad 模拟量输入 2个 分辨率12位，0-10v
da 模拟量输出 2个 分辨率12位，0-10v
axis 脉冲轴接口 4个 每个接口包含差分脉冲输出和差分编码器输入
scan 振镜接口 2个 激光振镜接口，带反馈，采用xy2-100协议
laser 激光控制接口 1个 激光电源控制端口，支持ipg、ylr、yls等类型激光电源
mpg 手轮接口 1个 5-24v手轮信号输入
exio 扩展io接口 1个 灵活定制转接板，可扩展fiber、yga等其它类型激光电源控制接口
4.exio扩展fiber激光器。
zmc408scan控制fiber激光器，需要通过exio扩展接口连接zmc408scan-fiber扩展板，转换ttl信号后控制激光器的激光使能、红光开关以及8位数字量输出口控制激光能量，接线完成还需使用指令配置exio扩展接口，配置连接扩展板的输入/输出信号。
exio_0-exio_19 均可配置成输入/输出口，所对应输入/输出口的编号参见下表。
exio接口经转换板转接之后，参考对应激光器引脚，再通过指令exio_dir进行配置对应位映射输入输出，配置完成即可通过输出命令控制对应的io口。
指令语法：
exio_dir(isel, dirbit)
isel：0(指定激光器类型)
dirbit: 按位设置是否输出, 0- 输入, 1-输出 (自定义配置转接口对应的信号类型)
示例：
exio_dir(0, $8ffff) 'fiber转接板配置
exio扩展io接口采用25针母头，引脚的说明如下表，主要包含0-19一共20个io接口，io配置完使用时参考右侧对应的输入/输出的轴号说明。
接口编号 信号名称 信号说明 映射数字输入 映射数字输出
1 gnd 内部数字地输出 / /
2 exio_0 扩展io0 67 53
3 exio_1 扩展io1 64 50
4 exio_2 扩展io2 59 9
5 exio_3 扩展io3 57 43
6 gnd 内部数字地输出 / /
7 exio_4 扩展io4 65 51
8 exio_5 扩展io5 51 37
9 exio_6 扩展io6 53 39
10 exio_7 扩展io7 61 47
11 exio_8 扩展io8 55 41
12 exio_9 扩展io9 58 8
13 gnd 内部数字地输出 / /
14 exio_10 扩展io10 66 52
15 exio_11 扩展io11 68 54
16 exio_12 扩展io12 56 42
17 exio_13 扩展io13 60 46
18 exio_14 扩展io14 62 48
19 exio_15 扩展io15 63 49
20 exio_16 扩展io16 50 36
21 exio_17 扩展io17 52 38
22 exio_18 扩展io18 54 40
23 exio_19 扩展io19 69 55
24 gnd 内部数字地输出 / /
25 +5v +5v电源输出 / /
注意：io配置完使用时参考右侧对应的输入/输出的轴号说明。
5.fiber激光器转接板输出接口。
zmc408scan-fiber 采用db25公头接口，可控制jpt、mopa、ipg、ylp、ylpn、创鑫、锐科等激光器。扩展io功能需要设置exio_dir(0, $8ffff)，确定针脚的输入输出信号。
fiber激光器转接板输出接口说明如下表：
针脚号 信号 说明 io控制信号
1 d0 功率设定位d0 out36
2 d1 功率设定位d1 out37
3 d2 功率设定位d2 out38
4 d3 功率设定位d3 out39
5 d4 功率设定位d4 out40
6 d5 功率设定位d5 out41
7 d6 功率设定位d6 out42
8 d7 功率设定位d7 out43
9 latch 功率锁存信号，上升沿有效。 out46
10 nc 保留 /
11 sta2 报警状态反馈(输入接口) in68
12 nc 保留 /
13 nc 保留 /
14、15 gnd 数字参考地 /
16 sta0 报警状态反馈(输入接口) in66
17 +5v +5v输出，100ma左右，不用时悬空 /
18 m0 主振荡器开关信号 out47
19 gate 激光器调制信号 out8
20 prr 激光频率信号 out9
21 sta1 报警状态反馈(输入接口) in67
22 red light 红光信号 out48
23 emstop 急停信号 out49
24、25 nc 保留 /
02fiber激光器控制实例
1.使用参考步骤
（1）请按照以上接线说明正确接线； （2）上电后请选用ethernet、rs232（默认参数可直接连接）、rs485（默认参数可直接连接，硬件需使用转接头）三种任一种接口连接zdevelop； （3）通过zdevelop在线命令发送指令exio_dir(0,$8ffff)； （4）通过zdevelop视图栏中输入输出窗口操作监控对应io点； （5）通过zdevelop视图栏中ad/da窗口操作监控对应模拟量输入输出口； （6）通过zdevelop在线命令发送指令pwm_freq(pwm编号) = 频率，pwm_duty(pwm编号) = 占空比。
2.控制器与激光器接线
以zmc408scan控制fiber激光器为例，分为运动控制和激光控制两部分。
→运动控制部分采用脉冲驱动器。
→激光控制部分采用exio扩展io接口扩展，通过fiber转接板连接激光器。
→控制器与转接板、激光器与转接板均采用标准db25线直连，配线简单方便。接线参考图如下：
exio扩展io配置：
说明：采用exio接口扩展后，均需要使用exio_dir指令对扩展io进行方向配置才可正常使用。
按上节接线完成后，配置好exio扩展io接口的io方向之后才能控制激光器，fiber转接板扩展io功能设置exio_dir(0, $8ffff)。
3.控制器与脉冲驱动器接线
zmc408scan提供4个本地差分脉冲轴接口，同时包含差分编码器输入，每个接口为标准db26母座。
本次接线使用axis 0和axis 1接口连接脉冲驱动器。
与松下a5/a6伺服驱动器接线参考示例：
（1）差分脉冲轴接口接线原理如上图所示，不同型号驱动器接线方法存在差异，请谨慎连接；
（2）请使用屏蔽双绞线接线，尤其是环境恶劣的场合，务必使屏蔽层充分接地。
4.激光控制说明
例如mfpt-200p激光器的控制端口针脚说明如下表，对比上表可知，fiber-db25头转接板输出接口采用与该激光器匹配的标准端口，针脚定义一致，可直接与该激光器相连，再通过out引脚控制激光器。
主要控制端子说明：
（1）功率信号定义：设置针1～8的ttl信号，通过ttl信号的组合来设置泵浦激光二极管的电流，从而控制激光器的输出功率。通过1～8针可以设置0～255范围内的编码，对应于0～100％的功率输出。
（2）电源：针17和gnd组成激光器控制端口的供电回路，采用5v直流供电。
激光器相关操作如下：
（1）激光器类型设置：调用指令exio_dir设置exio激光器类型为fiber类型。
（2）激光器功率设定：调用指令aout(3)操作da(3)修改d0-d7的值范围0-255对应激光器0-100%的功率。aout(3)的值按位也对应到输出口out36-out43的状态。
（3）激光器打开：调用指令move_op操作out47打开激光器使能，延时5ms后调用指令move_op操作out(8)打开激光。
（4）激光器红光：调用指令move_op操作out(48)打开红光。
（5）激光器pwm功率设置：调用指令pwm_freq操作pwm9设置prr信号输出频率,调用指令pwm_duty操作pwm9设置prr信号占空比。
5.接线参考
（1）以上为mfpt-200p的接线示例，具体选择对接的引脚也可以此为参考自行定义；
（2）建议采用带屏蔽层的接线，并且使屏蔽层充分接地（机壳）。
6.应用例程
（1）basic程序如下：激光控制采用fiber转接口连接激光器，运动控制采用两个脉冲轴。在变量初始化程序中可定义使用红光或激光的模式，自行设置激光功率和运动速度等参数。
（2）示波器采样运动结果：从原点走到加工起始点，打标zmc字样，完成后回到原点。
（3）xy模式下的打标轨迹。
（4）xyz模式下的打标轨迹：z轴为激光开关信号，能区分打标和空走的部分。
导热硅胶片是应用在新能源电池十分重要的导热材料！
探维王雨晴：激光雷达助力低速无人驾驶产业规模化发展
Red Eye Camera开发日记之API移植I2C和关键接口函数
技术 | 运放放大器应该注意的问题,你知道如何避免吗?
我国千兆固定宽带接入用户数快速提升，用户总数达4.76亿户
ZMC408SCAN光纤激光器如何实现激光能量的控制
全网最全面、最细致的EXPLAIN解读
如何使用ArduinoUNO和SD卡模块播放音乐
电源可靠性评估
DP610数字防爆对讲机的整体介绍
商务部回应欧盟对华电动汽车反补贴调查抽样结果
nokia全球第一部智能手机！
315/433M 无线发射芯片XL4456的功能介绍
选取一款合适的虹科Dimetix激光测距传感器
卫星连接弥合了与服务不足的物联网市场的差距
STM32L151CBT6A ST ARM微控制器的详细参数
什么是三防漆_三防漆有哪些好处_哪些应用可从三防漆受益？
减速机渗漏也能快速治理，效果令人刮目相看
基于nRF24L01和FT245BM的无线文件传输系统设计
华为P9系列出货量超1千万 2017年三强对决大屏手机