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EtherCAT运动控制器在ROS上的应用(下)
深圳市正运动技术有限公司
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本篇文章我们主要介绍正运动技术动态链接库环境配置以及EtherCAT运动控制器在ROS下的单轴运动。

在正式学习之前,我们先了解一下正运动技术的EtherCAT运动控制器ZMC432和ZMC408CE。这两款产品分别是32轴,8轴EtherCAT运动控制器。

ZMC432功能简介

ZMC432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。

ZMC432运动控制器.png

ZMC432最多可支持32轴运动控制,支持 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、同步跟随等功能。

ZMC432支持32轴脉冲输入与编码器反馈,通用IO包含24路输入口和12个输出口;2路AD,2路DA;其中特定输出口支持高速PWM控制。

ZMC432通过EtherCAT和 CAN总线 进行硬件资源扩展,可扩展至4096路输入和4096路输出。

ZMC432运动控制器架构图.png

ZMC408CE功能简介

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运动控制器.png

ZMC408CE支持8轴运动控制,最多可扩展至32轴,支持直线插补、任意圆弧插补、空间圆弧、螺旋插补、电子凸轮、电子齿轮、同步跟随等功能。

ZMC408CE支持8轴运动控制,可采用脉冲轴(带编码器反馈)或EtherCAT总线轴,通用IO包含24路输入口和16路输出口,部分IO为高速IO,模拟量AD/DA各两路,EtherCAT最快125us的刷新周期。

ZMC408CE支持8个通道的硬件比较输出、硬件定时器、运动中精准输出,还支持8通道PWM输出,对应的输出口为OUT0-7,支持8个通道同时触发硬件比较输出。

ZMC408CE可灵活进行硬件资源扩展,通过CAN或EtherCAT总线可扩展至4096个输入和4096个输出。

ZMC408CE运动控制器架构图.png

→ ZMC432,ZMC408CE均使用同一套 API函数 ,均支持C、C++、C#、LabVIEW、Python、Delphi等开发语言,支持VC6.0、VB6.0、Qt、.Net等平台,支持Windows、Linux、WinCE、iMac等操作系统。

多种上位机开发方式.png

上节课程中,我们介绍了ROS应用背景和Ubuntu18.04安装ROS Melodic详细过程,并且通过ROS编程案例“ 消息发布和订阅 ”来详细说明正运动技术EtherCAT运动控制器ROS的应用开发。详情点击→ EtherCAT运动控制器在ROS上的应用(上)

01  配置正运动技术动态链接库环境

1.添加动态链接库

在程序包目录zmotion(catkin_ws/src/zmotion/)下新建文件夹lib,存放动态链接库libzmotion.so。

1.png

2.png

在CMakeLists.txt中添加第三方库路径(build下):

link_directories(
  lib
  ${catkin_LIB_DIRS}
)

并在CMakeLists.txt文件中链接动态链接库(调用链接库时文件名去掉lib和.so):

target_link_libraries(talker ${catkin_LIBRARIES} zmotion)

2.添加库函数zmcaux.cpp、zmotion.h、zmcaux.h

添加zmcaux.cpp文件到catkin_ws/src/zmotion/src目录下:

3.png

添加头文件zmotion.h、zmcaux.h到catkin_ws/src/zmotion/include/ zmotion目录下:

4.png

并在CMakeLists.txt中添加这三个库文件:

add_executable(talker 
src/talker.cpp
src/zmcaux.cpp
include/zmotion/zmotion.h
include/zmotion/zmcaux.h
)

修改头文件引用,如下图所示(要填include文件的相对地址,zmotion为程序包名):

#include "zmotion/zmotion.h"
#include "zmotion/zmcaux.h"

5.png

02  正运动控制器在ROS下的单轴运动

talker节点实现轴0的运动,并将其位置实时发送给listener节点,修改talker.cpp如下:

1.添加句柄和头文件

#include "zmotion/zmotion.h"
#include "zmotion/zmcaux.h"
ZMC_HANDLE g_handle=NULL;

2.通过EtherNET链接运动控制器

ZMC_LinuxLibInit();
//以太网(Ethernet)链接
char ipaddr[16] = {"192.168.0.11"};
int x =ZAux_OpenEth(ipaddr,&g_handle); //***ZMC
ROS_INFO("以太网链接控制器:%d",x);//返回0则连接成功

3.实现单轴运动

ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, 0, 200); //设置轴0运动速度为200units/s
ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, 0, 2000); //设置轴0加速度为2000units/s/s
ZAux_Direct_SetDecel(g_handle, 0, 2000); //设置轴0减速度为2000units/s/s
ZAux_Direct_SetSramp(g_handle, 0, 100); //设置轴0 S曲线时间100ms
ZAux_Direct_Single_Move(g_handle, 0, 300); //轴0 相对与当前位置运动100 units

4.将实时位置发送给listener节点

float piValue;
while (ros::ok())
{
  std_msgs::Float64 msg;
  ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, 0, & piValue);//获取时候
  msg.data = piValue;
    //输出,用来替代prinf/cout
    ROS_INFO("Position is: %f", msg.data); 
  chatter_pub.publish(msg);
  ros::spinOnce();
    //休眠,来使发布频率为10Hz
    loop_rate.sleep();
}

5.编译

cd ~/catkin_ws/
catkin_make

6.运行程序

//打开一个新终端
roscore
//打开另一个新终端
cd ~/catkin_ws/
rosrun zmotion talker
//打开另一个新终端
cd ~/catkin_ws/
rosrun zmotion listener

运行效果如下,实时输出位置:

6.png

此外,我们在上位机上的示波器上可以看见,轴0做S曲线运动:

7.png

本次,正运动技术EtherCAT运动控制器在ROS上的应用(下) ,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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正运动技术专注于运动控制技术研究和通用运动控制软硬件产品的研发,是国家级高新技术企业。正运动技术汇集了来自华为、中兴等公司的优秀人才,在坚持自主创新的同时,积极联合各大高校协同运动控制基础技术的研究,是国内工控领域发展最快的企业之一,也是国内少有、完整掌握运动控制核心技术和实时工控软件平台技术的企业。主要业务有:运动控制卡_运动控制器_EtherCAT运动控制卡_EtherCAT控制器_运动控制系统_视觉控制器__运动控制PLC_运动控制_机器人控制器_视觉定位_XPCIe/XPCI系列运动控制卡等等。

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公司名称: 深圳市正运动技术有限公司
联 系 人: 戴德弟
电  话: 0755-32976042
传  真: 0755-2606 6955
地  址: 深圳市宝安区西乡洲石路阳光工业园A1栋5楼
邮  编: 518100
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