开放式激光振镜运动控制器在Ubuntu+Qt下CAD图形标刻

前面课程我们讲述了如何通过Ubuntu+Qt进行振镜校正（详情点击→开放式激光振镜运动控制器在Ubuntu+Qt下的激光振镜校正），本节CAD图形标刻是在振镜校正的前提下实现的。

在正式学习之前，我们先了解一下正运动ZMC408SCAN-V22运动控制器，ZMC408SCAN-V22控制器支持在Linux环境下进行开发使用。

01ZMC408SCAN-V22硬件介绍

ZMC408SCAN-V22是正运动技术推出的高性能双振镜运动控制器，集成了2个百兆以太网口，支持EtherCAT、EtherNET、CAN、RS232、RS485、24路通用数字输入、20路通用数字输出、2路通用模拟量输出、2路通用模拟量输入、4个本地差分脉冲轴接口、1个MPG手轮编码器接口、2个带反馈振镜接口、1个LASER激光专用接口、1个FIBER激光器接口。开放式系统框图如下所示：

ZMC408SCAN-V22总线控制器支持EtherCAT总线连接，支持最快500μs的刷新周期，支持最多达16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、虚拟轴设置等；采用优化的网络通讯协议可以实现实时的运动控制。

ZMC408SCAN-V22通过CAN、EtherCAT总线可以连接各个扩展模块，从而扩展数字量、模拟量或运动轴。可以在

Windows，Linux，Mac，Android，Wince各种操作系统下开发，提供vc，c#，vb.net，labview等各种环境的dll库。上位机软件编程参考《ZMotion PC函数库编程手册》。

02 Ubuntu+Qt进行CAD图形标刻项目的开发

1.在Qt Creator菜单选择“文件”→“新建文件或项目...”，打开创建项目向导。选择Application项目集，创建Qt Widgets Application项目，设置项目名称和保存位置。

2.导入厂家提供的相关函数库及头文件。

（1）将zmotion.h和zmcaux.h、zmcaux.cpp、ZmotionCad3.h以及libzmotion.so和libZmotionCAD3.so库复制到新建的项目文件夹中。

（2）在Qt Creator选择新建的Qt项目右击选择“添加库...”→“外部库”点击下一步，将刚才复制到项目文件夹上的libzmotion.so和libZmotionCAD3.so库文件导入到项目中。

（3）在Qt Creator下右击新建的Qt项目，选择“添加现有文件...”，将之前复制到项目文件下的头文件zmotion.h和ZScancorrect.h以及zmcaux.cpp和zmcaux.h添加到项目中。

（4）函数库添加成功后，打开pro文件可以看到相关的函数库和头文件信息。此时已经将例程需要用到的函数库和头文件都加入到项目中了，接下来开始实现例程。

03CAD图形标刻流程以及相关函数介绍

1.CAD图形标刻流程图

2.相关函数介绍

（1）连接控制器。

（2）导入CAD图形。

（3）取消CAD图形导入，释放整个图层链表。

（4）获取CAD图形的范围。

（5）CAD图形解析后的链表结构，CAD库通过双向循环链表来存放具体的图形数据以及解析后的坐标数据。

typedef struct Struct_ZCad_VectGroup
{
    int m_itemtype; //类型
    struct Struct_ZCad_VectGroup *m_prev;
    struct Struct_ZCad_VectGroup *m_pnext;
    int     m_GroupNum;       //组号
    uint32  m_ColorPen;       //颜色 DWORD
    Struct_ZCad_Vect *m_pVect; //曲线列表    
}Struct_ZCad_VectGroup;

（6）下载三次文件。

（7）通用命令执行接口。

（8）获取输出口的状态。

04 CAD图形标刻的实现例程

CAD图形标刻例程主要是使用CAD库对CAD图形进行解析，将图形数据解析为链表结构，通过对链表的遍历，获取图形的坐标数据，将所有坐标点数据生成三次文件字符串，下载到控制器中，即可实现CAD图形的标刻。

1.导入CAD图形。

void MainWindow::on_import_2_clicked()
{
    data_Load();  //获取界面的设置参数
    strFile3.clear();
    LaserScan_z3p_Init();  //三次文件字符串初始化
    QString qstr = ui->file_route->text();  //获取CAD图形的路径和文件名
    QByteArray byteArray = qstr.toUtf8();
    const char* cstr = byteArray.constData();
    m_pGraph = ZMotionCad3_ImportVectGraph(cstr,1016,0,0.001,0); // 导入图形生成轨迹
    update();  //更新界面图形
}

2.遍历链表，生成三次文件字符串，首先获取CAD图形 数据，开始遍历链表，通过内部实现的空移、开光、标刻、关光函数接口生成三次文件字符串。以下是部分实现代码。

if(m_pGraph !=NULL)
{
    Struct_ZCad_VectGroup *ps = m_pGraph;
    do
    {
        Struct_ZCad_Vect * pVect = ps->m_pVect;
        do
        {
            Struct_ZCad_Seg * pSeg = pVect->m_pLine;
            //空移到起点
            LaserScan_z3p_EmptyMove(strFile3,pSeg->x1,pSeg->y1,markPara.JumpSpeed,markPara.JumpDelay);
            //开光
            LaserScan_z3p_OpenLight(strFile3,io_value.emit_io,markPara.OpenDelay,markPara.MarkSpeed);
            int i = 0;
            do
            {
                if(!pSeg->m_Param1)
                {
                    // 运动
                    strFile3 += QString("MOVESCANABS(%1,%2)n").arg(pSeg->x2).arg(pSeg->y2);
                }
                i++;
                pSeg = pSeg->m_pnext;
            }while(pSeg != pVect->m_pLine);
            //关光
            LaserScan_z3p_CloseLight(strFile3,io_value.emit_io,markPara.CloseDelay,markPara.JumpDelay);
            pVect = pVect->m_pnext;
        }while(pVect != ps->m_pVect);
        ps = ps->m_pnext;
    }while(ps != m_pGraph);
}

3.取消图形导入，清空图形链表，调用接口函数，清空链表，同时更新界面即可。

void MainWindow::on_cancel_clicked()
{
    ZMotionCad3_DeleteChain((Struct_ZCad_Item *)m_pGraph);
    m_pGraph = NULL;
    update();
}

4.将三次文件字符串下载到控制器中。

void MainWindow::on_create_File3_clicked()
{
    ZMC_DownMem3File(g_handle,strFile3.toLatin1().data(),strFile3.length(),"Zmc_CAD.z3p");
    QString filePath = "Zmc_CAD.z3p";
    QFile file(filePath);
    if (file.open(QIODevice::WriteOnly | QIODevice::Text))
    {
        QTextStream stream(&file);
        stream < < strFile3;
        file.close();
        qDebug() < < "File saved successfully:" < < filePath;
    }
    else
    {
        qDebug() < < "Failed to open file for writing:" < < filePath;
    }
}

5.使用在线命令执行三次文件，标刻CAD图形。

void MainWindow::on_but_Mark_clicked()
{
    if( 0 == g_handle)
    {
        QMessageBox::warning(this,"提示","控制器未连接！");
        return;
    }
    char Response[1024];
    ZMC_Execute(g_handle,"FILE3_RUN  "Zmc_CAD.z3p",7 ",500,Response,1024);
}

05 CAD图形标刻的实现效果

1.连接控制器，设置激光器以及工艺参数。

2.选择CAD图形导入，绘制图形。

3.生成三次文件，标刻CAD图形。

4.使用示波器抓取标刻的CAD图形。

本次，正运动技术开放式激光振镜运动控制器在Ubuntu+Qt下CAD图形标刻，就分享到这里。

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审核编辑 黄宇