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01 ZMC432-V2運動控制器介紹

ZMC432-V2高性能多軸運動控制器是一款兼容EtherCAT總線和脈沖型的獨立式運動控制器，自帶6軸本地差分脈沖軸，最多可擴展至32軸，能實現(xiàn)總線軸+脈沖軸混合插補的多軸運動控制場合。同時支持正運動遠(yuǎn)程顯示功能，能提供網(wǎng)絡(luò)組態(tài)顯示，可實時監(jiān)控和調(diào)整參數(shù)配置。

ZMC432-V2硬件功能特性：

（1）支持32軸運動控制（脈沖+EtherCAT總線），EtherCAT最小通訊周期可達(dá)125us；

（2）24路通用輸入、12路通用輸出，2路模擬量輸出(DA)，其中包括2路高速輸入和2路高速輸出；

（3）6路差分脈沖軸輸出，總線軸、脈沖軸可混合插補；

（4）內(nèi)置多項實時性運動控制功能，例如視覺飛拍、多維PSO、高速位置鎖存，多軸同步運行等；

（5）可通過EtherCAT擴展模塊進(jìn)行IO硬件資源擴展，可擴展至4096個隔離輸入口和4096個隔離輸出口；

（6）具備豐富的運動控制功能，如點位運動、電子凸輪、直線插補、圓弧插補、連續(xù)軌跡加工；

（7）支持掉電檢測、掉電存儲，多種程序加密方式，能夠有效防止系統(tǒng)故障，保護(hù)項目工程文件數(shù)據(jù)，并提高系統(tǒng)的可靠性；

（8）通過純國產(chǎn)IDE開發(fā)環(huán)境RTSys進(jìn)行項目開發(fā)，可實時仿真、在線跟蹤以及診斷與調(diào)試，簡便易用，支持多種高級上位機語言聯(lián)合編程進(jìn)行二次開發(fā)。

02 內(nèi)容回顧

回顧上期推文，我們對CAD導(dǎo)圖和小線段速度前瞻的C#Demo中的CAD導(dǎo)圖模塊進(jìn)行了大致的介紹（詳情點擊→C#運動控制開源(一):CAD導(dǎo)圖和小線段速度前瞻的優(yōu)化之CAD導(dǎo)圖），本期推文我們將對參數(shù)設(shè)置和前瞻優(yōu)化以及運動指令下發(fā)這三個功能進(jìn)行介紹。

參數(shù)設(shè)置主要是設(shè)置對應(yīng)軸參數(shù)和加工參數(shù)。

前瞻優(yōu)化的作用尤為關(guān)鍵，若CAD導(dǎo)圖軌跡為復(fù)雜異形軌跡，導(dǎo)出后往往會生成大量小線段。這時候想要保證機臺加工高效平穩(wěn)，則需要通過運動前瞻算法對軌跡進(jìn)行一定程度的平滑，并且在拐彎點合理降速，曲線段整體也要合理降速，保證各分軸速度連續(xù)不出現(xiàn)速度突變。

在前瞻優(yōu)化過后則需要用對應(yīng)函數(shù)把軌跡下發(fā)到控制器中運行。

03 C#使用運動函數(shù)庫和軌跡平滑庫進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和前瞻優(yōu)化

正運動技術(shù)提供開放的Zmotion，ZAuxdll運動函數(shù)庫和專門的ZTrackSmooth前瞻平滑庫，可以對CAD等獲得的軌跡進(jìn)行前瞻優(yōu)化，通過運動函數(shù)庫下發(fā)到控制器中執(zhí)行，保證運行的高效平穩(wěn)。

1.在VS2019菜單“文件”→“新建”→“項目”，啟動創(chuàng)建項目向?qū)А?/p>

2.選擇開發(fā)語言為“C#”和Windows窗體應(yīng)用程序，點擊下一步。

3.配置好項目名稱和位置，以及相應(yīng)框架，點擊創(chuàng)建。

4.找到廠家提供的光盤資料里面的C#函數(shù)庫，路徑如下（64位庫為例）。

進(jìn)入廠商提供的光盤資料，找到zauxdll.dll，zmotion.dll和Zmcaux.cs這三個庫文件。庫文件路徑：【00光盤資料】→【04PC函數(shù)】→【01PC函數(shù)庫V2.1】→【W(wǎng)indows平臺】→【C#】→【64位】→【庫文件】。

5.將廠商提供的C#的庫文件以及相關(guān)文件復(fù)制到新建的項目中。

（1）將zmcaux.cs文件復(fù)制到新建的項目里面中。

（2）將zauxdll.dll和zmotion.dll文件放入bin\debug文件夾中。

（3）將Zmcaux.cs文件添加進(jìn)項目中。右鍵項目名稱，選擇添加，再選擇現(xiàn)有項，選擇Zmcaux.cs文件。

6.雙擊Form1.cs里面的Form1，出現(xiàn)代碼編輯界面，在文件開頭寫入using cszmcaux。

7.至此，項目新建完成，可進(jìn)行C#項目開發(fā)。

例程界面如下：

前瞻優(yōu)化下發(fā)運動流程：

這次推文介紹到的參數(shù)設(shè)置，前瞻優(yōu)化，運動指令下發(fā)的內(nèi)容基本都放在了ZmotionCard.cs中，方便大家學(xué)習(xí)。

功能一：軸參數(shù)配置以及單軸測試

步驟1：連接控制器并初始化參數(shù)

ZAux_OpenEth(string ipaddr, out IntPtr phandle)   //網(wǎng)口連接控制器
ZAux_Direct_SetUnits(IntPtr handle, int iaxis, float fValue)	//設(shè)置脈沖當(dāng)量
ZAux_Direct_SetSpeed(IntPtr handle, int iaxis, float fValue)	//設(shè)置速度
ZAux_Direct_SetDecel(IntPtr handle, int iaxis, float fValue)	//設(shè)置加速度
ZAux_Direct_SetSramp(IntPtr handle, int iaxis, float fValue)	//設(shè)置加減速時間ZAux_Direct_SetFastDec(IntPtr handle, int iaxis, float iValue)	//設(shè)置快減減速度
正運動的所有函數(shù)都可以接受函數(shù)返回值，非0即是錯誤碼，可以用錯誤碼判斷函數(shù)下發(fā)情況
通過ZAux_OpenEth連接控制器，然后讀取對應(yīng)參數(shù)設(shè)置到控制器中，具體代碼實現(xiàn):
#region
初始化運動控制控卡
public bool ZmcCardIni(string strIpAddress)
{
    //讀取運動控制參數(shù)
    ReadPara();
    int iret = 0;
    //打開運動控制器(ip"192.168.0.11" 正運動控制卡 ; ip"127.0.0.1" 正運動仿真器)
    iret += zmcaux.ZAux_OpenEth(strIpAddress, out g_handle); CommandHandler("ZAux_OpenEth", iret);
    //設(shè)置初始軸參數(shù)
    iret += AxisParaSet();
    //返回結(jié)果：如果運動控制指令返回值為0，初始化成功
    return iret == 0 ? m_bInited = true : m_bInited = false;
}
#endregion
#region
設(shè)置軸參數(shù)
public int AxisParaSet()
{
    int iret = 0;
    int[] axisnum = { m_nAxis_X, m_nAxis_Y, m_nAxis_Z, m_nAxis_U };
    float[] units = { (float)(m_nAxis_X_OnePul * m_dAxis_X_Ratio / m_dAxis_X_Lead), (float)(m_nAxis_Y_OnePul * m_dAxis_Y_Ratio / m_dAxis_Y_Lead), (float)(m_nAxis_Z_OnePul * m_dAxis_Z_Ratio / m_dAxis_Z_Lead), (float)(m_nAxis_U_OnePul * m_dAxis_U_Ratio / m_dAxis_U_Lead) };     //脈沖當(dāng)量,單位pulse
    float[] speed = { (float)m_dAxis_X_NormalSpeed, (float)m_dAxis_Y_NormalSpeed, (float)m_dAxis_Z_NormalSpeed, (float)m_dAxis_U_NormalSpeed };  //初始速度,units/s
    float[] accel = { (float)m_dAxis_X_Acc, (float)m_dAxis_Y_Acc, (float)m_dAxis_Z_Acc, (float)m_dAxis_U_Acc }; //初始加速度,units/s2
    float[] decel = { (float)m_dAxis_X_Dec, (float)m_dAxis_Y_Acc, (float)m_dAxis_Z_Acc, (float)m_dAxis_U_Acc }; //初始減速度,units/s2
    float[] sramp = { m_nAxis_X_Sramp, m_nAxis_Y_Sramp, m_nAxis_Z_Sramp, m_nAxis_U_Sramp }; //加減速時間
    float[] fslimit = { (float)m_dAxis_X_Fs, (float)m_dAxis_Y_Fs, (float)m_dAxis_Z_Fs, (float)m_dAxis_U_Fs };   //正軟限位
    float[] rslimit = { (float)m_dAxis_X_Rs, (float)m_dAxis_Y_Rs, (float)m_dAxis_Z_Rs, (float)m_dAxis_U_Rs };    //負(fù)軟限位
    int[] datumin = { m_nAxis_X_DatumIn, m_nAxis_Y_DatumIn, m_nAxis_Z_DatumIn, m_nAxis_U_DatumIn }; //原點in
    int[] fwdin = { m_nAxis_X_FwdIn, m_nAxis_Y_FwdIn, m_nAxis_Z_FwdIn, m_nAxis_U_FwdIn };       //正限位in
    int[] revin = { m_nAxis_X_RevIn, m_nAxis_Y_RevIn, m_nAxis_Z_RevIn, m_nAxis_U_RevIn };   //負(fù)限位in
    float[] fastdec = { (float)m_dAxis_X_FastDec, (float)m_dAxis_Y_FastDec, (float)m_dAxis_Z_FastDec, (float)m_dAxis_U_FastDec }; //初始急停減速度,units/s2
    float[] creep = { (float)m_dAxis_X_Creep, (float)m_dAxis_Y_Creep, (float)m_dAxis_Z_Creep, (float)m_dAxis_U_Creep };                   //初始回原爬行速度,units/s
    //若句柄g_handle為0說明鏈接控制卡失敗,返回值sRtn為非0錯誤碼。
    if (g_handle != (IntPtr)0)
    {
        for (int i = 0; i < m_AxisNum; i++)
        {
            //設(shè)置各軸的運動參數(shù)
            iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, axisnum[i], units[i]); CommandHandler("ZAux_Direct_SetUnits", iret);
            iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, axisnum[i], speed[i]); CommandHandler("ZAux_Direct_SetSpeed", iret);
            iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, axisnum[i], accel[i]); CommandHandler("ZAux_Direct_SetAccel", iret);
            iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetDecel(g_handle, axisnum[i], decel[i]); CommandHandler("ZAux_Direct_SetDecel", iret);
            iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetSramp(g_handle, axisnum[i], sramp[i]); CommandHandler("ZAux_Direct_SetSramp", iret);
            iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetFastDec(g_handle, axisnum[i], fastdec[i]); CommandHandler("ZAux_Direct_SetFastDec", iret);
            //設(shè)置各軸的正限位、負(fù)限位、原點、報警信號 所對應(yīng)的輸入口
            iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetFsLimit(g_handle, axisnum[i], fslimit[i]); CommandHandler("ZAux_Direct_SetFsLimit", iret);
            iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetRsLimit(g_handle, axisnum[i], rslimit[i]); CommandHandler("ZAux_Direct_SetRsLimit", iret);
            iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetFwdIn(g_handle, axisnum[i], fwdin[i]); CommandHandler("ZAux_Direct_SetFwdIn", iret);
            iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetRevIn(g_handle, axisnum[i], revin[i]); CommandHandler("ZAux_Direct_SetRevIn", iret);
            iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetDatumIn(g_handle, axisnum[i], datumin[i]); CommandHandler("ZAux_Direct_SetDatumIn", iret);
        }
    }
    return iret;
}
#endregion

?步驟2：單軸測試

ZAux_Direct_Single_Vmove(IntPtr handle, int iaxis, int idir)		//單軸持續(xù)運動ZAux_Direct_Single_Move(IntPtr handle, int iaxis, float fdistance)	//單軸相對運動ZAux_Direct_Single_MoveAbs(IntPtr handle, int iaxis, float fdistance)//絕對運動ZAux_Direct_Single_Cancel(IntPtr handle, int iaxis, int imode)//單軸停止
ZAux_Direct_SetFsLimit(IntPtr handle, int iaxis, float fValue)	//設(shè)置正向軟限位
ZAux_Direct_SetRsLimit(IntPtr handle, int iaxis, float fValue)	//設(shè)置負(fù)向軟限位
ZAux_Direct_SetFwdIn(IntPtr handle, int iaxis, int iValue)	//設(shè)置正硬限位映射
ZAux_Direct_SetRevIn(IntPtr handle, int iaxis, int iValue)	//設(shè)置負(fù)硬限位映射
ZAux_Direct_SetDatumIn(IntPtr handle, int iaxis, int iValue)	//設(shè)置原點映射
ZAux_Direct_Single_Datum(IntPtr handle, int iaxis, int imode)	//控制器回零
ZAux_BusCmd_Datum(IntPtr handle, UInt32 iaxis, UInt32 homemode)	//驅(qū)動器回零
設(shè)置好參數(shù)后可以通過按鈕調(diào)用對應(yīng)單軸軸控功能進(jìn)行測試，具體代碼如下:
#region
軸持續(xù)運動(不阻塞)
public int AxisVmove(int nAxis, bool bdir, float speed)
{
    //判斷控制卡是否初始化成功
    if (!m_bInited)
        return -1;  //-1代表初始化未成功
    int iret = 0;
    iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, nAxis, speed); CommandHandler("ZAux_Direct_SetSpeed", iret);
    if (bdir)       //正向
    {
        iret += zmcaux.ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle, nAxis, 1); CommandHandler("ZAux_Direct_Single_Vmove", iret);
    }
    else       //負(fù)向
    {
        iret += zmcaux.ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle, nAxis, -1); CommandHandler("ZAux_Direct_Single_Vmove", iret);
    }
    return iret;
}
#endregion
#region
軸相對運動(不阻塞)
public int AxisMove(int nAxis, float speed, float dis)
{    //判斷控制卡是否初始化成功
    if (!m_bInited)
        return -1;  //-1代表初始化未成功
    int iret = 0;
    iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, nAxis, speed); CommandHandler("ZAux_Direct_SetSpeed", iret);
    iret += zmcaux.ZAux_Direct_Single_Move(g_handle, nAxis, dis); CommandHandler("ZAux_Direct_Single_Move", iret);
    return iret;
}
#endregion
#region
軸絕對運動(不阻塞)
public int AxisMoveAbs(int nAxis, float speed, float dis)
{
    //判斷控制卡是否初始化成功
    if (!m_bInited)
        return -1;  //-1代表初始化未成功
    int iret = 0;
    iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, nAxis, speed); CommandHandler("ZAux_Direct_SetSpeed", iret);
    iret += zmcaux.ZAux_Direct_Single_MoveAbs(g_handle, nAxis, dis); CommandHandler("ZAux_Direct_Single_Move", iret);
    return iret;
}
#endregion
#region
單軸停止(不阻塞)
public int AxisCancel(int nAxis)
{
    //判斷控制卡是否初始化成功
    if (!m_bInited)
        return -1;  //-1代表初始化未成功
    int iret = 0;
    iret += zmcaux.ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle, nAxis, 2); CommandHandler("ZAux_Direct_Single_Cancel", iret);
    return iret;}#endregion#region檢測軸是否正常運動完成
public bool CheckAxisIdle(int imaxaxises, int[] piAxislist)
{
    //判斷控制卡是否初始化成功
    if (!m_bInited)
        return false;  //-1代表初始化未成功
    int iret = 0;
    for (int i = 0; i < imaxaxises; i++)
    {
        int idle = 0;
        while (true)
        {
            iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle, piAxislist[i], ref idle); CommandHandler("ZAux_Direct_GetIfIdle", iret);
            if (iret != 0) return false;
            if (idle == -1) break;
        }
    }
    return true;
}
#endregion
#region軸單獨回原(下發(fā)進(jìn)緩沖,程序不阻塞)
public int AxisHome(int nAxis, int homemode, float homespeed, float homecreep, bool ifbushome, float homeoffset)
{
    //判斷控制卡是否初始化成功
    if (!m_bInited)
        return -1;  //-1代表初始化未成功
    int iret = 0;
    StringBuilder cmdbuffack = new StringBuilder(2048);
    iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, nAxis, homespeed); CommandHandler("ZAux_Direct_SetSpeed", iret);
    iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetCreep(g_handle, nAxis, homecreep); CommandHandler("ZAux_Direct_SetCreep", iret);
    iret += zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, $"DATUM_OFFSET({nAxis}) = {homeoffset}", cmdbuffack, 2048); CommandHandler("ZAux_DirectCommand", iret);
    if (!ifbushome)
    {
        //控制器回零
        iret += zmcaux.ZAux_Direct_Single_Datum(g_handle, nAxis, homemode); CommandHandler("ZAux_Direct_Single_Datum", iret);
    }
    else
    {
        //驅(qū)動器回零
        iret += zmcaux.ZAux_BusCmd_Datum(g_handle, (uint)nAxis, (uint)homemode); CommandHandler("ZAux_BusCmd_Datum", iret);
    }
    return iret;
}
#endregion

功能二：前瞻參數(shù)設(shè)置

?步驟1：設(shè)置控制器前瞻參數(shù)

之前推文也有介紹過，控制器的運動前瞻主要通過Corner_mode進(jìn)行設(shè)置?？刂破鞯那罢爸饕幸韵聨讉€功能:

（一）Corner_Mode設(shè)置

1.拐角減速

拐角減速功能解決的問題是：當(dāng)指令間夾角過大時，如果仍以較大速度運行，會在夾角處產(chǎn)生較大的機械沖擊，軌跡偏離。

控制器會對指令間軌跡變化的夾角進(jìn)行提前識別，比較其與減速/停止角的大小關(guān)系，提前決定是否進(jìn)行減速，保證在指令連接處平穩(wěn)過渡。

如圖，OA過渡AB段位置時角度小于減速角度則，S1-S2段不進(jìn)行減速，AB過渡BC段時角度大于減速角度則進(jìn)行減速處理過渡過程如S2-S3段，BC過渡CD段角度大于停止角度速度需要降到零如S3-S4段位置處理。執(zhí)行效果如下：

（1）未開啟拐角減速

（2）開啟拐角減速

→達(dá)到減速角度，未達(dá)到停止角度，部分減速。

→達(dá)到停止角度，完全減速。

2.小圓限速

小圓限速功能用于處理在運行軌跡中可能運行圓弧軌跡擬合成的小圓，由于角度偏轉(zhuǎn)較大導(dǎo)致出現(xiàn)軌跡偏轉(zhuǎn)，因此在這種位置需要進(jìn)行速度限制的處理。開啟小圓限速，小圓半徑超過限速半徑的時候不會對速度限制，小圓半徑小于限速半徑的時候則會開始對速度進(jìn)行限制。

3.自動倒角

自動倒角功能一般是用于拐角處按照一定的倒角半徑進(jìn)行軌跡的弧度化處理，使速度變化更平滑。如圖所示：

（1）未開啟倒角

（2）開啟倒角

（二）適用于小線段應(yīng)用的新平滑指令(高系列控制器支持)

針對連續(xù)小線段應(yīng)用，可以開啟zsmooth_mode平滑速度曲線模式，效果顯著。

1.啟用平滑速度曲線模式

①zsmooth_start()

②zsmooth_end()

上述兩個basic指令是用于開啟和關(guān)閉新的平滑模式，這兩個指令都是進(jìn)入緩沖的，記得一定要調(diào)用zsmooth_end指令，否則可能導(dǎo)致最后幾個小運動段位于等待狀態(tài)?？梢蕴崆跋日{(diào)用一次zsmooth_end，以防上次沒有正常關(guān)閉。

在PC程序里調(diào)用的話可以用Execute函數(shù)發(fā)送字符串，注意：zsmooth_start()是作用于某個軸的，如果前面沒有base指令的話，就要用axis指令指定軸號，用法應(yīng)該是zsmooth_start() axis(xxx)，而不是zsmooth_start(xxx)。下圖execute示例主軸為軸0。

開啟新的平滑模式后，zsmooth的效果就非常強。數(shù)值越大越平滑，但如果小線段點間隔過大，并且zsmooth也很大，可能會造成運動軌跡變形。如果出現(xiàn)變形，要么減小zsmooth，或者減少小線段的間隔。

2.設(shè)置CORNER_ACCEL

CORNER_ACCEL類似之前的小圓限速，默認(rèn)值0不生效，設(shè)置數(shù)值后替換FULL_SP_RADIUS。

用于在曲率較大的地方去合理降速。這個拐彎加速度的大致理解為v=sqrt(a * r)，這個a就是拐彎加速度。

3.設(shè)置JERK

JERK用來控制加加速度大小，可以讓合成速度的不平滑處更平滑，也會約束空跑階段的加速度大小。默認(rèn)值0不生效，設(shè)置值后替換SRAMP。

相關(guān)函數(shù)：

ZAux_Direct_SetCornerMode(IntPtr handle, int iaxis, int pfValue)
ZAux_Direct_SetMerge(IntPtr handle, int iaxis, int iValue)
ZAux_Direct_SetFullSpRadius(IntPtr handle, int iaxis, float fValue)
ZAux_Direct_SetZsmooth(IntPtr handle, int iaxis, float fValue)
ZAux_Direct_SetDecelAngle(IntPtr handle, int iaxis, float fValue)
ZAux_Direct_SetStopAngle(IntPtr handle, int iaxis, float fValue)
ZAux_Direct_SetStartMoveSpeed(IntPtr handle, int iaxis, float fValue)
ZAux_Direct_SetEndMoveSpeed(IntPtr handle, int iaxis, float fValue)
在運動開始前設(shè)置好控制器運動前瞻參數(shù)，具體代碼如下
#region
控制器前瞻參數(shù)初始化
public bool RunParaIni()
{
    //判斷控制卡是否初始化成功
    if (!m_bInited)
        return false;  //-1代表初始化未成功
    int iret = 0;
    //控制器前瞻參數(shù)設(shè)置到主軸上
    iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetCornerMode(g_handle, m_nAxis_X, m_nCornerMode); CommandHandler("ZAux_Direct_SetCornerMode", iret);   //Corner_Mode
    iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetMerge(g_handle, m_nAxis_X, 1); CommandHandler("ZAux_Direct_SetMerge", iret);       //打開連續(xù)插補 
   iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetFullSpRadius(g_handle, m_nAxis_X, m_fLimitR); CommandHandler("ZAux_Direct_SetFullSpRadius", iret);    //設(shè)置小圓限速半徑
    StringBuilder cmdbuffack = new StringBuilder(2048);
    iret += zmcaux.ZAux_Execute(g_handle, "SPLIMIT_RADIUS(" + m_nAxis_X.ToString() + ") = " + m_fLimitRMinSp.ToString(), cmdbuffack, 2048);  CommandHandler("ZAux_Execute", iret);//小圓限速最小限速    iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetZsmooth(g_handle, m_nAxis_X, m_fZsmooth); CommandHandler("ZAux_Direct_SetZsmooth", iret); //倒角半徑
    iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetDecelAngle(g_handle, m_nAxis_X, (float)((m_fDecelAngle / 180) * Math.PI)); CommandHandler("ZAux_Direct_SetDecelAngle", iret);      //減速角
    iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetStopAngle(g_handle, m_nAxis_X, (float)((m_fStopAngle / 180) * Math.PI)); CommandHandler("ZAux_Direct_SetStopAngle", iret);    //停止角
    iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetStartMoveSpeed(g_handle, m_nAxis_X, m_fXYSpeed); CommandHandler("ZAux_Direct_SetStartMoveSpeed", iret);     //起始速度設(shè)置成加工速度
    iret += zmcaux.ZAux_Direct_SetEndMoveSpeed(g_handle, m_nAxis_X, m_fXYSpeed); CommandHandler("ZAux_Direct_SetEndMoveSpeed", iret);    //結(jié)束速度設(shè)置成加工速度
    if (iret != 0) return false;
    return true;
}
#endregion

?步驟2：設(shè)置ZTrackSmooth平滑參數(shù)

在cad導(dǎo)出小線段數(shù)組后，可以通過ZTrackSmooth.dll庫中提供的ZTS_ContinueSmoothAndSpeed函數(shù)進(jìn)行運動前瞻規(guī)劃，它的作用主要是通過給定參數(shù)用樣條方式去連續(xù)平滑軌跡，并且在拐彎點和曲線段合理降速。

主要函數(shù)：

public static extern Int32 ZTS_ContinueSmoothAndSpeed2(IntPtr pzmcHandle, double[] pDataPoints, UInt32 dataPointsNum, byte axisCnt
, double disErr, double splineDisPrecision, double cornerAccel, double maxSpeed, double[] plimitR
, double[] plimitRSp, UInt32 limitRCnt, out IntPtr pSmoothPoints
, out IntPtr parryLine, out IntPtr parryForceSp, out IntPtr parryLmtSp, out IntPtr parryR,ref UInt32 pSmoothPointsNum)

● pDataPoints：傳入的cad導(dǎo)出的小線段數(shù)組。

● pSmoothPoints：平滑過后的坐標(biāo)點集。

● parryLmtSp：輸出每個點限速(mm/s)，對應(yīng)每條線段，用movelimit運行，<=0就不用設(shè)置//。

● parryForceSp：輸出的每段force_speed運行速度。

● disErr：參考誤差系數(shù)（設(shè)置越大，拐點處軌跡誤差越大，默認(rèn)可輸入1）。用來控制高級平滑算法平滑后的軌跡與原軌跡之間最大參考誤差，當(dāng)此參數(shù)設(shè)置越大，平滑后的軌跡距離原軌跡的最大誤差也越大，同時平滑效果越好，運動時的速度可以達(dá)到更快，曲率大的地方過彎速度可以更快，反之則是相反的效果。

同一段軌跡：

此參數(shù)是設(shè)置為1.0

此參數(shù)設(shè)3.0

● splineDisPrecision：樣條最小線段的參考長度（設(shè)置的越小，樣條拆分越細(xì)）默認(rèn)可輸入0.1。用來平滑高級平滑后的軌跡是原來離散點的參考倍數(shù)，默認(rèn)0.1即可，代表10倍。此參數(shù)設(shè)置的倍數(shù)，平滑后的軌跡越密集，最小設(shè)置為4倍(0.25)，最大建議不要設(shè)置超過20(0.05)。

設(shè)置為4倍：

設(shè)置為10倍：

● plimitR：限速半徑數(shù)組，不同的限速半徑對應(yīng)不同的限速值。

● plimitRSp：限速半徑速度數(shù)組，和限速半徑數(shù)組對應(yīng)。

● limitRCnt：限速半徑的個數(shù)。用來根據(jù)曲率半徑對應(yīng)的限制速度進(jìn)行曲線段限速。和控制器底層的小圓限速區(qū)別在于：

①小圓限速只需要設(shè)置最大限速半徑，限制速度和最小速度，然后根據(jù)實際圓速度=限制速度*實際半徑/限速最大半徑進(jìn)行線性限速；

②該函數(shù)可以通過設(shè)置分段限速，應(yīng)對上面小圓限速效果不好的時候，更可以根據(jù)實際機臺效果進(jìn)行設(shè)置，比如設(shè)置限速半徑和對應(yīng)限速值為:

獲得CAD軌跡數(shù)據(jù)后可以通過ZTS_ContinueSmoothAndSpeed2進(jìn)行前瞻優(yōu)化，然后按照一定格式下發(fā)進(jìn)控制器，具體代碼如下:

#region
ZTrackSmooth函數(shù)平滑下發(fā)
public int SmoothByZTrackDown(double[] originalPos,ref float StartRDpos)
{
    //判斷控制卡是否初始化成功
    if (!m_bInited)
        return -1;  //-1代表初始化未成功
    int iret = 0;
    UInt32 pSmoothPointsNum = 0;
    IntPtr pSmoothPoints = (IntPtr)0;
    IntPtr parryLine = (IntPtr)0;
    IntPtr parryForceSp = (IntPtr)0;
    IntPtr parryLmtSp = (IntPtr)0;
    IntPtr parryR = (IntPtr)0;
    ZTrackSmooth.ZTS_Delete(pSmoothPoints);
    ZTrackSmooth.ZTS_Delete(parryLine);
    ZTrackSmooth.ZTS_Delete(parryForceSp);
    ZTrackSmooth.ZTS_Delete(parryLmtSp);
    ZTrackSmooth.ZTS_Delete(parryR);
    //使用函數(shù)平滑
    if (m_dLimitRArray.Length > 0)      //有設(shè)置非線性小圓限速
        iret = ZTrackSmooth.ZTS_ContinueSmoothAndSpeed2(g_handle, originalPos, Convert.ToUInt16(originalPos.Length / 2), 2, m_dDiserr, m_dSplineDis, m_dCornerAccel, m_fXYSpeed, m_dLimitRArray, m_dLimitRSpArray, (uint)m_dLimitRArray.Length, out pSmoothPoints, out parryLine, out parryForceSp, out parryLmtSp, out parryR, ref pSmoothPointsNum); 
   else
        iret = ZTrackSmooth.ZTS_ContinueSmoothAndSpeed2(g_handle, originalPos, Convert.ToUInt16(originalPos.Length / 2), 2, m_dDiserr, m_dSplineDis, m_dCornerAccel, m_fXYSpeed, new double[] { 0.1, m_fLimitR }, new double[] { m_fXYSpeed, m_fXYSpeed }, 2, out pSmoothPoints, out parryLine, out parryForceSp, out parryLmtSp, out parryR, ref pSmoothPointsNum); 
   //提出平滑后的軌跡
    double[] SmoothPos = new double[pSmoothPointsNum * 2];
    double[] SmoothSpeed = new double[pSmoothPointsNum];
    double[] SmoothLimSp = new double[pSmoothPointsNum];
    double[] SmoothR = new double[pSmoothPointsNum];
    Marshal.Copy(pSmoothPoints, SmoothPos, 0, (int)(pSmoothPointsNum * 2));
    Marshal.Copy(parryForceSp, SmoothSpeed, 0, (int)(pSmoothPointsNum));
    Marshal.Copy(parryLmtSp, SmoothLimSp, 0, (int)(pSmoothPointsNum));
    Marshal.Copy(parryR, SmoothR, 0, (int)(pSmoothPointsNum));
    StringBuilder cmdbuffack = new StringBuilder(2048);
    double rdpos = StartRDpos;
    //下發(fā)平滑軌跡
    for (uint i = 0; i < pSmoothPointsNum; i++)
    {
        float[] targetpos = new float[2];
        targetpos[0] = (float)SmoothPos[i * 2 + 0];
        targetpos[1] = (float)SmoothPos[i * 2 + 1];
        float runspeed = m_fXYSpeed;
        float limitspeed = m_fXYSpeed;
        runspeed = (float)SmoothSpeed[i];
        limitspeed = (float)SmoothLimSp[i];
        //計算該點需要轉(zhuǎn)的角度值
        if (i < pSmoothPointsNum - 2 && i >= 0)
        {
            double moveangle = CalculateAngleWithX((float)SmoothPos[(i) * 2 + 0], (float)SmoothPos[(i) * 2 + 1], (float)SmoothPos[(i + 1) * 2 + 0], (float)SmoothPos[(i + 1) * 2 + 1]);
            rdpos = MoveR(moveangle, StartRDpos);
        }
        StartRDpos = (float)rdpos;
        if (m_b3FileDown) Z3pFile_LineString(targetpos[0], targetpos[1], rdpos, runspeed, limitspeed, i);
        else Command_LineString(targetpos[0], targetpos[1], rdpos, runspeed, limitspeed, i);
    }
    ZTrackSmooth.ZTS_Delete(pSmoothPoints);
    ZTrackSmooth.ZTS_Delete(parryLine);
    ZTrackSmooth.ZTS_Delete(parryForceSp);
    ZTrackSmooth.ZTS_Delete(parryLmtSp);
    ZTrackSmooth.ZTS_Delete(parryR);
    return iret;
}
#endregion

功能三：運動軌跡下發(fā)

?步驟1：函數(shù)形式批量下發(fā)

如果用傳統(tǒng)的PC調(diào)用API指令方式下發(fā)運動方式執(zhí)行，指令調(diào)用速度可能遠(yuǎn)長于運動執(zhí)行時間，造成運動不連續(xù)，控制效果不理想的情況。

正運動的Zaux_DirectCommand函數(shù)可以自定義封裝下發(fā)批量運動指令，實現(xiàn)效率的提升。

相關(guān)函數(shù)：

ZAux_DirectCommand(IntPtr handle, string pszCommand, StringBuilder psResponse, UInt32 uiResponseLength)
ZAux_Execute(IntPtr handle, string pszCommand, StringBuilder psResponse, UInt32 uiResponseLength)

對應(yīng)下發(fā)代碼：

#region 
自定義封裝函數(shù)批量下發(fā)
public void CommandIni()
{
    StringBuilder cmdbuffack = new StringBuilder(2048);
    //選擇軸組
    int iret = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, $"BASE({m_nAxis_X},{m_nAxis_Y},{m_nAxis_Z},{m_nAxis_U})\r\n", cmdbuffack, 2048);
    CommandHandler("ZAux_DirectCommand", iret);
}
//生成閉合曲線起點 運動加落刀
public void Command_StartString(double Xpos, double Ypos, double angle, ref float CurRDpos)
{
    StringBuilder cmdbuffack = new StringBuilder(2048);
    StringBuilder cmdstr = new StringBuilder(2048);
    int iret = 0;
    //空移參數(shù)設(shè)置
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(SPEED,{m_nAxis_X},{m_fCMoveSpeed})\r\n");       //設(shè)置空移速度
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(ACCEL,{m_nAxis_X},{m_fCMoveAccel})\r\n");       //設(shè)置空移加速度
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(DECEL,{m_nAxis_X},{m_fCMoveDecel})\r\n");       //設(shè)置空移減速度
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(JERK,{m_nAxis_X},{m_fCMoveJerk})\r\n");         //設(shè)置空移JERK
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(SRAMP,{m_nAxis_X},{m_fCMoveSramp})\r\n");       //設(shè)置空移SRAMP
    cmdstr.Append($"FORCE_SPEED={m_fCMoveSpeed}\r\n");                        //設(shè)置空移速度
    double rDpos;
    rDpos = MoveR(angle, CurRDpos); //計算起始角度
    CurRDpos = (float)rDpos;
    //空移到起點
    cmdstr.Append($"MOVEABSSP({Math.Round(Xpos, 4)},{Math.Round(Ypos, 4)},{m_fZSafePos},{rDpos})\r\n");
    while (true)
    {
        int idle = 0;
        iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle, m_nAxis_X, ref idle);
        CommandHandler("ZAux_Direct_GetIfIdle", iret);
        if (idle != 0)
            break;
    }
    //Z軸參數(shù)設(shè)置
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(SPEED,{m_nAxis_X},{m_fZSpeed})\r\n");           //設(shè)置空移速度
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(ACCEL,{m_nAxis_X},{m_fZAccel})\r\n");          //設(shè)置空移加速度
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(DECEL,{m_nAxis_X},{m_fZDecel})\r\n");          //設(shè)置空移減速度
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(JERK,{m_nAxis_X},{m_fZJerk})\r\n");            //設(shè)置空移JERK
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(SRAMP,{m_nAxis_X},{m_fZSramp})\r\n");          //設(shè)置空移SRAMP
    cmdstr.Append($"FORCE_SPEED={m_fZSpeed}\r\n");                           //設(shè)置空移速度
    //落刀
    cmdstr.Append($"MOVEABSSP({Math.Round(Xpos, 4)},{Math.Round(Ypos, 4)},{m_fZDownPos},{rDpos})\r\n");
    while (true)
    {
        int idle = 0;
        iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle, m_nAxis_X, ref idle);
        CommandHandler("ZAux_Direct_GetIfIdle", iret);
        if (idle != 0)break;
    }
    //落刀延時
    //切割軌跡起始參數(shù)設(shè)置
    if (m_bZsmoothMode == true)
    {
        //cmdstr.Append($"ZSMOOTH_START()AXIS({m_nAxis_X})\r\n");   //設(shè)置多段合一的小線段模式
        iret = zmcaux.ZAux_Execute(g_handle, $"ZSMOOTH_START()AXIS({m_nAxis_X})\r\n", cmdbuffack, 2048);CommandHandler("ZAux_Execute", iret);
    }
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(ACCEL,{m_nAxis_X},{m_fXYAccel})\r\n");        //設(shè)置切割加速度
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(DECEL,{m_nAxis_X},{m_fXYDecel})\r\n");        //設(shè)置切割減速度
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(JERK,{m_nAxis_X},{m_fXYJerk})\r\n");          //設(shè)置切割JERK
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(SRAMP,{m_nAxis_X},{m_fXYSramp})\r\n");        //設(shè)置切割SRAMP
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(SPEED,{m_nAxis_X},{m_fXYSpeed})\r\n");        //設(shè)置切割速度
    cmdstr.Append($"FORCE_SPEED={m_fXYSpeed}\r\n");                         //設(shè)置切割速度
    m_dSetSpeed = m_fXYSpeed;
    //判斷緩沖區(qū)是否有剩余
    while (true)
    {
        int showbuff = 0;
        zmcaux.ZAux_Direct_GetRemain_LineBuffer(g_handle, m_nAxis_X, ref showbuff);
        if (showbuff > 128)break;
    }
    iret = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, cmdstr.ToString(), cmdbuffack, 2048);
 CommandHandler("ZAux_DirectCommand", iret);
}
//生成切割段字符串
public void Command_LineString(double Xpos, double Ypos, double angle, float runspeed, float lmtspeed, uint num)
{
    StringBuilder cmdbuffack = new StringBuilder(2048);
    StringBuilder cmdstr = new StringBuilder(2048);
    //移動命令
    if (m_dSetSpeed != runspeed)                     //避免每條重復(fù)寫速度，減小3次文件內(nèi)容
    {
        m_dSetSpeed = runspeed;
        cmdstr.Append($"MOVE_PARA(SPEED,{m_nAxis_X},{runspeed})\r\n");   //設(shè)置速度
        cmdstr.Append($"FORCE_SPEED={runspeed}\r\n");                    //設(shè)置速度
    }
    cmdstr.Append($"MOVEABSSP({Math.Round(Xpos, 4)},{Math.Round(Ypos, 4)},{m_fZDownPos},{angle})\r\n");
    //判斷緩沖區(qū)是否有剩余
    while (true)
    {
        int showbuff = 0;
        zmcaux.ZAux_Direct_GetRemain_LineBuffer(g_handle, m_nAxis_X, ref showbuff);
        if (showbuff > 128)break;
    }
    int iret = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, cmdstr.ToString(), cmdbuffack, 2048);
    CommandHandler("ZAux_DirectCommand", iret);
    if (num > 0)
    {
        if (lmtspeed > 0)
        {
            if (lmtspeed < runspeed - 1) //cmdstr.Append($"MOVELIMIT({lmtspeed} - 1)\r\n");
                iret = zmcaux.ZAux_Direct_MoveLimit(g_handle, m_nAxis_X, lmtspeed - 1); CommandHandler("ZAux_Direct_MoveLimit", iret);
            }
        }
    }
}
//生成閉合曲線起點 抬刀
public void Command_EndString(double Xpos, double Ypos)
{
    StringBuilder cmdbuffack = new StringBuilder(2048);
    StringBuilder cmdstr = new StringBuilder(2048);
    int iret = 0;
    if (m_bZsmoothMode == true)
    {
        //cmdstr.Append($"ZSMOOTH_END()AXIS({m_nAxis_X})\r\n");   //設(shè)置多段合一的小線段模式
        iret = zmcaux.ZAux_Execute(g_handle, $"ZSMOOTH_END()AXIS({m_nAxis_X})\r\n", cmdbuffack, 2048); CommandHandler("ZAux_Execute", iret);
    }
    while (true)
    {
        int idle = 0;
        iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle, m_nAxis_X, ref idle);CommandHandler("ZAux_Direct_GetIfIdle", iret);
        if (idle != 0) break;
    }
    //Z軸參數(shù)設(shè)置
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(SPEED,{m_nAxis_X},{m_fZSpeed})\r\n");           //設(shè)置Z速度
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(ACCEL,{m_nAxis_X},{m_fZAccel})\r\n");          //設(shè)置Z加速度
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(DECEL,{m_nAxis_X},{m_fZDecel})\r\n");          //設(shè)置Z減速度
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(JERK,{m_nAxis_X},{m_fZJerk})\r\n");            //設(shè)置ZJERK
    cmdstr.Append($"MOVE_PARA(SRAMP,{m_nAxis_X},{m_fZSramp})\r\n");          //設(shè)置ZSRAMP
    cmdstr.Append($"FORCE_SPEED={m_fZSpeed}\r\n");                           //設(shè)置Z速度
    //抬刀
    cmdstr.Append($"MOVEABSSP({Math.Round(Xpos, 4)},{Math.Round(Ypos, 4)},{m_fZSafePos})\r\n");
    while (true)
    {
        int idle = 0;
        iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle, m_nAxis_X, ref idle);
        CommandHandler("ZAux_Direct_GetIfIdle", iret);
        if (idle != 0)break;
    }
    //判斷緩沖區(qū)是否有剩余
    while (true)
    {
        int showbuff = 0;
        zmcaux.ZAux_Direct_GetRemain_LineBuffer(g_handle, m_nAxis_X, ref showbuff);
        if (showbuff > 128)break;
    }
    iret = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, cmdstr.ToString(), cmdbuffack, 2048);CommandHandler("ZAux_DirectCommand", iret);
}
#endregion

?步驟2：通過三次文件下發(fā)(高系列控制器)

另外,正運動高系列控制器也可以通過支持3次文件加載的方式來減低PC交互，軌跡轉(zhuǎn)換生成3次文件，批量的加載到控制內(nèi)獨立運行即可。

相關(guān)函數(shù)：

ZAux_3FileRamDownBegin(IntPtr handle, int ifile3num, ref UInt32 premainbyte, string File3Name)
ZAux_3FileRamGetRemainSpace(IntPtr handle, int ifile3num, ref UInt32 premainbyte)
ZAux_3FileRamDownPart(IntPtr handle, int ifile3num, StringBuilder pbuffer, UInt32 buffsize, ref UInt32 premainbyte)
ZAux_Run3FileRam(IntPtr handle, int ifile3num, int itasknum)
ZAux_3FileRamDownEnd(IntPtr handle, int ifile3num)
三次文件下發(fā)具體代碼:
#region
三次文件下發(fā)
//  ZPJ3次文件運行初始化
public void Z3pFile_Init()
{
    int iret;
    uint iRemainSpace = 0;
    iret = zmcaux.
ZAux_3FileRamDownBegin(g_handle, Z3P_FILE_NUM, ref iRemainSpace, "ZmcScan.z3p");		//開啟3次文件動態(tài)加載
    m_Str3File.Length = 0;
    m_bStartFile3Flag = false;
    m_Str3File.Append($"BASE({m_nAxis_X},{m_nAxis_Y},{m_nAxis_Z},{m_nAxis_U})\r\n");   //設(shè)置運動
}
//生成閉合曲線起點 運動加落刀public void Z3pFile_StartString(double Xpos, double Ypos, double angle,ref float CurRDpos)
{
    StringBuilder cmdbuffack = new StringBuilder(2048);
    //空移參數(shù)設(shè)置
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(SPEED,{m_nAxis_X},{m_fCMoveSpeed})\r\n");   //設(shè)置空移速度
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(ACCEL,{m_nAxis_X},{m_fCMoveAccel})\r\n");   //設(shè)置空移加速度
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(DECEL,{m_nAxis_X},{m_fCMoveDecel})\r\n");   //設(shè)置空移減速度
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(JERK,{m_nAxis_X},{m_fCMoveJerk})\r\n");   //設(shè)置空移JERK
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(SRAMP,{m_nAxis_X},{m_fCMoveSramp})\r\n");   //設(shè)置空移SRAMP
    m_Str3File.Append($"FORCE_SPEED={m_fCMoveSpeed}\r\n");   //設(shè)置空移速度
    double rDpos;
    rDpos = MoveR(angle, CurRDpos);//計算起始角度
    CurRDpos = (float)rDpos;
    //空移到起點
    m_Str3File.Append($"MOVEABSSP({Math.Round(Xpos, 4)},{Math.Round(Ypos, 4)},{m_fZSafePos},{rDpos})\r\n");
    m_Str3File.Append($"WAIT IDLE\r\n");
    Console.WriteLine($"G00 X{Math.Round(Xpos, 4)} Y{Math.Round(Ypos, 4)}");
    //Z軸參數(shù)設(shè)置
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(SPEED,{m_nAxis_X},{m_fZSpeed})\r\n");   //設(shè)置空移速度
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(ACCEL,{m_nAxis_X},{m_fZAccel})\r\n");   //設(shè)置空移加速度
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(DECEL,{m_nAxis_X},{m_fZDecel})\r\n");   //設(shè)置空移減速度
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(JERK,{m_nAxis_X},{m_fZJerk})\r\n");   //設(shè)置空移JERK
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(SRAMP,{m_nAxis_X},{m_fZSramp})\r\n");   //設(shè)置空移SRAMP
    m_Str3File.Append($"FORCE_SPEED={m_fZSpeed}\r\n");   //設(shè)置空移速度
    //落刀
    m_Str3File.Append($"MOVEABSSP({Math.Round(Xpos, 4)},{Math.Round(Ypos, 4)},{m_fZDownPos},{rDpos})\r\n");
    m_Str3File.Append($"WAIT IDLE\r\n");
    //落刀延時
    //切割軌跡起始參數(shù)設(shè)置
    if (m_bZsmoothMode == true)
    {
        m_Str3File.Append($"ZSMOOTH_START()AXIS({m_nAxis_X})\r\n");   //設(shè)置多段合一的小線段模式
    }
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(ACCEL,{m_nAxis_X},{m_fXYAccel})\r\n");   //設(shè)置切割加速度
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(DECEL,{m_nAxis_X},{m_fXYDecel})\r\n");   //設(shè)置切割減速度
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(JERK,{m_nAxis_X},{m_fXYJerk})\r\n");   //設(shè)置切割JERK
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(SRAMP,{m_nAxis_X},{m_fXYSramp})\r\n");   //設(shè)置切割SRAMP
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(SPEED,{m_nAxis_X},{m_fXYSpeed})\r\n");   //設(shè)置切割速度
    m_Str3File.Append($"FORCE_SPEED={m_fXYSpeed}\r\n");   //設(shè)置切割速度
    m_dSetSpeed = m_fXYSpeed;
    Z3pFile_Down();}//生成切割段字符串
public void Z3pFile_LineString(double Xpos, double Ypos, double angle, float runspeed, float lmtspeed, uint num)
{
    //移動命令
    if (m_dSetSpeed != runspeed)         //避免每條重復(fù)寫速度，減小3次文件內(nèi)容
    {
        m_dSetSpeed = runspeed;
        m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(SPEED,{m_nAxis_X},{runspeed})\r\n");   //設(shè)置速度
        m_Str3File.Append($"FORCE_SPEED={runspeed}\r\n");   //設(shè)置速度
    }
    m_Str3File.Append($"MOVEABSSP({Math.Round(Xpos, 4)},{Math.Round(Ypos, 4)},{m_fZDownPos},{angle})\r\n");
    if (num > 0)
    {
        if (lmtspeed > 0)
        {
            if (lmtspeed < runspeed - 1) m_Str3File.Append($"MOVELIMIT({lmtspeed} - 1)\r\n");
        }
    }
    Console.WriteLine($"G01 X{Math.Round(Xpos, 4)} Y{Math.Round(Ypos, 4)} S{runspeed} L{lmtspeed - 1}");
    Z3pFile_Down();
}
//生成閉合曲線起點 抬刀
public void Z3pFile_EndString(double Xpos, double Ypos)
{
    if (m_bZsmoothMode == true)
    {
        m_Str3File.Append($"ZSMOOTH_END()AXIS({m_nAxis_X})\r\n");   //設(shè)置多段合一的小線段模式
    }
    m_Str3File.Append($"WAIT IDLE\r\n");
    //Z軸參數(shù)設(shè)置
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(SPEED,{m_nAxis_X},{m_fZSpeed})\r\n");   //設(shè)置Z速度
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(ACCEL,{m_nAxis_X},{m_fZAccel})\r\n");   //設(shè)置Z加速度
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(DECEL,{m_nAxis_X},{m_fZDecel})\r\n");   //設(shè)置Z減速度
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(JERK,{m_nAxis_X},{m_fZJerk})\r\n");   //設(shè)置ZJERK
    m_Str3File.Append($"MOVE_PARA(SRAMP,{m_nAxis_X},{m_fZSramp})\r\n");   //設(shè)置ZSRAMP
    m_Str3File.Append($"FORCE_SPEED={m_fZSpeed}\r\n");   //設(shè)置Z速度
    //抬刀
    m_Str3File.Append($"MOVEABSSP({Math.Round(Xpos, 4)},{Math.Round(Ypos, 4)},{m_fZSafePos})\r\n");
    m_Str3File.Append($"WAIT IDLE\r\n");
    Z3pFile_Down();
}
//加載3次文件
public void Z3pFile_Down()
{
    //判斷命令長度是否發(fā)送
    if (m_Str3File.Length > FILE3_MAX_CHAR - 1000)
    {
        //動態(tài)加載程序
        m_Str3File.Append("MOVE_RESUME\r\n");
        int iret = 0;
        uint nRemain = 0;
        //等待3次文件緩沖足夠下發(fā)
        iret = zmcaux.ZAux_3FileRamGetRemainSpace(g_handle, Z3P_FILE_NUM, ref nRemain);
        while (nRemain <= (uint)m_Str3File.Length)
        {
            iret = zmcaux.ZAux_3FileRamGetRemainSpace(g_handle, Z3P_FILE_NUM, ref nRemain);
        }
        //加載3次文件字符
        iret = zmcaux.ZAux_3FileRamDownPart(g_handle, Z3P_FILE_NUM, m_Str3File, (uint)m_Str3File.Length, ref nRemain); CommandHandler("ZAux_3FileRamDownPart",iret);
        //System.IO.File.AppendAllText(@"C:\Users\32367\Desktop\ZMC_3ZPJ.bas", m_3FileStr.ToString());
        m_Str3File.Length = 0;
        if (m_bStartFile3Flag == false)
        {
            m_bStartFile3Flag = true;
            iret = zmcaux.ZAux_Run3FileRam(g_handle, Z3P_FILE_NUM, Z3P_FILE_TASK); CommandHandler("ZAux_Run3FileRam", iret);	//運行3次文件
        }
    }
}
//ZPJ文件加載結(jié)束
public void Z3pFile_End()
{
    //關(guān)刀
    m_Str3File.Append($"WAIT IDLE\r\n");
    m_Str3File.Append("MOVE_RESUME\r\n");
    uint nRemain = 0;
    int iret = 0;
    //等待3次文件緩沖足夠下發(fā)
    iret = zmcaux.ZAux_3FileRamGetRemainSpace(g_handle, Z3P_FILE_NUM, ref nRemain);
    while (nRemain <= (uint)m_Str3File.Length)
    {
        iret = zmcaux.ZAux_3FileRamGetRemainSpace(g_handle, Z3P_FILE_NUM, ref nRemain);
    }
    iret = zmcaux.ZAux_3FileRamDownPart(g_handle, Z3P_FILE_NUM, m_Str3File, (uint)m_Str3File.Length, ref nRemain); CommandHandler("ZAux_3FileRamDownPart", iret);
    //System.IO.File.AppendAllText(@"C:\Users\32367\Desktop\ZMC_3ZPJ.bas", m_3FileStr.ToString());
    m_Str3File.Length = 0;
    if (m_bStartFile3Flag == false)
    {
        m_bStartFile3Flag = true;
        iret = zmcaux.ZAux_Run3FileRam(g_handle, Z3P_FILE_NUM, Z3P_FILE_TASK); CommandHandler("ZAux_Run3FileRam", iret);//運行3次文件
    }
    //全部下載完成
    iret = zmcaux.ZAux_3FileRamDownEnd(g_handle, Z3P_FILE_NUM); CommandHandler("ZAux_3FileRamDownEnd", iret);
    m_bStartFile3Flag = false;
}
#endregion

功能四：輔助功能

?步驟1：讀寫參數(shù)

對應(yīng)軸參數(shù)和前瞻參數(shù)在設(shè)置后需要保存，以便下次使用，程序里面通過kernel32.dll的功能，實現(xiàn)txt文本內(nèi)容讀寫，用來保存設(shè)置數(shù)據(jù)。

?步驟2:計算R軸轉(zhuǎn)向

在插補運動的過程中，要使R非插補軸隨著插補運動的合成位移的變化而變化，從而實現(xiàn)在加工過程中，R軸始終處于合適的加工方向和位置的工藝。

程序中通過小線段前后的點位計算與X方向的夾角來確定實際R軸每段需要轉(zhuǎn)過的角度，其中還涉及到一些角度歸一以及旋轉(zhuǎn)最短路徑的計算。

相關(guān)代碼:

#region
計算R軸轉(zhuǎn)角
public double CalculateAngleWithX(double x1, double y1, double x2, double y2)
{
 // 計算向量的模長
 double length = Math.Sqrt(Math.Pow(x2 - x1, 2) + Math.Pow(y2 - y1, 2));
 // 計算角度（弧度）
 double radians = Math.Atan2(y2 - y1, x2 - x1);
 // 將弧度轉(zhuǎn)換為度數(shù)
 double degrees = radians * (180.0 / Math.PI);
 return degrees;
}
//相對轉(zhuǎn)絕對
public double MoveR(double Absangle,double CurRDpos)
{
 double lastAngle = CurRDpos;
 double newAngle = NormalizeAngle((float)Absangle);
 lastAngle = NormalizeAngle(lastAngle);
 return CurRDpos + MinAngleDifference(lastAngle, newAngle);
}
public static double MinAngleDifference(double angle1, double angle2)
{
 double difference = Math.Abs(angle2 - angle1);
 double mindis = Math.Min(difference, 360 - difference);
 if (angle2 - angle1 >= 0)
 {
  if (difference  360 - difference) difference = -(360 - difference);
 }
 else if (angle2 - angle1 < 0)
 {
  if (difference  360 - difference) difference = 360 - difference;
 }
 return difference;
}
public static double NormalizeAngle(double angle)
{
 angle = angle % 360;
 if (angle < 0)
 {
  angle += 360;
 }
 return angle;
}
public double CalculateAngle(double Pos_x1, double Pos_y1, double Pos_x2, double Pos_y2, double Pos_x1_2, double Pos_y1_2, double Pos_x2_2, double Pos_y2_2)
{
 // 計算向量AB和CD的模長和點積
 double abLength = Math.Sqrt(Math.Pow(Pos_x2 - Pos_x1, 2) + Math.Pow(Pos_y2 - Pos_y1, 2));
 double cdLength = Math.Sqrt(Math.Pow(Pos_x2_2 - Pos_x1_2, 2) + Math.Pow(Pos_y2_2 - Pos_y1_2, 2));
 double dotProduct = (Pos_x2 - Pos_x1) * (Pos_x2_2 - Pos_x1_2) + (Pos_y2 - Pos_y1) * (Pos_y2_2 - Pos_y1_2);
 // 計算cos(θ)和θ
 double cosTheta = dotProduct / (abLength * cdLength);
 double theta = Math.Acos(cosTheta); // θ以弧度為單位
 //Console.WriteLine("Angle between the vectors is: " + theta * (180 / Math.PI) + " degrees"); // 將弧度轉(zhuǎn)換為度數(shù)
 double angle = theta * (180 / Math.PI);
 return angle;
}
#endregion

?步驟3：當(dāng)前XYR坐標(biāo)在圖形上顯示

因為需要知道當(dāng)前XYR軸實際的狀態(tài)，程序中通過定時器實時讀取XYR軸的當(dāng)前坐標(biāo)，并將其繪制到picbox控件上，方便用戶監(jiān)控。

相關(guān)函數(shù)：

ZAux_Direct_GetDpos(IntPtr handle, int iaxis, ref float pfValue)	//讀取軸的指令位置
定時器代碼:
private void 讀取位置_Tick(object sender, EventArgs e)
{
 if (m_GloFn.m_ZmotionCard.m_bInited && m_GloFn.m_ZCad.m_bInited)
 {
  int iret = 0;
  iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(m_GloFn.m_ZmotionCard.g_handle,m_GloFn.m_ZmotionCard.m_nAxis_X,ref XCurDpos);
  m_GloFn.m_ZmotionCard.CommandHandler("ZAux_Direct_GetDpos", iret);
  iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(m_GloFn.m_ZmotionCard.g_handle, m_GloFn.m_ZmotionCard.m_nAxis_Y, ref YCurDpos);
  m_GloFn.m_ZmotionCard.CommandHandler("ZAux_Direct_GetDpos", iret);
  iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(m_GloFn.m_ZmotionCard.g_handle, m_GloFn.m_ZmotionCard.m_nAxis_Z, ref ZCurDpos);
  m_GloFn.m_ZmotionCard.CommandHandler("ZAux_Direct_GetDpos", iret);
  iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(m_GloFn.m_ZmotionCard.g_handle, m_GloFn.m_ZmotionCard.m_nAxis_U, ref UCurDpos);
  m_GloFn.m_ZmotionCard.CommandHandler("ZAux_Direct_GetDpos", iret);

  txt_XDpos.Text = XCurDpos.ToString();
  txt_YDpos.Text = YCurDpos.ToString();
  txt_ZDpos.Text = ZCurDpos.ToString();
  txt_UDpos.Text = UCurDpos.ToString();
  txt_ChooseNum.Text = m_GloFn.m_ZCad.m_nChooseVectNum.ToString();
  tb_RunStatus.Text = RunStatus;

  if (RunStatus == "自動運行中")
  {
   float vpspeed = 0;
   iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetVpSpeed(m_GloFn.m_ZmotionCard.g_handle, m_GloFn.m_ZmotionCard.m_nAxis_X, ref vpspeed);
   m_GloFn.m_ZmotionCard.CommandHandler("ZAux_Direct_GetVpSpeed", iret);
   txt_RunSpeed.Text = vpspeed.ToString() + "mm/s";
   TimeSpan diff = DateTime.Now - WorkStart;
   tb_RunTime.Text = diff.TotalMilliseconds.ToString() + "ms";
  }
  else
  {
   txt_RunSpeed.Text = "未運行";
   tb_RunTime.Text = "未運行";
  }

  //繪制一遍CAD
  if (!m_GloFn.m_ZCad.ZcadShowPic(CadShow.Width, CadShow.Height, 坐標(biāo)系ToolStripMenuItem.Checked, 順序ToolStripMenuItem.Checked, 空移ToolStripMenuItem.Checked, 起點ToolStripMenuItem.Checked, 方向ToolStripMenuItem.Checked, XCurDpos, YCurDpos, UCurDpos))
  {
   return;
  }
  CadShow.Invalidate();
 }
}

?步驟3：當(dāng)前XYR坐標(biāo)在圖形上顯示

因為需要知道當(dāng)前XYR軸實際的狀態(tài)，程序中通過定時器實時讀取XYR軸的當(dāng)前坐標(biāo)，并將其繪制到picbox控件上，方便用戶監(jiān)控。

相關(guān)函數(shù)：

ZAux_Direct_GetDpos(IntPtr handle, int iaxis, ref float pfValue)	//讀取軸的指令位置
定時器代碼:
private void 讀取位置_Tick(object sender, EventArgs e)
{
 if (m_GloFn.m_ZmotionCard.m_bInited && m_GloFn.m_ZCad.m_bInited)
 {
  int iret = 0;
  iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(m_GloFn.m_ZmotionCard.g_handle,m_GloFn.m_ZmotionCard.m_nAxis_X,ref XCurDpos);
  m_GloFn.m_ZmotionCard.CommandHandler("ZAux_Direct_GetDpos", iret);
  iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(m_GloFn.m_ZmotionCard.g_handle, m_GloFn.m_ZmotionCard.m_nAxis_Y, ref YCurDpos);
  m_GloFn.m_ZmotionCard.CommandHandler("ZAux_Direct_GetDpos", iret);
  iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(m_GloFn.m_ZmotionCard.g_handle, m_GloFn.m_ZmotionCard.m_nAxis_Z, ref ZCurDpos);
  m_GloFn.m_ZmotionCard.CommandHandler("ZAux_Direct_GetDpos", iret);
  iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(m_GloFn.m_ZmotionCard.g_handle, m_GloFn.m_ZmotionCard.m_nAxis_U, ref UCurDpos);
  m_GloFn.m_ZmotionCard.CommandHandler("ZAux_Direct_GetDpos", iret);

  txt_XDpos.Text = XCurDpos.ToString();
  txt_YDpos.Text = YCurDpos.ToString();
  txt_ZDpos.Text = ZCurDpos.ToString();
  txt_UDpos.Text = UCurDpos.ToString();
  txt_ChooseNum.Text = m_GloFn.m_ZCad.m_nChooseVectNum.ToString();
  tb_RunStatus.Text = RunStatus;

  if (RunStatus == "自動運行中")
  {
   float vpspeed = 0;
   iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetVpSpeed(m_GloFn.m_ZmotionCard.g_handle, m_GloFn.m_ZmotionCard.m_nAxis_X, ref vpspeed);
   m_GloFn.m_ZmotionCard.CommandHandler("ZAux_Direct_GetVpSpeed", iret);
   txt_RunSpeed.Text = vpspeed.ToString() + "mm/s";
   TimeSpan diff = DateTime.Now - WorkStart;
   tb_RunTime.Text = diff.TotalMilliseconds.ToString() + "ms";
  }
  else
  {
   txt_RunSpeed.Text = "未運行";
   tb_RunTime.Text = "未運行";
  }

  //繪制一遍CAD
  if (!m_GloFn.m_ZCad.ZcadShowPic(CadShow.Width, CadShow.Height, 坐標(biāo)系ToolStripMenuItem.Checked, 順序ToolStripMenuItem.Checked, 空移ToolStripMenuItem.Checked, 起點ToolStripMenuItem.Checked, 方向ToolStripMenuItem.Checked, XCurDpos, YCurDpos, UCurDpos))
  {
   return;
  }
  CadShow.Invalidate();
 }
}

04 DEMO效果演示

1.連接控制器,并導(dǎo)入CAD圖紙。

2.點擊視圖→參數(shù)設(shè)置開始設(shè)置各軸機械參數(shù)。

3.設(shè)置好軸參數(shù)后可以各個單軸測試回原，正反轉(zhuǎn)等，確定軸有沒有問題，沒有問題后點擊加工參數(shù)和前瞻參數(shù)，進(jìn)行自動流程的設(shè)置，設(shè)好參數(shù)后點擊參數(shù)保存以便下次使用。

4.回到主界面可以在右邊操作面板進(jìn)行操作，這時主界面上會顯示當(dāng)前運行位置和U軸狀態(tài)。

5.點擊啟動BASIC代碼和G代碼標(biāo)簽頁可以顯示實際生成的軌跡代碼。

6.上述步驟完成后點擊啟動就可以進(jìn)行自動加工了。

教學(xué)視頻請點擊→C#運動控制開源(二): CAD導(dǎo)圖和小線段速度前瞻優(yōu)化

正運動技術(shù)專注于運動控制技術(shù)研究和通用運動控制軟硬件產(chǎn)品的研發(fā)，是國家級高新技術(shù)企業(yè)。正運動技術(shù)匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅持自主創(chuàng)新的同時，積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運動控制基礎(chǔ)技術(shù)的研究。主要業(yè)務(wù)有：運動控制卡_運動控制器_EtherCAT運動控制卡_EtherCAT控制器_運動控制系統(tǒng)_視覺控制器__運動控制PLC_運動控制_機器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運動控制卡等等。