Qt開發(fā)實現(xiàn)SCARA機(jī)械手正反解的建立

今天，正運動小助手給大家分享一下EtherCAT運動控制卡開發(fā)教程之Qt，主要介紹一下SCARA機(jī)械手正反解的建立。
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ECI2828運動控制卡的硬件介紹

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ECI2828系列控制卡支持最多達(dá)16軸直線插補(bǔ)、任意圓弧插補(bǔ)、空間圓弧、螺旋插補(bǔ)、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、虛擬軸、機(jī)械手指令等；采用優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議可以實現(xiàn)實時的運動控制。


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ECI2828系列運動控制卡支持以太網(wǎng)，232通訊接口和電腦相連，接收電腦的指令運行，可以通過EtherCAT總線和CAN總線去連接各個擴(kuò)展模塊，從而擴(kuò)展輸入輸出點數(shù)或運動軸。

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ECI2828系列運動控制卡的應(yīng)用程序可以使用VC、VB、VS、C++、C#等多種高級語言編程來開發(fā)，程序運行時需要動態(tài)庫zmotion.dll。調(diào)試時可以把ZDevelop軟件同時連接到控制器，從而方便調(diào)試、方便觀察。

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一、Qt進(jìn)行運動控制卡開發(fā)流程

1.新建Qt項目。

圖1：新建Qt項目

圖2：選擇項目路徑

圖3：選擇Qt編譯套件(kits)

圖4：選擇基類

2.將函數(shù)庫相關(guān)的文件復(fù)制到新建的項目中。

3.向新建的項目里面添加函數(shù)庫的靜態(tài)庫。（zmotion.lib）

第一步:添加函數(shù)庫1

第二步:添加函數(shù)庫2

第三步:添加函數(shù)庫3

4.添加函數(shù)庫相關(guān)的頭文件到項目中。

5.聲明相關(guān)頭文件，并定義連接句柄。

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二、PC函數(shù)介紹

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1.PC函數(shù)手冊也在光盤資料里面，具體路徑如下：“光盤資料\8.PC函數(shù)\函數(shù)庫2.1\ZMotion函數(shù)庫編程手冊 V2.1.pdf”。

2.PC編程，一般如果網(wǎng)口對控制器和工控機(jī)進(jìn)行鏈接。網(wǎng)口鏈接函數(shù)接口是ZAux_OpenEth（）；如果鏈接成功，該接口會返回一個鏈接句柄。通過操作這個鏈接句柄可以實現(xiàn)對控制器的控制。

ZAux_OpenEth()接口說明：

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3.機(jī)械手逆解指令ZAux_Direct_Connframe介紹。


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? ?4.機(jī)械手正解指令ZAux_Direct_Connreframe介紹。3.機(jī)械手逆解指令ZAux_Direct_Connframe介紹。

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三、Qt開發(fā)實現(xiàn)Scara機(jī)械手的正逆解
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1.SCARA機(jī)械手正逆解例程界面如下。

2.SCARA機(jī)械手模型如下。
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3.在構(gòu)造函數(shù)里面調(diào)用鏈接控制器的接口ZAux_OpenEth（），與控制器進(jìn)行鏈接,鏈接成功后啟動定時器監(jiān)控控制器的軸信息。
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MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :

? ? QMainWindow(parent),

? ? ui(new Ui::MainWindow)

{

? ? int rint=0;

? ? //初始化窗體

? ? ui->setupUi(this);

? ? //定義按鈕組并進(jìn)行綁定

? ? btnGroup = new QButtonGroup(this);

? ? btnGroup->addButton(ui->ManualRev1,1);

? ? btnGroup->addButton(ui->ManualFwd1,2);

? ? btnGroup->addButton(ui->ManualRev2,3);

? ? btnGroup->addButton(ui->ManualFwd2,4);

? ? btnGroup->addButton(ui->ManualRev3,5);

? ? btnGroup->addButton(ui->ManualFwd3,6);

? ? btnGroup->addButton(ui->ManualRev4,7);

? ? btnGroup->addButton(ui->ManualFwd4,8);

? ? connect(btnGroup, SIGNAL(buttonPressed(int)), this, SLOT(ManualRev1_pressed(int)));

? ? connect(btnGroup, SIGNAL(buttonReleased(int)), this, SLOT(ManualRev1_released(int)));

? ? //系統(tǒng)啟動自動連接控制器

? ? rint = ZAux_OpenEth("127.0.0.1", &g_handle);

? ? //如果鏈接成功則啟動定時器

? ? if(rint==0)

? ? {

? ? ? ? startTimer(50);

? ? }

}

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4.通過定時器更新控制器各個軸的位置和速度信息。

//定時器事件

void MainWindow::timerEvent(QTimerEvent *event)

{

? ? QString Str;

? ? float TempData;

? ? //獲取J1的位置數(shù)據(jù)

? ? ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, ui->AxisIdJ1->text().toInt(), &TempData);

? ? Str = QString("%1").arg(TempData);

? ? ui->DposJ1->setText(Str);

? ? //獲取J2的位置數(shù)據(jù)

? ? ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, ui->AxisIdJ2->text().toInt(), &TempData);

? ? Str = QString("%1").arg(TempData);

? ? ui->DposJ2->setText(Str);

? ? //獲取Ju的位置數(shù)據(jù)

? ? ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, ui->AxisIdJu->text().toInt(), &TempData);

? ? Str = QString("%1").arg(TempData);

? ? ui->DposJu->setText(Str);

? ? //獲取Jz的位置數(shù)據(jù)

? ? ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, ui->AxisIdJz->text().toInt(), &TempData);

? ? Str = QString("%1").arg(TempData);

? ? ui->DposJz->setText(Str);

? ? //獲取x的位置數(shù)據(jù)

? ? ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, ui->AxisIdX->text().toInt(), &TempData);

? ? Str = QString("%1").arg(TempData);

? ? ui->DposX->setText(Str);

? ? //獲取y的位置數(shù)據(jù)

? ? ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, ui->AxisIdY->text().toInt(), &TempData);

? ? Str = QString("%1").arg(TempData);

? ? ui->DposY->setText(Str);

? ? //獲取U的位置數(shù)據(jù)

? ? ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, ui->AxisIdU->text().toInt(), &TempData);

? ? Str = QString("%1").arg(TempData);

? ? ui->DposU->setText(Str);

? ? //獲取Z的位置數(shù)據(jù)

? ? ZAux_Direct_GetMpos(g_handle, ui->AxisIdZ->text().toInt(), &TempData);

? ? Str = QString("%1").arg(TempData);

? ? ui->DposZ->setText(Str);

}

5.通過正逆解切換按鈕實現(xiàn)Scara機(jī)械手正逆解的切換。

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//建立機(jī)械手模型

void MainWindow::on_ManipulModel_clicked()

{

? ? int JogAxislist[4]={ui->AxisIdJ1->text().toInt(),ui->AxisIdJ2->text().toInt(),ui->AxisIdJu->text().toInt(),ui->AxisIdJz->text().toInt()};

? ? int AxisList[4]={ui->AxisIdX->text().toInt(),ui->AxisIdY->text().toInt(),ui->AxisIdU->text().toInt(),ui->AxisIdZ->text().toInt()};

? ? int MtypeJ=0,MtypeX=0;

? ? //初始化機(jī)械手參數(shù)

? ? ManipulParaInit();

? ? ZAux_Direct_GetMtype(g_handle,ui->AxisIdJ1->text().toInt(),&MtypeJ);

? ? ZAux_Direct_GetMtype(g_handle,ui->AxisIdX->text().toInt(),&MtypeX);

? ? //停止軸運動

? ? ZAux_Direct_Rapidstop(g_handle,2);

? ? if(MtypeJ == 33)

? ? {

? ? ? ? ZAux_Direct_Base(g_handle,4,AxisList);

? ? ? ? ZAux_Direct_Connreframe(g_handle ,4 , AxisList, 1, 0, 4,JogAxislist);

? ? ? ? ui->ManipulModel->setText("正解模式");

? ? ? ? //修改手動按鈕的文本信息

? ? ? ? ui->ManualRev1->setText("J1-");

? ? ? ? ui->ManualRev2->setText("J2-");

? ? ? ? ui->ManualRev3->setText("Ju-");

? ? ? ? ui->ManualRev4->setText("Jz-");

? ? ? ? ui->ManualFwd1->setText("J1+");

? ? ? ? ui->ManualFwd2->setText("J2+");

? ? ? ? ui->ManualFwd3->setText("Ju+");

? ? ? ? ui->ManualFwd4->setText("Jz+");

? ? }

? ? else

? ? {

? ? ? ? ZAux_Direct_Base(g_handle,4,JogAxislist);

? ? ? ? ZAux_Direct_Connframe(g_handle ,4 , JogAxislist, 1, 0, 4,AxisList);

? ? ? ? ui->ManipulModel->setText("逆解模式");

? ? ? ? ui->ManualRev1->setText("X-");

? ? ? ? ui->ManualRev2->setText("Y-");

? ? ? ? ui->ManualRev3->setText("U-");

? ? ? ? ui->ManualRev4->setText("Z-");

? ? ? ? ui->ManualFwd1->setText("X+");

? ? ? ? ui->ManualFwd2->setText("Y+");

? ? ? ? ui->ManualFwd3->setText("U+");

? ? ? ? ui->ManualFwd4->setText("Z+");

? ? }

}

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6.通過手動按鈕，根據(jù)當(dāng)前的機(jī)械手模式進(jìn)行手動運動。

//按鈕1按下

void MainWindow::ManualRev1_pressed(int Id)

{

? ? int MtypeJ,MtypeX;

? ? ZAux_Direct_GetMtype(g_handle,ui->AxisIdJ1->text().toInt(),&MtypeJ);

? ? ZAux_Direct_GetMtype(g_handle,ui->AxisIdX->text().toInt(),&MtypeX);

? ? //如果是逆解

? ? if(MtypeJ == 33)

? ? {

? ? ? ? switch (Id)

? ? ? ? {

? ? ? ? ? ? case 1: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdX->text().toInt(),-1);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? case 2: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdX->text().toInt(),1);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? case 3: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdY->text().toInt(),-1);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? case 4: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdY->text().toInt(),1);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? case 5: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdU->text().toInt(),-1);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? case 6: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdU->text().toInt(),1);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? case 7: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdZ->text().toInt(),-1);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? case 8: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdZ->text().toInt(),1);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? default:

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? }

? ? }

? ? //如果是正解

? ? else if(MtypeX == 34)

? ? {

? ? ? ? switch (Id)

? ? ? ? {

? ? ? ? ? ? case 1: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdJ1->text().toInt(),-1);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? case 2: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdJ1->text().toInt(),1);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? case 3: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdJ2->text().toInt(),-1);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? case 4: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdJ2->text().toInt(),1);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? case 5: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdJu->text().toInt(),-1);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? case 6: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdJu->text().toInt(),1);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? case 7: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdJz->text().toInt(),-1);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? case 8: ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle,ui->AxisIdJz->text().toInt(),1);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? default:

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? }

? ? }

}

//按鈕1松開

void MainWindow::ManualRev1_released(int Id)

{

? ? int MtypeJ,MtypeX;

? ? ZAux_Direct_GetMtype(g_handle,ui->AxisIdJ1->text().toInt(),&MtypeJ);

? ? ZAux_Direct_GetMtype(g_handle,ui->AxisIdX->text().toInt(),&MtypeX);

? ? //如果是逆解

? ? if(MtypeJ == 33)

? ? {

? ? ? ?switch (Id)

? ? ? ?{

? ? ? ? ? ?case 1: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdX->text().toInt(),2);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ? ? ?case 2: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdX->text().toInt(),2);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ? ? ?case 3: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdY->text().toInt(),2);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ? ? ?case 4: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdY->text().toInt(),2);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ? ? ?case 5: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdU->text().toInt(),2);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ? ? ?case 6: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdU->text().toInt(),2);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ? ? ?case 7: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdZ->text().toInt(),2);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ? ? ?case 8: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdZ->text().toInt(),2);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ? ? ?default:

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ?}

? ? }

? ? //如果是正解

? ? else if(MtypeX == 34)

? ? {

? ? ? ?ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJ1->text().toInt(),2);

? ? ? ?switch (Id)

? ? ? ?{

? ? ? ? ? ?case 1: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJ1->text().toInt(),2);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ? ? ?case 2: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJ1->text().toInt(),2);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ? ? ?case 3: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJ2->text().toInt(),2);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ? ? ?case 4: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJ2->text().toInt(),2);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ? ? ?case 5: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJu->text().toInt(),2);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ? ? ?case 6: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJu->text().toInt(),2);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ? ? ?case 7: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJz->text().toInt(),2);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ? ? ?case 8: ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle,ui->AxisIdJz->text().toInt(),2);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ? ? ?default:

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break;

? ? ? ?}

? ? }

}

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四、例程移植到Linux設(shè)備上

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1.Linux對應(yīng)架構(gòu)的庫復(fù)制到項目文件夾里面。

2.向新建的項目里面添加函數(shù)庫的靜態(tài)庫。（libzmotion.so）

添加函數(shù)庫1

添加函數(shù)庫2

添加函數(shù)庫3
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3.重新編譯即可運行。

效果運行圖

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五、調(diào)試與監(jiān)控

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編譯運行例程，同時連接ZDevelop軟件進(jìn)行調(diào)試，對運動控制的軸參數(shù)和運動情況進(jìn)行監(jiān)控。

同時可以通過機(jī)械手仿真工具ZRobotView，對機(jī)械手進(jìn)行仿真測試。

1.ZDevelop軟件監(jiān)控機(jī)械手參數(shù)。

（1）例程效果圖。
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（2）關(guān)節(jié)軸Mtype=33,表示機(jī)械手為逆解模式。
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（3）虛擬軸Mtype=34,表示機(jī)械手為正解模式。

2.ZRobotView的機(jī)械手仿真效果圖。

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本次，正運動技術(shù)EtherCAT運動控制卡開發(fā)教程之Qt(下)：SCARA機(jī)械手正反解的建立，就分享到這里。
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　　審核編輯：湯梓紅