三轴桁架+一电磁吸盘的基本动作控制

0）预备知识

使用的全部是 GT2同步皮带 齿距离2mm

 Y轴  同步轮30齿     有减速机，变速比 19：1   UART地址 2

X轴  同步轮 20齿    无减速机                             UART地址 3

Z轴   同步轮20齿    无减速机                             UART地址 4

电磁吸盘    UART地址 5

全部使用ZDT的步进电机驱动板，RS485串口通信

使用ＭＯＤＢＵＳ－ＲＴＵ通信协议，安装python的第三方库pymodbus

1） 安装 第三方库

pip install pymodbus

pip install pyserial

2）根据ZDT的步进电机驱动板使用说明书和通信协议，编写代码。

功能有：　

１）初始化串口设备，注意选择对串口端口号，波特率。

２）MODBUS-RTU 功能4，功能6 和功能16的通信

3）按照ZDT的资料编写函数，32. 梯形曲线加减速位置模式控制。

 

3）电磁吸盘 控制命令

UART地址  5

发送指令，命令吸盘按照255级的电流吸合。

 05 06 00 00 00 FF C8 0E 

 发送指令，命令吸盘按照0级的电流吸合。即释放。

 05 06 00 00 00 00 88 4E 

 4）python 代码

# pymodbus 3.8.3#使用的全部是 GT2同步皮带 齿距离2mm
# Y轴  同步轮30齿     有减速机，变速比 19：1   UART地址 2
# X轴  同步轮 20齿    无减速机                             UART地址 3
# Z轴   同步轮20齿    无减速机                             UART地址 4
# 电磁吸盘    UART地址 5
# 全部使用ZDT的步进电机驱动板，RS485串口通信from pymodbus.client.serial import ModbusSerialClientfrom pymodbus.payload import BinaryPayloadBuilderclass MotorRTU:def __init__(self, x_port='COM9', x_baud=115200,x_parity='N',x_stop_bits=1,x_byte_size=8):# 配置串行通信参数self.client = ModbusSerialClient(#method='rtu',        # 使用RTU模式port=x_port,         # 串行端口，根据你的设备连接情况修改baudrate=x_baud,       # 波特率，与你的设备设置相匹配timeout=3,           # 超时时间（秒）parity=x_parity,          # 校验位：无（N），奇（O），偶（E）stopbits=x_stop_bits,          # 停止位：1bytesize=x_byte_size           # 数据位：8
        )self.reg_list = list()# 在Modbus协议中，功能码0x04（十六进制表示）用于读取输入寄存器（Input Registers）def read_04(self,reg_address =0x0046,reg_count=3,slave_address =1):#清空，准备放新的结果
        self.reg_list.clear()ret = False# 连接到Modbus RTU服务器if self.client.connect():print("成功连接到Modbus RTU服务器")# 读取输入寄存器address = reg_address   # 寄存器起始地址（从0开始）count   = reg_count     # 要读取的寄存器数量result = self.client.read_input_registers(address,count=count,slave=slave_address)#功能码号 04# 检查读取是否成功if not result.isError():print("读取成功")for register in result.registers:self.reg_list.append(register)print(f"寄存器值: {register}")ret = Trueelse:print("读取失败")# 关闭连接
            self.client.close()else:print("无法连接到Modbus RTU服务器")return ret#在Modbus协议中，功能码0x06（十六进制表示）用于预置单个寄存器（Preset Single Register）def write_06(self,reg_address =0x000E,reg_value=0x0001,slave_address =1):# 要写入的值（注意：Modbus寄存器通常存储16位值）value = reg_value  # 示例值，确保它在0到65535的范围内# 将值转换为两个字节（Modbus寄存器是16位的）value_bytes = value.to_bytes(2, byteorder='big')  # 大端序，根据设备文档可能需要调整# 地址（注意：地址可能因设备而异）address = reg_address  # 示例地址ret = Falsetry:# 连接到Modbus服务器（从设备）if self.client.connect():# 预置单个寄存器（功能码0x06）# 注意：pymodbus的write_register方法内部处理了功能码0x06的调用result = self.client.write_register(address, int.from_bytes(value_bytes, byteorder='big'),slave=slave_address)# 检查写入是否成功if result.isError():print("写入失败，错误代码：", result.status)else:print("写入成功")ret = Trueelse:print("无法连接到Modbus服务器")except Exception as e:print("发生异常：", e)finally:# 关闭连接
            self.client.close()print("已关闭连接")return retdef  write_10(self, reg_address =0x00F0, reg_list=None, slave_address =1):# 要写入的数据（这里以两个16位寄存器为例，每个寄存器存储一个无符号整数）# 要写入的数据（这里以两个16位寄存器为例，每个寄存器存储一个无符号整数）if reg_list is None:reg_list = [0x0000,0x0000 ]values = reg_list # 示例值ret = False# 尝试连接到Modbus服务器（从设备）并写入数据try:if self.client.connect():# 写入多个保持寄存器（功能码10H）# 注意：unit参数对应于从设备的地址或ID，根据设备配置设置# 直接将值列表传递给write_registers方法result = self.client.write_registers(address=reg_address, values=values, slave=slave_address )# 检查写入是否成功if result.isError():print("写入失败，错误代码：", result.status)else:print("写入成功")ret = Trueelse:print("无法连接到Modbus服务器")except Exception as e:print("发生异常：", e)finally:# 关闭连接
            self.client.close()print("已关闭连接")return ret#"解除堵转控制" 的英文可以翻译为 "Deactivate Stall Control" 或 "Disable Stall Prevention Control"。# 在这里，“stall”指的是电机或机械设备在负载过大时停止转动的状态，而“control”指的是对这种情况进行控制或预防的机制。def deactivate_stall_ctrl(self,motor_id =0x01):#串口地址ret = self.write_06(reg_address=0x000E, reg_value=0x0001, slave_address=motor_id )return ret# 不得超过65535# 按照梯形曲线控制电机速度、加速度，运行指定的角位移，单位度def trapezoid_position_ctrl(self,motor_id =0x01,      #串口地址is_ccw_direction = 1,# 方向 cw：0positive_acceleration = 2000,# RPM/snegative_acceleration = 2000,# RPM/smax_speed =2000,             # 最高RPMangular_displacement=36000,  # 角位移，度is_absolute_angular = 0):    # 0，相对角位移#相对运动是以当前位置角度为起点进行相对位置运动，绝对运动是#以上电时/清零后的位置角度为零点进行绝对位置坐标运动# 按照梯形曲线控制电机速度、加速度，运行指定的角位移，单位度low_word_angular_displacement =angular_displacement%0x10000high_word_angular_displacement =angular_displacement>>16values =[is_ccw_direction,positive_acceleration,negative_acceleration,max_speed,low_word_angular_displacement,high_word_angular_displacement,is_absolute_angular]ret = self.write_10(reg_address=0x00F6, reg_list=values, slave_address=motor_id)return ret#力矩模式控制的英文翻译是 "Torque Mode Control"。在这个模式下，电机或执行器的输出力矩（或扭矩）是被直接控制的变量，#而不是速度或位置。力矩模式控制常用于需要精确控制输出力或扭矩的应用中，如机器人关节驱动、精密加工设备等。def torque_limit_ctrl(self,motor_id =0x01,          #串口地址is_ccw_direction=0x0000, #方向 cw：0current_slope=5000,      #电流斜率(Ma/s)torque_current=100):    #力矩电流(Ma)values = [is_ccw_direction, current_slope,torque_current,0]ret = self.write_10(reg_address=0x00E2, reg_list=values, slave_address=motor_id)return ret# 使用示例
if __name__ == "__main__":motor_rtu= MotorRTU()#motor_rtu.read_04(reg_address =0x0046,reg_count=3,slave_address =1)#motor_rtu.write_06(reg_address =0x000E,reg_value=0x0001,slave_address =1)#motor_rtu.write_10(reg_address=0x00F0, reg_list=[0,2000,36000,0,0], slave_address=1)
    motor_rtu.trapezoid_position_ctrl(motor_id=0x02,  # Serial port address of the motor (电机串口地址)is_ccw_direction=0,  # Direction of rotation (1 for counterclockwise, 0 for clockwise) (旋转方向，1为逆时针，0为顺时针)positive_acceleration=2000,  # Acceleration rate in RPM per second when accelerating (加速时的加速度，单位：RPM/s)negative_acceleration=2000,  # Deceleration rate in RPM per second when decelerating (减速时的减速度，单位：RPM/s)max_speed=5000,  # Maximum speed of the motor in RPM (电机的最高速度，单位：RPM)angular_displacement=360,  # Angular displacement in degrees (角位移，单位：度)is_absolute_angular=0  # 0 for relative angular displacement, 1 for absolute (0表示相对角位移，1表示绝对角位移)
    )#motor_rtu.deactivate_stall_ctrl(motor_id =0x01)#串口地址