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DIY CNC Machine.Taipei 造訪社團 » 私訊

原文網址 石小川
2019-10-03 19:28:13

使用Python語言做自動控制的方法 - I 軟體篇

[語法簡單明瞭]

Python語法簡單易學,最重要的是還有大量功能強大的免費模組可下載,其強大的應用層面已經發展到令人不可忽視的重要地位,甚至NASA也拿來當作航太人機介面的控制語言。早期接的專案我都是用Assembly、C、C++、C#等設計自動控制系統,這幾年我很多是改用Python來撰寫,好處是取得系統傳回的資料後,可很容易且快速的結合各種海量模組演算法發展出很專業的人工智慧機器。

[Python是跨平台語言]

Python本身沒有支援特定硬體控制的功能,也正因為如此它才能夠跨平台,但這不是原罪,相反的卻是它的優點,換句話說,在x86、Arm、Arduino、PC、手機或平板等不同的作業系統環境下,相同的程式皆可以很容易互相移植過去正常執行,這 print('免費資源 + 免費的模組 + 簡單易學') 根本是一場世界革命,能不紅嗎!

綜合以上講了一大堆,無非就是要說服工程師們是該改變自已接受世界脈動的時候了,我也不例外,以此共勉之!

[軟體開發]

接下來進入主題談論如何用Python開發一個多軸的CNC平台,會舉這個CNC專題當作例子是因為在我眼裡,CNC其實就是一個機器人,我的經驗是~只要搞懂CNC軟硬體知識後,無論是自駕車、四軸無人機或是工具機皆是囊中物,至於想要用它做些甚麼,端看你無限的想像力而定!

因為Python沒有直接存取硬體的介面,我的方法是用Python當作主程式,將底層存取硬體的API程式(動態連結程式庫 DLL)封裝成Python可調用的格式即可,如此一來多年使用C++/C#寫的程式庫都可引用了。因為程式很長, 為免洗板我簡略敘說過程如下:

(A). 封裝DLL程式庫成PyCNC.py 模組,其中 class __IMC_Pkg()就是封裝成類別的名稱, 將來Python與機器溝通的介面就是依靠這項。

#---------------------------------------------------------------------------

# 這是被呼叫的模組 : PyCNC.py

#---------------------------------------------------------------------------

# 需引用ctypes

import ctypes

import ctypes.wintypes

#------------------------------------------------------------------------------

class __IMC_Pkg():

def __init__(self):

self.ptr = ctypes.WinDLL('IMC_Pkg.dll') # _stdcall

#---------------------------------------------------------------------------

def Open(self, netcardId, imcId):

self.ptr.PKG_IMC_Open.argtypes = (ctypes.c_int, ctypes.c_int)

self.ptr.PKG_IMC_Open.restype = ctypes.POINTER(ctypes.c_voidp)

return self.ptr.PKG_IMC_Open(netcardId, imcId) #---------------------------------------------------------------------------

def Close(self, handle):

self.ptr.PKG_IMC_Close.argtypes = (ctypes.POINTER(ctypes.c_voidp), )

self.ptr.PKG_IMC_Close.restype = ctypes.c_int

return self.ptr.PKG_IMC_Close(handle)

#---------------------------------------------------------------------------

def MoveAbs(self, handle, pos, startvel, tgvel, wait, axis):

self.ptr.PKG_IMC_MoveAbs.argtypes = (ctypes.POINTER(ctypes.c_voidp), ctypes.c_int, ctypes.c_double, ctypes.c_double, ctypes.c_int, ctypes.c_int) self.ptr.PKG_IMC_MoveAbs.restype = ctypes.c_int

return self.ptr.PKG_IMC_MoveAbs(handle, pos, startvel, tgvel, wait, axis)

#---------------------------------------------------------------------------

def MoveAbs_P(self, handle, pos, startvel, tgvel, wait, axis): # P 輔助座標

self.ptr.PKG_IMC_MoveAbs_P.argtypes = (ctypes.POINTER(ctypes.c_voidp), ctypes.c_int, ctypes.c_double, ctypes.c_double, ctypes.c_int, ctypes.c_int) self.ptr.PKG_IMC_MoveAbs_P.restype = ctypes.c_int

return self.ptr.PKG_IMC_MoveAbs_P(handle, pos, startvel, tgvel, wait, axis)

.

.

(B). 主程式motion.py 要引用也很簡單, 只要加上PyCNC.py模組,就可以調用IMC_Pkg所有的功能

#---------------------------------------------------------------------------

# 這是主程式 : motion.py

#---------------------------------------------------------------------------

from CNC import PyCNC

IMC_Pkg = PyCNC.__IMC_Pkg()

#---------------------------------------------------------------------------

if(self.gHandle != None):

IMC_Pkg.Close(self.gHandle)

self.gHandle = IMC_Pkg.Open(netcardId, imcId)

if(self.gHandle != None): #//if(IsOpen())

if(IMC_Pkg.InitCfg(self.gHandle) != 0):

self.nAxis = IMC_Pkg.GetNaxis(self.gHandle) # 取得設備支援軸數

p, self.Position = self.GetPosition(3)

(C). 建議開發環境安裝Anaconda開發包, 在設計Python程式時可少走很多冤枉路,為了相容以前DLL程式庫,我是下載Anaconda3 - 32bit - Python3.7.3版本。

p.s. (1). IMC3xx/IMC4xx系列運動控制卡所有函數(IMC_Pkg.dll)我都有封裝成PyCNC.py以方便Python呼叫,有興趣的朋友可加入我臉書討論。

((2). 圖-1. 八軸運動+I/O+AD/DA控制卡應用圖例

圖-2. motion.py 主程式的視窗介面

影片-1. 使用motion.py 展示CNC軸控,也順便Demo飛行搖桿控制3軸及發射雷射

影片-2. 電腦執行motion.py情形

影片-3. 使用motion.py 執行G-Code,用雷射雕刻一個正圓

(3). 下回有機會再補上 : "使用Python語言做自動控制的方法 - I I 硬體篇"及 "使用Python語言做自動控制的方法 - I I I 通信篇" (UART、USB、TCP/IP)兩篇才算完整,並且教導大家如何組裝一台三軸運動控制平台的知識(機械結構及控制電路的接法),對於想創業設計自已機器的朋友不要錯過了。在臉書不適合長篇大論所以只能簡單敘述,總感覺見樹不見林,當然我也有開相關的指導課程,有興趣的朋友可上我臉書或私訊我。

Wei-Hsiung Huang
2019-10-03 19:48:42

Nice..

便宜十塊錢
2019-10-03 19:49:49

Python好用+1
我幫公司做一個簡易Web資訊看板
用一台PLC+乙太模組做收集各產線資訊
(我很懶得拓樸一大堆通訊線,跑RS485 To Zigbee)
由乙太模組把資訊先推到ModbusTCP層
再由Python讀ModbusTCP把讀到的值推到前端Web上
簡易的產能看板
跨平台真的好用

吳小東
2019-10-03 22:16:58

深深認同

石小川
2019-10-03 23:30:37

good job! 這是很好的應用, 以前接工廠資料收集器專案, 通信用RS232, 十台一大捆線, 現在看太不可思議了, 哈哈^^

便宜十塊錢
2019-10-03 23:57:01

石小川 我收集的PLC有做類心跳封包,只對有開機的機台通訊,不然Timeout會拖慢速度,越多台沒開越慢,所有的數值都在各機台PLC處理好,再收集
另外還有外加自動紀錄(5天)+控制各站自動歸零(各站開機時規零)

便宜十塊錢
2019-10-04 00:08:16

這個是第一個有線通訊(4台)
現在在做的無線(9台)快好了
規劃排點位跟處理問題較麻煩 ?

石小川
2019-10-04 12:12:53

感謝分享, 在關燈無人工廠掘起後, 機台間的通信越來越重要了, 大大的技術應該很有潛力, 我還停留在十幾年前TCP/IP抓封包技術, 有機會再請教您^^


原文網址 石小川
2019-04-30 12:34:34

C#程式控制Mach3運動卡的方法(二)

上回寫的程式版本是透過USB HID介面直接控制Mach3, 這次版本是透過Mach3橋接, 用它提供的API做控制, 好處是幾乎所有Mach3功能皆可實作, 壞處是Mach3必須先執行, 這樣做有甚麼好處呢? 主要是二次開發用, 會自已寫程式的人(C# , C++, VB)可加入演算法提升CNC的功能, 例如可在CNC加入OpenCV做影像辨識或做3D工件掃描建模功能, 或者加入類神經網路做深度學習….等等, 下次有機會我們再詳細討論這部份. 本章重點是簡單介紹開發步驟, 以C#程式語言為例(其實任何語言皆可, 只是呼叫方式略有不同而已)如下:

(1)正常機碼必須有下列註冊檔, 否則程式無法呼叫API(有個補救方法, 下載Mach3Registry.reg, 執行可產生).

xxxxxxxxxx : 每套機碼不一樣. [HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID\{xxxxxxxxxxx}] @="Mach4.Document"

[HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID\{ xxxxxxxxxxx] @="ole32.dll"

[HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID\{ xxxxxxxxxxx }\LocalServer32] @="C:\\Mach3\\Mach3.exe"

[HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID\{ xxxxxxxxxxx }\ProgID] @="Mach4.Document"

[HKEY_CLASSES_ROOT\Mach4.Document] @="Mach4.Document"

[HKEY_CLASSES_ROOT\Mach4.Document\CLSID] @="{ xxxxxxxxxxx }"

(2)在C# /專案/加入參考/ 將Mach3.exe 加入參考,

並在程式前面加入

using System.Runtime.InteropServices;

using Mach4;

(3)主要操作就是這項, 一旦取得Mach3的handle(mInst), 就可長驅直入使用其提供的所有功能(功能可參考Mach3 Version3.x Macro Programmers Reference Manual.pdf) .

IMyScriptObject mInst = null;

try

{

Mach4 mach = (Mach4.IMach4)

Marshal.GetActiveObject("Mach4.Document");

mInst = (Mach4.IMyScriptObject)

mach.GetScriptDispatch();

}

catch

{

}

(4)程式有點長, 為避免洗版, 只好摘錄部分程式如下(有疑問或有興趣找我研發的也歡迎私訊我!):

//---------------------------------------------------------------------

//Mach3 Control Process

//---------------------------------------------------------------------

private IMyScriptObject GetMachInstance()

{

IMyScriptObject mInst = null;

try

{

IMach4 mach = (Mach4.IMach4)

Marshal.GetActiveObject("Mach4.Document");

mInst = (Mach4.IMyScriptObject)

mach.GetScriptDispatch();

}

catch

{

}

return mInst;

}

//---------------------------------------------------------------------

private bool DoEmButton(short number)

{

if(_mInst != null)

{

_mInst . DoOEMButton(number);

return true;

}

return false;

}

//---------------------------------------------------------------------

private void DoGCode(string code)

{

if(_mInst != null)

_mInst.Code(code);

}

//---------------------------------------------------------------------

private void sendMDI()

{

if(textBoxMDI.Text.Trim() != null)

{

DoGCode(textBoxMDI.Text.Trim());

}

}

//---------------------------------------------------------------------

private double[] UpdateDRO()

{

double[] dro = new double[3];

if(_mInst != null)

{

dro[0] = _mInst.GetOEMDRO(800);

dro[1] = _mInst.GetOEMDRO(801);

dro[2] = _mInst.GetOEMDRO(802);

}

return dro;

}

//---------------------------------------------------------------------

//dir = 0 to + direction, dir = 1 to - direction

private void xJogStart(DirectionType dir)

{

if(_mInst != null)

_mInst.JogOn((short)AxisType.X, (short)dir);

}

//---------------------------------------------------------------------

private void xJogStop()

{

if(_mInst != null)

_mInst.JogOff((short)AxisType.X);

}

//---------------------------------------------------------------------

private void yJogStart(DirectionType dir)

{

if(_mInst != null)

_mInst.JogOn((short)AxisType.Y, (short)dir);

}

//---------------------------------------------------------------------

private void yJogStop()

{

if(_mInst != null)

_mInst.JogOff((short)AxisType.Y);

}

//---------------------------------------------------------------------

private void zJogStart(DirectionType dir)

{

if(_mInst != null)

_mInst.JogOn((short)AxisType.Z, (short)dir);

}

//---------------------------------------------------------------------

private void zJogStop()

{

if(_mInst != null)

_mInst.JogOff((short)AxisType.Z);

}

//---------------------------------------------------------------------

private void buttonStart_Click(object sender, EventArgs e)

{

DoEmButton(1000); //start

}

//---------------------------------------------------------------------

private void buttonFeedhold_Click(object sender, EventArgs e)

{

DoEmButton(1001); //Feedhold

}

//---------------------------------------------------------------------

private void buttonStop_Click(object sender, EventArgs e)

{

DoEmButton(1003); //Stop

}

//---------------------------------------------------------------------

private void buttonMDI_Click(object sender, EventArgs e)

{

if(_mInst != null && textBoxMDI.Text.Trim() != null)

_mInst.Code(textBoxMDI.Text.Trim()); //senMDI

}

//---------------------------------------------------------------------

private void timerUpdateDRO_Tick(object sender, EventArgs e)

{

double[] dro = UpdateDRO();

textBoxX.Text = dro[0].ToString("#0.0000");

textBoxY.Text = dro[1].ToString("#0.0000");

textBoxZ.Text = dro[2].ToString("#0.0000");

}

//---------------------------------------------------------------------

private void buttonPX_MouseDown(object sender, MouseEventArgs e)

{

xJogStart(DirectionType.Positive);

}

//---------------------------------------------------------------------

private void buttonPX_MouseUp(object sender, MouseEventArgs e)

{

xJogStop();

}

//---------------------------------------------------------------------

private void buttonNX_MouseDown(object sender,

MouseEventArgs e)

{

xJogStart(DirectionType.Negtive);

}

//---------------------------------------------------------------------

private void buttonNX_MouseUp(object sender,

MouseEventArgs e)

{

xJogStop();

}

//---------------------------------------------------------------------

p.s. 一手操作一手攝影, 非專業攝影, 影片有些抖動請見諒!

辛育全
2019-04-30 12:37:03

Steve Wu
2019-04-30 13:01:22

張益晟
2019-04-30 18:27:16

?

Chihfu Huang
2019-04-30 19:13:38

沈宗麟
2019-04-30 21:32:50

厲害

徐豪宏
2019-05-01 00:33:13

Yu Tseng
2019-05-01 10:28:23

林志強
2019-05-01 17:14:23

好強

吳治彥
2019-05-04 22:53:05

石小川
2019-05-05 16:23:49

謝謝! 感謝以上兄弟們熱烈回應!
我是有些野人獻曝, 班門弄斧之感, 所幸大家善良. 在本社團內臥虎藏龍, 有經驗的CNC實務高手很多, 不結合一起做出好產品實在可惜, 畢竟要會玩也要會養家糊口, 哈哈哈! 想借此版拋磚引玉一下, 是否可腦力激盪, 集思廣益一下, 大家提出CNC專案或其他智慧機器由有興趣有能力的成員加入一起完成, 至於專案成立, 負責出資, 材料, 利潤分紅等細節我再想想, 會尊重此版規定, 跟管理員商討是公開或私訊方式. 以上是我初步構想, 看是否有正反意見皆可提出!


原文網址 Steve Ku
2018-12-01 15:41:11

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原文網址 張紅葉
2017-10-09 19:07:19

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原文網址 陳神力
2017-06-22 03:50:31

由於原本的未來工作室要被徵收做為其他用途,所以眾多零件得盡快找到新主人!!各位有需要的請私訊~~
ps.版主或管理員若不洽當PO文,請直接幫我砍文,抱歉!

Morris Ou
2017-06-22 06:53:45

我要上銀1000mmhg25*2如何取貨付款

黃富源
2017-06-22 08:21:57

外徑多少?

Peter Chen
2017-06-22 09:04:22

鼓風機可以排後補嗎

Depths Sorrow
2017-06-22 11:54:19

請私訊聯繫電話及取貨地址 謝謝


原文網址 車刀
2017-04-23 03:48:37

謝謝各位大哥老闆支持 ? ? ?

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原文網址 車刀
2017-04-01 09:10:56

連假愉快 旅途平安
不好意思打擾囉 ? ? ?

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原文網址 Tommy Lin
2016-06-07 16:28:59

CNC控制器與雜七雜八零件,懶惰病發作已久久,有興趣請私訊我,謝謝!

高俊傑
2016-06-07 17:57:35

請問馬達加控制板還有兩軸工作檯多少錢

林佳祁
2016-06-07 18:28:55

請問電共價格呢?

Tommy Lin
2016-06-07 18:29:28

已有人預訂了,不好意思~

林佳祁
2016-06-07 18:30:41

好滴 ~xy也有人訂了嗎?

楊志鋒
2016-06-07 19:54:26

電源供應器多少,私

Tommy Lin
2016-06-07 20:19:14

已有人預訂了,不好意思~


原文網址 Alex Huang
2015-09-05 23:17:33

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曾鈺憲
2015-09-06 08:40:21

請問這是什麼東西呢?

Alex Huang
2015-09-06 10:31:49

文章內有寫喔,Programmable Motion Controller with Connectors,可程式化的運動控制器


原文網址 Steve Ku
2015-08-14 11:40:46

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