XPCIE1032H功能簡介

　　XPCIE1032H是一款基于PCI Express的EtherCAT總線運動控制卡，可選6-64軸運動控制，支持多路高速數(shù)字輸入輸出，可輕松實現(xiàn)多軸同步控制和高速數(shù)據(jù)傳輸。XPCIE1032H集成了強(qiáng)大的運動控制功能，結(jié)合MotionRT7運動控制實時軟核，解決了高速高精應(yīng)用中，PC Windows開發(fā)的非實時痛點，指令交互速度比傳統(tǒng)的PCI/PCIe快10倍。

　　XPCIE1032H支持PWM，PSO功能，板載16進(jìn)16出通用IO口，其中輸出口全部為高速輸出口，可配置為4路PWM輸出口或者16路高速PSO硬件比較輸出口。輸入口含有8路高速輸入口，可配置為4路高速色標(biāo)鎖存或兩路編碼器輸入。

　　XPCIE1032H搭配MotionRT7實時內(nèi)核，使用本地LOCAL接口連接，通過高速的核內(nèi)交互，可以做到更快速的指令交互，單條指令與多條指令一次性交互時間可以達(dá)到3-5us左右。

　　?XPCIE1032H與MotionRT7實時內(nèi)核的配合具有以下優(yōu)勢：

　　1.支持多種上位機(jī)語言開發(fā)，所有系列產(chǎn)品均可調(diào)用同一套API函數(shù)庫;

　　2.借助核內(nèi)交互，可以快速調(diào)用運動指令，響應(yīng)時間快至微秒級，比傳統(tǒng)PCI/PCIe快10倍;

　　3.解決傳統(tǒng)PCI/PCIe運動控制卡在Windows環(huán)境下控制系統(tǒng)的非實時性問題;

　　4.支持一維/二維/三維PSO(高速硬件位置比較輸出)，適用于視覺飛拍、精密點膠和激光能量控制等應(yīng)用;

　　5.提供高速輸入接口，便于實現(xiàn)位置鎖存;

　　6.支持EtherCAT總線和脈沖輸出混合聯(lián)動、混合插補(bǔ)。

　　?使用XPCIE1032H和MotionRT7進(jìn)行項目開發(fā)時，通常需要進(jìn)行以下步驟：

　　1.安裝驅(qū)動程序，識別XPCIE1032H;

　　2.打開并執(zhí)行文件“MotionRT710.exe”，配置參數(shù)和運行運動控制實時內(nèi)核;

　　3.使用ZDevelop軟件連接到控制器，進(jìn)行參數(shù)監(jiān)控。連接時請使用PCI/LOCAL方式，并確保ZDevelop軟件版本在3.10以上;

　　4.完成控制程序開發(fā)，通過LOCAL鏈接方式連接到運動控制卡，實現(xiàn)實時運動控制。

　　?與傳統(tǒng)PCI/PCIe卡和PLC的測試數(shù)據(jù)結(jié)果對比：

　　我們可以從測試對比結(jié)果看出，XPCIE1032H運動控制卡配合實時運動控制內(nèi)核MotionRT7，在LOCAL鏈接(核內(nèi)交互)的方式下，指令交互的效率是非常穩(wěn)定，當(dāng)測試數(shù)量從1w增加到10w時，單條指令交互時間與多條指令交互時間波動不大，非常適用于高速高精的應(yīng)用。

       XPCIE1032H控制卡安裝

　　§關(guān)閉計算機(jī)電源。

　　§打開計算機(jī)機(jī)箱，選擇一條空閑的XPCIE卡槽，用螺絲刀卸下相應(yīng)的擋板條。

　　§ 將運動控制卡插入該槽，擰緊擋板條上的固定螺絲。

　　XPCIE1032H驅(qū)動安裝與建立連接參考往期文章EtherCAT超高速實時運動控制卡XPCIE1032H上位機(jī)C#開發(fā)(一)：驅(qū)動安裝與建立連接。

　　一、C#語言進(jìn)行運動控制項目開發(fā)

　　1.解壓下載的安裝包找到“ Zmcaux.cs ”，“ zauxdll.dll ”，“ zmotion.dll ”放入到項目文件中。

       (1)“Zmcaux.cs”放在項目根目錄文件中，與bin目錄同級。

　　(2)“zauxdll.dll”，“zmotion.dll”放在bin → Debug。

　　2.用vs打開新建的項目文件，在右邊的解決方案資源管理器中點擊顯示所有，然后鼠標(biāo)右鍵點擊zmcaux.cs文件，點擊包括在項目中。

　　3.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,并聲明控制器句柄g_handle。

　　二、PC函數(shù)介紹

       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”。

　　三、同步跟隨運動介紹

　　同步跟隨運動 -- MOVESYNC

　　此運動可以簡拆成兩部分組成(同步+跟隨)，整個過程由同步和跟隨組成;同步過程：是實現(xiàn)追上目標(biāo)并獲得和目標(biāo)同樣的運動速度;

　　跟隨過程：是在同步過程完成后與產(chǎn)品保持相對靜止運動的過程，在此過程中可以引用其他運動動作，以實現(xiàn)點膠、分揀等工藝動作。

　　同步跟隨運動的重點說明

　　1.同步+跟隨的過程一般分為3段：加速段(同步過程)、同步段(跟隨過程)、減速段(復(fù)位過程);

　　2.加速時間：作用于同步過程，指示同步要在運動觸發(fā)后多久完成，單位MS;

　　3.勻速時間：作用于跟隨過程，指示在同步運動結(jié)束后，跟隨過程持續(xù)時間，單位MS，此處需要注意與加工動作耗時的搭配;如果跟隨時間小于加工時間，則可能出現(xiàn)部分加工過程不在跟隨過程完成(軌跡會出現(xiàn)偏差);

　　4.減速時間：作用于減速度，指示加工完成回到指定位置等待下一次觸發(fā)過程的歸位時間，單位MS。

　　四、例程說明

       1.C#例程界面如下。

　　2.例程實現(xiàn)邏輯解讀簡圖。

　　3.在Form1的構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用接口ZAux_FastOpen()，使在系統(tǒng)初始化的時候自動鏈接控制器。

　　·

　　//LOCAL 鏈接private void button4_Click(object sender, EventArgs e){ if (G_CardHandle == (IntPtr)0) { btn_Close_Click(sender, e); } zmcaux.ZAux_FastOpen(5, comboBox1.Text, 1000, out G_CardHandle); if (G_CardHandle != (IntPtr)0) { this.Text = "已鏈接"; timer1.Enabled = true; } else { MessageBox.Show("鏈接失敗，請選擇正確的LOCAL!"); }}

　　4.定時器運行獲取鎖存位置信息。

　　·

　　private void timer2_Tick(object sender, EventArgs e){ int iret = 0; float[] MarkNum = new float[2]; float[] RegistPos = new float[1000]; iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetTable(G_CardHandle, Convert.ToInt32(Text_TabStart.Text), 1, MarkNum); //獲取鎖存觸發(fā)次數(shù) m_RegistCount = (int)MarkNum[0]; this.DataGridView2.Rows[0].Cells[1].Value = m_RegistCount.ToString(); //顯示到列表 if (m_RegistCount > m_RegistShow) //鎖存數(shù)量大于顯示 { int iNum = m_RegistCount - m_RegistShow; iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetTable(G_CardHandle, Convert.ToInt32(Text_TabStart.Text) + 1 + m_RegistShow, iNum, RegistPos); //獲取鎖存觸發(fā)次數(shù) for (int i = 0; i < iNum; i++) { this.DataGridView2.Rows[m_RegistShow + i + 1].Cells[1].Value = RegistPos[i].ToString(); } m_RegistShow = m_RegistCount; } else if (m_RegistCount < m_RegistShow) //鎖存循環(huán)溢出 { int iNum = Convert.ToInt32(Text_TabNum.Text) - m_RegistShow - 1; iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetTable(G_CardHandle, Convert.ToInt32(Text_TabStart.Text) + 1 + m_RegistShow, iNum, RegistPos); //獲取鎖存觸發(fā)次數(shù) for (int i = 0; i < iNum; i++) { this.DataGridView2.Rows[m_RegistShow + i + 1].Cells[1].Value = RegistPos[i].ToString(); } m_RegistShow = 0; }}

　　5.同步跟隨線程觸發(fā)并執(zhí)行同步跟隨動作。

　　·

　　public void SubMoveSync(){ int iret = 0; int[] iAxisList = new int[2] { 0, 1 }; int[] iTime = new int[3]; iTime[0] = Convert.ToInt32(TextAccTime.Text); iTime[1] = Convert.ToInt32(TextSyncTime.Text); iTime[2] = Convert.ToInt32(TextBackTime.Text); float[] fWaitPos = new float[2]; fWaitPos[0] = Convert.ToSingle(TextXpos.Text); fWaitPos[1] = Convert.ToSingle(TextYpos.Text); float fOffPos = Convert.ToSingle(TextOffpos.Text); float fPdAxisPos = 0; //當(dāng)前皮帶軸位置 float[] fMakrPos = new float[2]; //當(dāng)前加工產(chǎn)品鎖存編碼器的位置 int iMaxNum = Convert.ToInt32(Text_TabNum.Text); float imode = 0; if (radioBtnX.Checked) { imode = 0 + (float)(Convert.ToSingle(TextAngle.Text) / 180.0 * Math.PI); //X方向跟隨 } else { imode = 10 + (float)(Convert.ToSingle(TextAngle.Text) / 180.0 * Math.PI); //Y方向跟隨 } while (true) { if ((m_RegistCount != 0) && (iWorkCount < iMaxNum)) //鎖存 已經(jīng)觸發(fā)加工數(shù)量小于總鎖存數(shù) { iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetTable(G_CardHandle, Convert.ToInt32(Text_TabStart.Text) + 1 + iWorkCount, 1, fMakrPos); //獲取當(dāng)前準(zhǔn)備加工的鎖存位置 } else if (iWorkCount > iMaxNum) //鎖存坐標(biāo)已經(jīng)溢出，數(shù)據(jù)保存在鎖存前面 { iWorkCount = iWorkCount - m_RegistCount; //從下個循環(huán)開始取值 if (iWorkCount < m_RegistCount) { iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetTable(G_CardHandle, Convert.ToInt32(Text_TabStart.Text) + 1 + iWorkCount, 1, fMakrPos); //獲取當(dāng)前準(zhǔn)備加工的鎖存位置 } else { continue; } } //鎖存事件未觸發(fā) if (m_RegistCount == 0 || m_RegistCount == iWorkCount) { continue; } //等待傳送帶位置運動超過開始跟隨位置 do { iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetMpos(G_CardHandle, 2, ref fPdAxisPos); //獲取當(dāng)前編碼軸位置 } while (fPdAxisPos < fOffPos + fMakrPos[0]); iret = zmcaux.ZAux_Direct_MoveSync(G_CardHandle, imode, iTime[0], fMakrPos[0] + fOffPos, 2, 2, iAxisList, fWaitPos); //同步啟動加速段， iret = zmcaux.ZAux_Direct_MoveSync(G_CardHandle, imode, iTime[1], fMakrPos[0] + fOffPos, 2, 2, iAxisList, fWaitPos); //同步啟動勻速速段，勻速時間 iret = zmcaux.ZAux_Direct_MoveSync(G_CardHandle, imode, iTime[2], 0, -1, 2, iAxisList, fWaitPos); //結(jié)束同步走到待機(jī)位置 int Axisidle = 0; do { iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetIfIdle(G_CardHandle, iAxisList[0], ref Axisidle); //等待主軸跟隨完畢 } while (Axisidle == 0); iWorkCount++; }}

　　五、調(diào)試與運行

       1.用X方向跟隨(Y方向同理)，輸入X方向跟隨參數(shù)。

　　如下圖，鎖存通過輸入0號觸發(fā)，觸發(fā)多次，將數(shù)據(jù)提供給同步跟隨并觸發(fā)同步跟隨波形，波形圖中，X跟隨軸在前5S內(nèi)實現(xiàn)同步后，與皮帶軸在2S內(nèi)保持相同速度相對運行，跟隨結(jié)束后在5S內(nèi)歸位完成。

　　本次，正運動技術(shù)皮帶同步跟隨：EtherCAT超高速實時運動控制卡XPCIE1032H上位機(jī)C#開發(fā)(十四)，就分享到這里。

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