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XPCIE1032H功能簡介
XPCIE1032H是一款基於PCI Express的EtherCAT總線運動控製卡,可選6-64軸運動控製,支持多路高速數字輸入輸出,可輕鬆實現多軸同步控製和高速數據傳輸。
XPCIE1032H運動控製卡集成了強大的運動控製功能,結合MotionRT7運動控製實時軟核,解決了高速高精應用中,PC Windows開發的非實時痛點,指令交互速度比傳統的PCI/PCIe快10倍。

XPCIE1032H運動控製卡支持PWM,PSO功能,板載16進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路高速色標鎖存或兩路編碼器輸入。
XPCIE1032H運動控製卡搭配MotionRT7實時內核,使用本地LOCAL接口連接,通過高速的核內交互 ,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到3-5us左右。

?XPCIE1032H運動控製卡與MotionRT7運動控製實時內核的配合具有以下優勢:

1.支持多種上位機語言開發,所有係列產品均可調用同一套API函數庫;
2.借助核內交互,可以快速調用 運動指令,響應時間快至微秒級,比傳統PCI/PCIe快10倍;
3.解決傳統PCI/PCIe運動控製卡在Windows環境下控製係統的非實時性問題;
4.支持一維/二維/三維PSO(高速硬件位置比較輸出),適用於視覺飛拍、精密點膠和激光能量控製等應用;
5.提供高速輸入接口,便於實現位置鎖存;
6.支持EtherCAT總線和脈衝輸出混合聯動、混合插補。

?使用XPCIE1032H運動控製卡和MotionRT7運動控製實時內核進行項目開發時,通常需要進行以下步驟:
1.安裝驅動程序,識別XPCIE1032H;
2.打開並執行文件“MotionRT710.exe”,配置參數和運行運動控製實時內核;
3.使用ZDevelop軟件連接到控製器,進行參數監控。連接時請使用PCI/LOCAL方式,並確保ZDevelop軟件版本在3.10以上;
4.完成控製程序開發,通過LOCAL鏈接方式連接到運動控製卡,實現實時運動控製。

?與傳統PCI/PCIe卡和PLC的測試數據結果對比:

我們可以從測試對比結果看出,XPCIE1032H運動控製卡配合實時運動控製內核MotionRT7,在LOCAL鏈接(核內交互)的方式下,指令交互的效率是非常穩定,當測試數量從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,非常適用於高速高精的應用。
XPCIE1032H控製卡安裝
XPCIE1032H驅動安裝與建立連接參考往期文章 EtherCAT超高速實時運動控製卡XPCIE1032H上位機C#開發(一):驅動安裝與建立連接 。
一、C#語言進行運動控製項目開發

1.到正運動技術官網的下載中心選擇需要的平台庫文件。
庫文件下載地址: http://www.zmotion.com.cn/download_list_21.html

2.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。

3.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,然後鼠標右鍵點擊zmcaux.cs文件,點擊包括在項目中。

4.雙擊Form1.cs裏麵的Form1,出現代碼編輯界麵,在文件開頭寫入using cszmcaux,並聲明控製器句柄g_handle。

二、相關PC函數介紹
相關PC函數介紹詳情可參考“ZMotion PC函數庫編程手冊 V2.1.1”。
1、控製器網口連接函數接口

2、硬件比較輸出函數接口

3、硬件定時器函數接口

在form設計界麵找到需要用到的控件拖拽到窗體中進行UI界麵設計,效果如下。

三、位置同步輸出PSO介紹
PSO(position synchronized output)即位置同步輸出,本質是通過采集實時的編碼器反饋位置(無編碼器可使用輸出的脈衝位置)與比較模式設定的位置進行比較,控製OP高速同步輸出信號,PSO示意圖如下。

PSO一般與激光器(或點膠噴射閥等設備)同步輸出信號進行相位同步,在運動軌跡的所有階段以恒定的空間(或恒定時間)間隔觸發輸出開關,包括加速、減速和勻速段,從而實現脈衝能量均勻地作用在被加工物體上。
PSO功(gong)能(neng)的(de)特(te)點(dian)是(shi)能(neng)高(gao)速(su)且(qie)穩(wen)定(ding)的(de)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao),因(yin)為(wei)輸(shu)出(chu)精(jing)度(du)足(zu)夠(gou)高(gao),所(suo)以(yi)能(neng)夠(gou)在(zai)整(zheng)個(ge)運(yun)動(dong)軌(gui)跡(ji)中(zhong)以(yi)固(gu)定(ding)的(de)距(ju)離(li)觸(chu)發(fa)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)而(er)不(bu)用(yong)考(kao)慮(lv)總(zong)體(ti)速(su)度(du),即(ji)在(zai)直(zhi)線(xian)部(bu)分(fen)以(yi)很(hen)快(kuai)的(de)速(su)度(du)運(yun)動(dong),而(er)在(zai)圓(yuan)角(jiao)部(bu)分(fen)減(jian)速(su)的(de)同(tong)時(shi)也(ye)能(neng)保(bao)證(zheng)輸(shu)出(chu)間(jian)距(ju)恒(heng)定(ding)。
通常圓角加工部分在整個加工過程中占有比較小的部分,這樣在保證加工效果的同時,就可以最大限度地提高產能。

正運動的PSO功能調用 ZAux_Direct_HwPswitch2 函數接口實現,該函數采用硬件 實現IO的高速比較輸出 , 故名硬件比較輸出。
四、位置同步輸出PSO模式介紹
1、單軸比較 -- 模式1

ZAux_Direct_HwPswitch2(ZMC_HANDLE handle,int Axisnum,int Mode,int Opnum,int Opstate,float ModePara1, float ModePara2,float ModePara3,float ModePara4 )
(1)handle:控製器連接句柄;
(2)Axisnum:比較軸號;
(3)Mode:1-啟動比較器;
(4)Opnum:對應的輸出口;
(5)Opstate:第一個比較點的輸出狀態;
(6)ModePara1:第一個比較點絕對坐標所在TABLE寄存器編號;
(7)ModePara2:最後一個比較點絕對坐標所在TABLE寄存器編號;
(8)ModePara3:第一個點判斷方向,0坐標負向,1坐標正向,-1不使用方向;
(9)ModePara4:模式1裏麵,該參數無意義,填0或其他任意值。
⊙該模式主要功能為: 在Table寄存器裏麵設置好比較點,碰到設置好的單軸比較點之後,輸出口電平反轉。
該模式使用時需要指定高速輸出口,設置好首個比較點的輸出狀態,設置比較軸,在設置比較點(即設置table寄存器,點數量等),最後設置比較點運動方向,啟動比較。緊接著驅動軸運動即可。
如下圖設置: 設置高速比較輸出口0,首個比較點的輸出狀態為1,設置比較軸為0。設置4個比較點,比較點坐標分別為:100,200,300,400。即當軸運動到100,200,300,400時,都會觸發電平變化。

示波器波形如圖所示:在100,200,300,400時會發生電平變化。

2、清除比較點 -- 模式2
ZAux_Direct_HwPswitch2(ZMC_HANDLE handle,int Axisnum,int Mode,int Opnum,int Opstate,float ModePara1, float ModePara2,float ModePara3,float ModePara4)
(1)handle:控製器連接句柄;
(2)Axisnum:比較軸號;
(3)Mode:2-清除比較緩衝區;
(4)Opnum:對應的輸出口;
(5)Opstate:模式2裏麵,該參數無意義,填0;
(6)ModePara1:模式2裏麵,該參數無意義,填0;
(7)ModePara2:模式2裏麵,該參數無意義,填0;
(8)ModePara3:模式2裏麵,該參數無意義,填0;
(9)ModePara4:模式2裏麵,該參數無意義,填0。
⊙說明: 使用前需要調用此模式,清除可能沒有比較完成的數據。使用過程中也可以發送此命令,停止比較。
3、矢量比較方式 -- 模式3

ZAux_Direct_HwPswitch2(ZMC_HANDLE handle,int Axisnum,int Mode,int Opnum,int Opstate,float ModePara1, float ModePara2,float ModePara3,float ModePara4)
(1)handle:控製器連接句柄;
(2)Axisnum:比較軸號;
(3)Mode:3-啟動比較器;
(4)Opnum:對應的輸出口;
(5)Opstate:第一個比較點的輸出狀態;
(6)ModePara1:第一個矢量距離比較點絕對坐標所在TABLE寄存器編號;
(7)ModePara2:最後一個矢量距離比較點絕對坐標所在TABLE寄存器編號;
(8)ModePara3:模式3裏麵,該參數無意義,填0或其他任意值;
(9)ModePara4:模式3裏麵,該參數無意義,填0或其他任意值。
⊙該模式主要功能為: 在Table寄存器裏麵設置好比較點,碰到設置單軸矢量距離比較點之後,輸出口電平反轉。
該模式使用時需要指定高速輸出口,設置好首個比較點的輸出狀態,設置比較軸,在設置比較點(即設置table寄存器,點數量等),啟動比較。緊接著驅動軸運動即可。
如下圖設置: 設置高速比較輸出口0,首個比較點的輸出狀態為1,設置比較軸為0。設置4個比較點,比較點坐標分別為:100,200,300,400.即當軸矢量距離運動到100,200,300,400時,都會觸發電平變化。

示波器波形如圖所示:在100,200,300,400時會發生電平變化。

4、矢量比較,單個比較點 -- 模式4

ZAux_Direct_HwPswitch2(ZMC_HANDLE handle,int Axisnum,int Mode,int Opnum,int Opstate,float ModePara1, float ModePara2,float ModePara3,float ModePara4)
(1)handle:控製器連接句柄;
(2)Axisnum:比較軸號;
(3)Mode:4-啟動比較器;
(4)Opnum:對應的輸出口;
(5)Opstate:第一個比較點的輸出狀態;
(6)ModePara1:矢量距離比較點坐標(當前運動距離)。
⊙該模式主要功能為: ModePara1參數設置好比較點之後,碰到設置單軸矢量距離比較點之後,OP 反轉,比較結束。
如下圖設置:設置高速比較輸出口0,首個比較點的輸出狀態為1,設置比較軸為0。比較點為100。

示波器波形如圖所示:在100時會發生電平變化。

5、周期位置比較,有效距離輸出 -- 模式5

ZAux_Direct_HwPswitch2(ZMC_HANDLE handle,int Axisnum,int Mode,int Opnum,int Opstate,float ModePara1, float ModePara2,float ModePara3,float ModePara4)
(1)handle:控製器連接句柄
(2)Axisnum:比較軸號
(3)Mode:5-啟動比較器
(4)Opnum:對應的輸出口
(5)Opstate:第一個比較點的輸出狀態
(6)ModePara1:矢量距離比較點坐標(當前運動距離)
(7)ModePara2:重複周期。即有效狀態個數
(8)ModePara3:周期距離.每隔一次有效狀態距離
(9)ModePara4:有效狀態距離(不能大於周期距離)
⊙該模式主要功能為: ModePara1參數設置好比較點之後,碰到設置單軸矢量距離比較點之後,輸出一斷設置好的周期距離脈衝。
該模式使用時需要指定高速輸出口,設置好首個比較點的輸出狀態,設置比較軸,在設置比較點(矢量距離比較點坐標,當前運動距離),設置好周期距離,重複周期,有效狀態距離等。最後啟動比較。緊接著驅動軸運動即可。
如下圖設置: 設置高速比較輸出口0,首個比較點的輸出狀態為1,設置比較軸為0。比較點為80,重複周期為5,周期距離為100,有效距離為20,即當軸矢量距離運動到80之後,每運動100的距離,就會輸出設置好的周期位置脈衝。

示波器波形如圖所示:軸0與軸1,進行300,400的插補運動的時候,在矢量位置80,180,280,380,480時會輸出設置好的周期位置脈衝。

6、周期位置比較,周期時間輸出 -- 模式6

ZAux_Direct_HwPswitch2(ZMC_HANDLE handle,int Axisnum,int Mode,int Opnum,int Opstate,float ModePara1, float ModePara2,float ModePara3,float ModePara4)
(1)handle:控製器連接句柄;
(2)Axisnum:比較軸號;
(3)Mode:6-啟動比較器;
(4)Opnum:對應的輸出口;
(5)Opstate:第一個比較點的輸出狀態;
(6)ModePara1:矢量距離比較點坐標(當前運動距離);
(7)ModePara2:重複周期。即有效狀態個數;
(8)ModePara3:周期距離.每隔一次這個距離輸出一次定時器;
(9)ModePara4:模式6裏麵,該參數無意義,填0或其他任意值。
⊙該模式主要功能為: ModePara1參數設置好比較點之後,碰到設置單軸矢量距離比較點之後,輸出一斷設置好的定時脈衝。
該模式使用時需要指定高速輸出口,設置好首個比較點的輸出狀態,設置比較軸,在設置比較點(矢量距離比較點坐標,當前運動距離),設置好周期距離,重複周期,設置好硬件定時參數。最後啟動比較。緊接著驅動軸運動即可。
如下圖設置: 設置高速比較輸出口0,首個比較點的輸出狀態為1,設置比較軸為0。比較點為50,重複周期為2,周期距離為100,周期時間為40,有效時間為20。即當軸矢量距離運動到50之後,每運動100的距離,就會輸出一段設置好的定時脈衝。

示波器波形如圖所示:在50,150時會輸出一段設置好的定時脈衝。

7、獨立位置比較,周期時間輸出 -- 模式7

⊙該模式主要功能為: ModePara1參數設置好比較點之後,碰到設置單軸矢量距離比較點之後,輸出一斷設置好的定時脈衝。
該模式使用時需要指定高速輸出口,設置好首個比較點的輸出狀態,設置比較軸,在設置比較點(矢量距離比較點坐標,當前運動距離),設置好周期距離,重複周期,設置好硬件定時參數。最後啟動比較。緊接著驅動軸運動即可。
這條指令在功能上與模式6類似但是在具體設置時會比模式6簡單,首先他可以直接在指令中設置HW_TIMER,另外可以動態修改HW_TIMER指令的相關參數。
如下圖設置: 設置高速比較輸出口0,首個比較點的輸出狀態為1,設置比較軸為0。起始比較點為0,結束比較點為3,周期時間為150ms,脈衝個數為2,有效時間為100ms。即當軸矢量距離運動到50之後,每運動100的距離,就會輸出一段設置好的定時脈衝.(注意並沒有打開HW_TIMER)。

示波器波形如圖所示:在50,100,150,200時會輸出一段設置好的定時脈衝。

單軸PSO模式詳解和例程演示視頻。
本次,正運動技術 單軸PSO視覺飛拍與精準輸出:EtherCAT超高速實時運動控製卡XPCIE1032H上位機C#開發(七),就分享到這裏。
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正運動技術專注於運動控製技術研究和通用運動控製軟硬件產品的研發,是國家級高新技術企業。正運動技術彙集了來自華為、zhongxingdenggongsideyouxiurencai,zaijianchizizhuchuangxindetongshi,jijilianhegedagaoxiaoxietongyundongkongzhijichujishudeyanjiu,shiguoneigongkonglingyufazhanzuikuaideqiyezhiyi,yeshiguoneishaoyou、完整掌握運動控製核心技術和實時工控軟件平台技術的企業。主要業務有: 運動控製卡_運動控製器_EtherCAT運動控製卡_EtherCAT控製器_運動控製係統_視覺控製器__運動控製PLC_運動控製_機器人控製器_視覺定位_XPCIe/XPCI係列運動控製卡等等。

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