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PCIe EtherCAT實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制卡PCIE464點(diǎn)膠工藝中的同步/提前/延時(shí)開關(guān)膠
深圳市正運(yùn)動(dòng)技術(shù)有限公司
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一.硬件介紹

PCIE464運(yùn)動(dòng)控制卡是正運(yùn)動(dòng)推出的一款EtherCAT總線+脈沖型、PCIE接口式的運(yùn)動(dòng)控制卡,可選6-64軸運(yùn)動(dòng)控制,支持多路高速數(shù)字輸入輸出,可輕松實(shí)現(xiàn)多軸同步控制和高速數(shù)據(jù)傳輸。

運(yùn)動(dòng)控制卡PCIE464.png

PCIE464運(yùn)動(dòng)控制卡適合于多軸點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)、插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)、軌跡規(guī)劃、手輪控制、編碼器位置檢測(cè)、IO控制、位置鎖存等功能的應(yīng)用。

PCIE464運(yùn)動(dòng)控制卡適用于3C電子加工、檢測(cè)設(shè)備、半導(dǎo)體設(shè)備、SMT加工、激光加工、光通訊設(shè)備、鋰電及光伏設(shè)備、以及非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備等高速高精應(yīng)用場(chǎng)合。

運(yùn)動(dòng)控制卡PCIE464接線圖.png

PCIE4系列控制卡的應(yīng)用程序可以使用VC,VB,VS,C++,C#等軟件開發(fā),程序運(yùn)行時(shí)需要?jiǎng)討B(tài)庫(kù)zmotion.dll,調(diào)試時(shí)可以將RTSys軟件同時(shí)連接控制器,從而方便調(diào)試、方便觀察。

API.png


 

更多關(guān)于PCIE464的詳情介紹,點(diǎn)擊“PCIE464 — 高速高精,超高實(shí)時(shí)性的PCIe EtherCAT實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制卡”查看。

二.接線參考

1.IN數(shù)字量輸入接口

數(shù)字輸入分布在J400(IN0-IN7)和X400(IN8-IN39)信號(hào)接口中。

IN數(shù)字量輸入接口.png

2.OUT數(shù)字量輸出接口

數(shù)字輸出分布在J400(OUT0-7)和X400(OUT8-OUT39)信號(hào)接口中。

OUT數(shù)字量輸出接口.png

3.單端編碼器及單端脈沖接線

單端脈沖接線圖.png

單端脈沖接線圖

差分脈沖接線圖.png

差分脈沖接線圖

單端編碼器接線圖.png

單端編碼器接線圖

差分編碼器接線圖.png

差分編碼器接線圖

注:PCIE464的J400接口中有一個(gè)差分脈沖軸接口和三個(gè)單端脈沖軸接口,兩個(gè)差分編碼器接口(其中一個(gè)與差分脈沖軸接口復(fù)用,取決于固件設(shè)定)和兩個(gè)單端編碼器接口,具體引腳定義參見PCIE464硬件手冊(cè)。

三.使用運(yùn)動(dòng)緩沖實(shí)現(xiàn)同步/提前/延時(shí)開關(guān)膠

1.運(yùn)動(dòng)緩沖

ZMotion運(yùn)動(dòng)控制器具有多級(jí)的運(yùn)動(dòng)緩沖,并且遵循先進(jìn)先出原則。當(dāng)運(yùn)動(dòng)緩沖開啟的時(shí)候,程序在掃描識(shí)別到程序任務(wù)的第一條運(yùn)動(dòng)指令時(shí),將運(yùn)動(dòng)指令分配到指定軸的運(yùn)動(dòng)緩沖區(qū),電機(jī)開始運(yùn)動(dòng),此時(shí)程序繼續(xù)向下掃描到第二條運(yùn)動(dòng)指令時(shí),再往運(yùn)動(dòng)緩沖區(qū)中存,在不斷掃描存入運(yùn)動(dòng)指令的同時(shí),從運(yùn)動(dòng)緩沖區(qū)中依次取出運(yùn)動(dòng)指令執(zhí)行。

運(yùn)動(dòng)緩沖原理參考下圖:

①M(fèi)TYPE,NTYPE分別是當(dāng)前運(yùn)行的運(yùn)動(dòng)指令類型和MTYPE后面的第一條指令類型。

②任意一段程序的運(yùn)動(dòng)指令都可以進(jìn)入任意軸的運(yùn)動(dòng)緩沖區(qū),由軸號(hào)指定。

③每個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)緩沖區(qū)都是獨(dú)立的,互不干擾。

運(yùn)動(dòng)緩沖原理圖.png

如下圖:當(dāng)運(yùn)動(dòng)緩沖區(qū)還有空間,運(yùn)動(dòng)指令就會(huì)進(jìn)入運(yùn)動(dòng)緩沖區(qū)。然后可以通過MOVE_MARK設(shè)置標(biāo)識(shí),表示下一條要調(diào)用的運(yùn)動(dòng)指令的MARK標(biāo)號(hào),這個(gè)標(biāo)號(hào)會(huì)和運(yùn)動(dòng)指令一起寫入運(yùn)動(dòng)緩沖。等指令執(zhí)行完成后,則退出運(yùn)動(dòng)緩沖區(qū),之前的下一條指令變成正在運(yùn)動(dòng)指令,循環(huán)往復(fù),直到緩沖區(qū)沒有指令去執(zhí)行。

運(yùn)動(dòng)緩沖原理圖2.png

緩沖多條運(yùn)動(dòng)指令時(shí),為了判斷當(dāng)前運(yùn)動(dòng)執(zhí)行到哪一條,提供MOVE_MARK運(yùn)動(dòng)標(biāo)號(hào)和MOVE_CURMARK當(dāng)前運(yùn)動(dòng)標(biāo)號(hào)指令。

MOVE_MARK運(yùn)動(dòng)標(biāo)號(hào)每掃描一條運(yùn)動(dòng)指令+1。

MOVE_CURMARK指令為當(dāng)前運(yùn)動(dòng)的標(biāo)號(hào),提示當(dāng)前運(yùn)動(dòng)到第幾條運(yùn)動(dòng)指令,所有運(yùn)動(dòng)完成后為-1。

當(dāng)前運(yùn)動(dòng)完成后會(huì)自動(dòng)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)緩沖區(qū)內(nèi)的下一條運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)指令全部執(zhí)行完后,運(yùn)動(dòng)緩沖區(qū)為空,或者使用CANCEL/RAPIDSTOP指令清空運(yùn)動(dòng)緩沖區(qū)。

2.使用到的運(yùn)動(dòng)緩沖指令以及Basic效果演示

在點(diǎn)膠的應(yīng)用場(chǎng)景中,運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)需要精準(zhǔn)調(diào)節(jié)點(diǎn)膠閥開閉時(shí)機(jī)與針頭運(yùn)動(dòng)軌跡,通過開膠延時(shí),關(guān)膠延時(shí),提前關(guān)膠等參數(shù),確保膠量精準(zhǔn)可控,滿足工藝要求。

正運(yùn)動(dòng)技術(shù)提供了MOVE_OP等運(yùn)動(dòng)緩沖中控制輸出的指令,用來實(shí)現(xiàn)點(diǎn)膠工藝中的同步/提前/延時(shí)開關(guān)膠功能。

(1)運(yùn)動(dòng)緩沖開關(guān)OP指令(MOVE_OP -- 緩沖輸出)

運(yùn)動(dòng)緩沖開關(guān)OP指令.png

MOVE_OP指令和MOVE/MOVEABS等指令一樣屬于運(yùn)動(dòng)指令,屬于只操作I/O的特殊運(yùn)動(dòng)指令,并不會(huì)阻塞后續(xù)運(yùn)動(dòng)指令的執(zhí)行。

MOVE_OP指令與MOVE/MOVEABS等緩沖運(yùn)動(dòng)指令配合時(shí)可以實(shí)現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)過程中指定位置同步開關(guān)膠。

Basic效果演示:

BASE(0,1)	 '依次例如點(diǎn)膠XY軸
UNITS = 1000000,1000000
SPEED = 100,100
ACCEL = 1000,1000
DECEL = 1000,1000
MPOS = 0,0DPOS = 0,0
MERGE = 1
OP(0,OFF)
TRIGGER
MOVEABS(100,100)
'開膠點(diǎn)100,100
'XY走軌跡	
MOVE_OP(0,ON)	
MOVE(0,70)
MOVE(-100,0)
MOVE(0,-70)
MOVE(50,0)
MOVEABS(100,100)'關(guān)膠點(diǎn)
MOVE_OP(0,OFF)	
MOVEABS(0,0)

波形展示圖1.png

可以看到xy插補(bǔ)的時(shí)候,先運(yùn)動(dòng)到100,100打開OP,走完一個(gè)長(zhǎng)方形軌跡后,再到100,100的位置關(guān)閉OP。

(2)MOVE_OP精準(zhǔn)輸出模式

實(shí)際點(diǎn)膠應(yīng)用中有時(shí)精度要求比較高,用普通MOVEOP是比較指令位置(DPOS)滿足不了要求,這時(shí)候我們需要開啟MOVEOP精準(zhǔn)模式。

開啟精準(zhǔn)模式后,MOVEOP執(zhí)行時(shí)會(huì)在緩沖比較編碼器位置(MPOS)到達(dá)前一條運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)位置再輸出。

MOVE_OP精準(zhǔn)輸出模式.png

能夠開啟精準(zhǔn)模式的OP需要硬件支持,一般4系列有4個(gè)通道可以用于精準(zhǔn)輸出,部分型號(hào)有8個(gè),不同型號(hào)支持的通道數(shù)可以咨詢正運(yùn)動(dòng)廠家。

Basic演示:

BASE(0,1)	 '依次例如點(diǎn)膠XY軸
UNITS = 1000000,1000000
SPEED = 100,100
ACCEL = 1000,1000
DECEL = 1000,1000
MPOS = 0,0
DPOS = 0,0
MERGE = 1
OP(0,OFF)AXIS_ZSET = 19		'主軸設(shè)置精準(zhǔn)輸出模式
'XY走軌跡
MOVEABS(100,100)
'關(guān)膠點(diǎn)100,100
MOVE_OP(0,ON)	
MOVEABS(300,400)
'關(guān)膠點(diǎn)300,400
MOVE_OP(0,OFF)

設(shè)置插補(bǔ)主軸AXIS_ZSET=19開啟MOVEOP精準(zhǔn)模式。

(3)使用MOVEOP_ADIST設(shè)置提前/滯后一定距離開關(guān)膠

MOVEOP_ADIST提前關(guān)膠.png

通過設(shè)置矢量距離來控制提前滯后開關(guān)膠,設(shè)置正數(shù)會(huì)比缺省輸出位置(MOVE_OP上一條運(yùn)動(dòng)指令的目標(biāo)位置)提前指定矢量距離,設(shè)置負(fù)數(shù)則延后指定矢量距離?梢杂葾XIS_ZSET來啟動(dòng)精準(zhǔn)輸出,同MOVE_OP精準(zhǔn),比較反饋位置。

Basic效果演示:

BASE(0,1)	 '依次例如點(diǎn)膠XY軸
UNITS = 1000000,1000000
SPEED = 100,100
ACCEL = 1000,1000
DECEL = 1000,1000
MPOS = 0,0
DPOS = 0,0
MERGE = 1
OP(0,OFF)
TRIGGER
MOVEABS(100,100)
'開膠點(diǎn)100,100
'XY走軌跡
MOVEOP_ADIST = -50	'滯后50mm打開	
MOVE_OP(0,ON)
MOVEOP_ADIST = 0		
MOVE_OP(1,ON)
MOVE(0,70)
MOVE(-100,0)
MOVE(0,-70)
MOVE(50,0)
MOVEABS(100,100)
'關(guān)膠點(diǎn)
MOVEOP_ADIST = 50	'提前50mm關(guān)閉
MOVE_OP(0,OFF)
MOVEOP_ADIST = 0			
MOVE_OP(1,OFF)
MOVEABS(0,0)

波形展示圖2.png
波形展示圖5.png

設(shè)置OP1開關(guān)不做提前延后設(shè)置與OP0進(jìn)行對(duì)比,可以看到OP0根據(jù)程序設(shè)置滯后50mm打開,提前50mm關(guān)閉了。

(4)使用MOVEOP_AHEADMS設(shè)置提前開關(guān)膠時(shí)間和MOVEOP_DELAY設(shè)置延后開關(guān)膠時(shí)間

指令.png

注意MOVEOP_DELAY指令的效果受到軸FE的影響,若要忽略該影響,單純驗(yàn)證指令功能,可以把ATYPE設(shè)置成0或者1去測(cè)試。

Basic效果演示:

BASE(0,1)	 '依次例如點(diǎn)膠XY軸
UNITS = 1000000,1000000
SPEED = 100,100
ACCEL = 1000,1000
DECEL = 1000,1000
MPOS = 0,0
DPOS = 0,0
MERGE = 1
AXIS_ZSET = 19		'主軸設(shè)置精準(zhǔn)輸出模式
OP(0,OFF)
TRIGGER
MOVEABS(100,100)
'開膠點(diǎn)100,100
'XY走軌跡
MOVEOP_DELAY = 100	'滯后50ms打開
MOVEOP_AHEADMS = 0
MOVE_OP(0,ON)
MOVEOP_DELAY = 0
MOVEOP_AHEADMS = 0		
MOVE_OP(1,ON)		'OP1對(duì)比
MOVE(0,70)
MOVE(-100,0)
MOVE(0,-70)
MOVE(50,0)
MOVEABS(100,100)
'關(guān)膠點(diǎn)
MOVEOP_DELAY = 0	
MOVEOP_AHEADMS = 100	'提前50ms打開
MOVE_OP(0,OFF)
MOVEOP_DELAY = 0	
MOVEOP_AHEADMS = 0		
MOVE_OP(1,OFF)		'OP1對(duì)比
MOVEABS(0,0)

波形展示圖4.png
波形展示圖5.png

同樣設(shè)置OP1開關(guān)不做提前延后設(shè)置與OP0進(jìn)行對(duì)比,可以看到OP0根據(jù)程序設(shè)置滯后100ms打開,提前100ms關(guān)閉了。

3.流程總結(jié)

流程總結(jié).png

四.C#編程進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制項(xiàng)目開發(fā)

1.在VS2010菜單“文件”→“新建”→“項(xiàng)目”,啟動(dòng)創(chuàng)建項(xiàng)目向?qū)А?/p>

1.png

2.選擇開發(fā)語言為“Visual C#”和.NET Framework 4以及Windows窗體應(yīng)用程序。

2.png

3.找到廠家提供的光盤資料里面的C#函數(shù)庫(kù),路徑如下(32位庫(kù)為例)。

(1)進(jìn)入廠商提供的光盤資料找到“04PC函數(shù)”文件夾,并點(diǎn)擊進(jìn)入。

3.png

(2)選擇“01PC函數(shù)庫(kù)2.1”文件夾。

4.png

(3)選擇“Windows平臺(tái)”文件夾。

5.png

(4)選擇“C#”文件夾。

6.png

(5)根據(jù)需要選擇對(duì)應(yīng)的函數(shù)庫(kù),這里選擇32位庫(kù)。

7.png

4.將廠商提供的C#的庫(kù)文件以及相關(guān)文件復(fù)制到新建的項(xiàng)目中。

(1)將zmcaux.cs文件復(fù)制到新建的項(xiàng)目里面中。

8.png

(2)將zauxdll.dll和zmotion.dll文件放入bin\debug文件夾中。

9.png

5.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。

10.png

6.至此,項(xiàng)目新建完成,可進(jìn)行C#項(xiàng)目開發(fā)。

五.相關(guān)PC函數(shù)

由于函數(shù)庫(kù)未封裝對(duì)應(yīng)MOVEOP_ADIST / MOVEOP_AHEADMS / MOVEOP_DELAY的函數(shù),所以需要用ZAux_DirectCommand來發(fā)送對(duì)應(yīng)Basic指令。

C#主體代碼:

private void auto_move()
{
    ThreadFlag = true;
    zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, 0, Convert.ToSingle(C_AutoSpeed.Text));
    zmcaux.ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, 0, Convert.ToSingle(C_AutoAccel.Text));
    zmcaux.ZAux_Direct_SetDecel(g_handle, 0, Convert.ToSingle(C_AutoDecel.Text));
    string cmdbuff = "AXIS_ZSET(0) = 19  ";
    UInt32 uiResponseLength = 2048;
    StringBuilder psResponse = new StringBuilder((Int32)uiResponseLength);
    Int32 iresult = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, cmdbuff, psResponse, uiResponseLength);       //設(shè)置主軸開啟精準(zhǔn)輸出模式
    zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 2, new int[] { 0,1}, new float[] { 0, 0 });//走到零位
    while (true)
    {
         if (checkFrameAxisIdleState() == true) break;
     }
    zmcaux.ZAux_Trigger(g_handle);
    //相對(duì)運(yùn)動(dòng)走軌跡
    zmcaux.ZAux_Direct_Move(g_handle, 2, new int[] { 0, 1 }, new float[] { 0, -35});        //走到開膠點(diǎn)
    cmdbuff = "MOVEOP_DELAY = 0";
    iresult = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, cmdbuff, psResponse, uiResponseLength);
    if (!ifTimeControl)        //距離控制
    {
        cmdbuff = "MOVEOP_ADIST = " + C_OpenDis.Text;
        iresult = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, cmdbuff, psResponse, uiResponseLength);
    }
    else
    {
        if (Convert.ToSingle(C_OpenTime.Text) > 0)     //提前
        {
            cmdbuff = "MOVEOP_AHEADMS = " + C_OpenTime.Text;
            iresult = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, cmdbuff, psResponse, uiResponseLength);
        }
        else     //滯后
        {
            string T_Value = (-Convert.ToSingle(C_OpenTime.Text)).ToString();   //moveop_delay滯后需要正值
            cmdbuff = "MOVEOP_DELAY = " + T_Value;
            iresult = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, cmdbuff, psResponse, uiResponseLength);
        }
    }
    zmcaux.ZAux_Direct_MoveOp(g_handle, 0, 0, 1);
    //測(cè)試走點(diǎn)膠軌跡
    zmcaux.ZAux_Direct_Move(g_handle, 2, new int[] { 0, 1 }, new float[] { 50, 0});
    //iresult = zmcaux.ZAux_Direct_MSpherical(g_handle, virAxisList.Length, virAxisList, 0, 100, 0, 50, 50, 0, mSphericalMode, 5, 90);
    zmcaux.ZAux_Direct_Move(g_handle, 2, new int[] { 0, 1 }, new float[] { 0, 70 });
    //iresult = zmcaux.ZAux_Direct_MSpherical(g_handle, virAxisList.Length, virAxisList, 0, -100, 0, -50, -50, 0, mSphericalMode, 5, 90);
    zmcaux.ZAux_Direct_Move(g_handle, 2, new int[] { 0, 1 }, new float[] { -100, 0 });
    zmcaux.ZAux_Direct_Move(g_handle, 2, new int[] { 0, 1 }, new float[] { 0, -70});
    zmcaux.ZAux_Direct_Move(g_handle, 2, new int[] { 0, 1 }, new float[] { 50,0 });     //走到關(guān)膠點(diǎn)
    //zmcaux.ZAux_Direct_Move(g_handle, 2, new int[] { 0, 1 }, new float[] { 0, 35 });         //走到關(guān)膠點(diǎn)
    cmdbuff = "MOVEOP_DELAY = 0";
    iresult = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, cmdbuff, psResponse, uiResponseLength);
    if (!ifTimeControl)        //距離控制
    {
        cmdbuff = "MOVEOP_ADIST = " + C_CloseDis.Text;
        iresult = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, cmdbuff, psResponse, uiResponseLength);
    }
    else
    {
        if (Convert.ToSingle(C_CloseTime.Text) > 0)     //提前
        {
            cmdbuff = "MOVEOP_AHEADMS = " + C_CloseTime.Text;
            iresult = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, cmdbuff, psResponse, uiResponseLength);
        }
        else     //滯后
        {
            string T_Value = (-Convert.ToSingle(C_CloseTime.Text)).ToString();   //moveop_delay滯后需要正值
            cmdbuff = "MOVEOP_DELAY = " + T_Value;
            iresult = zmcaux.ZAux_DirectCommand(g_handle, cmdbuff, psResponse, uiResponseLength);
        }
    }
    zmcaux.ZAux_Direct_MoveOp(g_handle, 0, 0, 0);
    zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 2, new int[] { 0, 1 }, new float[] { 0, 0 });         //走到零位
}


 

六.效果演示

下面以C#代碼跑測(cè)試和RTSys示波器抓取波形分析。

1.同步輸出效果:

同步輸出效果1.png

同步輸出效果2.png

2.距離控制提前滯后輸出效果:

距離控制提前滯后輸出效果1.png

距離控制提前滯后輸出效果2.png

3.時(shí)間控制提前滯后效果:

時(shí)間控制提前滯后效果1.png

時(shí)間控制提前滯后效果2.png

視頻講解可點(diǎn)擊→“PCIe EtherCAT實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制卡PCIE464點(diǎn)膠工藝中的同步提前延時(shí)開關(guān)膠”查看。



 

完整代碼獲取地址

代碼二維碼.png

本次,正運(yùn)動(dòng)技術(shù)PCIe EtherCAT實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制卡PCIE464點(diǎn)膠工藝中的同步/提前/延時(shí)開關(guān)膠,就分享到這里。

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正運(yùn)動(dòng)技術(shù)專注于運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究和通用運(yùn)動(dòng)控制軟硬件產(chǎn)品的研發(fā),是國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。正運(yùn)動(dòng)技術(shù)匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才,在堅(jiān)持自主創(chuàng)新的同時(shí),積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ)技術(shù)的研究,是國(guó)內(nèi)工控領(lǐng)域發(fā)展最快的企業(yè)之一,也是國(guó)內(nèi)少有、完整掌握運(yùn)動(dòng)控制核心技術(shù)和實(shí)時(shí)工控軟件平臺(tái)技術(shù)的企業(yè)。主要業(yè)務(wù)有:運(yùn)動(dòng)控制卡_運(yùn)動(dòng)控制器_EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡_EtherCAT控制器_運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)_視覺控制器__運(yùn)動(dòng)控制PLC_運(yùn)動(dòng)控制_機(jī)器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運(yùn)動(dòng)控制卡等。


 

狀 態(tài): 離線

公司簡(jiǎn)介
產(chǎn)品目錄

公司名稱: 深圳市正運(yùn)動(dòng)技術(shù)有限公司
聯(lián) 系 人: 戴德弟
電  話: 0755-32976042
傳  真: 0755-2606 6955
地  址: 深圳市寶安區(qū)西鄉(xiāng)洲石路陽光工業(yè)園A1棟5樓
郵  編: 518100
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