強實時運動控制內(nèi)核MotionRT750

MotionRT750是正運動技術(shù)首家自主自研的x86架構(gòu)Windows系統(tǒng)或Linux系統(tǒng)下獨占確定CPU的強實時運動控制內(nèi)核。

該方案采用獨占確定CPU內(nèi)核技術(shù)實現(xiàn)超強性能的強實時運動控制。它將核心的運動控制、機器人算法、數(shù)控（CNC）及機器視覺等強實時的任務(wù)，集中運行在1-2個專用CPU核上。與此同時，其余CPU核則專注于處理Windows/Linux相關(guān)的非實時任務(wù)。

此外集成MotionRT750 Runtime實時層與操作系統(tǒng)非實時層，并利用高速共享內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，顯著提升了運動控制與上層應(yīng)用間的通信效率及函數(shù)執(zhí)行速度，最終實現(xiàn)更穩(wěn)定、更高效的智能裝備控制，確保了運動控制任務(wù)的絕對實時性與系統(tǒng)穩(wěn)定性，特別適用于半導(dǎo)體、電子裝備等高速高精的應(yīng)用場合。

MotionRT750應(yīng)用優(yōu)勢：

1.跨平臺兼容性：支持Windows/Linux系統(tǒng)，適配不同等級CPU。

2.開發(fā)靈活性：提供多語言編程接口，便于二次開發(fā)與功能定制。

3.實時性提升：通過CPU內(nèi)核獨占機制與高效LOCAL接口，實現(xiàn)2-3us指令交互周期，較傳統(tǒng)PCI/PCIe方案提速近20倍。

4.擴展能力強化：多卡多EtherCAT通道架構(gòu)支持254軸運動控制及500usEtherCAT周期。

5.系統(tǒng)穩(wěn)定性：32軸125us EtherCAT冗余架構(gòu)消除單點故障風(fēng)險，保障連續(xù)生產(chǎn)。

6.安全可靠性：不懼Windows系統(tǒng)崩潰影響，藍(lán)屏?xí)r仍可維持急停與安全停機功能有效，確保產(chǎn)線安全運行。

7.功能擴展性：實時內(nèi)核支持C語言程序開發(fā)，方便功能拓展與實時代碼提升效率。

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更多關(guān)于MotionRT750的詳情介紹與使用點擊→強實時運動控制內(nèi)核MotionRT750(一)：驅(qū)動安裝、內(nèi)核配置與使用。

超實時EtherCAT運動控制卡XPCIE6032H

XPCIE6032H運動控制卡集成6路獨立EtherCAT主站接口。整卡最高可支持254軸運動控制；125usEtherCAT通訊周期時，兩個端口配置冗余最高可支持32軸運動控制。6個EtherCAT主站各通道獨立工作，多EtherCAT主站互不影響。

XPCIE6032H視頻介紹可點擊→全球首創(chuàng)！PCIe 6路高性能EtherCAT運動控制卡XPCIE6032H。

XPCIE6032H運動控制卡面向半導(dǎo)體設(shè)備、精密3C電子、生物醫(yī)療儀器、新能源裝備、人形機器人及激光加工等高速高精場景，為固晶機、貼片機、分選機、鋰電切疊一體機、高速異形插件設(shè)備等自動化裝備提供核心運動控制支持。

XPCIE6032H硬件特性：

1.EtherCAT通訊周期可到125us（需要主機性能與實時性足夠)。

2.板卡集成6路獨立的EtherCAT主站接口，最多可支持254軸運動控制。

3.搭載運動控制實時內(nèi)核MotionRT750。

4.相較于傳統(tǒng)的PCI/PCIe、網(wǎng)口等通訊方式，速度可提升10-100倍以上。

5.板載16路高速輸入，16路高速輸出。

6.板載4路高速鎖存，4路通用PWM輸出。

更多關(guān)于XPCIE6032H的詳情介紹與使用點擊→全球首創(chuàng)！PCIe超實時6通道EtherCAT運動控制卡上市！。

超實時EtherCAT運動控制卡XPCIE2032H

XPCIE2032H集成2路獨立EtherCAT接口。整卡最高可支持至254軸運動控制；125usEtherCAT通訊周期時，單接口最高可支持32軸運動控制。2個EtherCAT主站各通道獨立工作，多EtherCAT主站互不影響。

雙EtherCAT主站端口可任意設(shè)置為以下通道，且兩個端口也設(shè)置為不同類型通道:

● 高速通道-EtherCAT通訊周期125us

● 常規(guī)通道-EtherCAT通訊周期250us-8ms

XPCIE2032H視頻介紹可點擊→高速高精運動控制！PCIe超實時2通道EtherCAT運動控制卡上市！。

XPCIE2032H硬件特性：

1.EtherCAT通訊周期可到125us（需要主機性能與實時性足夠)。

2.板卡集成2路獨立的EtherCAT主站接口，最多可支持254軸運動控制。

3.搭載運動控制實時內(nèi)核MotionRT750。

4.相較于傳統(tǒng)的PCI/PCIe、網(wǎng)口等通訊方式，速度可提升10-100倍以上。

5.板載8路高速輸入，16路高速輸出。

6.板載4路高速鎖存，4路通用PWM輸出。

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PCIe EtherCAT實時運動控制卡XPCIE1032H

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視頻介紹可點擊→高性能PCIe EtherCAT運動控制卡 | XPCIE1032H_。

XPCIE1032H運動控制卡集成了強大的運動控制功能，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硬件特性：

1.6-64軸EtherCAT總線+脈沖可選，其中4路單端500KHz脈沖輸出。

2.16軸EtherCAT同步周期500us，支持多卡聯(lián)動。

3.板載16點通用輸入，16點通用輸出，其中8路高速輸入和16路高速輸出。

4.通過EtherCAT總線，可擴展到512個隔離輸入或輸出口。

5.支持PWM輸出、精準(zhǔn)輸出、PSO硬件位置比較輸出、視覺飛拍等。

6.支持直線插補、圓弧插補、連續(xù)軌跡加工（速度前瞻）。

7.支持電子凸輪、電子齒輪、位置鎖存、同步跟隨、虛擬軸、螺距補償?shù)裙δ堋?/p>

8.支持30+機械手模型正逆解模型算法，比如SCARA、Delta、UVW、4軸/5軸 RTCP...

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市場背景

在實際應(yīng)用場景中，我們經(jīng)常能遇到一些精度上的補償問題，下面正運動給大家介紹幾種實際的應(yīng)用場景，可以更好地解決一些場景應(yīng)用的問題，無論是導(dǎo)軌的螺距分布不夠均勻，使運動位置不準(zhǔn)確和螺距比較大的換向時軸旋轉(zhuǎn)不能立馬帶動機臺移動的現(xiàn)象，還是流水線傳送帶位置觸發(fā)不夠精準(zhǔn)，或者機構(gòu)上無可避免的固定偏差，運動中需要在已有的軌跡避免碰撞做一些微調(diào)。

那么接下來我們就來看一下如何通過正運動的指令來進(jìn)行針對這四種場合的補償。

場景一 運動中微調(diào)軌跡補償（可手輪觸發(fā)）

應(yīng)用描述：把主軸運動實時復(fù)制到從軸，并保留一個虛擬軸作為微調(diào)入口。CONNECT指令把軸0與軸1按1:1比例耦合，確保兩者位移、速度、加減速度一致；同時另設(shè)虛擬軸2，通過ADDAX將它的脈沖疊加到軸1，形成“主軸+補償”的復(fù)合軌跡。觸發(fā)源選用IN0的邊沿信號，上升沿正向補5脈沖，下降沿負(fù)向補5脈沖，實現(xiàn)手輪式即時修正，無需停機。

● Basic代碼如下:

'示例一：運動中微調(diào)軌跡補償
'適用同步場合或者非同步場合中操作，有些場合可以通過手輪運動微調(diào)軌跡，達(dá)到在運動中亦可輕微補償
BASE(0,1)
ATYPE=1,1
UNITS=100,100
DPOS=0,0
SPEED=20,20
ACCEL=200,200
DECEL=200,200
TRIGGER					'自動觸發(fā)示波器
CONNECT(1,0)  AXIS(1)		'軸0連接到軸1，比例為1
MOVE(100)  AXIS(0)         '軸1運動100，軸0運動100
BASE(2)
ATYPE=0
UNITS=100
ADDAX(2) AXIS(1)			'設(shè)置疊加的綁定軸，虛擬軸2疊加給實際軸1
WHILE 1
   IF SCAN_EVENT(IN(0)) > 0 THEN    		'IN0上升沿觸發(fā)
       MOVE(5)  AXIS(2)					'在運動中微調(diào)同步軸1軌跡位置
   ELSEIF SCAN_EVENT(IN(0)) < 0 THEN 	'IN0下降沿觸發(fā)        
       MOVE(-5) AXIS(2)					'在運動中微調(diào)同步軸1軌跡位置
  ENDIF
wend

● 具體指令內(nèi)容：

①CONNECT-同步運動

②ADDAX-運動疊加

● 效果如下：

紅色箭頭部分即補償部分，WHILE循環(huán)內(nèi)SCAN_EVENT監(jiān)測IN0邊沿，MOVE(5)或MOVE(-5) AXIS(2)完成±5脈沖的瞬時疊加，實現(xiàn)運行中補償?shù)男Ч?/p>

場景二 激光測高Z軸追平

應(yīng)用描述：激光測高設(shè)備通過通訊處理，把激光測出的高度與標(biāo)準(zhǔn)平面差值HighData通過串口實時送達(dá)控制器。控制器將軸3設(shè)為實際Z軸，軸4設(shè)為補償虛擬軸，ADDAX(4) AXIS(3)使補償脈沖直接疊加到Z軸。

當(dāng)IN1上升或下降沿到達(dá)時，MOVEABS(HighData) AXIS(4)立即把激光測得的偏差寫入軌跡，相機在即將拍照瞬間完成焦平面自動對齊。

● Basic代碼如下：

'示例二：激光測高微調(diào)相機Z軸高度
'激光器測高補償Z軸示例，讓Z軸上的相機保持拍照平面和目標(biāo)平面統(tǒng)一高度
'測高數(shù)據(jù)采用激光器提前通訊過來，激光器保持在相機前方獲取測高數(shù)據(jù)，提前反饋給Z軸進(jìn)行微調(diào)
DIM HighData '測高偏差數(shù)據(jù)（通訊或者硬件接口獲?。┬枰獦?biāo)定好零點參數(shù)
BASE(3,4)
ATYPE=1,0'軸3為實際Z軸，軸4為虛擬軸
UNITS=100,100
DPOS=0,0
SPEED=20,20
ACCEL=200,200
DECEL=200,200
ADDAX(4) AXIS(3) '軸4疊加脈沖給軸3
WHILE 1  
   IF SCAN_EVENT(IN(1)) > 0 THEN     'IN1上升沿觸發(fā)
       MOVEABS(HighData) AXIS(4) '通過偏差數(shù)據(jù)補償調(diào)整Z軸高度 
   ELSEIF SCAN_EVENT(IN(1)) < 0 THEN  'IN1下降沿觸發(fā)
       MOVEABS(HighData) AXIS(4) '通過偏差數(shù)據(jù)補償調(diào)整Z軸高度  
   ENDIF
wend

● 效果如下：

在線命令輸入HighData = 1.5，模擬獲取的偏差值為1.5，通過示波器可以觀察到，輸入口1信號觸發(fā)時，紅色曲線Z軸補償移動了1.5。

場景三 飛拍鎖存修正

應(yīng)用描述：將傳感器輸出接入驅(qū)動器高速探針口，控制器通過總線讀取鎖存值，與理論目標(biāo)坐標(biāo)Target比較得到偏差P。由于驅(qū)動器響應(yīng)滯后，P可能包含伺服周期累積誤差，需在下一插補周期立即補償。

通過REG_POS捕獲實際的飛拍位置，重新修正飛拍位置,當(dāng)IN0上升或下降沿到達(dá)時，立即把偏差寫入table進(jìn)行修正，觸發(fā)一次拍照即修正，根據(jù)修正后的位置進(jìn)行飛拍，無需減速停頓，滿足高速飛拍節(jié)拍要求。

● 具體指令內(nèi)容：

REGIST-鎖存

● Basic代碼如下：

'示例三：飛拍鎖存位置補償，根據(jù)驅(qū)動器探針反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行補償
'動態(tài)與靜態(tài)點結(jié)合處理，或者提前通過位置傳感器知道位置，反補給位置進(jìn)行飛拍，通過鎖存獲取補償
'一些驅(qū)動器滯后性的問題（驅(qū)動器參數(shù)調(diào)得好適配性越高，精度誤差越小）
'導(dǎo)致精準(zhǔn)輸出有影響，此時通過鎖存位置抓取數(shù)據(jù)進(jìn)行偏差補償
'做位置鎖存和計算偏差，并把鎖存值重新寫入飛拍點
'舉例簡單飛拍觸發(fā)
BASE(1)
ATYPE=1
speed=10000
ACCEL=100000
DECEL=100000
DPOS=0
OP(0,0)
TABLE(0)=100
HW_PSWITCH2(1,0,1,0,0,1) 
MOVEABS(TABLE(0)+50)
DIM regist_imode
regist_imode=4
  BASE(1)                '選擇需要鎖存位置的軸號
  '當(dāng)發(fā)現(xiàn)速度較快的場合，飛拍位置有偏差，拍照不準(zhǔn)，啟動鎖存觸發(fā)，捕獲飛拍的實際位置
REGIST(regist_imode)      '鎖存模式
IF regist_imode = 4 THEN
 WAIT UNTIL MARK       
     ?"模式",regist_imode ,"鎖存位置 REG_POS",REG_POS
 OP(0,0)
 table(0)= table(0)+(table(0) -REG_POS)  'REG_POS的鎖存飛拍位置保存，與實際偏差做對比得出實際偏差
   WAIT IDLE   
     DPOS=0
  ENDIF
  REGIST(regist_imode) 			'鎖存模式
  '重新飛拍修正后的位置
  HW_PSWITCH2(1,0,1,0,0,1) 
MOVEABS(table(0)+50) 
  WAIT UNTIL MARK 
?"模式",regist_imode ,"修正后的鎖存位置 REG_POS",REG_POS

● 效果如下：

高速情況下，預(yù)設(shè)飛拍點位為100，但實際在100.02輸出了，后續(xù)根據(jù)偏差值修正后，重新執(zhí)行第二次飛拍，實際鎖存到位置為100，和一開始預(yù)設(shè)點位一致，鎖存飛拍補正完成。

場景四 螺距補償和反向間隙補償

應(yīng)用描述：在實際應(yīng)用中，導(dǎo)軌的螺距分布不均勻，可能導(dǎo)致運動位置不準(zhǔn)確；而在螺距較大時，換向時軸旋轉(zhuǎn)可能無法立即帶動機臺移動。針對這些問題，我們可以通過螺距補償和反向間隙補償功能來解決，從而提高運動精度和響應(yīng)速度。

● 具體指令內(nèi)容：

螺距補償：每點的補償脈沖個數(shù)存儲在TABLE表里面。

PITCHEST-螺距補償

● Basic代碼如下：

'單軸螺距補償：
'例一：
ATYPE(1)=6
UNITS(1)=100
DPOS(1)=0
BASE(0)
ATYPE=1
UNITS=100
SPEED=100
ACCEL=500
DECEL=500
TABLE(0,0*UNITS(0),-30*UNITS(0),-50*UNITS(0),30*UNITS(0),50*UNITS(0),0*UNITS(0))'TBALE存貯螺距補償值，補償值是脈沖個數(shù)，不是補償距離值
DPOS=0
MPOS=0
PITCHSET(1,0,100,6,0)'MPOS=0時，開始補償6個點，間隔100
TRIGGER
MOVE(700)
MOVE(-700)
WAITIDLE
PITCHSET(0,100,100,6,0)

● 效果如下：

從示波器抓取的數(shù)據(jù)可以看到，在這段運動中，編碼器軸1實際的位置有六段補償。

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本次，正運動技術(shù)強實時運動控制內(nèi)核MotionRT750(十)：運動控制中的微調(diào)軌跡動態(tài)補償，就分享到這里。

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

審核編輯 黃宇