皮帶同步跟隨：EtherCAT超高速實時運動控制卡XPCIE1032H上位機C#開發(fā)（十四）

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集成了強大的運動控制功能，結合MotionRT7運動控制實時軟核，解決了高速高精應用中，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到3-5us左右。

XPCIE1032H控制卡安裝

關閉計算機電源。

打開計算機機箱，選擇一條空閑的XPCIE卡槽，用螺絲刀卸下相應的擋板條。

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C#開發(fā)（一）：驅(qū)動安裝與建立連接。

一、C#語言進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2.1ZMotion函數(shù)庫編程手冊 V2.1.pdf”。

三、同步跟隨運動介紹

1、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)追上目標并獲得和目標同樣的運動速度；

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。

2、同步跟隨運動的重點說明

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（復位過程）；

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；

勻速時間：作用于跟隨過程，指示在同步運動結束后，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）；

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; //當前皮帶軸位置 float[] fMakrPos = new float[2]; //當前加工產(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); //獲取當前準備加工的鎖存位置 } else if (iWorkCount > iMaxNum) //鎖存坐標已經(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); //獲取當前準備加工的鎖存位置 } 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); //結束同步走到待機位置 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，跟隨結束后在5S內(nèi)歸位完成。

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

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審核編輯 黃宇