強(qiáng)實(shí)時運(yùn)動控制內(nèi)核MotionRT750
MotionRT750是正運(yùn)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(dú)占確定CPU的強(qiáng)實(shí)時運(yùn)動控制內(nèi)核。
該方案采用獨(dú)占確定CPU內(nèi)核技術(shù)實(shí)現(xiàn)超強(qiáng)性能的強(qiáng)實(shí)時運(yùn)動控制。它將核心的運(yùn)動控制、機(jī)器人算法、數(shù)控（CNC）及機(jī)器視覺等強(qiáng)實(shí)時的任務(wù)，集中運(yùn)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(shí)時任務(wù)。
此外集成MotionRT750 Runtime實(shí)時層與操作系統(tǒng)非實(shí)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(yùn)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(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更高效的智能裝備控制，確保了運(yùn)動控制任務(wù)的絕對實(shí)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(shí)時性提升：通過CPU內(nèi)核獨(dú)占機(jī)制與高效LOCAL接口，實(shí)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(kuò)展能力強(qiáng)化：多卡多EtherCAT通道架構(gòu)支持254軸運(yùn)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(diǎn)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(jī)功能有效，確保產(chǎn)線安全運(yùn)行。
7.功能擴(kuò)展性：實(shí)時內(nèi)核支持C語言程序開發(fā)，方便功能拓展與實(shí)時代碼提升效率。
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超實(shí)時EtherCAT運(yùn)動控制卡XPCIE6032H
XPCIE6032H運(yùn)動控制卡集成6路獨(dú)立EtherCAT主站接口。整卡最高可支持254軸運(yùn)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(yùn)動控制。6個EtherCAT主站各通道獨(dú)立工作，多EtherCAT主站互不影響。
XPCIE6032H視頻介紹可點(diǎn)擊→全球首創(chuàng)！PCIe 6路高性能EtherCAT運(yùn)動控制卡XPCIE6032H。
XPCIE6032H運(yùn)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(jī)器人及激光加工等高速高精場景，為固晶機(jī)、貼片機(jī)、分選機(jī)、鋰電切疊一體機(jī)、高速異形插件設(shè)備等自動化裝備提供核心運(yùn)動控制支持。
XPCIE6032H硬件特性：
1.EtherCAT通訊周期可到125us（需要主機(jī)性能與實(shí)時性足夠)。
2.板卡集成6路獨(dú)立的EtherCAT主站接口，最多可支持254軸運(yùn)動控制。
3.搭載運(yùn)動控制實(shí)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。
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超實(shí)時EtherCAT運(yùn)動控制卡XPCIE2032H
XPCIE2032H集成2路獨(dú)立EtherCAT接口。整卡最高可支持至254軸運(yùn)動控制；125usEtherCAT通訊周期時，單接口最高可支持32軸運(yùn)動控制。2個EtherCAT主站各通道獨(dú)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(diǎn)擊→高速高精運(yùn)動控制！PCIe超實(shí)時2通道EtherCAT運(yùn)動控制卡上市！。
XPCIE2032H硬件特性：
1.EtherCAT通訊周期可到125us（需要主機(jī)性能與實(shí)時性足夠)。
2.板卡集成2路獨(dú)立的EtherCAT主站接口，最多可支持254軸運(yùn)動控制。
3.搭載運(yùn)動控制實(shí)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(shí)時運(yùn)動控制卡XPCIE1032H
XPCIE1032H是一款基于PCI Express的EtherCAT總線運(yùn)動控制卡，可選6-64軸運(yùn)動控制，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。
XPCIE1032H視頻介紹可點(diǎn)擊→高性能PCIe EtherCAT運(yùn)動控制卡 | XPCIE1032H_。
XPCIE1032H運(yùn)動控制卡集成了強(qiáng)大的運(yùn)動控制功能，結(jié)合MotionRT7運(yùn)動控制實(shí)時軟核，解決了高速高精應(yīng)用中，PC Windows開發(fā)的非實(shí)時痛點(diǎn)，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(diǎn)通用輸入，16點(diǎn)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(kuò)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(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、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(bǔ)償?shù)裙δ堋?/p>
8.支持30+機(jī)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(shí)際應(yīng)用場景中，我們經(jīng)常能遇到一些精度上的補(bǔ)償問題，下面正運(yùn)動給大家介紹幾種實(shí)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(yùn)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(jī)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(jī)構(gòu)上無可避免的固定偏差，運(yùn)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(yùn)動的指令來進(jìn)行針對這四種場合的補(bǔ)償。
場景一 運(yùn)動中微調(diào)軌跡補(bǔ)償（可手輪觸發(fā)）
應(yīng)用描述：把主軸運(yùn)動實(shí)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(bǔ)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(bǔ)5脈沖，下降沿負(fù)向補(bǔ)5脈沖，實(shí)現(xiàn)手輪式即時修正，無需停機(jī)。
● Basic代碼如下:
'示例一：運(yùn)動中微調(diào)軌跡補(bǔ)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(yùn)動微調(diào)軌跡，達(dá)到在運(yùn)動中亦可輕微補(bǔ)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(yùn)動100，軸0運(yùn)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(shí)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(yùn)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(yùn)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(yùn)動
②ADDAX-運(yùn)動疊加
● 效果如下：
紅色箭頭部分即補(bǔ)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(shí)現(xiàn)運(yùn)行中補(bǔ)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(shí)時送達(dá)控制器�？刂破鲗⑤S3設(shè)為實(shí)際Z軸，軸4設(shè)為補(bǔ)償虛擬軸，ADDAX(4) AXIS(3)使補(bǔ)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(jī)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(jī)Z軸高度
'激光器測高補(bǔ)償Z軸示例，讓Z軸上的相機(jī)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(jī)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(diǎn)參數(shù)
BASE(3,4)
ATYPE=1,0'軸3為實(shí)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(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)周期立即補(bǔ)償。
通過REG_POS捕獲實(shí)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(bǔ)償，根據(jù)驅(qū)動器探針反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償
'動態(tài)與靜態(tài)點(diǎn)結(jié)合處理，或者提前通過位置傳感器知道位置，反補(bǔ)給位置進(jìn)行飛拍，通過鎖存獲取補(bǔ)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�。�
'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(bǔ)償
'做位置鎖存和計(jì)算偏差，并把鎖存值重新寫入飛拍點(diǎn)
'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(shí)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(shí)際偏差做對比得出實(shí)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(diǎn)位為100，但實(shí)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(shí)際鎖存到位置為100，和一開始預(yù)設(shè)點(diǎn)位一致，鎖存飛拍補(bǔ)正完成。
場景四 螺距補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償
應(yīng)用描述：在實(shí)際應(yīng)用中，導(dǎo)軌的螺距分布不均勻，可能導(dǎo)致運(yùn)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(jī)臺移動。針對這些問題，我們可以通過螺距補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償功能來解決，從而提高運(yùn)動精度和響應(yīng)速度。
● 具體指令內(nèi)容：
螺距補(bǔ)償：每點(diǎn)的補(bǔ)償脈沖個數(shù)存儲在TABLE表里面。
PITCHEST-螺距補(bǔ)償
● Basic代碼如下：
'單軸螺距補(bǔ)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(bǔ)償值，補(bǔ)償值是脈沖個數(shù)，不是補(bǔ)償距離值
DPOS=0
MPOS=0
PITCHSET(1,0,100,6,0) 'MPOS=0時，開始補(bǔ)償6個點(diǎn)，間隔100
TRIGGER
MOVE(700)
MOVE(-700)
WAIT IDLE
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(yùn)動中，編碼器軸1實(shí)際的位置有六段補(bǔ)償。
教學(xué)視頻可點(diǎn)擊→強(qiáng)實(shí)時運(yùn)動控制內(nèi)核MotionRT750(十)：運(yùn)動控制中的微調(diào)軌跡動態(tài)補(bǔ)償查看。
完整代碼獲取地址
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本次，正運(yùn)動技術(shù)強(qiáng)實(shí)時運(yùn)動控制內(nèi)核MotionRT750(十)：運(yùn)動控制中的微調(diào)軌跡動態(tài)補(bǔ)償，就分享到這里。
更多精彩內(nèi)容請關(guān)注“正運(yùn)動小助手”公眾號，需要相關(guān)開發(fā)環(huán)境與例程代碼，請咨詢正運(yùn)動技術(shù)銷售工程師：400-089-8936。
本文由正運(yùn)動技術(shù)原創(chuàng)，歡迎大家轉(zhuǎn)載，共同學(xué)習(xí)，一起提高中國智能制造水平。文章版權(quán)歸正運(yùn)動技術(shù)所有，如有轉(zhuǎn)載請注明文章來源。
正運(yùn)動技術(shù)專注于運(yùn)動控制技術(shù)研究和通用運(yùn)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(yùn)動技術(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，積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運(yùn)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(yùn)動控制核心技術(shù)和實(shí)時工控軟件平臺技術(shù)的企業(yè)。主要業(yè)務(wù)有：運(yùn)動控制卡_運(yùn)動控制器_EtherCAT運(yùn)動控制卡_EtherCAT控制器_運(yùn)動控制系統(tǒng)_視覺控制器__運(yùn)動控制PLC_運(yùn)動控制_機(jī)器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運(yùn)動控制卡等等。
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