XPCIE1028超高速实时运动控制卡简介和应用案例

市场应用背景

XPCIE1028超高速实时运动控制卡在六面外观检测高速视觉筛选中的应用，结合正运动技术提供的专用筛选机调试软件，可实现15000+pcs/分钟的IO触发检测速度，只需简单参数设置，搭配图像采集硬件和视觉处理软件，即可快速实现全自动CCD视觉筛选。

XPCIE1028搭配MotionRT7实时内核，具备多核并行运算能力，能高效处理运动控制和机器视觉等自动化设备核心任务，可解决传统方案中视觉与运动控制的数据交互速度慢等问题，显著提升六面外观检测设备的效率和精度，高度满足设备CCD视觉筛选的高速需求。

适用于摄像头零部件、锂电池零部件、磁性材料、电子原件、塑料橡胶制品、螺丝螺母、电子元器件、精密五金件等领域。

01 XPCIE1028超高速实时运动控制卡简介

XPCIE1028是正运动技术专为高速视觉筛选设备应运而生的一款PCI Express总线运动控制卡，可控制多个步进电机或数字式伺服电机，以及多个相机和吹气口的控制，具备位置锁存、多维高速硬件位置比较输出PSO、同步跟随、精准触发和I/O控制等功能。

XPCIE1028运动控制卡的功能

多路硬件位置比较触发效率可达15000+pcs/min；

标准PCIe接口，核间交互，速率更快；

12进16出，其中8路高速输入和16路高速输出；

1-16路高速输出口，可自由分配相机和吹气口；

专用脉冲输出和编码器输入接口；

支持多种上位机编程语言开发。

02 XPCIE1028运动控制卡在六面外观检测设备上的应用

基于XPCE1028的六面外观检测解决方案

物料通过振动盘自动排列并输送到匀速旋转的高透明玻璃转台，光纤传感器在入口处感应工件物料，XPCIE1028运动控制卡的高速锁存输入口记录来料位置，计算物料通过多个检测相机和下料机构的位置触发节点，然后下发指令触发检测相机在对应位置进行拍摄，并把相机触发统计和触发结果主动上报，工控机最终统计物料状态，跟据状态下发排料数据，控制卡根据数据自动排列并下发指令把物料吹入对应下料料盒。

六面外观检测示意图

机器视觉检测系统采用CCD工业相机将被检测的目标转换成图像信号，并传送给专用的图像处理系统。根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算，以提取目标的特征，如面积、数量、位置、长度等，再根据预设的容差范围和其他条件生成输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格/不合格、有/无等，从而实现自动筛选功能。

XPCIE1028在六面外观检测的硬件方案1 (8相机+8排料)

XPCIE1028在六面外观检测的硬件方案2 (12相机+4排料)

运动控制的实现

基于运动控制器/运动控制卡的六面外观检测系统，相比于传统的PLC+触摸屏方案，更集成化，响应更快，效率更高。在玻璃转盘快速运动时，系统也能通过视觉飞拍对物料进行瞬时触发拍摄、照明和图像处理，从而在确保检测精度的同时，还提升了检测和分选的产能。

运动控制实现原理图

XPCIE1028运动控制卡通过专有的脉冲+编码器反馈轴接口来控制伺服电机，实现转盘的匀速旋转，并实时记录编码器的反馈位置；

XPCIE1028运动控制卡高速输入口连接光纤传感器，感应并记录物料的位置；

XPCIE1028运动控制卡高速输出口可接1-12个相机进行视觉飞拍，检测物料的合格与不合格；

XPCIE1028运动控制卡高速输出口可接1-8个吹气装置，及时对视觉检测的结果进行相应处理分类。

视觉系统的实现

主要由相机、镜头、光源、光源控制器和图像处理系统等核心组件构成。根据运动速度的不同，系统对相机的拍摄响应时间、曝光时长、镜头光圈、像素和光源等方面都有特定的技术要求。只有当所有条件都符合当前的项目运动速度时，视觉系统才能有效地完成产品的各项检测任务，包括前照检测、下照检测、右照检测、左照检测、后照检测、上照检测等。

03 XPCIE1028运动控制卡在六面外观检测的方案实现

方案硬件配置

产品类型	产品型号	厂家	数量
运动控制卡	XPCIE1028	正运动	1
运动控制实时内核	MotionRT7	正运动	1
相机	30W像素	-	1-12
光源	四色光	-	1-12
PC+显示屏+鼠标键盘	-	-	1
高精度DD马达	-	-	1
光纤传感器	-	-	1
高速电磁阀	-	-	1-8
高速振动盘	-	-	1

系统动作流程

（1）待检产品上料：

根据物料的类型，选择相应的振动盘将各类散件输送到高透明玻璃转台上，其中旋转台是以某一设定的速度在恒速旋转。

（2）感应物料并记录位置：

当传感器感应到物料，基于FPGA的高速锁存口记录物料当前位置。

（3）相机触发拍照：

通过高速锁存口锁存的位置，计算出各个相机的位置，由运动控制器内部硬件位置比较输出触发相机，进行视觉飞拍。

（4）视觉系统处理：

对拍照的物料图片进行视觉检测、测量、识别等功能，并传输OK 、NG或者待检信号给到运动控制卡。

（5）吹气筛选：

根据视觉系统反馈给运动控制卡的结果，以及通过感应器锁存的物料位置，计算出吹气口的位置，由运动控制卡内部硬件位置比较输出控制吹气口，进行OK、 NG或者待检筛选。

04 六面外观检测自动筛选机的运动控制调试工具

完整易用的运动控制筛选调试全套工具

针对XPCIE1028运动控制卡在六面外观检测设备上的应用，正运动技术提供完整的专用六面外观检测调试软件，只需要进行简单的参数设置，搭配相机和视觉处理软件，就可以快速实现全自动CCD六面外观检测视觉筛选，缩短开发周期，降低开发成本。

预留1-12个相机输出口编号，每个相机可以单独设置输出口、触发时间等参数；

预留1-8个吹气输出口编号，每个电磁阀可以单独设置输出口、触发时间等参数；

来料物件感应筛选，尺寸大小过滤；

电机参数设置，方便客户根据不同机型，自由配置参数；

智能数据检测，合格件、不合格件、物料丢失、物料误吹等计数；

IO状态监控；

吹气范围和吹气时间自由设置；

心跳交互，更安全机制。

05 XPCIE1028在六面外观检测高速视觉筛选中的优势

运动控制免编程，参数设置简单；

自动尺寸过滤，降低批退率；

心跳交互，设备操作更安全；

可提供筛选机专用API函数接口；

高速筛选，多路硬件位置比较触发效率可达15000+pcs/min。

审核编辑：汤梓红