皮带同步跟随：EtherCAT超高速实时运动控制卡XPCIE1032H上位机C#开发（十四）

XPCIE1032H功能简介

XPCIE1032H是一款基于PCI Express的EtherCAT总线运动控制卡，可选6-64轴运动控制，支持多路高速数字输入输出，可轻松实现多轴同步控制和高速数据传输。XPCIE1032H集成了强大的运动控制功能，结合MotionRT7运动控制实时软核，解决了高速高精应用中，PC Windows开发的非实时痛点，指令交互速度比传统的PCI/PCIe快10倍。

XPCIE1032H支持PWM，PSO功能，板载16进16出通用IO口，其中输出口全部为高速输出口，可配置为4路PWM输出口或者16路高速PSO硬件比较输出口。输入口含有8路高速输入口，可配置为4路高速色标锁存或两路编码器输入。

XPCIE1032H搭配MotionRT7实时内核，使用本地LOCAL接口连接，通过高速的核内交互，可以做到更快速的指令交互，单条指令与多条指令一次性交互时间可以达到3-5us左右。

XPCIE1032H控制卡安装

关闭计算机电源。

打开计算机机箱，选择一条空闲的XPCIE卡槽，用螺丝刀卸下相应的挡板条。

将运动控制卡插入该槽，拧紧挡板条上的固定螺丝。

XPCIE1032H驱动安装与建立连接参考往期文章EtherCAT超高速实时运动控制卡XPCIE1032H上位机C#开发（一）：驱动安装与建立连接。

一、C#语言进行运动控制项目开发

1.解压下载的安装包找到“ Zmcaux.cs ”，“ zauxdll.dll ”，“ zmotion.dll ”放入到项目文件中。

（1）“Zmcaux.cs”放在项目根目录文件中，与bin目录同级。

（2）“zauxdll.dll”，“zmotion.dll”放在bin → Debug。

2.用vs打开新建的项目文件，在右边的解决方案资源管理器中点击显示所有，然后鼠标右键点击zmcaux.cs文件，点击包括在项目中。

3.双击Form1.cs里面的Form1，出现代码编辑界面，在文件开头写入using cszmcaux,并声明控制器句柄g_handle。

二、PC函数介绍

PC函数手册也在光盘资料里面，具体路径如下：“光盘资料8.PC函数函数库2.1ZMotion函数库编程手册 V2.1.pdf”。

 

 

 

 

三、同步跟随运动介绍

1、同步跟随运动 -- MOVESYNC

此运动可以简拆成两部分组成（同步+跟随），整个过程由同步和跟随组成；

同步过程：是实现追上目标并获得和目标同样的运动速度；

跟随过程：是在同步过程完成后与产品保持相对静止运动的过程，在此过程中可以引用其他运动动作，以实现点胶、分拣等工艺动作。

2、同步跟随运动的重点说明

同步+跟随的过程一般分为3段：加速段（同步过程）、同步段（跟随过程）、减速段（复位过程）；

加速时间：作用于同步过程，指示同步要在运动触发后多久完成，单位MS；

匀速时间：作用于跟随过程，指示在同步运动结束后，跟随过程持续时间，单位MS，此处需要注意与加工动作耗时的搭配；如果跟随时间小于加工时间，则可能出现部分加工过程不在跟随过程完成（轨迹会出现偏差）；

减速时间：作用于减速度，指示加工完成回到指定位置等待下一次触发过程的归位时间，单位MS。

四、例程说明

1.C#例程界面如下。

2.例程实现逻辑解读简图。

3.在Form1的构造函数中调用接口ZAux_FastOpen（），使在系统初始化的时候自动链接控制器。

 

//LOCAL 链接 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 = "已链接"; timer1.Enabled = true; } else { MessageBox.Show("链接失败，请选择正确的LOCAL！"); } }

 

4.定时器运行获取锁存位置信息。

 

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); //获取锁存触发次数 m_RegistCount = (int)MarkNum[0]; this.DataGridView2.Rows[0].Cells[1].Value = m_RegistCount.ToString(); //显示到列表 if (m_RegistCount > m_RegistShow) //锁存数量大于显示 { int iNum = m_RegistCount - m_RegistShow; iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetTable(G_CardHandle, Convert.ToInt32(Text_TabStart.Text) + 1 + m_RegistShow, iNum, RegistPos); //获取锁存触发次数 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) //锁存循环溢出 { 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); //获取锁存触发次数 for (int i = 0; i < iNum; i++) { this.DataGridView2.Rows[m_RegistShow + i + 1].Cells[1].Value = RegistPos[i].ToString(); } m_RegistShow = 0; } }

 

5.同步跟随线程触发并执行同步跟随动作。

 

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; //当前皮带轴位置 float[] fMakrPos = new float[2]; //当前加工产品锁存编码器的位置 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方向跟随 } else { imode = 10 + (float)(Convert.ToSingle(TextAngle.Text) / 180.0 * Math.PI); //Y方向跟随 } while (true) { if ((m_RegistCount != 0) && (iWorkCount < iMaxNum)) //锁存 已经触发加工数量小于总锁存数 { iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetTable(G_CardHandle, Convert.ToInt32(Text_TabStart.Text) + 1 + iWorkCount, 1, fMakrPos); //获取当前准备加工的锁存位置 } else if (iWorkCount > iMaxNum) //锁存坐标已经溢出，数据保存在锁存前面 { iWorkCount = iWorkCount - m_RegistCount; //从下个循环开始取值 if (iWorkCount < m_RegistCount) { iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetTable(G_CardHandle, Convert.ToInt32(Text_TabStart.Text) + 1 + iWorkCount, 1, fMakrPos); //获取当前准备加工的锁存位置 } else { continue; } } //锁存事件未触发 if (m_RegistCount == 0 || m_RegistCount == iWorkCount) { continue; } //等待传送带位置运动超过开始跟随位置 do { iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetMpos(G_CardHandle, 2, ref fPdAxisPos); //获取当前编码轴位置 } while (fPdAxisPos < fOffPos + fMakrPos[0]); iret = zmcaux.ZAux_Direct_MoveSync(G_CardHandle, imode, iTime[0], fMakrPos[0] + fOffPos, 2, 2, iAxisList, fWaitPos); //同步启动加速段， iret = zmcaux.ZAux_Direct_MoveSync(G_CardHandle, imode, iTime[1], fMakrPos[0] + fOffPos, 2, 2, iAxisList, fWaitPos); //同步启动匀速速段，匀速时间 iret = zmcaux.ZAux_Direct_MoveSync(G_CardHandle, imode, iTime[2], 0, -1, 2, iAxisList, fWaitPos); //结束同步走到待机位置 int Axisidle = 0; do { iret = zmcaux.ZAux_Direct_GetIfIdle(G_CardHandle, iAxisList[0], ref Axisidle); //等待主轴跟随完毕 } while (Axisidle == 0); iWorkCount++; } }

 

五、调试与运行

1.用X方向跟随（Y方向同理），输入X方向跟随参数。

如下图，锁存通过输入0号触发，触发多次，将数据提供给同步跟随并触发同步跟随波形，波形图中，X跟随轴在前5S内实现同步后，与皮带轴在2S内保持相同速度相对运行，跟随结束后在5S内归位完成。

 

本次，正运动技术皮带同步跟随：EtherCAT超高速实时运动控制卡XPCIE1032H上位机C#开发（十四），就分享到这里。

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审核编辑 黄宇