强实时运动控制内核MotionRT750(二)：精密点胶的PSO应用-电子发烧友网

01 MotionRT750简介

MotionRT750是正运动技术首家自主自研的x86架构Windows系统或Linux系统下独占确定CPU的强实时运动控制内核。

该方案采用独占确定CPU内核技术实现超强性能的强实时运动控制。它将核心的运动控制、机器人算法、数控（CNC）及机器视觉等强实时的任务，集中运行在1-2个专用CPU核上。与此同时，其余CPU核则专注于处理Windows/Linux相关的非实时任务。

此外集成MotionRT750 Runtime实时层与操作系统非实时层，并利用高速共享内存进行数据交互，显著提升了运动控制与上层应用间的通信效率及函数执行速度，最终实现更稳定、更高效的智能装备控制，确保了运动控制任务的绝对实时性与系统稳定性，特别适用于半导体、电子装备等高速高精的应用场合。

更多关于MotionRT750的详情介绍与使用点击→强实时运动控制内核MotionRT750(一)：驱动安装、内核配置与使用。

02 认识PSO技术

PSO(position synchronized output)也就是位置同步输出，本质上是通过采集实时的编码器反馈位置(无编码器可使用输出的脉冲位置)与比较模式设定的位置进行比较，控制OP高速同步输出信号，PSO示意图如下。

在点胶行业中PSO一般与点胶喷射阀等设备同步输出信号进行相位同步，在运动轨迹的所有阶段以恒定的空间(或者恒定时间)间隔触发输出开关，包括加速、减速和匀速段，从而实现脉冲能量均匀地作用在被加工物体上。

PSO功能的特点就是能高速且稳定的输出信号，因为输出精度足够高，所以能够在整个运动轨迹中以固定的距离触发输出信号而不用考虑总体速度。

03 PSO相关指令介绍

PSO功能（即硬件比较输出）的相关命令主要有：

HW_PSWITCH2、MOVE_HWPSWITCH2、HW_TIMER等；

前两个指令主要用于设定触发比较输出的距离，最后的命令是硬件定时，可配合前者使用精准控制输出脉冲的宽度。

1.HW_PSWITCH2--总线硬件位置比较输出（也支持脉冲轴）

比较主轴带编码器输入时，自动使用编码器位置来触发。可以使用MOVEOP_DELAY参数来调整输出准确时刻。

不同的总线驱动器效果可能有差异，也可以通过MOVEOP_DELAY参数来调整。

2.HW_TIMER--硬件定时器

硬件定时器，用于硬件比较输出后一段时间后还原电平。HW_TIMER只有1个，每次调用会强制停止之前的调用。不使用或比较完成时使用HW_TIMER(0)关闭。

HW_TIMER(mode, cyclonetime, optime, reptimes, opstate, opnum )

①mode：0-停止硬件定时器，1-动态修改参数（不修改启动设置），2-启动（启动后不可重复开启），3--停止硬件定时器（类似0，针对振镜控制器），当前脉冲完成后不再输出，但后面的OP仍会继续触发脉冲；

②cyclonetime：周期时间，us单位；

③optime：有效时间，us单位；

④reptimes：重复次数，启动模式，reptimes =0时，软关闭HW_TIMER，原来的脉冲没有完成的，会继续输出完成；-1时无限输出，除非主动关闭；

⑤opstate：输出缺省状态，输出口变为非此状态后开始计时（输出口初始状态OFF。一般此参数设为OFF，将输出口变为ON状态后开始计时）；

⑥opnum：输出口编号，必须能硬件比较输出的口。

04 PSO在点胶中的应用

PSO功能用于点胶阀的高速开/关，直线插补和平面圆弧插补功能用于完成加工轨迹，连续插补功能用于让多段插补的速度连续，提高加工的效率。

在等距比较输出模式下，不管运动速度和运动轨迹如何变化，始终固定距离进行点胶，使得点胶在空间上分布是均匀的。

上节描述的模式中，有几种模式都能实现XY平面的等距输出。

例如：现有一段上左图所示的轨迹，采用直线+圆弧+直线组成，每间隔10个距离比较输出一次，一共比较12次，等间距输出的方法参见下方例程的说明。

采用mode=6，矢量比较模式，结合HW_TIMER硬件定时，采用两轴的合成矢量位置作为比较的参考坐标位置，实现上方示意图的效果，使用方便，无需计算位置坐标，精度高。

RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
WAIT IDLE(1)
'基础轴参数设置
BASE(0,1) '选择XY轴'
ATYPE=4,4 '1-脉冲轴类型，比较DPOS；4-带编码器反馈轴类型，比较编码器的反馈位置MPOS
UNITS=100,100
SPEED=100,100
ACCEL=1000,1000
DECEL=1000,1000
MERGE=ON,ON'开启连续插补
SRAMP=50,50
OP(0,OFF)
'坐标清零
DPOS=0,0
MPOS=0,0
DIM WidthTime,Interval,StartPos,EndPos
WidthTime = 20000  '脉冲宽度20000us
Interval = 10    '脉冲间隔
StartPos = 10    '触发起始位置
EndPos = 130    '结束位置
FORCE_SPEED=60   'SP速度
MOVEABS(0)     '运动到0位
WAIT IDLE
VECTOR_MOVED = 0  '插补矢量距离清0
DIM iTime
iTime =ABS(EndPos - StartPos)  Interval '计算比较次数
TRACE StartPos,iTime,Interval,WidthTime
HW_PSWITCH2(2)   '清空HW比较缓冲区
HW_PSWITCH2(6,0,ON,StartPos,iTime,Interval) '从StrartPos触发比较间隔Interval比较iTime次
HW_TIMER(2,WidthTime+100,WidthTime,1,OFF,0) '输出触发变成ON后，打开WidthTime us后关闭输出
DELAY(10)
TRIGGER '启动示波器
MOVEABS(50,0)
'开始运行点胶轨迹
MOVECIRCABSSP(75,25,50,25,0)
MOVEABS(75,75)
WAIT IDLE   '确保
HW_PSWITCH2(2)'清空HW比较缓冲区
END

示波器采样波形如下：采样5个通道的波形，依次为轴0的目标位置，轴1的目标位置，输出口0，轴0和轴1插补的矢量合成位置。

XYZ下的采样波形：

三维情况下的PSO输出示例：采用模式7，模式6是按指令设置的触发距离周期输出，模式7的输出位置由TABLE的数据点控制，输出位置更灵活，可实现上例等距输出，也可实现灵活间隔的输出。

'停止所有运动
RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
WAIT IDLE(1)
WAIT IDLE(2)
'轴参数设置
BASE(0,1,2)			'选择XYZ轴'
ATYPE=4,4,4			'1-脉冲轴类型，比较DPOS；4-带编码器反馈轴类型，比较编码器的反馈位置MPOS
UNITS=100,100,100
SPEED=100,100,100
ACCEL=1000,1000,1000
DECEL=1000,1000,1000
MERGE=ON,ON,ON
SRAMP=50,50,50		's曲线速度平滑
OP(0,OFF)			'将当前位置设置为0,0
DPOS=0,0,0
MPOS=0,0,0
FORCE_SPEED=60 	'SP速度
MOVEABS(0,0,0) 		'运动到0位
WAIT IDLE
VECTOR_MOVED = 0	'插补矢量距离清0
DIM WidthTime,T_Startnum,Pointnum
WidthTime = 10000		'脉冲宽度10000us
T_Startnum = 0			'比较点起始table编号
Pointnum = 8			'比较点个数
TABLE(T_Startnum,10,30,50,70,90,110,130,150)				'比较点坐标设置，起始table位置T_Startnum，8个点
HW_PSWITCH2(2)  '清空HW比较缓冲区
HW_PSWITCH2(7,0,ON,T_Startnum,T_Startnum+Pointnum-1)		'模式7
HW_TIMER(2,WidthTime+100,WidthTime,1,OFF,0)				'输出触发变成ON后，打开WidthTime us后关闭输出
DELAY(10)
TRIGGER				'启动示波器
MOVEABS(100,80,90)	'三轴直线插补
WAIT IDLE      '等待运动停止
HW_PSWITCH2(2)   '清空HW比较缓冲区
END

示波器采样波形如下：采样8个通道的波形，依次为轴0的目标位置，轴1的目标位置，轴2的目标位置，输出口0，轴0轴1轴2插补的矢量合成位置，轴0轴1轴2插补的运行速度。

Table存储的比较点矢量位置为10,30,50,70,90,110,130,150，共8个点，每到一个点触发比较，由HW_TIMER可精准控制输出脉冲的宽度，输出频率更快，整体精度更高。