强实时运动控制内核MotionRT750(四)：高速贴装应用中的拱形运动

强实时运动控制内核MotionRT750

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。

MotionRT750应用优势：

1.跨平台兼容性：支持Windows/Linux系统，适配不同等级CPU。

2.开发灵活性：提供多语言编程接口，便于二次开发与功能定制。

3.实时性提升：通过CPU内核独占机制与高效LOCAL接口，实现2-3μs指令交互周期，较传统PCI/PCIe方案提速近20倍。

4.扩展能力强化：多卡多EtherCAT通道架构支持254轴运动控制及500μsEtherCAT周期。

5.系统稳定性：32轴125μsEtherCAT冗余架构消除单点故障风险，保障连续生产。

6.安全可靠性：不惧Windows系统崩溃影响，蓝屏时仍可维持急停与安全停机功能有效，确保产线安全运行。

7.功能扩展性：实时内核支持C语言程序开发，方便功能拓展与实时代码提升效率。

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。

超实时EtherCAT运动控制卡XPCIE6032H

XPCIE6032H运动控制卡集成6路独立EtherCAT主站接口。整卡最高可支持254轴运动控制；125usEtherCAT通讯周期时，两个端口配置冗余最高可支持32轴运动控制。6个EtherCAT主站各通道独立工作，多EtherCAT主站互不影响。

此外，对于EtherCAT接口数量需求不高的客户，我们也有衍生型号XPCIE2032H可选。同系列产品XPCIE2032H集成2路独立EtherCAT接口。整卡最高可支持至254轴运动控制；125usEtherCAT通讯周期时，单接口最高可支持32轴运动控制。2个EtherCAT主站各通道独立工作，多EtherCAT主站互不影响。

XPCIE6032H运动控制卡面向半导体设备、精密3C电子、生物医疗仪器、新能源装备、人形机器人及激光加工等高速高精场景，为固晶机、贴片机、分选机、锂电切叠一体机、高速异形插件设备等自动化装备提供核心运动控制支持。

XPCIE6032H硬件特性：

1.EtherCAT通讯周期可到125us（需要主机性能与实时性足够)。

2.板卡集成6路独立的EtherCAT主站接口，最多可支持254轴运动控制。

3.搭载运动控制实时内核MotionRT750。

4.相较于传统的PCI/PCIe、网口等通讯方式，速度可提升了10-100倍以上。

5.板载16路高速输入，16路高速输出。

6.板载4路高速锁存、4路硬件位置比较输出、4路通用PWM输出。

XPCIE6032H视频介绍可点击→“全球首创！PCIe 6路高性能EtherCAT运动控制卡XPCIE6032H_哔哩哔哩_bilibili”查看。

更多关于XPCIE6032H的详情介绍与使用点击→全球首创！PCIe超实时6通道EtherCAT运动控制卡上市！。

PCIe EtherCAT实时运动控制卡XPCIE1032H

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运动控制卡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硬件特性：

1.6-64轴EtherCAT总线+脉冲可选，其中4路单端500KHz脉冲输出。

2.16轴EtherCAT同步周期500us，支持多卡联动。

3.板载16点通用输入，16点通用输出，其中8路高速输入和16路高速输出。

4.通过EtherCAT总线，可扩展到512个隔离输入或输出口。

5.支持PWM输出、精准输出、PSO硬件位置比较输出、视觉飞拍等。

6.支持直线插补、圆弧插补、连续轨迹加工（速度前瞻）。

7.支持电子凸轮、电子齿轮、位置锁存、同步跟随、虚拟轴、螺距补偿等功能。

8.支持30+机械手模型正逆解模型算法，比如SCARA、Delta、UVW、4轴/5轴 RTCP...

XPCIe1032H视频介绍可点击→“高性能PCIe EtherCAT运动控制卡 | XPCIE1032H_哔哩哔哩_bilibili”查看。

更多关于XPCIE1032H详情点击“不止10倍提速！PCIe EtherCAT实时运动控制卡XPCIE1032H 等您评测！”查看。

PCI Express实时运动控制卡XPCIE1028

PCI Express®总线运动控制卡XPCIE1028，具备位置锁存、多维高速硬件位置比较输出PSO、同步跟随、精准触发的运动控制和I/O控制功能。配合正运动技术MotionRT7实时内核使用，可高度满足高速视觉筛选机应用所需的运动控制需求。

XPCIE1028运动控制卡是正运动技术专为高速视觉筛选设备设计的一款PCI Express®总线运动控制卡，内置丰富的I/O、通讯接口，可以轻松地实现与视觉筛选机通信，非常匹配使用于1-12个相机+多个高速吹气口的全自动CCD光学筛选机等设备上使用。

高速视觉筛选设备示意图

XPCIE1028自带8路高速输入和多达16路高速硬件位置比较输出，能够轻松实现视觉飞拍和高速、精准触发控制等视觉筛选机所需的多种实时性运动控制，以及高稳定性。脉冲输出+编码器反馈，可实现转盘的旋转，并实时记录编码器的实时反馈位置，帮您更加精准地控制设备。

XPCIE1028在光学筛选机上硬件方案1（8相机+8排料）

XPCIE1028在光学筛选机上硬件方案2（12相机+4排料）

XPCIE1028硬件特性：

1.支持电子凸轮、直线插补等运动控制功能。

2.板载28+2点通用输入，32+2点通用输出，其中8路高速输入和16路高速输出。

3.板载4路脉冲输出，其中一路专用脉冲轴接口（差分脉冲输出+编码器反馈）。

4.支持8路高速锁存输入口，可记录转盘来料位置。

5.多达16路精准输出、硬件位置比较输出，机器视觉飞拍检测和筛选吹气高速输出，可根据需求分配。

XPCIe1028视频介绍可点击→“【视觉筛选机专用卡】超高速PCle实时运动控制卡XPCIE1028 ，实现15000+pcs/分钟的IO触发检测速度!_哔哩哔哩_bilibili”查看。

更多关于高速视觉筛选机方案详情点击“高速视觉筛选机PCI Express实时运动控制卡XPCIE1028”查看。

拱形运动

在高速贴装行业中，常常会有非常多的高速抬升、平移、下降动作，常规的直角门型运动在直角拐角处为了降低机台震动，不得不进行减速停止，再重新加速的过程。

而拱形运动的优点在于：将直角拐弯处的运动轨迹处理成圆弧轨迹，不仅极大降低了减速程度，同时还保证了机台的稳定性，以及运动的连续性，提高了整体加工效率。

拱形运动相关指令

拱形运动实现原理

拱形运动实现是将原本的门型运动里抬升、平移、下降三条直线插补，手动拆分成直线、圆弧、直线、圆弧、直线五条插补运动，再用连续插补来保证速度的连续性，这需要我们事先知道原门型运动的空间4点坐标，将直角轨迹改成圆弧轨迹。

1.门型运动轨迹

2.拱形运动轨迹

C#开发流程

1.打开Visual Studio 2022软件选择创建新项目。

2.选择开发语言为“C#”和Windows窗体应用(.NET Framework)。

3.选择项目名称、文件目录位置及框架。

4.将厂商提供的C#的库文件复制到新建的项目中。

（1）将Zmcaux.cs文件复制到新建的项目里面。

（2）将zauxdll.dll和zmotion.dll文件放入bindebug文件夹中。

5.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。

6.进入Form1.cs代码编辑界面，写入using cszmcaux，并声明控制器句柄g_handle。

7.至此项目新建完成，可以进行C#项目开发。

函数说明

1.连接控制器。

MotionRT750主要使用ZAux_FastOpen来获取连接句柄，建立通讯。

//LOCAL链接
private void Locallink_Click(object sender, EventArgs e)
{
    if (g_handle != (IntPtr)0)
    {
                MessageBox.Show("MotionRT750已链接!", "提示");
    }
    else
    {
                zmcaux.ZAux_FastOpen(5, "", 1000, out g_handle);
                if (g_handle != (IntPtr)0)
                {
                        MessageBox.Show("MotionRT750链接成功!", "提示");
                        timer1.Enabled = true;
                        this.Text = "MotionRT750已链接";
                }
                else
                {
                        MessageBox.Show("控制器链接失败，请检查RT750是否打开!", "警告");
                }
        }
}

2.实现拱形运动

分别设置拱形运动直线段与圆弧段的速度参数，并打开连续插补保证运动速度连续，再计算出二个直线拐角转成圆弧的起始点、圆心、结束点坐标。

//运动轨迹A->B->C->D
float[] PointA = new float[3] { Convert.ToSingle(textBox20.Text), Convert.ToSingle(textBox21.Text), Convert.ToSingle(textBox22.Text) };
float[] PointB = new float[3] { Convert.ToSingle(textBox23.Text), Convert.ToSingle(textBox24.Text), Convert.ToSingle(textBox25.Text) };
float[] PointC = new float[3] { Convert.ToSingle(textBox26.Text), Convert.ToSingle(textBox27.Text), Convert.ToSingle(textBox28.Text) };
float[] PointD = new float[3] { Convert.ToSingle(textBox29.Text), Convert.ToSingle(textBox30.Text), Convert.ToSingle(textBox31.Text) };
//空间圆弧 起始点，结束点，圆心的坐标
float[] PointNum = new float[9];
//临时数据
float[] TempPosData = new float[3];
//直线段速度和圆弧段速度
float LineSpeed = Convert.ToSingle(textBox5.Text);
float CrSpeed = Convert.ToSingle(textBox8.Text);
float Cr = Convert.ToSingle(textBox45.Text);
//设置直线段速度
zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, AxisList[0], LineSpeed);
//打开连续插补
zmcaux.ZAux_Direct_SetMerge(g_handle, AxisList[0], 1);
//运动到A点
zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 3, AxisList, PointA);
//计算拐角1的相关数据
ZAux_Direct_AutoCham(g_handle, PointA, PointB, PointC, Cr, 100, PointNum);
//运动到拐角1的空间圆弧的起点
TempPosData[0] = PointNum[0];
TempPosData[1] = PointNum[1];
TempPosData[2] = PointNum[2];
zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 3, AxisList, TempPosData);
//设置空间圆弧的起始速度，限制速度，结束速度
zmcaux.ZAux_Direct_SetStartMoveSpeed(g_handle, AxisList[0], CrSpeed);
zmcaux.ZAux_Direct_SetEndMoveSpeed(g_handle, AxisList[0], CrSpeed);
zmcaux.ZAux_Direct_SetForceSpeed(g_handle, AxisList[0], CrSpeed);
//开始拐角1
zmcaux.ZAux_Direct_MSphericalABSSp(g_handle, 3, AxisList, PointNum[3], PointNum[4], PointNum[5], PointNum[6], PointNum[7], PointNum[8], 1, 0, 0);
//计算拐角2的相关数据
ZAux_Direct_AutoCham(g_handle, PointB, PointC, PointD, Cr, 100, PointNum);
//运动到拐角2的空间圆弧的起点
TempPosData[0] = PointNum[0];
TempPosData[1] = PointNum[1];
TempPosData[2] = PointNum[2];
zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 3, AxisList, TempPosData);
//设置空间圆弧的起始速度，限制速度，结束速度
zmcaux.ZAux_Direct_SetStartMoveSpeed(g_handle, AxisList[0], CrSpeed);
zmcaux.ZAux_Direct_SetEndMoveSpeed(g_handle, AxisList[0], CrSpeed);
zmcaux.ZAux_Direct_SetForceSpeed(g_handle, AxisList[0], CrSpeed);
//开始拐角2
zmcaux.ZAux_Direct_MSphericalABSSp(g_handle, 3, AxisList, PointNum[3], PointNum[4], PointNum[5], PointNum[6], PointNum[7], PointNum[8], 1, 0, 0);
//运动到D点
zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(g_handle, 3, AxisList, PointD);

打开RTSys软件示波器观察轨迹

1.打开【RTSys】软件，点击【PCI/Local】的【连接】通讯上MotionRT750。

2.打开【示波器】工具。

3.设置示波器参数。数据源选择【DPOS】，编号选择对应的【轴号】，实现【显示】，显示模式选择【XYZ模式】，勾选【连续采集】，触发模式选择【自动触发】，然后点击【启动】按钮。

4.打开C#例程，连接【链接】，再点击【运动】执行拱形运动，观察示波器轨迹。

教学视频可点击→“强实时运动控制内核MotionRT750(四)：高速贴装应用中的拱形运动_哔哩哔哩_bilibili”查看。

完整代码获取地址

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本次，正运动技术强实时运动控制内核MotionRT750(四)：高速贴装应用中的拱形运动，就分享到这里。

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审核编辑 黄宇