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EtherCAT超高速實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制卡(二):EtherCAT總線初始化

伺服與運(yùn)動(dòng)控制 ? 來源:正運(yùn)動(dòng)小助手 ? 2023-11-20 09:40 ? 次閱讀

XPCIE1032H功能簡(jiǎn)介

XPCIE1032H是一款基于PCI Express的EtherCAT總線運(yùn)動(dòng)控制卡,可選6-64軸運(yùn)動(dòng)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集成了強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制功能,結(jié)合MotionRT7運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)軟核,解決了高速高精應(yīng)用中,PC Windows開發(fā)的非實(shí)時(shí)痛點(diǎn),指令交互速度比傳統(tǒng)的PCI/PCIe快10倍。

XPCIE1032H支持PWM,PSO功能,板載16進(jìn)16出通用IO口,其中輸出口全部為高速輸出口,可配置為4路PWM輸出口或者16路高速PSO硬件比較輸出口。輸入口含有8路高速輸入口,可配置為4路高速色標(biāo)鎖存或兩路編碼器輸入。

XPCIE1032H搭配MotionRT7實(shí)時(shí)內(nèi)核,使用本地LOCAL接口連接,通過高速的核內(nèi)交互,可以做到更快速的指令交互,單條指令與多條指令一次性交互時(shí)間可以達(dá)到3-5us左右。

?XPCIE1032H與MotionRT7實(shí)時(shí)內(nèi)核的配合具有以下優(yōu)勢(shì):

fcc241c8-86a6-11ee-939d-92fbcf53809c.png

1.支持多種上位機(jī)語(yǔ)言開發(fā),所有系列產(chǎn)品均可調(diào)用同一套API函數(shù)庫(kù);

2.借助核內(nèi)交互,可以快速調(diào)用運(yùn)動(dòng)指令,響應(yīng)時(shí)間快至微秒級(jí),比傳統(tǒng)PCI/PCIe快10倍;

3.解決傳統(tǒng)PCI/PCIe運(yùn)動(dòng)控制卡在Windows環(huán)境下控制系統(tǒng)的非實(shí)時(shí)性問題;

4.支持一維/二維/三維PSO(高速硬件位置比較輸出),適用于視覺飛拍、精密點(diǎn)膠和激光能量控制等應(yīng)用;

5.提供高速輸入接口,便于實(shí)現(xiàn)位置鎖存;

6.支持EtherCAT總線和脈沖輸出混合聯(lián)動(dòng)、混合插補(bǔ)。

?使用XPCIE1032H和MotionRT7進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)時(shí),通常需要進(jìn)行以下步驟:

1.安裝驅(qū)動(dòng)程序,識(shí)別XPCIE1032H;

2.打開并執(zhí)行文件“MotionRT710.exe”,配置參數(shù)和運(yùn)行運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)內(nèi)核;

3.使用ZDevelop軟件連接到控制器,進(jìn)行參數(shù)監(jiān)控。連接時(shí)請(qǐng)使用PCI/LOCAL方式,并確保ZDevelop軟件版本在3.10以上;

4.完成控制程序開發(fā),通過LOCAL鏈接方式連接到運(yùn)動(dòng)控制卡,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制。

?與傳統(tǒng)PCI/PCIe卡和PLC的測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)比:

平均值 C++ LOCAL C# LOCAL 傳統(tǒng)PCI/PCIe卡接口交互 PLC網(wǎng)口通訊交互
1w次單條讀取交互周期 4.70us 5.3us 64us 500us-10ms
10w次單條讀取交互周期 3.90us 5.7us 65us 500us-10ms
1w次多條讀取交互周期 6.20us 8.85us 472us 500us-10ms
10w次多條讀取交互周期 5.50us 8.37us 471us 500us-10ms

我們可以從測(cè)試對(duì)比結(jié)果看出,XPCIE1032H運(yùn)動(dòng)控制卡配合實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制內(nèi)核MotionRT7,在LOCAL鏈接(核內(nèi)交互)的方式下,指令交互的效率是非常穩(wěn)定,當(dāng)測(cè)試數(shù)量從1w增加到10w時(shí),單條指令交互時(shí)間與多條指令交互時(shí)間波動(dòng)不大,非常適用于高速高精的應(yīng)用。 XPCIE1032H卡安裝

關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源

打開計(jì)算機(jī)機(jī)箱,選擇一條空閑的XPCIE卡槽,用螺絲刀卸下相應(yīng)的擋板條。

將運(yùn)動(dòng)控制卡插入該槽,擰緊擋板條上的固定螺絲。

XPCIE1032H驅(qū)動(dòng)安裝與建立連接參考往期文章EtherCAT超高速實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制卡XPCIE1032H上位機(jī)C#開發(fā)(一):驅(qū)動(dòng)安裝與建立連接。

一、新建C#項(xiàng)目(VS2022)

fd03e74a-86a6-11ee-939d-92fbcf53809c.png

到正運(yùn)動(dòng)技術(shù)官網(wǎng)的下載中心選擇需要的平臺(tái)庫(kù)文件。

fd128854-86a6-11ee-939d-92fbcf53809c.png

解壓下載的安裝包找到 “Zmcaux.cs” , “zauxdll.dll” , “zmotion.dll” 放入到項(xiàng)目文件中。

1、“Zmcaux.cs”放在項(xiàng)目根目錄文件中,與bin目錄同級(jí)。

fd1a477e-86a6-11ee-939d-92fbcf53809c.png

2、“zauxdll.dll”,“zmotion.dll”放在bin -> Debug。

fd2aac5e-86a6-11ee-939d-92fbcf53809c.png

用vs打開新建的項(xiàng)目文件,在右邊的解決方案資源管理器中點(diǎn)擊顯示所有,選中項(xiàng)目,右鍵“添加”->“現(xiàn)有項(xiàng)”,選中zmcaux.cs文件添加進(jìn)在項(xiàng)目中。

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fd433fc6-86a6-11ee-939d-92fbcf53809c.png

雙擊Form1.cs里面的Form1,出現(xiàn)代碼編輯界面,在文件開頭寫入using cszmcaux,并聲明控制器句柄g_handle。

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二、相關(guān)PC函數(shù)介紹

相關(guān)PC函數(shù)介紹詳情可參考“ZMotion PC函數(shù)庫(kù)編程手冊(cè) V2.1.1”。

指令11 ZAux_FastOpen
指令原型 int32 __stdcall ZAux_FastOpen(int type, char *pconnectstring, uint32 uims ,ZMC_HANDLE * phandle)
指令說明 與控制器建立連接, 可以指定連接的等待時(shí)間
輸入?yún)?shù)
參數(shù)名 描述
type 連接類型
type: 1-COM,2-ETH,4-PCI,5-MotionRT
pconnectstring 連接字符串:
type=1:COM+串口號(hào)
type=2:IP地址
type=4:Pci+卡號(hào)
type=5:無要求
uims 連接超時(shí)時(shí)間 uims;單位ms
輸出參數(shù)
參數(shù)名 描述
phandle 控制器連接句柄
返回值 成功返回值為0,非0詳見錯(cuò)誤碼說明。
指令示例 串口連接:
ZMC_HANDLE phandle;//控制器連接句柄
Char comID[32]= "Com0";//串口ID,不能直接寫串口號(hào),需要在串口號(hào)前加個(gè)Com
ZAux_FastOpen(1, comID,1000s ,&phandle);
網(wǎng)口連接例子:
ZMC_HANDLE phandle;//控制器連接句柄
Char EthID[32]= "192.168.0.11";//網(wǎng)口ID
ZAux_FastOpen(2, EthID,1000s ,&phandle);
MotionRT7連接例子:
ZMC_HANDLE phandle;//控制器連接句柄
ZAux_FastOpen(5, "LOCAL1",3000,&g_handle);
詳細(xì)說明 type設(shè)置為5,zmotion.dll版本要在3.8.8.50以上。
指令47 ZAux_Direct_SetAxisEnable
指令原型 int32 __stdcall ZAux_Direct_SetAxisEnable(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, int iValue);
指令說明 設(shè)置軸的使能。
輸入?yún)?shù) 共有2個(gè)輸入?yún)?shù),見下方說明。
handle 連接句柄。
axis 槽位號(hào)
iValue 狀態(tài):0-關(guān)閉,1-打開
輸出參數(shù) 一個(gè)參數(shù)
返回值 成功返回值為0,非0詳見錯(cuò)誤碼說明。
指令示例 EthrCat總線軸的使能
指令92 ZAux_Direct_Single_Move
指令原型 int32 __stdcall ZAux_Direct_Single_Move(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, float fdistance)
指令說明 單軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
輸入?yún)?shù)
參數(shù)名 描述
handle 連接標(biāo)識(shí)。
iaxis 軸號(hào)。
fdistance 距離。
輸出參數(shù) /
返回值 成功返回值為0,非0詳見錯(cuò)誤碼說明。
指令示例 單軸點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)
詳細(xì)說明 /
指令93 ZAux_Direct_Single_MoveAbs
指令原型 int32 __stdcall ZAux_Direct_Single_MoveAbs(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, float fdistance)
指令說明 單軸絕對(duì)運(yùn)動(dòng)。
輸入?yún)?shù)
參數(shù)名 描述
handle 連接標(biāo)識(shí)。
iaxis 軸號(hào)。
fdistance 絕對(duì)距離。
輸出參數(shù) /
返回值 成功返回值為0,非0詳見錯(cuò)誤碼說明。
指令示例 單軸點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)
詳細(xì)說明 /
指令94 ZAux_Direct_Single_Vmove
指令原型 int32 __stdcall ZAux_Direct_Single_Vmove(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, int idir)
指令說明 單軸連續(xù)運(yùn)動(dòng)指令,連續(xù)往一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。
輸入?yún)?shù)
參數(shù)名 描述
handle 連接標(biāo)識(shí)。
iaxis 軸號(hào)。
idir 方向-1—負(fù)向 1—正向。
輸出參數(shù) /
返回值 成功返回值為0,非0詳見錯(cuò)誤碼說明。
指令示例 單軸持續(xù)運(yùn)動(dòng)
詳細(xì)說明 當(dāng)前面的VMOVE運(yùn)動(dòng)沒有停止時(shí),此VMOVE指令會(huì)自動(dòng)替換前面的VMOVE指令并修改方向,因此無需CANCEL前面的VMOVE指令。
指令186 ZAux_Direct_Rapidstop
指令原型 int32 __stdcall ZAux_Direct_Rapidstop(ZMC_HANDLE handle, int imode)
指令說明 所有軸列表立即停止,如果軸參與插補(bǔ),也停止插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。
輸入?yún)?shù)
參數(shù)名 描述
handle 連接句柄。
imode 模式
0 取消當(dāng)前運(yùn)動(dòng)
1 取消緩沖的運(yùn)動(dòng)
2 取消當(dāng)前運(yùn)動(dòng)和緩沖運(yùn)動(dòng)
3 立即中斷脈沖發(fā)送
輸出參數(shù) /
返回值 成功返回值為0,非0詳見錯(cuò)誤碼說明。
指令示例 /
詳細(xì)說明 Mode0~2減速度按FASTDEC和DECEL中最大的值。
RAPIDSTOP后要調(diào)用絕對(duì)位置運(yùn)動(dòng),必須先WAIT IDLE等待停止完成。
指令189 ZAux_Direct_Single_Cancel
指令原型 int32 __stdcall ZAux_Direct_Single_Cancel (ZMC_HANDLE handle, int iaxis, int imode);
指令說明 單軸運(yùn)動(dòng)停止。
輸入?yún)?shù)
參數(shù)名 描述
handle 連接標(biāo)識(shí)。
iaxis 軸號(hào)。
imode 模式:
0 (缺?。┤∠?dāng)前運(yùn)動(dòng)
1 取消緩沖的運(yùn)動(dòng)
2 取消當(dāng)前運(yùn)動(dòng)和緩沖運(yùn)動(dòng)
3 立即中斷脈沖發(fā)送
輸出參數(shù) /
返回值 成功返回值為0,非0詳見錯(cuò)誤碼說明。
指令示例 單軸持續(xù)運(yùn)動(dòng)
詳細(xì)說明 如果指定軸在插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)軸列表中,無論主軸或者其他軸,都停止軸組的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)
MODE0~2減速度按FASTDEC和DECEL中最大的值。
CANCEL后要調(diào)用絕對(duì)位置運(yùn)動(dòng),必須先等待停止完成。
指令205 ZAux_Direct_SetInvertIn
指令原型 int32 __stdcall ZAux_Direct_SetInvertIn(ZMC_HANDLE handle, intionum, int bifInvert)
指令說明 設(shè)置反轉(zhuǎn)輸入狀態(tài),參見軟件手冊(cè)里面的“ INVERT_IN”指令。
輸入?yún)?shù)
參數(shù)名 描述
handle 連接句柄。
ionum 輸入口編號(hào)。
BifInvert 狀態(tài) 0-反轉(zhuǎn)開 1-反轉(zhuǎn)關(guān)。
輸出參數(shù) /
返回值 成功返回值為0,非0詳見錯(cuò)誤碼說明。
指令示例 正負(fù)硬限位設(shè)置
詳細(xì)說明 ZMC系列控制器輸入OFF時(shí)認(rèn)為有信號(hào)輸入(ECI系列控制器與之相反)
指令214 ZAux_Direct_SetFsLimit
指令原型 int32 __stdcall ZAux_Direct_SetFsLimit(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, float fValue)
指令說明 設(shè)置軸正向軟限位,取消軟限位時(shí)設(shè)置一個(gè)較大的值即可。單位units。
輸入?yún)?shù)
參數(shù)名 描述
handle 連接標(biāo)識(shí)。
iaxis 軸號(hào)。
pfValue 設(shè)置的正向限位值。
輸出參數(shù) /
返回值 成功返回值為0,非0詳見錯(cuò)誤碼說明。
指令示例 正負(fù)軟限位設(shè)置
詳細(xì)說明 當(dāng)FS_LIMIT大于REP_DIST時(shí),參數(shù)不起作用,正向軟限位被禁止。
取消軟限位時(shí),建議不要去修改REP_DIST的值,將FS_LIMIT設(shè)置一個(gè)較大值即可。FS_LIMIT的值默認(rèn)為200000000。
軟限位無法作為DATUM回零時(shí)的限位信號(hào)參考。
注:設(shè)置限位前需檢查有無設(shè)置對(duì)應(yīng)的加減速度,以及快減減速度,若無設(shè)置,碰到限位無法停止
指令216 ZAux_Direct_SetRsLimit
指令原型 int32 __stdcall ZAux_Direct_SetRsLimit(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, float fValue)
指令說明 設(shè)置軸負(fù)向軟限位,取消軟限位時(shí)設(shè)置一個(gè)較大的值即可。單位units。
輸入?yún)?shù)
參數(shù)名 描述
handle 連接標(biāo)識(shí)。
iaxis 軸號(hào)。
pfValue 設(shè)置的負(fù)向限位值。
輸出參數(shù) /
返回值 成功返回值為0,非0詳見錯(cuò)誤碼說明。
指令示例 正負(fù)軟限位設(shè)置
詳細(xì)說明 當(dāng)RS_LIMIT大于REP_DIST時(shí),參數(shù)不起作用,負(fù)向軟限位被禁止。
取消軟限位時(shí),建議不要去修改REP_DIST的值,將RS_LIMIT設(shè)置一個(gè)較大值即可。RS_LIMIT的值默認(rèn)為-200000000。
軟限位無法作為DATUM回零時(shí)的限位信號(hào)參考。
注:設(shè)置限位前需檢查有無設(shè)置對(duì)應(yīng)的加減速度,以及快減減速度,若無設(shè)置,碰到限位無法停止
指令218 ZAux_Direct_SetFwdIn
指令原型 int32 __stdcall ZAux_Direct_SetFwdIn(ZMC_HANDLE handle, int iaxis,int iValue)
指令說明 設(shè)置正向限位信號(hào),-1表示取消,參見軟件手冊(cè)里面的“FWD_IN”指令。注:設(shè)置限位前需檢查有無設(shè)置對(duì)應(yīng)的加減速度,以及快減減速度,若無設(shè)置,碰到限位無法停止
輸入?yún)?shù)
參數(shù)名 描述
handle 連接句柄。
iaxis 軸號(hào)。
iValue IO口編號(hào),-1時(shí)為取消設(shè)置。
輸出參數(shù) /
返回值 成功返回值為0,非0詳見錯(cuò)誤碼說明。
指令示例 正負(fù)硬限位設(shè)置
詳細(xì)說明 1設(shè)置限位前需檢查有無設(shè)置對(duì)應(yīng)的加減速度,以及快減減速度,若無設(shè)置,碰到限位無法停止
2輸入OFF時(shí),認(rèn)為有信號(hào)輸入,要相反效果可以用INVERT_IN反轉(zhuǎn)電平(ECI系列控制器相反)。
3正負(fù)限位切記勿要設(shè)置反,否則碰到限位還是會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。
指令220 ZAux_Direct_SetRevIn
指令原型 int32 __stdcall ZAux_Direct_SetRevIn(ZMC_HANDLE handle, int iaxis,int iValue);
指令說明 設(shè)置負(fù)向限位信號(hào),-1表示取消,參見軟件手冊(cè)里面的“REV_IN”指令。注:設(shè)置限位前需檢查有無設(shè)置對(duì)應(yīng)的加減速度,以及快減減速度,若無設(shè)置,碰到限位無法停止
輸入?yún)?shù)
參數(shù)名 描述
handle 連接句柄。
iaxis 軸號(hào)。
iValue IO口編號(hào),-1時(shí)為取消設(shè)置。
輸出參數(shù) /
返回值 成功返回值為0,非0詳見錯(cuò)誤碼說明。
指令示例 正負(fù)硬限位設(shè)置
詳細(xì)說明 1設(shè)置限位前需檢查有無設(shè)置對(duì)應(yīng)的加減速度,以及快減減速度,若無設(shè)置,碰到限位無法停止
2輸入OFF時(shí),認(rèn)為有信號(hào)輸入,要相反效果可以用INVERT_IN反轉(zhuǎn)電平(ECI系列控制器相反)。
3正負(fù)限位切記勿要設(shè)置反,否則碰到限位還是會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。
指令264 ZAux_Execute
指令原型 int32 __stdcall ZAux_Execute(ZMC_HANDLE handle, const char *pszCommand, char *psResponse, uint32 uiResponseLength)
指令說明 發(fā)送字符串命令到控制器,緩存方式(當(dāng)控制器沒有緩沖時(shí)自動(dòng)阻塞)。
輸入?yún)?shù)
參數(shù)名 描述
handle 連接句柄。
pszCommand 發(fā)送的命令字符串。
uiResponseLength 返回的字符長(zhǎng)度。
輸出參數(shù)
參數(shù)名 描述
psResponse 返回的字符串。
返回值 成功返回值為0,非0詳見錯(cuò)誤碼說明。
指令示例 在線命令函數(shù)的使用
詳細(xì)說明 上位機(jī)調(diào)用上位機(jī)未封裝的Basic指令功能

其他基本軸參數(shù)指令:

ZAux_Direct_SetUnits 設(shè)置脈沖當(dāng)量(units)
ZAux_Direct_GetUnits 讀取脈沖當(dāng)量(units)
ZAux Direct SetAccel 設(shè)置加速度,單位為 units /s/s
ZAux Direct GetAccel 讀取加速度,單位為 units/s/s
ZAux Direct SetDecel 設(shè)置減速度,單位為 units/s/s
ZAux Direct GetDecel 讀取減速度,單位為 units/s/s
ZAux Direct SetSpeed 設(shè)置軸速度,單位為 units/s
ZAux Direct GetSpeed 讀取軸速度,單位為 units/s
ZAux Direct SetDpos 設(shè)置軸的規(guī)劃位置,單位為 units
ZAux Direct GetDpos 讀取軸的規(guī)劃位置,單位為 units
ZAux Direct SetMpos 設(shè)置反饋位置,單位為 units
ZAux Direct GetMpos 讀取反饋位置,單位為 units

在form設(shè)計(jì)界面找到需要用到的控件拖拽到窗體中進(jìn)行UI界面設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)效果圖如下。

fd8c4fcc-86a6-11ee-939d-92fbcf53809c.png

三、相關(guān)程序以及設(shè)計(jì)思路

1、通過LOCAL鏈接方式,按鈕控件的的click事件觸發(fā)鏈接控制卡。

private void Local_Connect_Button_Click(object sender, EventArgs e)
{
    if (g_handle == (IntPtr)0)
    {
        Local_DisConnect_Button_Click(sender, e);
    }
    zmcaux.ZAux_FastOpen(5, "local", 1000, out g_handle);
if(g_handle!=(IntPtr)0)
    {
        this.Text = "已鏈接";
        timer1.Enabled = true;
        Local_Connect_Button.BackColor = Color.Green;
        MessageBox.Show("鏈接成功");
    }
    else
    {
        MessageBox.Show("鏈接失敗,請(qǐng)選擇正確的LOCAL!");
    }
}

2、選擇總線初始化的bas腳本文件下載到控制器rom里面掉電保存。

提前在zdevelop軟件根據(jù)需求修改總線初始化的basic程序,映射軸,節(jié)點(diǎn)IO等初始化內(nèi)容。 這里以節(jié)點(diǎn)0(匯川驅(qū)動(dòng)器-0軸)、節(jié)點(diǎn)1(EIO16084)的1-4軸映射為總線軸為例,將節(jié)點(diǎn)之間通過ETHERCAT口連接起來。如下圖:

相關(guān)初始化basic程序(其中紅色為指令,可以到正運(yùn)動(dòng)官網(wǎng)查閱其使用場(chǎng)景以及方法)。

相關(guān)配置如下:

'ECAT總線初始化
GLOBAL CONST BUS_TYPE = 0         '總線類型。可用于上位機(jī)區(qū)分當(dāng)前總線類型
GLOBAL CONST Bus_Slot  = 0        '槽位號(hào)0(單總線控制器缺省0)
GLOBAL CONST PUL_AxisStart   = 0    '本地脈沖軸起始軸號(hào)
GLOBAL CONST PUL_AxisNum   = 0    '本地脈沖軸軸數(shù)量
GLOBAL CONST Bus_AxisStart   = 0      '總線軸起始軸號(hào)
GLOBAL CONST Bus_NodeNum   = 1      '總線配置節(jié)點(diǎn)數(shù)量,用于判斷實(shí)際檢測(cè)到的從站數(shù)量是否一致
GLOBAL MAX_AXISNUM        '最大軸數(shù)
MAX_AXISNUM = SYS_ZFEATURE(0)
GLOBAL Bus_InitStatus      '總線初始化完成狀態(tài)
Bus_InitStatus = -1
GLOBAL Bus_TotalAxisnum    '檢查掃描的總軸數(shù)
DELAY(3000)        '延時(shí)3S等待驅(qū)動(dòng)器上電,不同驅(qū)動(dòng)器自身上電時(shí)間不同,具體根據(jù)驅(qū)動(dòng)器調(diào)整延時(shí)
?"總線通訊周期:",SERVO_PERIOD,"us"
Ecat_Init()      '初始化ECAT總線 
END
GLOBAL SUB Ecat_Init()
  local Node_Num,Temp_Axis,Drive_Vender,Drive_Device,Drive_Alias
  RAPIDSTOP(2)
  for i = 0 to SYS_ZFEATURE(0) - 1                '初始化還原軸類型          
    AXIS_ENABLE(i) = 0
    ATYPE(i) = 0  
    DELAY(20)
  next
  
  Bus_InitStatus = -1
  Bus_TotalAxisnum = 0  
  SLOT_STOP(Bus_Slot)        
  DELAY(200)
  SLOT_SCAN(Bus_Slot)                      '掃描總線
  if return then 
    ?"總線掃描成功","連接從站設(shè)備數(shù):"NODE_COUNT(Bus_Slot)
    if NODE_COUNT(Bus_Slot) <> Bus_NodeNum then    '判斷總線檢測(cè)數(shù)量是否為實(shí)際接線數(shù)量
      ?""  
      ?"掃描節(jié)點(diǎn)數(shù)量與程序配置數(shù)量不一致!" ,"配置數(shù)量:"Bus_NodeNum,"檢測(cè)數(shù)量:"NODE_COUNT(Bus_Slot)
      Bus_InitStatus = 0    '初始化失敗。報(bào)警提示
    endif   
    
    '"開始映射軸號(hào)"
    for Node_Num = 0 to NODE_COUNT(Bus_Slot)-1            '遍歷掃描到的所有從站節(jié)點(diǎn)
      Drive_Vender = NODE_INFO(Bus_Slot,Node_Num,0)        '讀取驅(qū)動(dòng)器廠商
      Drive_Device = NODE_INFO(Bus_Slot,Node_Num,1)        '讀取設(shè)備編號(hào)
      Drive_Alias = NODE_INFO(Bus_Slot,Node_Num,3)          '讀取設(shè)備撥碼ID
      
      if NODE_AXIS_COUNT(Bus_Slot,Node_Num) <> 0 then      '判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否有電機(jī)
        for j=0 to NODE_AXIS_COUNT(Bus_Slot,Node_Num)-1    '根據(jù)節(jié)點(diǎn)帶的電機(jī)數(shù)量循環(huán)配置軸參數(shù)(針對(duì)一拖多驅(qū)動(dòng)器)
        
          Temp_Axis = Bus_AxisStart + Bus_TotalAxisnum    '軸號(hào)按NODE順序分配
          BASE(Temp_Axis)
          AXIS_ADDRESS = Bus_TotalAxisnum+1          '映射軸號(hào)
          ATYPE = 65                      '設(shè)置控制模式 65-位置 66-速度 67-轉(zhuǎn)矩 
          DRIVE_PROFILE = 18
          Sub_SetDriverIo(Temp_Axis,Drive_Vender,48 + 48*Temp_Axis)    '映射驅(qū)動(dòng)器IO  IO映射到控制器IO32-以后每個(gè)驅(qū)動(dòng)器間隔32點(diǎn)      
          DISABLE_GROUP(Temp_Axis)              '每軸單獨(dú)分組
          Bus_TotalAxisnum = Bus_TotalAxisnum+1          '總軸數(shù)+1
        next
      endif
    next
    
    ?"軸號(hào)映射完成","連接總軸數(shù):"Bus_TotalAxisnum
    
    WA 200
    SLOT_START(Bus_Slot)        '啟動(dòng)總線
    if return then 
      
      WDOG = 1              '使能總開關(guān)
      for i = Bus_AxisStart to Bus_AxisStart + Bus_TotalAxisnum - 1 
        BASE(i)
        DELAY 50        
        AXIS_ENABLE = 1
      next
      Bus_InitStatus  = 1
      ?"軸使能完成"
      
      ?"總線開啟成功"      
    else
      ?"總線開啟失敗"
      Bus_InitStatus = 0
    endif
  else
    ?"總線掃描失敗"
    Bus_InitStatus = 0
  endif
ENDSUB
'總線驅(qū)動(dòng)IO映射
'iAxis - 軸號(hào) iVender - 驅(qū)動(dòng)器類型  i_IoNum - 輸入輸出起始編號(hào)
GLOBAL SUB Sub_SetDriverIo(iAxis,iVender,i_IoNum) 
DRIVE_IO(Iaxis) = i_IoNum
FWD_IN(Iaxis) = i_IoNum
REV_IN(Iaxis) = i_IoNum + 1              
DATUM_IN(Iaxis) = i_IoNum + 2      
INVERT_IN(i_IoNum,ON)          
INVERT_IN(i_IoNum + 1,ON)
INVERT_IN(i_IoNum + 2,ON) 
ENDSUB
利用按鈕的click事件,瀏覽選擇編輯好的bas文件下載掉電保存,并彈出反饋下載是否成功的提示。
private void BasFileDownLoad_Btn_Click(object sender, EventArgs e)
{
if(g_handle==(IntPtr)0)
    {
        MessageBox.Show("未鏈接到控制器!", "提示");
    }
else
    {
inttmpret=0;
stringstrFilePath;
OpenFileDialogopenFileDialog1=newOpenFileDialog();
openFileDialog1.InitialDirectory="";
openFileDialog1.Filter="配置文件(*.bas)|*.bas";
openFileDialog1.RestoreDirectory=true;
openFileDialog1.FilterIndex=1;
if(openFileDialog1.ShowDialog()==DialogResult.OK)
{
    //打開配置文件
strFilePath=openFileDialog1.FileName;
//下載到ROM
tmpret=zmcaux.ZAux_BasDown(g_handle,strFilePath,1);
if(tmpret!=0)
{
MessageBox.Show("文件下載失敗!","提示");
}
else
{
    MessageBox.Show("文件下載成功!","提示");
            }
        }
    }
}
3、通過按鈕控件的click事件觸發(fā)初始化。

調(diào)用函數(shù)庫(kù)的ZAux_Execute函數(shù)(在線命令),通過在線命令調(diào)用basic腳本里面的總線初始化函數(shù)--Ecat_Init()進(jìn)行總線初始化。

private void EcatInitStart_Btn_Click(object sender, EventArgs e)
{
    if (g_handle == (IntPtr)0)
    {
        MessageBox.Show("未鏈接到控制器!", "提示");
    }
    else
    {
inttmpret;
//-1可能正在執(zhí)行初始化
if((BasFlag==true)&&(InitStatus!=-1))
{
InitStatus=-1;
StringBuilderbuffer=newStringBuilder(10240);
tmpret=zmcaux.ZAux_Execute(g_handle,"RUNTASK1,Ecat_Init",buffer,0);//任務(wù)1重新運(yùn)行BAS中的初始化函數(shù)
if(tmpret!=0)
{
    MessageBox.Show("總線初始化失敗!","提示");
    return;
}
else
{
MessageBox.Show("總線初始化成功!","提示");
}
}
else
{
MessageBox.Show("Bas文件未加載");
return;
}
}
}

4、以匯川驅(qū)動(dòng)器為例,驅(qū)動(dòng)器IO映射的起始地址為DI1,也就是正向超程開關(guān)(正硬限位),若要設(shè)置負(fù)向超程開關(guān),將起始地址加1。

可以通過按鈕控件的click事件,觸發(fā)設(shè)置軸的軟限位,以及原點(diǎn)、正負(fù)硬限位。驅(qū)動(dòng)器IO映射的basic指令是DRIVE_IO。在這里調(diào)用在線命令的PC函數(shù)去實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器IO映射。 Basic指令說明見下圖:

fdc3aa1c-86a6-11ee-939d-92fbcf53809c.png

DRIVE_IO -- 驅(qū)動(dòng)器IO:

類型 軸參數(shù)
描述 直接配置DRIVE的IO的起始編號(hào),輸入輸出都是同樣的編號(hào)。
DRIVE_PROFILE支持讀取驅(qū)動(dòng)器IO時(shí)起作用。
語(yǔ)法 可讀:var=DRIVE_IO (axis)
可寫:DRIVE_IO (axis)=value
axis:軸號(hào)
EtherCAT總線伺服的輸入輸出點(diǎn)功能及地址參考數(shù)據(jù)字典60FD,60FE(某些廠家不是按照標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議地址,請(qǐng)查看對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)器手冊(cè))
Rtex總線伺服的輸入輸出點(diǎn)功能對(duì)應(yīng)控制器的地址=DRIVE_IO+編號(hào)
DRIVE_IO+以下編號(hào) 伺服功能
輸入點(diǎn)
0 NOT/POT
1 POT/NOT
2 HOME
3 SI-MON1/EXT1
4 SI-MON2/EXT2
5 SI-MON3/EXT3
6 SI-MON4/EX-SON
7 SI-MON5/E-STOP
輸出點(diǎn)
0 EX-OUT1
1 EX-OUT2
適用控制器 帶EtherCAT接口或RTEX接口

通過按鈕控件的click事件,配置軸的正負(fù)軟限位和驅(qū)動(dòng)器IO起始地址(正負(fù)硬限位IO映射)。

private void Configure_OK_Button_Click(object sender, EventArgs e)
{
    StringBuilder buffer = new StringBuilder(10240);
    //正向軟限位設(shè)置
    zmcaux.ZAux_Direct_SetFsLimit(g_handle, MoveAxis, Convert.ToSingle(FSLimit_Value.Text));
    //負(fù)向軟限位設(shè)置
zmcaux.ZAux_Direct_SetRsLimit(g_handle,MoveAxis,Convert.ToSingle(RSLimit_Value.Text));
    //驅(qū)動(dòng)器IO起始地址           
    zmcaux.ZAux_Execute(g_handle, "DRIVE_IO(" + MoveAxis.ToString() + ") = " +DriveStart_IO_Value.Value.ToString(), buffer, 0);
    //正硬限位設(shè)置
    zmcaux.ZAux_Direct_SetFwdIn(g_handle, MoveAxis, DRIVE_Start_IO);
    zmcaux.ZAux_Direct_SetInvertIn(g_handle, DRIVE_Start_IO, 1);
    //負(fù)硬限位設(shè)置
    zmcaux.ZAux_Direct_SetRevIn(g_handle, MoveAxis, DRIVE_Start_IO + 1);
    zmcaux.ZAux_Direct_SetInvertIn(g_handle, DRIVE_Start_IO + 1, 1);
    MessageBox.Show("當(dāng)前軸配置成功!", "提示");
}
5、通過按鈕控件的MouseDown(鼠標(biāo)在組件上方并按下時(shí)發(fā)生)事件來觸發(fā)單軸持續(xù)運(yùn)動(dòng);MouseUp(鼠標(biāo)在組件上方并松開時(shí)發(fā)生)事件來觸發(fā)單軸運(yùn)動(dòng)的停止。模擬手動(dòng)運(yùn)動(dòng)的調(diào)試過程。
//正向
private void Fwd_Button_MouseDown(object sender, MouseEventArgs e)
{ 
    zmcaux.ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle, MoveAxis, 1);
}
private void Fwd_Button_MouseUp(object sender, MouseEventArgs e)
{
    zmcaux.ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle, MoveAxis, 2);
}
//負(fù)向
private void Rev_Button_MouseDown(object sender, MouseEventArgs e)
{
    zmcaux.ZAux_Direct_Single_Vmove(g_handle, MoveAxis, -1);
}
private void Rev_Button_MouseUp(object sender, MouseEventArgs e)
{
    zmcaux.ZAux_Direct_Single_Cancel(g_handle, MoveAxis, 2);
}
6、通過textbook控件的TextChanged(空間上text屬性更改時(shí)發(fā)生)事件來修改運(yùn)動(dòng)過程中軸的基本參數(shù),定時(shí)器會(huì)獲取接收。
//脈沖當(dāng)量變化
private void Units_Value_TextChanged(object sender, EventArgs e)
{
    zmcaux.ZAux_Direct_SetUnits(g_handle, MoveAxis, Convert.ToSingle(Units_Value.Text));
}
//軸速度變化
private void Speed_Value_TextChanged(object sender, EventArgs e)
{
    zmcaux.ZAux_Direct_SetSpeed(g_handle, MoveAxis, Convert.ToSingle(Speed_Value.Text));
}
//加速度變化
private void Accel_Value_TextChanged(object sender, EventArgs e)
{
    zmcaux.ZAux_Direct_SetAccel(g_handle, MoveAxis, Convert.ToSingle(Accel_Value.Text));
}
//減速度變化
private void Decel_Value_TextChanged(object sender, EventArgs e)
{
    zmcaux.ZAux_Direct_SetDecel(g_handle, MoveAxis, Convert.ToSingle(Decel_Value.Text));
}
7、通過按鈕控件,與文本信息比對(duì),觸發(fā)總線軸的使能切換功能。
private void Enable_Button_Click(object sender, EventArgs e)
{
    if (g_handle == (IntPtr)0)
    {
        MessageBox.Show("未鏈接到控制器!", "提示");
        return;
    }
    int ret = 0;
    if (Enable_Value.Text == "ON")
    {
        ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetAxisEnable(g_handle, MoveAxis, 0);
    }
    else
    {
        ret = zmcaux.ZAux_Direct_SetAxisEnable(g_handle, MoveAxis, 1);
    }
}
8、通過復(fù)選框的切換、單選框的選擇實(shí)現(xiàn)寸動(dòng)運(yùn)動(dòng)調(diào)試的功能。

//寸動(dòng)方向選擇
private void MoveDirection_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
{
    if (MoveDirection.Checked == false)
    {
        MoveDirection.Text = "運(yùn)動(dòng)方向: 正";
        dir = 1;
    }
    else
    {
        MoveDirection.Text = "運(yùn)動(dòng)方向: 負(fù)";
        dir = -1;
    }
}
//寸動(dòng)啟動(dòng)
private void InchStart_Button_Click(object sender, EventArgs e)
{
    if (g_handle == (IntPtr)0)
{
    MessageBox.Show("未鏈接到控制器!","提示");
    }
    else
{
//絕對(duì)運(yùn)動(dòng)
if(MoveAbs_RadBtn.Checked==true)
{
    zmcaux.ZAux_Direct_Single_MoveAbs(g_handle, MoveAxis, dir * Convert.ToSingle(InchDistance_Value.Text));
}
//相對(duì)運(yùn)動(dòng)
if(MoveOpp_RadBtn.Checked==true)
{
zmcaux.ZAux_Direct_Single_Move(g_handle,MoveAxis,dir*Convert.ToSingle(InchDistance_Value.Text));
}
}
}
9、通過定時(shí)器的刷新,對(duì)軸參數(shù)的接收,初始化信息,IO監(jiān)控等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的反饋。
//軸參數(shù)更新
private void Update_AxisPara()
{
    int CurAxisAtype = 0;
intCurAxisIdle=0;
intCurAxisStatus=0;
doubleCurAxisFSLimit=0;
doubleCurAxisRSLimit=0;
doubleCurAxisDpos=0;
doubleCurAxisMpos=0;
Axis_Para[0]=Convert.ToSingle(Units_Value.Text);
Axis_Para[1]=Convert.ToSingle(Speed_Value.Text);
Axis_Para[2]=Convert.ToSingle(Accel_Value.Text);
Axis_Para[3]=Convert.ToSingle(Decel_Value.Text);
MoveAxis=Convert.ToInt32(AxisNum_Value.Text);
zmcaux.ZAux_Direct_GetAtype(g_handle,MoveAxis,refCurAxisAtype);
zmcaux.ZAux_Direct_GetDpos(g_handle,MoveAxis,refCurAxisDpos);
zmcaux.ZAux_Direct_GetMpos(g_handle,MoveAxis,refCurAxisMpos);
zmcaux.ZAux_Direct_GetIfIdle(g_handle,MoveAxis,refCurAxisIdle);
zmcaux.ZAux_Direct_GetAxisStatus(g_handle,MoveAxis,refCurAxisStatus);
zmcaux.ZAux_Direct_GetUnits(g_handle,MoveAxis,refAxis_Para[0]);
zmcaux.ZAux_Direct_GetSpeed(g_handle,MoveAxis,refAxis_Para[1]);
zmcaux.ZAux_Direct_GetAccel(g_handle,MoveAxis,refAxis_Para[2]);
zmcaux.ZAux_Direct_GetDecel(g_handle,MoveAxis,refAxis_Para[3]);
zmcaux.ZAux_Direct_GetFsLimit(g_handle,MoveAxis,refCurAxisFSLimit);
zmcaux.ZAux_Direct_GetRsLimit(g_handle,MoveAxis,refCurAxisRSLimit);
if(EcatInitFlag==true)//總線初始化完成后實(shí)時(shí)顯示狀態(tài)信息
{
    AxisAtype_Label.Text="軸類型:"+CurAxisAtype;
        AxisDpos_Label.Text = "DPOS位置:  " + CurAxisDpos;
        AxisMpos_Label.Text = "MPOS位置:  " + CurAxisMpos;
        AxisIdle_Label.Text = "運(yùn)動(dòng)狀態(tài):  " + CurAxisIdle;
        AxisStatus_Label.Text = "軸 狀 態(tài):  " + CurAxisStatus;
    } 
}
10、通過按鈕控件的的click事件觸發(fā)斷開鏈接。
private void Local_DisConnect_Button_Click(object sender, EventArgs e)
{
    timer1.Enabled = false;
    zmcaux.ZAux_Close(g_handle);
    g_handle = (IntPtr)0;
    Local_DisConnect_Button.BackColor = Color.White;
    this.Text = "未連接";
}

四、運(yùn)行效果

運(yùn)行主界面如下:

fde801dc-86a6-11ee-939d-92fbcf53809c.png

附錄:basic初始化程序通用模板

global CONST BUS_TYPE = 0         '總線類型。用于上位機(jī)區(qū)分當(dāng)前模式
global CONST MAX_AXISNUM = 32       '最大軸數(shù)
global CONST Bus_Slot  = 0        '槽位號(hào)0
global CONST Bus_AxisStart   = 0    '總線軸起始軸號(hào)
global Bus_InitStatus      '總線初始化完成狀態(tài)
Bus_InitStatus = -1
global Bus_TotalAxisnum    '檢查掃描的總軸數(shù)
delay(3000)        '延時(shí)3S等待驅(qū)動(dòng)器上電
'**********************初始化ECAT總線**********************
Ecat_Init()
    globalsubEcat_Init()
    for i=0 to MAX_AXISNUM - 1    '初始化還原軸類型          
        AXIS_ENABLE(i) = 0
        atype(i)=0  
    next
    Bus_InitStatus = -1
    Bus_TotalAxisnum = 0  
    SLOT_STOP(Bus_Slot)
    delay(200)
    slot_scan(Bus_Slot)                      '開始掃描
    if return then
        ?"總線掃描成功","連接設(shè)備數(shù):"NODE_COUNT(Bus_Slot)
        ?"開始映射軸號(hào)"
    endif
        
    for i=0 to NODE_COUNT(Bus_Slot)-1        '遍歷總線下所有從站節(jié)點(diǎn)
        if NODE_AXIS_COUNT(Bus_Slot,i) <>0 then    '判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否有電機(jī)
            for j=0 to NODE_AXIS_COUNT(Bus_Slot,i)-1
                AXIS_ADDRESS(Bus_AxisStart+i)=Bus_TotalAxisnum+1    '映射軸號(hào)
                ATYPE(Bus_AxisStart+i)=65            '設(shè)置控制模式 
                DRIVE_PROFILE(Bus_AxisStart+i)= 4        '設(shè)置PROFILE功能
                disable_group(Bus_AxisStart+i)          '每軸單獨(dú)分組
                DRIVE_IO(Bus_AxisStart+i) = 128 + (Bus_AxisStart+i)*16  
                REV_IN(Bus_AxisStart+i) = 128 + (Bus_AxisStart+i)*16 
                FWD_IN(Bus_AxisStart+i) = 129 + (Bus_AxisStart+i)*16
                DATUM_IN(Bus_AxisStart+i) = 130 + (Bus_AxisStart+i)*16
                INVERT_IN(128 + (Bus_AxisStart+i)*16,ON)
                INVERT_IN(129 + (Bus_AxisStart+i)*16,ON)
                INVERT_IN(130 + (Bus_AxisStart+i)*16,ON)
                Bus_TotalAxisnum=Bus_TotalAxisnum+1          '總軸數(shù)+1
            next
        endif
    next
    ?"軸號(hào)映射完成","連接總軸數(shù):"Bus_TotalAxisnum
    wa 2000
    SLOT_START(Bus_Slot)            '啟動(dòng)總線
    if return then 
        ?"總線開啟成功"
        ?"開始清除驅(qū)動(dòng)器錯(cuò)誤(根據(jù)驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)字典設(shè)置)"
        for i= Bus_AxisStart to Bus_AxisStart + Bus_TotalAxisnum - 1
            DRIVE_CONTROLWORD(i)=128          '根據(jù)驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)字典
            wa 100
            DRIVE_CONTROLWORD(i)=6
            wa 100
            DRIVE_CONTROLWORD(i)=15
            wa 100
        next
        ?"驅(qū)動(dòng)器錯(cuò)誤清除完成"
        wa 100
        ?"清除控制器錯(cuò)誤"
        datum(0)
        DRIVE_CLEAR(0)
        ?"控制器錯(cuò)誤清除完成"
        wa 100
        ?"軸使能準(zhǔn)備"
        for i= Bus_AxisStart to Bus_AxisStart + Bus_TotalAxisnum - 1
            base(i)
            AXIS_ENABLE=1
        next
        wdog=1                      '使能總開關(guān)
        Bus_InitStatus  = 1
        ?"軸使能完成"
    else
        ?"總線開啟失敗"
        Bus_InitStatus = 0
        endif
    ?"總線掃描失敗"
    Bus_InitStatus  = 0
end sub







審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:EtherCAT超高速實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制卡XPCIE1032H上位機(jī)C#開發(fā)(二):EtherCAT總線初始化

文章出處:【微信號(hào):伺服與運(yùn)動(dòng)控制,微信公眾號(hào):伺服與運(yùn)動(dòng)控制】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

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