市場應(yīng)用背景
隨著精益柔性生產(chǎn)對速度與穩(wěn)定性要求的不斷提升，市場對運(yùn)動控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與穩(wěn)定性也提出了更高標(biāo)準(zhǔn)。
作為現(xiàn)代先進(jìn)裝備的核心大腦，高性能運(yùn)動控制以其高精度、高速度、實(shí)時(shí)響應(yīng)和高靈活性的精細(xì)化特性，驅(qū)動高端智能裝備，實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)與柔性制造。
常見傳統(tǒng)方案：
傳統(tǒng)運(yùn)動控制方案主要有兩種：PC+運(yùn)動控制卡方案和PLC方案。
方案一：PC+運(yùn)動控制卡方案
該方案需要軟件工程師開發(fā)視覺部分工藝并且需要對接到MES等平臺；電氣工程師做PLC非標(biāo)控制開發(fā)后再進(jìn)行軟件和控制系統(tǒng)的通訊對接。企業(yè)用人成本高，企業(yè)人員跨專業(yè)協(xié)作存在壁壘問題。
架構(gòu)：由PC負(fù)責(zé)視覺處理、數(shù)據(jù)運(yùn)算和人機(jī)界面等上層任務(wù)，運(yùn)動控制卡專司實(shí)時(shí)運(yùn)動控制。PC與運(yùn)動控制卡之間通常通過PCIe或PCI通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
痛點(diǎn)：
● 通訊延遲：PCIe/PCI通訊存在較大的通訊交互延遲。
● 實(shí)時(shí)性不足：運(yùn)動控制應(yīng)用程序運(yùn)行在Windows上，易受系統(tǒng)調(diào)度抖動影響，導(dǎo)致控制穩(wěn)定性與實(shí)時(shí)性降低。
方案二：PLC方案
痛點(diǎn)：
● 軌跡控制能力弱：在復(fù)雜軌跡（如多軸聯(lián)動插補(bǔ)）控制方面表現(xiàn)不足。
● 精度受限：難以滿足高精度加工場景的需求。
● 通訊瓶頸：與PC等上位系統(tǒng)進(jìn)行高效、大容量數(shù)據(jù)通訊存在困難。
實(shí)時(shí)運(yùn)動控制內(nèi)核MotionRT750應(yīng)運(yùn)而生。它深度融合了PC的強(qiáng)大信息處理能力與運(yùn)動控制卡的高性能軌跡控制及硬實(shí)時(shí)特性，充分發(fā)揮CPU的強(qiáng)勁算力優(yōu)勢。該內(nèi)核專為滿足高速高精加工與復(fù)雜軌跡控制等嚴(yán)苛場景而設(shè)計(jì)，為現(xiàn)代制造提供更可靠、更精細(xì)的運(yùn)動控制能力。
MotionRT750基于x86 CPU架構(gòu)。在Windows/Linux操作系統(tǒng)下能實(shí)現(xiàn)裸機(jī)運(yùn)行或強(qiáng)實(shí)時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行。通過Local高速接口與EtherCAT冗余總線技術(shù)，可支持多達(dá)254軸的高精度運(yùn)動控制，控制周期可低至125μs，顯著提升設(shè)備性能，助力產(chǎn)能提升至少20%。
運(yùn)動控制實(shí)時(shí)內(nèi)核MotionRT750的實(shí)現(xiàn)機(jī)制
MotionRT750運(yùn)動控制實(shí)時(shí)內(nèi)核采用高效的多核CPU任務(wù)分配策略：它將核心的運(yùn)動控制、機(jī)器人算法、數(shù)控（CNC）及機(jī)器視覺等實(shí)時(shí)任務(wù)，集中運(yùn)行在1-2個(gè)專用CPU核上。與此同時(shí)，其余CPU核則專注于處理Windows/Linux相關(guān)的非實(shí)時(shí)任務(wù)。
通過集成MotionRT750 Runtime實(shí)時(shí)層與操作系統(tǒng)非實(shí)時(shí)層，并利用高速共享內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，顯著提升了運(yùn)動控制與上層應(yīng)用間的通信效率及函數(shù)執(zhí)行速度，最終實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更高效的智能裝備控制，確保了運(yùn)動控制任務(wù)的絕對實(shí)時(shí)性與系統(tǒng)穩(wěn)定性。
例如：在一個(gè)配備6核處理器（如Intel Core i5-8500）的系統(tǒng)上，MotionRT750會獨(dú)占1個(gè)物理核心運(yùn)行實(shí)時(shí)控制任務(wù)。其余5個(gè)核心則完全用于處理Windows/Linux操作系統(tǒng)及上層應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)分配。
運(yùn)動控制實(shí)時(shí)內(nèi)核MotionRT750的性能優(yōu)勢
| 運(yùn)動控制實(shí)時(shí)內(nèi)核MotionRT750與傳統(tǒng)運(yùn)動控制卡/PLC的交互速率對比
共享內(nèi)存的核間交互方式大幅度提升了交互效率，單條指令的交互時(shí)間也快至us級。相較于傳統(tǒng)的PCI/PCIe、網(wǎng)口等通訊方式，速度提升了10-100倍以上。
通訊速度對比如下：
| MotionRT750超高速實(shí)時(shí)運(yùn)動控制卡與傳統(tǒng)PCI卡的場景測試對比
同一套測試環(huán)境下，通過50次直線電機(jī)的往復(fù)運(yùn)動和10000次的IO循環(huán)翻轉(zhuǎn)，測試數(shù)據(jù)如下。
MotionRT750（共享內(nèi)存交互）：
1.平均單次讀寫延遲：≈ 2.8μs
2.延遲穩(wěn)定性：極高（波動極�。�
傳統(tǒng)方案（PCI通信）：
1.平均單次讀寫延遲：≈ 51μs
2.延遲穩(wěn)定性：較差（波動顯著）
統(tǒng)計(jì)整個(gè)控制周期的執(zhí)行時(shí)間，采用MotionRT750實(shí)時(shí)內(nèi)核的方案比傳統(tǒng)PCI通信方案縮短了約2500ms，整體控制效率提升超過17.1%。從實(shí)時(shí)性和效率性考慮，運(yùn)動控制實(shí)時(shí)內(nèi)核MotionRT750更適合高速高精的場合。
EtherCAT總線冗余，支持32軸同步控制與125us硬實(shí)時(shí)周期
· 環(huán)形冗余架構(gòu)實(shí)現(xiàn)原理 ·
通過將末端從站的EtherCAT OUT端口回連至主站，構(gòu)建物理環(huán)形通訊鏈路。當(dāng)線性鏈路中任意從站發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)將快速自動切換至另一路徑，確保非故障從站持續(xù)保持正常EtherCAT通信，可顯著提升系統(tǒng)可靠性與運(yùn)行穩(wěn)定性。
針對連續(xù)生產(chǎn)場景對設(shè)備24/7不間斷運(yùn)行的要求，MotionRT750的冗余機(jī)制實(shí)現(xiàn)EtherCAT通訊的更可靠和更穩(wěn)定，可有效杜絕非計(jì)劃停產(chǎn)導(dǎo)致的產(chǎn)能損失。
多通道EtherCAT架構(gòu)實(shí)現(xiàn)254軸同步控制
運(yùn)動控制實(shí)時(shí)內(nèi)核MotionRT750可以實(shí)現(xiàn)多卡多通道EtherCAT總線，軸數(shù)控制可達(dá)254軸，總線周期500us，自由靈活搭配從站資源，具備低延遲、高帶寬和精確同步的特點(diǎn)，適合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和多工位協(xié)同的應(yīng)用場景。
PC藍(lán)屏/宕機(jī)/崩潰也能正常運(yùn)行的實(shí)時(shí)內(nèi)核
當(dāng)Windows因病毒入侵、硬件異常插拔或驅(qū)動沖突導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰時(shí)，運(yùn)動控制實(shí)時(shí)內(nèi)核MotionRT750仍可持續(xù)運(yùn)行,且急停功能仍然保持有效，提供充分響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行事故處置，顯著提升工業(yè)控制安全性與可靠性。
應(yīng)用優(yōu)勢總結(jié)
- 跨平臺兼容性：支持Windows/Linux系統(tǒng)，適配不同等級CPU。
- 開發(fā)靈活性：提供多語言編程接口，便于二次開發(fā)與功能定制。
- 實(shí)時(shí)性提升：通過CPU內(nèi)核獨(dú)占機(jī)制與高效LOCAL接口，實(shí)現(xiàn)2-3μs指令交互周期，較傳統(tǒng)PCI/PCIe方案提速近20倍。
- 擴(kuò)展能力強(qiáng)化：多卡多EtherCAT通道架構(gòu)支持254軸運(yùn)動控制及500μsEtherCAT周期。
- 系統(tǒng)穩(wěn)定性：32軸125μsEtherCAT冗余架構(gòu)消除單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)，保障連續(xù)生產(chǎn)。
- 安全可靠性：不懼Windows系統(tǒng)崩潰影響，藍(lán)屏?xí)r仍可維持急停與安全停機(jī)功能有效，確保產(chǎn)線安全運(yùn)行。
- 功能擴(kuò)展性：實(shí)時(shí)內(nèi)核支持C語言程序開發(fā)，方便功能拓展與實(shí)時(shí)代碼提升效率。
02 運(yùn)動控制實(shí)時(shí)內(nèi)核MotionRT750應(yīng)用場景
高速轉(zhuǎn)塔測試分選設(shè)備上的應(yīng)用
01主要組成：
EtherCAT超高速實(shí)時(shí)運(yùn)動控制卡XPCIE1032H+運(yùn)動控制實(shí)時(shí)內(nèi)核MotionRT750
02
實(shí)現(xiàn)多軸同步控制和高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)�，可確保多個(gè)工序在旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)依次對芯片進(jìn)行測試、分選、收料、編帶等，使整個(gè)測試分選過程高效穩(wěn)定地運(yùn)行。單位時(shí)間產(chǎn)量達(dá)到55K+，相比傳統(tǒng)的運(yùn)動控制卡方案，效率提升10%以上。
高速插件機(jī)的應(yīng)用
01主要組成：
EtherCAT超高速實(shí)時(shí)運(yùn)動控制卡XPCIE1032H+運(yùn)動控制實(shí)時(shí)內(nèi)核MotionRT750
02
插件頭拾取元件后，XY直線運(yùn)動平臺移動到檢測相機(jī)上方進(jìn)行飛拍，對元件引腳進(jìn)行檢測和定位，從而保證插件更加精準(zhǔn)，優(yōu)化路徑、保證XY平臺運(yùn)行路徑最短，可實(shí)現(xiàn)0.6s/pcs的節(jié)拍，重復(fù)定位精度可達(dá)±0.01mm。相較于傳統(tǒng)的運(yùn)動控制方案，節(jié)拍更快，精度更高，穩(wěn)定性更好。
六面外觀檢測高速視覺篩選機(jī)的應(yīng)用
01主要組成：
EtherCAT超高速實(shí)時(shí)運(yùn)動控制卡XPCIE1028+運(yùn)動控制實(shí)時(shí)內(nèi)核MotionRT750
02
具備多核并行運(yùn)算能力，可解決傳統(tǒng)方案中視覺與運(yùn)動控制的數(shù)據(jù)交互速度慢等問題，顯著提升六面外觀檢測設(shè)備的效率和精度，可實(shí)現(xiàn)15000+pcs/分鐘的IO觸發(fā)檢測速度。
適用于攝像頭零部件、鋰電池零部件、磁性材料、電子原件、塑料橡膠制品、螺絲螺母、電子元器件、精密五金件等領(lǐng)域。
DELTA視覺柔振上下料解決方案
01主要組成：
高集成機(jī)器視覺運(yùn)動控制一體機(jī)VPLC712+運(yùn)動控制實(shí)時(shí)內(nèi)核MotionRT750
02
DELTA柔振上下料專用方案實(shí)現(xiàn)即插即用一站式解決方案，VPLC系列視覺運(yùn)動控制一體機(jī)結(jié)合柔性振動盤和輕量化結(jié)構(gòu)的DELTA機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)高精度物料識別與高速上下料，適應(yīng)多品類小批量生產(chǎn)。滿足市場對靈活供料的需求，可克服傳統(tǒng)供料方式的局限，實(shí)現(xiàn)了快速物料切換和配置工藝，提升兼容性。
為了幫助您更好地、更快速的開發(fā)和應(yīng)用全自主運(yùn)動控制實(shí)時(shí)內(nèi)核MotionRT750，我們準(zhǔn)備了詳細(xì)的說明文檔。進(jìn)一步了解其使用方法、參數(shù)配置及實(shí)際應(yīng)用案例，聯(lián)系電話400-089-8936。
正運(yùn)動技術(shù)專注于運(yùn)動控制技術(shù)研究和通用運(yùn)動控制軟硬件產(chǎn)品的研發(fā)，是國家級高新技術(shù)企業(yè)。正運(yùn)動技術(shù)匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅(jiān)持自主創(chuàng)新的同時(shí)，積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運(yùn)動控制基礎(chǔ)技術(shù)的研究，是國內(nèi)工控領(lǐng)域發(fā)展最快的企業(yè)之一，也是國內(nèi)少有、完整掌握運(yùn)動控制核心技術(shù)和實(shí)時(shí)工控軟件平臺技術(shù)的企業(yè)。主要業(yè)務(wù)有：運(yùn)動控制卡_運(yùn)動控制器_EtherCAT運(yùn)動控制卡_EtherCAT控制器_運(yùn)動控制系統(tǒng)_視覺控制器__運(yùn)動控制PLC_運(yùn)動控制_機(jī)器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運(yùn)動控制卡等。
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