摘要：本文主要闡述了正運動技術控制器在視覺飛拍上的應用，採用高效能zmc432控制器和基於fpga的硬體比較輸出、精準輸出功能， 實現運動控制+視覺飛拍，適用於自動化行業對機械運動的高速高精發展需求場合。
關鍵字：硬體比較輸出、精準輸出、視覺飛拍
正運動技術運動控制+視覺系統概述
zmc432視覺飛拍應用系統架構圖
1、運動控制系統
正運動技術的運動控制系統，主要由zmc運動控制器、伺服驅動和電機、絲杆(或者驅動器、直線電機和光柵尺)等組成。
通過zmc運動控制器發脈衝或者ethercat匯流排方式傳送命令控制器驅動器實現運動控制;通過編碼器或者光柵尺的反饋位置mpos，進行位置比較輸出io訊號，從而實現相機的拍照。
2、視覺系統
正運動技術的視覺系統，主要由相機、鏡頭、光源、光源控制盒、視覺處理系統等組成。
根據運動速度的快慢不同，對相機響應時間、**時間以及鏡頭光圈、畫素和光源等都有一定的要求。
機器視覺的定拍與飛拍對比
1、視覺定拍
傳統的視覺定位採取定拍的方式，即工件按照既定的軌跡運動，當執行到拍照點時，運動軸速度減為0停下來進行拍照、影象採集、運算處理、糾偏，待視覺系統處理完成後，繼續完成接下來的軌跡運動，v-t圖如下。
2、視覺飛拍
針對傳統的視覺定拍，生產效率不夠高的問題，在一些應用場合，越來越多的使用視覺飛拍來完成視覺拍照功能。即機構按照既定的軌跡運動，當執行到拍照點時，運動軸不停下來，瞬間完成飛行抓拍的功能。
整個過程中移動機構不停止，從而節省機構執行時間，滿足效率，並且能保證執行精度。
1)在精度保證的同時，可以不減速，v-t圖如下。
2)在精度不足的情況下，可以略微降速,分段執行，但速度不降為0，v-t圖如下。
控制器的視覺定拍和飛拍實現方式
1、運動控制器的視覺定拍實現方式
普通io輸出即可實現。
機器視覺系統中使用定拍的方式，會增加軸運動的啟停次數，相應增加整個工藝的cycle time，生產效率不高，並且頻繁的軸運動啟停會帶來機台的振動，在某些高速高精的場合甚至會影響製造精度。
2、運動控制器視覺飛拍實現方式
視覺飛拍需要支援硬體比較輸出或者精準輸出功能的控制器。
當執行到預定的拍照點時，運動軸不停下來，採用運動控制器的精準輸出或者硬體比較輸出功能，瞬間完成飛行抓拍的功能。
在運動過程中，根據視覺抓拍採集的產品畫素位置變化，計算出機械座標偏移量，將偏移量傳送給運動控制器,及時修正處理，完整飛拍功能。
軸運動時觸發io拍照的實時性和影象獲取、處理速度是整個飛拍過程中精度的保證。
正運動技術zmotion運動控制器基於fpga的硬體比較輸出，從驅動器到達拍照位置，到相機完成觸發，整個精度可以控制在：
脈衝輸出方式的最小誤差1個脈衝，匯流排控制方式的最小誤差1us以內。
當電機帶編碼器或者光柵尺反饋時，硬體比較輸出功能自動使用反饋位置mpos來進行觸發，當不帶反饋時，此功能自動使用傳送位置dpos的比較觸發;根據不同的驅動器差異性效果，也可以使用moveop_delay引數來調整io輸出的準確時刻。
多種實現和調整方式，極大確保了運動控制器在高速高精場合視覺飛拍時的精度。
正運動技術硬體位置比較輸出相關指令
1、basic程式設計指令相關
1)hw_pswitch——硬體位置比較輸出
hw_pswitch(mode, direction, reserve, tablestart, tableend)
引數：mode 1-啟動比較器， 2- 停止並刪除沒完成的比較點
direction 0-座標負向，1- 座標正向，2-不判斷方向
reserve 預留
tablestart 第乙個比較點座標所在table編號
tableend 最後乙個比較點座標所在table編號
2)hw_pswitch2——匯流排硬體位置比較輸出
hw_pswitch2(1,opnum,opstate,tablestart,tableend[,direction])
引數：mode 1-啟動比較器
opnum 對應的輸出口
opstate 第乙個比較點的輸出狀態
tablestart 第乙個比較點絕對座標所在table編號
tableend 最後乙個比較點絕對座標所在table編號
direction 第乙個點判斷方向，0-座標負向，1- 座標正向，-1-不使用方向
3)move_op——精準輸出
語法一：move_op ([ionum],value)
引數：ionum 輸出編號，0-，沒有這個引數時輸出0-31
value 輸出狀態，多個輸出口操作時按位來指明多個口狀態
語法二：move_op (ionum1, ionum2,value[,mask])
引數：ionum1 要操作的第乙個輸出通道
ionum2 要操作的最後乙個輸出通道
value 輸出狀態，多個輸出口操作時按位來指明多個口狀態
mask 按位來設定值，指定哪些io需要操作，不填時從第乙個通道到最後乙個通道都操作
4)moveop_delay——緩衝輸出延時
moveop_delay=timems引數：timems 毫秒數
設定在base主軸上, 當move_op精準功能使用時, 可以提前或延後實際觸發op操作的時間。
2、pc上位機程式設計(c、c++、c#、delphi、vb、.net、labview、python、matlab)的函式庫分別對應的指令函式是：
zaux_direct_hwpswitch
zaux_direct_hwpswitch2
zaux_direct_moveop
機器視覺的定拍與飛拍對比總結
機器視覺技術是實現裝置精密控制、智慧型化、自動化、現代化的有效途徑和實現計算機整合製造的基礎性技術之一。機器視覺既可以替代人工肉眼的檢測，又可以識別人工肉眼所看不到的檢測範圍。隨著對生產效益、產能需求的日益增強，高速高精+機器視覺在自動化領域的發展尤為重要。
正運動技術多款運動控制器/運動控制卡，可根據系統需求搭配不同pc硬體平台，實現2m/s的執行速度下，高達10um的視覺飛拍精度，降低執行速度可實現重複精度1um以內的視覺飛拍精度，在越來越多的行業(比如3c、電子半導體、包裝、機械人應用等)被廣泛使用。
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