CN117348501B - 一种多运动控制卡的联动控制方法及联动控制*** - Google Patents

Abstract

本申请属于自动化控制技术领域，涉及一种多运动控制卡的联动控制方法及联动控制***，所述联动控制方法应用于所述联动控制***。所述联动控制***包括通信连接的上位机和多个运动控制卡，运动控制卡包括第一存储器和第二存储器；第一存储器中配置有板间同步信号区，第二存储器中存储有关联板间同步信号的运控指令，上位机配置有板间同步信号镜像区，且所述上位机被配置为可创建板间同步镜像线程，板间同步镜像线程执行镜像任务时，任意运动控制卡的板间同步信号区的板间同步信号可通过板间同步信号镜像区同步分发至任意运动控制卡。本申请提供的技术方案可实现不同运动控制卡控制的运动轴的联动，联动反应快，通用性好，可靠性高。

Description

一种多运动控制卡的联动控制方法及联动控制***

技术领域

本申请涉及自动化控制技术领域，更具体地，涉及一种多运动控制卡的联动控制方法及联动控制***。

背景技术

多轴联动运动控制***广泛应用于自动化设备，例如轻工包装机械、印刷机械、专用数控加工设备、激光加工设备、半导体封装设备等，这些自动化设备的运动轴的控制多采用基于现场总线的分布式控制技术或基于运动控制卡的集中式控制技术。其中，基于现场总线的分布式控制技术由多轴运动控制器实现多运动轴的联动运动控制，由于其拓展性好，广泛运用于中大型的工控网现场；而基于运动控制卡的集中式控制技术由运动控制卡通过高速通讯总线与上位计算机直接相连，由运动控制卡实现多运动轴的联动运动控制，其广泛用于高速高精度的专用小型自动化设备，比如半导体领域的焊线机、固晶机及PCBA（Printed Circuit Board Assembly，印制电路板）贴片焊接设备等。

对于半导体领域的焊线机及固晶机的多轴联动运动控制***，为了满足高速高精度设备运动复杂性和实时性要求，目前运动控制卡采用不超过四轴的联动控制模式，各轴高速联动由运动控制卡实现，这种模式可满足多数应用场景的要求，对于四轴以上的联动控制的场景，由于开发成本及周期的原因，现有的方式是通过增加现有运动控制卡的方式进行***扩展，这种方式由于各运动控制卡独立运行，当不同运动控制卡控制的轴需要联动时，需要对运动动作分段处理，当需联动轴完成特定动作后，由上位机运控程序先查询各运动控制卡或各轴联动条件是否满足，再根据联动要求下发运控指令或信号到需要联动的运动控制卡，进而由运动控制卡执行进一步联动动作。这种联动机制可以实现不同运动控制卡间轴的联动，但这种联动方式增加了上位机的查询操作和运动轴的空闲等待，造成联动反应较慢，影响高速***产能，同时也增加了上位机的工作负担，可移植性差。因此基于这种多运动控制卡的高速联动技术亟待进一步改进。

发明内容

本申请实施例所要解决的技术问题是现有高速高精度的小型自动化设备采用多运动控制卡进行多轴联动控制时，因存在上位机查询操作和运动轴的空闲等待的过程造成联动反应慢的问题。为此本申请实施例提供了一种多运动控制卡的联动控制方法及联动控制***。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种多运动控制卡的联动控制***，采用了如下所述的技术方案：

一种多运动控制卡的联动控制***，所述联动控制***包括上位机和多个运动控制卡，所述运动控制卡与所述上位机通信连接，所述运动控制卡包括第一存储器和第二存储器；

其中，所述第一存储器中配置有板间同步信号区，所述第二存储器中存储有关联板间同步信号的运控指令；

所述上位机配置有板间同步信号镜像区，且所述上位机被配置为可创建板间同步镜像线程，所述板间同步镜像线程执行镜像任务时，任意所述运动控制卡的板间同步信号区的板间同步信号可被映射至所述板间同步信号镜像区，被映射至所述板间同步信号镜像区的板间同步信号可被同步分发至任意所述运动控制卡。

进一步地，所述板间同步信号区被配置为所述第一存储器中的一段连续物理地址空间。

进一步地，所述板间同步信号镜像区被配置为所述上位机的缓存，所述缓存具有固定的存储地址空间。

进一步地，所述联动控制***还包括输入输出及驱动模块，所述输入输出及驱动模块用于采集所述运动控制卡之外的状态信号，所述状态信号可被更新于对应的所述运动控制卡的板间同步信号区而形成板间同步信号。

为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种多运动控制卡的联动控制方法，采用了如下所述的技术方案：

一种多运动控制卡的联动控制方法，应用于上述的多运动控制卡的联动控制***，所述联动控制方法包括：

使上位机运行板间同步镜像线程，并执行镜像任务；

任意一个运动控制卡执行实时任务时，对所述实时任务的指令集队列中当前出列的运控指令进行解析并执行，同时判断所述当前出列的运控指令是否关联板间同步信号；

若关联，则在所述当前出列的运控指令执行至关联条件满足时，在所述运动控制卡的板间同步信号区设置第一板间同步信号，通过上位机将所述第一板间同步信号映射至所述上位机的板间同步信号镜像区，并通过所述板间同步信号镜像区将所述第一板间同步信号分发至多个运动控制卡的板间同步信号区；

所述多个运动控制卡中的至少一个根据所述第一板间同步信号执行新指令，该新指令和所述任意一个运动控制卡执行的下一个指令同步执行，以控制至少两个被控运动轴同步联动。

进一步地，所述多个运动控制卡中的至少一个根据所述第一板间同步信号执行新指令的步骤包括：

在所述多个运动控制卡中至少一个执行搜索指令，所述搜索指令在所述当前出列的运控指令执行结束之前启动，用于在所述当前出列的运控指令执行结束时，在本地的板间同步信号区中搜索确认所述第一板间同步信号，并根据搜索结果执行新指令。

进一步地，在所述任意一个运动控制卡执行实时任务的步骤之前，所述联动控制方法还包括：

将各个运动控制卡的板间同步信号区的地址信息共享至所述上位机，所述地址信息至少包括运动控制卡基地址、板间同步信号区基地址和同步信号偏移地址；

所述通过上位机将所述第一板间同步信号映射至所述上位机的板间同步信号镜像区的步骤包括：

通过上位机获取所述任意一个运动控制卡的ID，根据所述任意一个运动控制卡的ID获取对应的板间同步信号区的地址信息；

所述上位机的板间同步信号镜像区根据所述地址信息访问所述任意一个运动控制卡的板间同步信号区，读取所述第一板间同步信号，并映射所述第一板间同步信号至所述上位机的板间同步信号镜像区。

进一步地，在所述任意一个运动控制卡执行实时任务的步骤之前，所述联动控制方法还包括：

根据被控运动轴的联动要求，通过所述上位机确定若干待分配的板间同步信号并对应配置若干板间同步信号ID，将各板间同步信号ID与对应的运动控制卡的ID关联绑定，并将各板间同步信号ID作为指令参数写入对应的运动控制卡的运控指令中；

根据各所述运动控制卡的ID关联绑定的板间同步信号ID在所述上位机创建多个同步信号镜像空间，所述多个同步信号镜像空间整体形成所述板间同步信号镜像区。

进一步地，所述读取所述第一板间同步信号的步骤包括：

获取与所述任意一个运动控制卡的ID已绑定的至少一个板间同步信号ID，并获取所述第一板间同步信号对应的板间同步信号ID，当所述第一板间同步信号对应的板间同步信号ID与其中一个所述绑定的板间同步信号ID匹配时，则读取所述第一板间同步信号；

所述通过所述板间同步信号镜像区将所述第一板间同步信号分发至多个运动控制卡的板间同步信号区的步骤包括：

获取所述第一板间同步信号对应的板间同步信号ID，将未绑定所述第一板间同步信号对应的板间同步信号ID的运动控制卡作为分发目标，所述板间同步信号镜像区将所述板间同步信号分发至各分发目标的板间同步信号区。

进一步地，在任意一个运动控制卡执行实时任务时，所述联动控制方法还包括：

通过所述运动控制卡在执行运控指令前或在执行运控指令完成后进行外部状态信号采集，当采集到外部状态信号时，根据所述外部状态信号在所述运动控制卡的板间同步信号区设置第二板间同步信号；

通过所述上位机将所述第二板间同步信号映射至上位机的板间同步信号镜像区，并通过所述板间同步信号镜像区将所述第二板间同步信号分发至多个运动控制卡的板间同步信号区；

所述多个运动控制卡中的至少一个根据所述第二板间同步信号执行新指令，该新指令和所述任意一个运动控制卡执行的下一个指令同步执行，以控制至少两个被控运动轴同步联动。

与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：

本申请通过运动控制卡上的板间同步信号区和上位机的板间同步信号镜像区，当上位机的板间同步镜像线程执行镜像任务，运动控制卡执行关联板间同步信号的运控指令时，可通过板间同步信号镜像区，将任意运动控制卡的板间同步信号区的板间同步信号的无差别映射至其它运动控制卡，实现不同运动控制卡控制的运动轴的联动，联动反应快，同时可快速进行运动控制卡的扩展，通用性好，且本申请基于现有运动控制卡及上位机硬件资源即可实现，成本低，可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的多运动控制卡的联动控制***的架构图；

图2为本申请实施例提供的一种多运动控制卡的联动控制方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的上位机的整体控制流程图；

图4为本申请实施例提供的上位机周期性执行镜像任务的处理流程图；

图5为本申请实施例提供的多运动控制卡的联动控制***进行板间同步信号映射的示意图；

图6为本申请实施例提供的两个运动轴的联动示意图；

图7为本申请实施例提供的单个运动控制卡设置板间同步信号的过程的流程图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1，本申请实施例提供一种多运动控制卡的联动控制***，所述联动控制***包括上位机10和多个运动控制卡20，所述运动控制卡20与所述上位机10通信连接，比如通过通讯总线（PCI/PCIE）实现通信连接，上位机10可用于生成运控指令集，并通过通讯总线以队列形式下发运控指令至各运动控制卡20，由各运动控制卡20对本地运控指令队列中的运控指令依次进行执行，从而对各被控运动轴进行运动控制；其中，所述运动控制卡20包括第一存储器和第二存储器，所述运动控制卡20的第一存储器中配置有板间同步信号区21，且所述第二存储器中存储有关联板间同步信号的运控指令，在本实施例中第一存储器可为DPRAM（Dual-Port Random Access Memory，双端口随机存取存储器），可供上位机10和运动控制卡20同步读写，第二存储器可为运动控制卡20的微处理器22中的IRAM（IntegratedRandom Access Memory，集成随机存取存储器）；所述上位机10配置有板间同步信号镜像区11，且所述上位机10被配置为可创建板间同步镜像线程，所述板间同步镜像线程执行镜像任务时，任意所述运动控制卡20的板间同步信号区21的板间同步信号可被映射至所述板间同步信号镜像区11，被映射至所述板间同步信号镜像区11的板间同步信号可被同步分发至任意所述运动控制卡20，所述板间同步信号可用于不同运动控制卡20控制的运动轴的联动。基于此，本实施例中所述板间同步信号区21中的板间同步信号分为两种，一种为所述运动控制卡20本地生成的实信号，可由运动控制卡20执行运控指令时设置或从外部采集状态信号时设置，另一种为通过板间同步信号镜像区11从其它运动控制卡20映射而来的虚信号，通过实信号和虚信号的结合，可实现全部运动控制卡20的信号同步。

在本实施例中，所述上位机10的板间同步信号镜像区11通过中间接口访问板间同步信号区21，具体地，所述中间接口为软件接口，可共享所述运动控制卡20的板间同步信号区21的地址信息至所述上位机10，所述地址信息至少包括运动控制卡基地址信息、板间同步信号区基地址信息和同步信号偏移地址信息，所述板间同步信号镜像区11通过接收的地址信息访问各板间同步信号区21。

在本实施例中，所述板间同步信号区21被配置为所述运动控制卡20的第一存储器中的一段连续物理地址空间，在该连续物理地址空间，所述运动控制卡20的微处理器22和上位机10可同时进行读写，即所述运动控制卡20在板间同步信号区21设置板间同步信号的过程中，上位机10的板间同步信号镜像区11可同时访问板间同步信号区21，从中读取板间同步信号并在板间同步信号镜像区11创建镜像。所述连续物理地址空间由所述运动控制卡20中的微处理器22在运动控制卡20的第一存储器上进行分配，比如分配第一存储器上的连续物理地址空间共16*32Bits作为板间同步信号区21，其可存储16个板间同步信号，当然，具体存储的板间同步信号的数量可根据具体需要来配置连续物理地址空间来实现。在一些实施例中，前文提到同步信号偏移地址可对应于板间同步信号ID，比如当板间同步信号区21可存储16个板间同步信号时，该16个板间同步信号的板间同步信号ID分别为0至15，则对应不同的板间同步信号ID，同步信号偏移地址可为0至15。

在本实施例中，所述板间同步信号镜像区11被配置为所述上位机10的缓存，所述缓存具有固定的存储地址空间。通过缓存可实现板间同步信号的快速从运动控制卡20向板间同步信号镜像区11的映射，以及从板间同步信号镜像区11向运动控制卡20的分发。

进一步地，所述联动控制***还包括输入输出及驱动模块30，所述输入输出及驱动模块30用于采集所述运动控制卡20之外的状态信号，所述状态信号可被更新于对应的所述运动控制卡20的板间同步信号区21而形成板间同步实信号，该板间同步信号为实信号。在本实施例中，所述板间同步信号可以是运动控制卡20执行运控指令在本地触发的状态信号，也可以是后端的输入输出模块及驱动模块采集的其它状态信号，运动控制卡20的微处理器22只将本地产生或通过输入输出及驱动模块30捕捉的状态信号更新到板间同步信号区21，形成板间同步信号，即实信号，例如，同步信号S0由运动控制卡20触发或捕捉，只由运动控制卡20本地的微处理器22写入到本地的板间同步信号区21。

本申请通过运动控制卡上的板间同步信号区和上位机的板间同步信号镜像区，当上位机的板间同步镜像线程执行镜像任务，运动控制卡执行关联板间同步信号的运控指令时，可通过板间同步信号镜像区，将任意运动控制卡的板间同步信号区的板间同步信号的无差别映射至其它运动控制卡，实现不同运动控制卡控制的运动轴的联动，联动反应快，同时可快速进行运动控制卡的扩展，通用性好，且本申请基于现有运动控制卡及上位机硬件资源即可实现，成本低，可靠性高。

本申请实施例还提供一种多运动控制卡的联动控制方法，应用于上述的多运动控制卡的联动控制***，如图2所示，所述多运动控制卡的联动控制方法包括：

S201、使上位机运行板间同步镜像线程，并执行镜像任务；

S202、任意一个运动控制卡执行实时任务时，对所述实时任务的指令集队列中当前出列的运控指令进行解析并执行，同时判断所述当前出列的运控指令是否关联板间同步信号；

S203、若关联，则在所述当前出列的运控指令执行至关联条件满足时，在所述运动控制卡的板间同步信号区设置第一板间同步信号，通过上位机将所述第一板间同步信号映射至所述上位机的板间同步信号镜像区，并通过所述板间同步信号镜像区将所述第一板间同步信号分发至多个运动控制卡的板间同步信号区；本步骤S203的多个运动控制卡不包括设置所述第一板间同步信号的运动控制卡，该步骤实现了运动控制卡上的板间同步信号在其它运动控制卡上的无差别映射分发，从而在单运动控制卡上形成了板间同步实信号和板间同步虚信号相结合的统一的板间同步信号区，通过关联运控指令与板间同步信号实现不同运动控制卡所控轴之间的联动。

S204、所述多个运动控制卡中的至少一个根据所述第一板间同步信号执行新指令，该新指令和所述任意一个运动控制卡执行的下一个指令同步执行，以控制至少两个被控运动轴同步联动。步骤S204所述多个运动控制卡接收的第一板间同步信号会触发本运动控制卡上运动轴的联动，但该第一板间同步信号产生于其它运动控制卡。

在本实例中，在步骤S201之前，上位机还将进行运动设置和指令集生成的操作，由上位机进行运控指令规划并形成运控指令集，完整的指令集按照所需动作流程列队并下载到各运动控制卡，形成各运动控制卡的指令队列，之后上位机启动板间同步镜像线程，周期性运行镜像任务，直到所有运控指令执行结束，具体如图3所示，本申请提供的上位机执行的整体控制流程包括如下步骤：

S301、对各运动控制卡进行运动设置及规划；

S302、根据所述运动设置及规划生成运动指令集；

S303、启动板间同步镜像线程；

S304、根据所述运动指令集以队列形式向各运动控制卡下发运控指令及相关数据；

S305、等待各运动控制卡的运控指令队列执行结束，并在结束后重置各运动控制卡的板间同步信号区；

S306、停止所述板间同步镜像线程。之后等待重新进入步骤S301，以重新执行步骤S301-S306。

在本实例中，对于步骤S302，本申请上位机在生成指令集时，会对运控指令与板间同步信号进行关联，将板间同步信号作为运控指令的一项参数，比如ID[n].Sn作为运控指令MZn[0]的同步信号参数，该运控指令的成功执行将在运动控制卡n的板间同步信号区偏移地址ID[n]设置板间同步信号Sn，否则，该位置信号为0。同时板间同步信号ID[0].S0作为运控指令MX0[3]的同步信号参数，该运控指令的成功执行将在运动控制卡0的板间同步信号区ID[0]偏移地址设置板间同步信号S0，否则，该位置信号为0，在运控指令执行时将触发板间同步信号，以实现不同运动控制卡的联动控制。

在本实施例中，在执行步骤S303后，板间同步镜像线程将周期性执行镜像任务，其中执行周期为微秒级，比如间隔200微秒执行一次镜像任务，每执行一次镜像任务，轮流对各个运动控制卡执行一次板间同步信号的镜像分发操作，即每执行一次镜像任务，将依次步骤，对于轮流执行的过程，请参考图4所示上位机一次镜像任务对多个运动控制卡执行的操作的流程：

S401、执行板间同步镜像任务；

S402、根据运动控制卡的ID确定运动控制卡队列；

S403、访问运动控制卡队列中的一个运动控制卡的板间同步信号区，获取其中的板间同步信号并映射至其余运动控制卡；

S404、判断运动控制卡队列中的运动控制卡是否全部完成同步，若是执行步骤S405，否则返回执行步骤S402；

S405、结束板间同步镜像任务。之后将等待下一个板间同步镜像任务的执行。

对于上述步骤S401至S405，板间同步镜像线程由上位机创建，创建后在上位机向运动控制卡下发运控指令队列之前即启动如图5所示的板间同步镜像线程，后续运动控制卡执行实时任务时，板间同步信号镜像区将周期性触发实时板间同步镜像任务，比如图5中的T1、T2…、Tn，基于实时板间同步镜像任务，板间同步信号镜像区对各运动控制卡轮流进行板间同步信号的获取和分发，例如对于实时板间同步镜像任务T1，板间同步信号镜像区对运动控制卡0至n依次进行板间同步信号的获取和分发，具体地，首先将运动控制卡0的板间同步信号S0镜像至板间同步信号镜像区的MO，再同步至运动控制卡1至n的板间同步信号区；接着将运动控制卡1的板间同步信号S1镜像至板间同步信号镜像区的M1，同步至运动控制卡0、2至n的板间同步信号区；以此类推，最后将将运动控制卡n的板间同步信号Sn镜像至板间同步信号镜像区的Mn，同步至运动控制卡1至n-1的板间同步信号区。

在本实例中，对于步骤S305，在运动控制卡中，指令队列形成后将严格按照先进先出的方式依次逐一出列、解析、计算并执行以完成整套流程动作。

在一些实施例中，所述多个运动控制卡中的至少一个根据所述板间同步信号执行新指令的步骤包括：在所述多个运动控制卡中至少一个执行搜索指令，所述搜索指令在所述当前出列的运控指令执行结束之前启动，用于在所述当前出列的运控指令执行结束时，在本地的板间同步信号区中搜索确认所述第一板间同步信号，并根据搜索结果执行新指令。本步骤在运动控制卡的运控指令集中以接收的第一板间同步信号作为搜索指令目标或其它触发条件，比如图6所示的SZn.S0及SX0.Sn分别为运动控制卡n和运动控制卡0上的同步信号搜索指令，当该板间同步信号S0及Sn有效时，所述搜索指令执行完成，指令队列里下一指令出列执行。

在本实施例中，步骤S203中的关联条件预先设置，具体地，关联条件为运控指令结束时设置板间同步信号，或者关联条件为运控指令结束前的某一拍设置板间同步信号，比如运控指令结束前一拍设置板间同步信号。通过在运控指令结束时或结束前设置同步信号，可在极短的时间内将板间同步信号映射分发至其它运动控制卡，实现快速联动。相应地，在各运动轴的指令列队满足一定的运动控制卡间联动的时序要求，即某运动控制卡会设置板间同步信号的运控指令先执行，在此指令结束前，在与之联动的运动控制卡上搜索该板间同步信号的搜索指令需开始执行，且联动的运动控制卡上的联动动作指令列队在此搜索指令后，从而保证搜索指令一旦结束，该联动动作指令立即出列执行，比如参考图6，运动控制卡n首先将指令队列入列，并按先进先出对指令进行解析并执行，其中MZn[0]运控指令已关联板间同步信号Sn，MZn[0]在指令执行结束时设置板间同步信号Sn，板间镜像任务将Sn从运动控制卡n映射到运动控制卡0的Sn所在位置，运动控制卡0此时已执行搜索指令SX0.Sn，运动控制卡n的Sn立即被捕捉，搜索指令SX0.Sn结束，下一指令MX0[2]出列执行，同时，运动控制卡n下一指令MZn[1]出列执行，此时运动控制卡0的MX0[2]和运动控制卡MZn[1]实现联动；类似地，运动控制卡0的指令对列中MX0[3]运控指令已关联板间同步信号S0，MX0[3]在指令执行结束时设置板间同步信号S0，运动控制卡0下一指令MX0[4]出列执行，板间镜像任务将S0从运动控制卡0映射到运动控制卡n的S0所在位置，运动控制卡n此时已执行搜索指令SZn.S0，运动控制卡n上的S0立即被捕捉，搜索指令SZn.S0结束，下一指令MZn[2]出列执行，此时运动控制卡0的MX0[4]和运动控制卡MZn[2]实现联动；采用这种方式由运动控制卡继续后续指令动作直至指令队列为空，由上位机复位板间同步信号区，各运动控制卡等待下一组运控指令队列。

在一些实施例中，在所述任意一个运动控制卡执行实时任务的步骤之前，所述联动控制方法还包括：将各个运动控制卡的板间同步信号区的地址信息共享至所述上位机，所述地址信息至少包括运动控制卡基地址、板间同步信号区基地址和同步信号偏移地址。

相应地，所述通过上位机将所述第一板间同步信号映射至所述上位机的板间同步信号镜像区的步骤包括：通过上位机获取所述任意一个运动控制卡的ID，根据所述任意一个运动控制卡的ID获取对应的板间同步信号区的地址信息；所述上位机的板间同步信号镜像区根据所述地址信息访问所述任意一个运动控制卡的板间同步信号区，读取所述第一板间同步信号，并映射所述第一板间同步信号至上位机的板间同步信号镜像区。

其中，不同的运动控制卡在通信总线具有不同的ID和基地址，上位机在初始化时可获取不同运动控制卡的ID及运动控制卡基地址信息，由此可实现上位机和各运动控制卡之间的交互访问；其中，所述同步信号偏移地址可对应板间同步信号ID。

在一些实施例中，在所述任意一个运动控制卡执行实时任务的步骤之前，所述联动控制方法包括：根据被控运动轴的联动要求，通过所述上位机确定若干待分配的板间同步信号并对应配置若干板间同步信号ID，将各板间同步信号ID与对应的运动控制卡的ID关联绑定，并将各板间同步信号ID作为指令参数写入对应的运动控制卡的运控指令中；根据各所述运动控制卡的ID关联绑定的板间同步信号ID在所述上位机创建多个同步信号镜像空间111，所述多个同步信号镜像空间111整体形成所述板间同步信号镜像区。其中，待分配的板间同步信号可以是有运动控制卡从外部获取的状态信号，也可是运动控制卡自己产生的状态信号，对于板间同步信号ID的配置，比如图5所示运动控制卡0的板间同步信号区的板间同步信号S0为来自运动控制卡X0轴的到位状态信号，其ID配置为0，板间同步信号Sn，由运动控制卡n产生的状态信号，其ID配置为n。在本实施例中，同步信号镜像空间111的数量与运动控制卡的数量一致，如图1和5所示，例如，板间同步信号S0与运动控制卡0进行ID绑定，板间同步信号S0由运动控制卡0获取或产生，板间同步信号Sn与运动控制卡n进行ID绑定，板间同步信号Sn由运动控制卡n获取或产生，进一步，由运动控制卡板间同步信号S0至Sn的镜像M0…Mn构成统一的板间同步信号镜像区，本步骤可实现板间同步信号和运动控制卡及其执行的运控指令之间的关联绑定，由此可实现后续的板间同步信号的快速映射，提高联动控制效率。

在一些实施例中，所述读取所述第一板间同步信号的步骤包括：获取与所述任意一个运动控制卡的ID已绑定的至少一个板间同步信号ID，并获取所述第一板间同步信号对应的板间同步信号ID，当所述第一板间同步信号对应的板间同步信号ID与其中一个所述绑定的板间同步信号ID匹配时，则读取所述第一板间同步信号；即只获取与当前运动控制卡绑定的板间同步信号，而对于从其它运动控制卡同步过来的板间同步信号不进行获取，例如，从运动控制卡0仅获取与运动控制卡0关联的板间同步信号S0，向板间同步板间同步信号镜像区映射的镜像为M0，从运动控制卡n仅获取与运动控制卡n关联的板间同步信号Sn，向板间同步板间同步信号镜像区映射的镜像为Mn。

相应地，所述通过所述板间同步信号镜像区将所述第一板间同步信号分发至多个运动控制卡的板间同步信号区的步骤包括：获取所述第一板间同步信号对应的板间同步信号ID，将未绑定所述第一板间同步信号对应的板间同步信号ID的运动控制卡作为分发目标，所述板间同步信号镜像区将所述第一板间同步信号分发至各分发目标的板间同步信号区。即由当前运动控制卡产生的板间同步信号在本运动控制卡不进行映设，只映射到其它运动控制卡的板间同步信号区，形成板间同步虚信号。例如，镜像M0不映射到与其关联的运动控制卡0，而映射到其它运动控制卡的板间同步信号区，Mn不映射到与其关联的运动控制卡n，而映射到其它运动控制卡的板间同步信号区。

在一些实施例中，在任意一个运动控制卡执行实时任务时，所述联动控制方法还包括：通过所述运动控制卡在执行运控指令前或在执行运控指令完成后进行外部状态信号采集，当采集到外部状态信号时，根据所述外部状态信号在所述运动控制卡的板间同步信号区设置第二板间同步信号；通过所述上位机将所述第二板间同步信号映射至上位机的板间同步信号镜像区，并通过所述板间同步信号镜像区将所述第二板间同步信号分发至多个运动控制卡的板间同步信号区；所述多个运动控制卡中的至少一个根据所述第二板间同步信号执行新指令，该新指令和所述任意一个运动控制卡执行的下一个指令同步执行，以控制至少两个被控运动轴同步联动。本实施例中，通过采集运动控制卡外部的状态信号来设置板间同步信号，使得板间同步控制更为灵活，应用范围更广。

上述实施例中阐述了一个运动控制卡中在板间同步信号区设置板间同步信号并映射该板间同步信号到其它运动控制卡的过程，下面针对单个运动控制卡在采集外部状态信号和执行运控指令过程中设置板间同步信号的整体过程进行说明。如图7所示，结合图1，本具体实施例中单个运动控制卡设置板间同步信号的步骤包括：

S701、运动控制卡进入指令处理实时任务，进入步骤S702；

S702、通过输入输出及驱动模块采集外部状态信号，进入步骤S703；

S703、判断是否基于外部状态信号设置板间同步信号，若是则执行步骤S704，否则执行步骤S705；

S704、设置第二板间同步信号，将第二板间同步信号更新至板间同步信号区，进入步骤705；

S705、判断当前出列的运控指令是否在运行中，若是则执行步骤S706，否则执行步骤S711；

S706、执行当前出列的运控指令的当前拍，进入步骤S707；

S707、判断当前出列的运控指令的当前拍是否满足关联条件，若是则执行步骤S708，否则执行步骤S709;

S708、设置第一板间同步信号，将第一板间同步信号更新至板间同步信号区，进入步骤S709；

S709、判断当前出列的运控指令是否执行完成，若是则执行步骤S710，否则执行S713；

S710、对运控指令的完成状态进行更新，进入步骤S713；

S711、判断运动控制卡的指令队列是否为空，若是则执行步骤S712，否则执行步骤S713；

S712、获取指令队列中的运控指令，对其进行解析和执行，进入步骤S706；

S713、运动控制卡退出指令处理实时任务。

上述步骤S701-S713阐述了运动控制卡的两种板间同步信号的设置方式的流程，通过该流程可知本实施例中的运动控制卡既可以在执行运控指令的过程中设置板间同步信号，也可以通过采集外部状态信号来设置板间同步信号，这两类板间同步信号都可通过上位机的板间同步信号镜像区来无差别同步至其它的运动控制卡。

与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：

本申请通过运动控制卡执行关联板间同步信号的运控指令时，可通过板间同步信号的无差别映射至其它运动控制卡，可实现不同运动控制卡控制的运动轴的联动，由于运动控制卡在执行完一条运控指令后不需要停止等待上位机查询其它运动控制卡的同步信号，一条运控指令执行结束可立即进入下一条运控指令地执行，因此节省了上位机的查询等待时间，联动反应快，可快速进行运动控制卡的扩展，通用性好，且本申请基于现有运动控制卡及上位机硬件资源即可实现，成本低，可靠性高。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多运动控制卡的联动控制***，其特征在于，所述联动控制***包括上位机和多个运动控制卡，所述运动控制卡与所述上位机通信连接，所述运动控制卡包括第一存储器和第二存储器；

其中，所述第一存储器中配置有板间同步信号区，所述第二存储器中存储有关联板间同步信号的运控指令；

所述上位机配置有板间同步信号镜像区，且所述上位机被配置为可创建板间同步镜像线程，所述板间同步镜像线程执行镜像任务时，任意所述运动控制卡的板间同步信号区的板间同步信号可被映射至所述板间同步信号镜像区，被映射至所述板间同步信号镜像区的板间同步信号可被同步分发至任意所述运动控制卡。

2.根据权利要求1所述的多运动控制卡的联动控制***，其特征在于，所述板间同步信号区被配置为所述第一存储器中的一段连续物理地址空间。

3.根据权利要求2所述的多运动控制卡的联动控制***，其特征在于，所述板间同步信号镜像区被配置为所述上位机的缓存，所述缓存具有固定的存储地址空间。

4.根据权利要求1至3任一项所述的多运动控制卡的联动控制***，其特征在于，所述联动控制***还包括输入输出及驱动模块，所述输入输出及驱动模块用于采集所述运动控制卡之外的状态信号，所述状态信号可被更新于对应的所述运动控制卡的板间同步信号区而形成板间同步信号。

5.一种多运动控制卡的联动控制方法，应用于权利要求1至4任一项所述的多运动控制卡的联动控制***，其特征在于，所述联动控制方法包括：

使上位机运行板间同步镜像线程，并执行镜像任务；

任意一个运动控制卡执行实时任务时，对所述实时任务的指令集队列中当前出列的运控指令进行解析并执行，同时判断所述当前出列的运控指令是否关联板间同步信号；

若关联，则在所述当前出列的运控指令执行至关联条件满足时，在所述运动控制卡的板间同步信号区设置第一板间同步信号，通过上位机将所述第一板间同步信号映射至所述上位机的板间同步信号镜像区，并通过所述板间同步信号镜像区将所述第一板间同步信号分发至多个运动控制卡的板间同步信号区；

所述多个运动控制卡中的至少一个根据所述第一板间同步信号执行新指令，该新指令和所述任意一个运动控制卡执行的下一个指令同步执行，以控制至少两个被控运动轴同步联动。

6.根据权利要求5所述的多运动控制卡的联动控制方法，其特征在于，所述多个运动控制卡中的至少一个根据所述第一板间同步信号执行新指令的步骤包括：

在所述多个运动控制卡中至少一个执行搜索指令，所述搜索指令在所述当前出列的运控指令执行结束之前启动，用于在所述当前出列的运控指令执行结束时，在本地的板间同步信号区中搜索确认所述第一板间同步信号，并根据搜索结果执行新指令。

7.根据权利要求6所述的多运动控制卡的联动控制方法，其特征在于，在所述任意一个运动控制卡执行实时任务的步骤之前，所述联动控制方法还包括：

将各个运动控制卡的板间同步信号区的地址信息共享至所述上位机，所述地址信息至少包括运动控制卡基地址、板间同步信号区基地址和同步信号偏移地址；

所述通过上位机将所述第一板间同步信号映射至所述上位机的板间同步信号镜像区的步骤包括：

通过上位机获取所述任意一个运动控制卡的ID，根据所述任意一个运动控制卡的ID获取对应的板间同步信号区的地址信息；

所述上位机的板间同步信号镜像区根据所述地址信息访问所述任意一个运动控制卡的板间同步信号区，读取所述第一板间同步信号，并映射所述第一板间同步信号至所述上位机的板间同步信号镜像区。

8.根据权利要求7所述的多运动控制卡的联动控制方法，其特征在于，在所述任意一个运动控制卡执行实时任务的步骤之前，所述联动控制方法还包括：

根据被控运动轴的联动要求，通过所述上位机确定若干待分配的板间同步信号并对应配置若干板间同步信号ID，将各板间同步信号ID与对应的运动控制卡的ID关联绑定，并将各板间同步信号ID作为指令参数写入对应的运动控制卡的运控指令中；

根据各所述运动控制卡的ID关联绑定的板间同步信号ID在所述上位机创建多个同步信号镜像空间，所述多个同步信号镜像空间整体形成所述板间同步信号镜像区。

9.根据权利要求7所述的多运动控制卡的联动控制方法，其特征在于，所述读取所述第一板间同步信号的步骤包括：

获取与所述任意一个运动控制卡的ID已绑定的至少一个板间同步信号ID，并获取所述第一板间同步信号对应的板间同步信号ID，当所述第一板间同步信号对应的板间同步信号ID与其中一个所述绑定的板间同步信号ID匹配时，则读取所述第一板间同步信号；

所述通过所述板间同步信号镜像区将所述第一板间同步信号分发至多个运动控制卡的板间同步信号区的步骤包括：

获取所述第一板间同步信号对应的板间同步信号ID，将未绑定所述第一板间同步信号对应的板间同步信号ID的运动控制卡作为分发目标，所述板间同步信号镜像区将所述第一板间同步信号分发至各分发目标的板间同步信号区。

10.根据权利要求5至9任一项所述的多运动控制卡的联动控制方法，其特征在于，在任意一个运动控制卡执行实时任务时，所述联动控制方法还包括：

通过所述运动控制卡在执行运控指令前或在执行运控指令完成后进行外部状态信号采集，当采集到外部状态信号时，根据所述外部状态信号在所述运动控制卡的板间同步信号区设置第二板间同步信号；

通过所述上位机将所述第二板间同步信号映射至上位机的板间同步信号镜像区，并通过所述板间同步信号镜像区将所述第二板间同步信号分发至多个运动控制卡的板间同步信号区；

所述多个运动控制卡中的至少一个根据所述第二板间同步信号执行新指令，该新指令和所述任意一个运动控制卡执行的下一个指令同步执行，以控制至少两个被控运动轴同步联动。