市场应用背景
核心半导体设备国产化是解决“卡脖子”技术、保障国家战略安全的关键。在政策与下游需求推动下，国产设备需求激增。半导体固晶机是封装核心设备，其运动控制设备决定了高速高精度贴装晶圆芯片的性能，对实现定位、对准、粘接等关键步骤至关重要。
本篇文章主要介绍超高速实时运动控制卡XPCIE1032H在高速半导体固晶机上的应用，可快速了解正运动技术XPCIE1032H超高速实时运动控制卡的使用。
传统控制系统方案
传统方案一(以PLC为核心)：
采用PLC+触摸屏+工控机+机器视觉。其弊端在于运动控制与机器视觉调试需在PLC屏和PC屏间切换，操作繁琐。且PLC受扫描周期限制，响应慢，与PC通讯数据交互速率低，导致设备整体产能较低。
传统方案二（以运动控制卡为核心）：
采用PCI运动控制卡+工控机+机器视觉。运动控制卡集成于工控机内，通过高速PCI接口与视觉通讯，数据交互快，单屏调试简便，显著提升取晶固晶运动的速度与精度，最终实现更高UPH产能。
正运动技术解决方案
正运动技术方案以工控机+XPCIE1032超高速运动控制卡+机器视觉为核心，提升产能与稳定性。
采用Windows实时内核技术，将运动控制、IO等处理置于CPU核内执行，与PC机器视觉的命令下发和读取通过CPU内存交互，交互速度比传统PCI/PCIe运动控制卡快数十倍，比PLC网口数据交互快50-100倍+，相比传统运动控制卡或者PLC方案，整体效率提升6%-20%+。
正运动高速半导体固晶机解决方案架构
1.16DI：连接原点和限位光电、传感器、开关输入等信号；
2.16DO：连接电磁阀吸取、破真空和视觉飞拍等信号；连接两个相机；
3.EtherCAT接口：125us EtherCAT同步周期，连接固晶摆臂轴、固晶上下料、蓝膜顶针轴、银胶点胶轴、载带基板送料轴以及其他共计12个伺服和步进轴；同时扩展EtherCAT IO模块。
固晶机工艺运行原理
固晶机由取料、推料、点胶、摆臂、固晶平台、蓝膜顶针平台、夹具及出料等机构组成，集成了高速精密定位、视觉定位与气动吸取等光机电技术。核心控制步骤如下：
01.视觉定位:
识别晶圆芯片与载带基板位置
02.点胶:
在载带基板指定位置进行精确点涂银胶
03.贴装:
摆臂吸取晶圆芯片并精准放置于点胶位置
MotionRT750运动控制实时内核，独占x86 CPU内核
XPCIE1032超高速运动控制卡搭载Windows实时内核MotionRT750，采用Windows非实时层+MotionRT750实时层的双系统架构。实时层确保运动控制不受Windows波动/抖动影响，保障高精度与稳定性；非实时层无缝对接VS/CAD/CAM等丰富Windows应用，极大提升开发调试效率。
指令交互周期快至us级
XPCIE1032超高速运动控制卡搭载Windows运动控制实时内核MotionRT750，直接利用PC中CPU/内存计算，大幅提升函数执行效率与响应速度，从而显著提高固晶机UPH产能。
通过C#、C++等语言的开发实测，结果显示其通讯速度远超传统PCI/PCIE卡方案和PLC网口交互方案，整体产能提升明显。
在相同测试环境下，经50次直线电机往复运动及1000次IO翻转测试，MotionRT750方案控制周期比传统PCI通信缩短约2500ms，效率提升超17.1%。
运动控制周期快至50us
XPCIE1032超高速实时运动控制卡搭载Windows实时内核MotionRT750，进行16轴或32轴EtherCAT总线控制时，其EtherCAT通讯同步周期可缩短至125μs，运动控制周期更可快达50μs，显著提升EtherCAT通讯效率。
在固晶等精密运动控制应用中，能实现更快、更平稳的运动轨迹规划。相比传统脉冲控制卡，其接线更简洁，维护更便捷。
更稳定、更安全、更可靠
工业自动化设备需满足7*24小时连续运行要求，任何异常停机都将造成重大损失。XPCIE1032超高速运动控制卡搭载Windows运动控制实时内核MotionRT750，通过EtherCAT总线冗余与PC故障隔离技术，构建高可靠控制系统，无惧Windows蓝屏影响，为工业生产提供稳定、安全的保障。
EtherCAT总线冗余技术：
通讯链路故障自动切换，显著降低由断线导致的停机风险，32轴可快至125us稳定运行。
PC级故障硬隔离：
无惧Windows蓝屏影响，当Windows系统发生蓝屏或崩溃时，MotionRT750实时内核仍可持续独立运行，急停按钮也可正常生效，保障工艺生产的安全。
正运动高速半导体固晶机工艺运行流程图
方案应用优势总结
1.统一API，开发灵活：支持多种上位机语言开发，所有系列产品均可调用同一套API函数，让用户开发更灵活。
2.突破实时瓶颈，运行稳定高效：彻底解决传统PCI/PCIE卡在Windows环境下控制系统的非实时性问题，保障设备高效、稳定运行。
3.极速响应，显著提升产能：基于核内交互技术，指令响应达微秒级，较传统PCI/PCIE方案快数十倍。实测UPH提升至单头22K，双头43K，整体生产效率提升10%以上。
4.多通道飞拍，缩短周期：配备16路独立硬件位置比较输出，支持多工位视觉飞拍同步执行，有效缩短机台CT。
5.智能运动控制，动作流畅精准：集成SS曲线加减速、拱形运行及在线变速功能，实现“软着陆”，确保取晶/固晶动作更流畅、柔和、精准。
硬件选型配置
1.6-64轴EtherCAT总线+脉冲可选，其中4路单端500KHz脉冲输出，方便接脉冲驱动；
2.32轴EtherCAT同步周期125us，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.支持PWM输出、精准输出、PSO硬件位置比较输出、视觉飞拍等；
5.支持直线插补、圆弧插补、连续轨迹加工（速度前瞻）、高阶SS曲线加减速；
6.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；
7.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...
为了帮助您更好地、更快速的开发和应用基于超高速实时运动控制卡XPCIE1032H开发的高速半导体固晶机解决方案，我们准备了详细的说明文档。进一步了解其使用方法、参数配置及实际应用案例，联系电话400-089-8936。
正运动技术专注于运动控制技术研究和通用运动控制软硬件产品的研发，是国家级高新技术企业。正运动技术汇集了来自华为、中兴等公司的优秀人才，在坚持自主创新的同时，积极联合各大高校协同运动控制基础技术的研究，是国内工控领域发展最快的企业之一，也是国内少有、完整掌握运动控制核心技术和实时工控软件平台技术的企业。主要业务有：运动控制卡_运动控制器_EtherCAT运动控制卡_EtherCAT控制器_运动控制系统_视觉控制器__运动控制PLC_运动控制_机器人控制器_视觉定位_XPCIe/XPCI系列运动控制卡等等。
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