安川 Σ7（SGD7S）伺服高速锁存 Touch Probe 完整实操方案

适用场景：钢筋定长焊接、测径触发采集、定长切断、外部光电 / 接近瞬间捕捉编码器绝对位置；硬件级锁存，不受 PLC 扫描周期干扰，触发瞬间微秒级保存位置。

一、核心功能说明

安川 Σ7 内置 2 路独立高速锁存：

1. Probe1（/SI5）：主锁存输入，可选择外部传感器信号 / 编码器 Z 相原点触发

2. Probe2（/SI6）：第二路独立锁存，仅外部 DI 触发触发条件满足时，驱动器硬件立即锁存电机编码器总脉冲位置，存入专用寄存器，PLC 通过总线 / 脉冲口读取。

二、硬件接线（CN1 控制端子）

1. 锁存信号引脚

• Probe1：CN1 引脚 15 → /SI5

• Probe2：CN1 引脚 16 → /SI6

2. 标准 NPN 传感器接线（工控通用）

1. 驱动器 CN1-13：DC24V+

2. 传感器正极接 24V+，负极接/SI5(SI5)

3. CN1-14：0V 公共负极（传感器负极回路共地）

接线关键抗干扰（钢筋焊机强电磁环境必做）

1. 传感器信号线使用屏蔽双绞线，屏蔽层仅控制柜驱动器端单端接地；

2. 锁存信号线与 380V 动力线、焊接变压器电缆分开线槽，间距≥30cm；

3. 信号线穿过铁氧体磁环 2 圈，抑制焊机起弧高频毛刺误触发；

4. 禁止与电磁阀、接触器控制线同管敷设。

三、关键参数设置（SigmaWin + 软件 / 操作面板修改）

1. DI 端子功能分配（启用 Probe 锁存功能）

表格

2. 锁存允许区间（防止无效区域误锁存，可选）

Pn820：正向锁存允许起始位置Pn822：反向锁存允许起始位置仅电机运行在两段坐标之间时，锁存信号才生效，超出区间不捕捉，避免多余误采集。

3. 锁存模式（单次 / 连续）

总线控制字60B8h位控制：

• Bit0=0：单次锁存，触发一次后自动关闭，需重新使能；

• Bit0=1：连续锁存，每次传感器触发都更新锁存位置。

四、4 种读取锁存位置的方式（按现场控制方案区分）

方式 1：脉冲控制伺服（普通三菱 / 欧姆龙 PLC 脉冲输出）

步骤 1：伺服开启锁存功能

1. 伺服 SON 使能 ON，电机运行；

2. 外部光电触发/SI5，驱动器自动锁存位置存入Un000C（监视寄存器）。

步骤 2：PLC 读取锁存数值

1. 用 PLC 通讯（Modbus RTU）读取伺服监视寄存器：

• Probe1 锁存位置：Un000C（32 位长整数，高低字分开）

• Probe2 锁存位置：Un000E

2. Modbus 寄存器对应：

• 低 16 位：40973；高 16 位：40974PLC 使用 MODRD 指令读取，拼接 32 位完整脉冲值，换算机械长度。

方式 2：MechaTrolink-III 总线控制（安川 MP2100/MP3300 运动控制器）

1）运动程序指令 LATCH

plaintext

LATCH 1 // 启用Probe1锁存
WAIT LT_RDY1 // 等待锁存就绪标志
// 外部传感器触发后
D=IL18 // IL18=Probe1锁存32位位置

2）总线过程数据 PDO 自动映射

工程映射对象：

• LT_POS1：Probe1 锁存编码器总位置

• LT_STA1：锁存完成标志位（触发后置 1，程序复位清零）运动程序直接读取变量，无需手动读写寄存器。

方式 3：EtherCAT 总线（第三方 PLC：三菱 FX5U、尼得科、AC500）

CoE 对象索引（Σ7 标准）：

1. 锁存控制字：0x60B8

2. 锁存状态标志：0x60B9

3. Probe1 锁存位置：0x60BA（32 位 DINT）

4. Probe2 锁存位置：0x60BC（32 位 DINT）

PLC 标准 ST 逻辑示例

st

VAR
LatchEnable : BOOL;       // 锁存使能
LatchComplete : BOOL;     // 触发完成标志
LatchPos : DINT;          // 锁存编码器脉冲
END_VAR
// 1. 开启单次锁存
IF LatchEnable THEN
    Axis1.Obj60B8 := 16#0001; // Bit0置1，Probe1单次锁存使能
ELSE
    Axis1.Obj60B8 := 16#0000;
END_IF
// 2. 读取锁存完成标志
LatchComplete := Axis1.Obj60B9.0;
// 3. 触发成功读取位置
IF LatchComplete THEN
    LatchPos := Axis1.Obj60BA;
    Axis1.Obj60B8 := 16#0000; // 关闭锁存，准备下一次采集
END_IF

方式 4：SigmaWin + 软件本地调试（无需 PLC）

1. 软件在线监视窗口添加监视变量：

• LT_POS1：Probe1 锁存位置

• LT_STA1：锁存触发标志

2. 手动移动电机，遮挡光电传感器，数值瞬间锁定不变，直观验证锁存功能是否正常。

五、完整标准操作流程（钢筋定长焊接产线）

1. 硬件接线：光电 NPN 传感器接入 CN1 /SI5，屏蔽规范接地；

2. 参数固化：Pn511 分配 SI5 为 Probe1，设置下降沿触发；

3. 伺服上电使能 SON，电机开始送料运行；

4. PLC 总线置位锁存使能，驱动器进入等待触发状态；

5. 钢筋头部遮挡光电，/SI5信号断开，硬件瞬间锁存当前编码器总脉冲；

6. 锁存完成标志 LT_STA1 置 ON，PLC 读取锁存位置；

7. 程序换算脉冲→实际钢筋长度，判断长度是否达标；

8. 锁存标志复位，等待下一根钢筋触发采集。

六、脉冲转实际机械长度换算（现场直接套用）

已知条件：

• 编码器 23bit 增量，4 倍频；丝杆导程 5mm / 圈一圈总脉冲 = 131072 × 4 = 524288 pulse1 脉冲移动距离 = 5 ÷ 524288 = 0.0000095367 mm梯形图换算示例（三菱 FX）：

plaintext

MUL D100 K5 D200  // D100=锁存脉冲
DIV D200 K524288 D201 // D201=毫米整数

七、焊机现场干扰故障排查

1. 无工件自动锁存、频繁误采集原因：焊机起弧干扰传感器信号毛刺；整改：信号线加磁环、屏蔽单端接地、Pn511 切换触发沿、增加锁存允许区间 Pn820/Pn822 限制有效范围。

2. 传感器触发但锁存位置不变排查：DI 端子功能 Pn511 未分配 Probe、信号线断线、伺服未 SON 使能；

3. 锁存数值跳变不稳定整改：编码器屏蔽线单独敷设，降低伺服载波频率 Pn100；

4. 单次触发多次锁存原因：传感器抖动；整改：改用单次锁存模式（Bit0=0），每次采集完成关闭锁存再重新开启。

八、功能区分：单次锁存 vs 连续锁存

1. 单次锁存（推荐钢筋采集）触发一次后自动关闭锁存，必须 PLC 重新使能才能二次采集，杜绝钢筋抖动重复捕捉；

2. 连续锁存全程实时更新位置，适合连续测径、轨迹跟随场景。