三菱 PLC 本体写插补功能主要依赖支持运动控制的 PLC 系列(如 FX5U、Q 系列带运动控制模块、L 系列),核心通过内置运动控制指令(如 FX5U 的PLSV
/DRVI
基础指令,或 Q 系列的MC_MoveLinear
等 MC 协议指令)实现线性插补(2 轴直线运动) 或圆弧插补(2 轴圆弧运动) ,本体能否直接写插补需先明确 PLC 型号的运动控制能力:
一、前提:判断三菱 PLC 本体是否支持插补
并非所有三菱 PLC 都能直接写插补,需满足 “内置脉冲输出轴数≥2 轴” 且 “支持插补指令集”,常见型号支持情况如下:
PLC 系列 | 本体插补支持情况 | 核心能力(轴数 / 插补类型) |
---|---|---|
FX5U | 支持(本体最多 4 轴脉冲输出,需启用运动控制功能) | 2 轴线性插补、2 轴圆弧插补(最高 200kHz 脉冲频率) |
Q 系列 | 本体无插补功能,需扩展运动控制模块(如 Q172HCPU、Q173DCPU)或定位模块(QJ71LP21) | 最多 8 轴线性插补、4 轴圆弧插补(支持多轴联动) |
L 系列 | 部分型号支持(如 L02CPU-LW,本体 2 轴脉冲输出) | 2 轴线性插补(无圆弧插补,需扩展模块) |
FX3U/FX3GA | 本体不支持插补(仅单轴脉冲输出,无插补指令) | 需外接定位模块(如 FX3U-20SSC-H)实现 2 轴插补 |
核心结论:FX5U 是三菱中小型 PLC 中唯一支持本体插补的系列,适合低成本 2 轴插补场景(如小型数控车床、点胶机);若需多轴插补,需选择 Q 系列 + 运动控制模块。以下以最常用的FX5U 本体 2 轴线性插补为例,讲解从参数配置到程序编写的完整流程。
二、FX5U 本体 2 轴线性插补实现(基础案例:平面内两点间直线运动)
线性插补的核心是 “两轴按设定速度同步运动,确保合成轨迹为直线”,需先配置脉冲输出参数,再用专用插补指令编写程序。
1. 硬件准备与接线(2 轴伺服 / 步进电机)
硬件设备 | 功能说明 | 接线逻辑(FX5U 本体脉冲输出端) |
---|---|---|
FX5U PLC(如 FX5U-32MR/ES) | 输出插补脉冲,控制两轴运动 | 轴 1(X 轴):脉冲端 Y0,方向端 Y1;轴 2(Y 轴):脉冲端 Y2,方向端 Y3 |
2 台伺服驱动器(如 MR-J5-40A) | 接收脉冲信号,驱动伺服电机 | 驱动器脉冲输入(PULS)接 FX5U Y0/Y2,方向输入(SIGN)接 Y1/Y3 |
2 台伺服电机(如 HF-KN43J) | 执行插补运动(X 轴、Y 轴) | 与驱动器匹配,电机编码器反馈接驱动器(形成闭环) |
24V 开关电源 | 给伺服驱动器控制信号供电 | 电源正接驱动器 DC24V,电源地接 FX5U GND(共地!) |
接线关键:X 轴、Y 轴的脉冲线(Y0→PULS1,Y2→PULS2)需用屏蔽双绞线,屏蔽层单端接地(FX5U 侧),避免两轴信号干扰导致插补轨迹偏移。
2. 软件配置(GX Works3:启用插补功能 + 参数设置)
打开 GX Works3,新建 FX5U 项目,需完成 “脉冲输出参数配置” 和 “插补功能启用”,步骤如下:
(1)配置脉冲输出轴参数(轴 1=X 轴,轴 2=Y 轴)
(2)启用插补功能(关键!默认关闭)
3. 编写插补程序(梯形图:用PLCI
线性插补指令)
FX5U 本体插补需用专用插补指令PLCI
(线性插补) 或PLCC
(圆弧插补),指令需指定 “目标位置(X 轴 / Y 轴脉冲数)”“插补速度”“启动条件”,同时需处理 “插补完成”“故障报警” 等状态。
(1)软元件分配(明确关键信号地址)
软元件 | 地址 | 功能描述 |
---|---|---|
输入 | X0 | 插补启动按钮(常开,按下触发插补) |
X1 | 急停按钮(常闭,断开时停止插补) | |
X2 | 伺服就绪信号(X 轴 / Y 轴驱动器 RDY 信号并联) | |
输出 | Y4 | 伺服使能(X 轴 / Y 轴驱动器 SRV-ON 信号并联) |
辅助继电器 | M0 | 插补启动标志(避免重复触发) |
M1 | 插补完成标志 | |
M10 | 插补故障标志 | |
数据寄存器 | D100 | X 轴目标脉冲数(例:10000 脉冲→对应 100mm) |
D101 | Y 轴目标脉冲数(例:5000 脉冲→对应 50mm) | |
D102 | 插补速度(例:5000 脉冲 /s→对应 50mm/s) | |
D103 | 加速时间(100ms,与参数一致) | |
D104 | 减速时间(100ms,与参数一致) |
(2)梯形图程序(核心逻辑:使能→启动插补→监控状态)
ladder
// 1. 伺服使能控制:急停X1闭合+伺服就绪X2=ON→Y4=ON(X/Y轴同时使能) LD X1 // 急停按钮(常闭,正常时闭合) AND X2 // 伺服驱动器就绪(X/Y轴均就绪) OUT Y4 // 伺服使能输出 // 2. 插补启动触发:启动按钮X0上升沿+伺服使能Y4=ON→M0=1(仅触发1次) LD PLSR X0 // X0上升沿检测(按下瞬间触发) AND Y4 // 伺服已使能 OUT M0 // 插补启动标志置1 // 3. 线性插补指令(PLCI):M0=1时,执行X轴D100、Y轴D101脉冲插补 LD M0 PLCI D100 D101 D102 D103 D104 Y0 Y2 M1 M10 // 指令参数说明: // D100=X轴目标脉冲数,D101=Y轴目标脉冲数,D102=插补速度,D103=加速时间,D104=减速时间 // Y0=X轴脉冲端,Y2=Y轴脉冲端,M1=插补完成标志,M10=插补故障标志 RST M0 // 触发后复位M0,避免重复插补 // 4. 插补完成处理:M1=1时,可触发下一动作(如复位使能、报警提示) LD M1 RST Y4 // 插补完成后断开伺服使能(按需选择,也可保持使能) RST M1 // 复位完成标志,等待下次触发 // 5. 插补故障处理:M10=1时,触发报警(如Y5蜂鸣器) LD M10 OUT Y5 // 故障蜂鸣器报警 // (可选)添加故障代码读取:通过专用寄存器D8000~D8010读取故障原因(如脉冲丢失、驱动器报警)
(3)PLCI
指令参数详解(避免配置错误)
参数位置 | 功能 | 示例值 | 说明 |
---|---|---|---|
S1 | X 轴目标脉冲数 | D100 | 正数 = X 轴正方向,负数 = X 轴负方向 |
S2 | Y 轴目标脉冲数 | D101 | 正数 = Y 轴正方向,负数 = Y 轴负方向 |
S3 | 插补速度 | D102 | 单位:脉冲 /s(需与脉冲当量匹配,避免超速) |
S4 | 加速时间 | D103 | 单位:ms(与脉冲输出参数中的加速时间一致) |
S5 | 减速时间 | D104 | 单位:ms(与脉冲输出参数中的减速时间一致) |
Y1 | X 轴脉冲输出端 | Y0 | 必须与脉冲输出参数中轴 1 的脉冲端一致 |
Y2 | Y 轴脉冲输出端 | Y2 | 必须与脉冲输出参数中轴 2 的脉冲端一致 |
M1 | 插补完成标志 | M1 | 插补结束后自动置 1,需手动复位 |
M2 | 插补故障标志 | M10 | 故障时自动置 1(如速度超限、驱动器报警) |
4. 调试与轨迹校准(确保插补精度)
三、Q 系列 PLC 插补实现(需运动控制模块)
若需多轴插补(如 3 轴线性插补、2 轴圆弧插补),需选择 Q 系列 +运动控制 CPU(如 Q172HCPU) 或定位模块(QJ71LP21) ,核心区别是 “用 MC 协议指令替代本体指令”,流程如下:
四、关键注意事项(避免插补失败或精度问题)
五、总结:三菱 PLC 本体插补的适用场景与选型
插补需求 | 推荐 PLC 型号 | 优势 | 适用设备 |
---|---|---|---|
2 轴线性 / 圆弧插补 | FX5U(本体 4 轴) | 成本低、无需扩展模块、编程简单 | 小型点胶机、数控车床、激光打标机 |
3 轴及以上线性插补 | Q 系列 + Q172HCPU | 多轴联动、精度高、支持复杂轨迹 | 中型数控机床、机器人关节控制 |
低成本 2 轴插补 | FX3U+FX3U-20SSC-H 模块 | 兼容旧款 FX3U,成本低于 FX5U | 改装旧设备、简单搬运机构 |
综上,三菱 PLC 本体写插补的核心是 “选对型号 + 配好参数 + 用对指令”,FX5U 是中小型场景的最优选择,程序编写仅需基础梯形图知识;若需多轴或高精度插补,再考虑 Q 系列 + 运动控制模块。实际应用中,需先通过单轴测试验证硬件,再进行插补调试,确保轨迹精度满足工艺要求。