2. Sysmac Studio项目创建与硬件组态
在Sysmac自动化平台中，项目创建与硬件组态是后续编程、调试和运行的基础。Sysmac Studio将控制器、EtherCAT网络、伺服驱动器和分布式I/O统一在一个工程中管理，硬件组态的正确性直接决定设备能否正常通信和动作。本节以一台典型的高速装配设备为例，说明从新建工程到完成硬件组态的关键操作与判断依据。
一、新建工程与控制器选型
启动Sysmac Studio后，通过“新建工程”进入设备选择界面。此时需要确定三个关键信息：设备类型、设备型号和工程版本。设备类型选择NJ/NX系列控制器，例如NJ501-1300或NX102-9000。型号不同，支持的轴数、内置EtherCAT端口数量和运动控制能力也不同。工程版本需与控制器固件版本匹配，否则在线连接时可能提示版本不一致。
新建完成后，工程会自动生成“控制器配置”和“EtherCAT配置”两个核心区域。控制器配置用于设定内置EtherCAT端口、运动控制轴、OPC UA等资源；EtherCAT配置用于扫描和排列从站设备。建议先完成控制器基本参数，再进入网络组态，避免后续修改引起地址或轴号变化。
二、EtherCAT从站扫描与排列
EtherCAT组态的核心是“扫描—排列—映射”三步。在EtherCAT配置界面点击“扫描网络”，Sysmac Studio会通过控制器内置EtherCAT端口读取实际连接的从站，并按物理连接顺序生成从站列表。扫描结果中每个从站显示节点地址、设备名称、型号和修订号。
扫描完成后需要核对从站顺序是否与设备实际拓扑一致。高速装配设备常见的从站顺序为：伺服驱动器→数字量输入模块→数字量输出模块→模拟量模块→安全I/O。若顺序错误，可在列表中拖动调整，但调整后必须重新下载组态并复位网络。节点地址通常由扫描自动分配，也可手动固定，便于后期维护时快速定位。
三、伺服驱动器配置与轴参数
伺服驱动器在EtherCAT扫描后会自动出现在从站列表中。双击伺服从站进入设备参数界面，需要设置的关键参数包括：节点地址、PDO映射、控制模式、电子齿轮比和单位换算。以1S系列伺服为例，控制模式通常选择CSP（周期同步位置模式），由控制器每个通信周期下发位置指令。
轴参数在“运动控制设置”中配置。每个伺服轴需要指定轴号、轴类型（伺服轴/虚拟轴）、单位（mm或degree）、齿轮比和软限位。例如装配机械手X轴：丝杠导程10mm，编码器分辨率23位，电子齿轮比设为1:1，则1个指令单位对应10/8388608mm。实际工程中常将用户单位设为0.001mm，便于编程时直接使用整数。
轴参数设置完成后，可通过“测试运行”功能手动点动伺服，观察电机方向、限位和原点信号是否正常。若方向相反，可修改“计数方向”或交换电机动力线相序，但必须在断电状态下操作。
四、I/O模块地址分配与变量映射
数字量和模拟量从站扫描后，Sysmac Studio会自动分配过程数据地址。数字量输入通常映射为%IX0.0开始的位地址，数字量输出映射为%QX0.0开始的位地址。模拟量模块则映射为%IW0开始的字地址。地址分配可在“I/O映射”界面查看和调整。
为便于编程，建议将物理地址映射为具有实际意义的变量名。例如将%IX0.0命名为“X轴原点传感器”，将%QX0.0命名为“夹爪气缸输出”。Sysmac Studio支持在变量表中直接定义全局变量并关联I/O地址，编程时直接使用变量名，提高程序可读性。
模拟量模块需要额外设置输入范围。例如0～10V对应0～4000数字量，或4～20mA对应0～4000。若压力传感器输出4～20mA，量程0～1.0MPa，则数字量2000对应0.5MPa。该换算关系应在变量注释或程序中标明，避免调试时误判。
五、组态下载与在线验证
硬件组态完成后，通过“在线”菜单连接控制器，执行“下载”操作。下载内容包括控制器配置、EtherCAT组态、轴参数和变量映射。下载完成后控制器会提示重启或复位EtherCAT网络，按提示操作即可。
在线验证时重点观察三个状态：EtherCAT主站状态是否为“OP”（运行状态）；各从站是否显示绿色正常；轴是否处于“Standstill”或“Disabled”状态。若从站显示红色或黄色，需检查网线连接、节点地址冲突或PDO映射是否一致。
六、常见组态问题与处理
实际组态过程中，最常见的问题是扫描不到从站。此时应依次检查：控制器EtherCAT端口是否使能、网线是否插在正确的端口、从站供电是否正常、从站节点地址是否重复。若扫描到从站但显示“型号不匹配”，说明工程中登记的从站型号与实际设备不一致，需在从站属性中更新型号或修订号。
另一个常见问题是轴使能后报“位置偏差过大”。这通常与电子齿轮比、单位换算或软限位设置有关。可先在“轴测试”中低速点动，观察实际位置与指令位置的偏差。若偏差持续增大，应检查编码器反馈是否正常、机械是否卡死或齿轮比是否设置错误。
完成硬件组态后，工程具备了运行所需的物理资源映射。后续的编程、运动控制和调试都建立在这一组态基础之上，因此建议在组态阶段就做好变量命名、地址注释和参数记录，为整个项目的可维护性打下基础。