福禄克FLUKE 199C示波表在精调机械手定位中的应用

张工是罗克伟尔自动化公司的一位现场工程师，在最近的一次展会上，当他停留在福禄克公司的展位前时，他提出了一个非常具有挑战性的问题，但事实证明一个简单的方案即可解决这个问题。张工一直在探索一种方法，就是利用福禄克产品更加方便地显示调节高灵敏定位系统的效果。这类系统一般用来在金属、纸张加工和塑料行业中裁剪产品长度。

“例如，在纸板行业中，生产线要以高达850 英尺/分钟的速度移动8 到9 英尺宽的瓦楞卷筒纸。”他说：“瓦楞纸在相应的不同宽度处会被切开和折叠，然后被两个－有时是三个－回转剪切机剪切成一定的长度，每个剪切机都负责剪切不同的长度。这样，生产线即可以利用一种硬纸板生产两种或三种不同规格的半成品。半成品要用于随后的加工过程中，并且希望其尺寸准确度在正负0.01 英寸的范围之内。由于裁剪长度一般为18 到80 英寸，因此，每次裁剪的重复周期大约为0.25 到0.75 秒。”

本例中，在裁剪过程中大约5 英寸的生产线移动范围内，刀片的线速必须和系统以零定位误差进行匹配。为了确定系统满足准确度要求的能力，就必须在刀片线速固定下来并且刚好进入裁剪区时，仔细地检查定位误差和扭矩反馈信号。根据线速，这就需要在每次250 到750 毫秒持续时间的剪切周期内捕获大约60 毫秒的数据。

“这都是建立和维护这类及其它定位系统应用的典型要求。” 张工说。而不典型的是，他自己在探索使用一款可以在调节的过程中接近实时地反应调节效果的测试工具，这样，技术员就能够更加准确、更加高效率地进行微调。“目的就是具有同时在屏幕上捕获至少两个信号的能力。在前景捕获的第一个信号表示电流周期数据，而在后景捕获的第二个信号表示前一周期的数据。这样，技术员就能够将两次调节的周期结果进行比较。”他说。

一般的荧光存储示波器的显像管可以调节，使其在轨迹信号结束之后的一定时间内仍然在显示屏上保留“发亮” 的轨迹，时间长短可调。这样，下一条轨迹就能够以更亮的亮度覆盖第一条轨迹，操作人员就可以通过调节余辉时间来直观的判断调节的结果。但是一般的荧光示波器是非常昂贵的，且功能有限、频率响应低、笨重、体积大，已经很少使用。并且一般示波器无法电池工作，在现场使用很不方便。

一些数字化捕获数据的方法是在显示波形之前已经采集到了整个波形数据。这就妨碍了技术员将外围视觉及声音与示波器屏幕上的图像相结合来解决问题的能力。“您并不想采集某些信号，并且还必须等它显示完。”他说：“您往往是需要在采集数据的同时观察数据。”他继续说到：“您需要量化调节的动作，您需要至少有一个可比较的波形。理想情况是可以将一个实时的轨迹与前一轨迹进行比较。更好的情况是可以显示第三个波形，表示希望达到的波形状态，所有这些波形都可以同时显示出来。”即使是装备有自动位置调节功能的定位系统也需要进行定期的诊断检测和调整。

“许多系统都有20 或30 个部分组成。现在的自动调节功能都能够使最初的试运行更快、更有效率的完成，每个人都会很开心。” 张工说：“但是随着时间的推移，甚至有时在试运行期间，就会出现机械或电子故障，就需要技术员使用示波器进行检测。”张工还列举了一些早期的数字示波器，在以较低的重复速率观察数据时，用户不得不用“滚动”或“滚屏”模式显示结果，就象查看纸带记录仪一样。尽管这对于解决一些问题非常有用，但是却不能让技术员方便地将机器的一次动作或一个周期与下一动作或周期进行比较。“这就造成技术员难以量化调节效果，”接待张工的福禄克代表陈经理说：“大多数这样的定位系统在每一周期内都会产生一个正向或负向脉冲。难点在于找到能够以直观的形式显示‘调节’效果的示波器。而Fluke ScopeMeter® ScopeMeter FLUKE 199C 示波表就非常适合这类应用。F190C 系列示波表能够以快的时基在每个新的脉冲上触发，并且利用其余辉模式，用户就可以在背景中观察先前的波形，以及第三条参考波形。由此即可方便地确定调节的效果。”

Fluke ScopeMeter FLUKE 199C 示波表是功能强大的全功能示波器，以便携、手持的形式提供了台式示波器的功能和速度。190C 系列示波表是工业、电力和电子应用行业中工程师和技术员赖以工作的多功能测试工具。ScopeMeter 190C 系列示波表包括您所需的一切，从高性能的2.5GS/s 示波器到5000 字的数字多用表，以及无纸记录功能，应有尽有。利用光标、缩放、高级触发这样的功能，以及所独有的捕获100 个屏幕的能力，示波表测试工具是专门设计用于发现难以探测的间歇性故障，以及难以诊断的故障的——所有这一切都简单易用，操作直观。190C 系列示波表提供了全彩色的显示屏，可以更加方便地判别各个波形，尤其是在显示屏上显示大振幅的波形或多个互相重叠的波形时更是如此。而明亮的高对比度显示屏则使得在各种不同的照明条件下均可清晰地读取测试结果。而非常适合解决Teague 的问题的是，ScopeMeter FLUKE 199C 示波表的数字余辉模式使得用户可以即时观察动态信号的变化。190C 系列示波表能够以多种亮度电平和用户可选的衰减率，显示不同时间设置下的波形振幅分布，从而帮助用户发现异常现象并分析负载的动态信号。而其快速地屏幕刷新率可以即时发现信号的变化。

利用每个输入通道2.5 GS/s 的最大实时采样率，用户能够以400ps 的分辨率观察信号。独立浮地、完全隔离的输入具有各自的数字转换器，因此，用户能够以最高的分辨率，同时采集和分析两路输入波形。高分辨率显示屏，结合深度波形存储器——在示波模式下为1200样本点/通道，在示波记录模式下为27,000 样本点/通道——可以洞察微小的信号细节。在有12 个栅格的屏幕上，能够非常详尽地显示完整的视频线条。

“那是ScopeMeter FLUKE 199C 示波表的诱人之处。”福禄克示波表产品的经理Hilton Hammond 说：“如果您发现了示波器难题，190C系列示波表一定能够解决。”那天，张工在福禄克的展位看到了190C 系列示波表的工作情况，对示波表以简单、直观而准确地解决了其问题而印象深刻，并且ScopeMeter FLUKE 199C 示波表还可以上传和下载数字化存储的波形。