3. 节拍测量与数据采集
节拍优化的第一步不是“调参数”，而是把当前设备的真实动作耗时测准。没有基线数据，任何优化都只是凭感觉。本节要解决的核心问题是：用哪几种工具、在哪些测试点、以什么触发方式，把各动作耗时记录下来，并整理成可对比的节拍基线。
在 Yaskawa Sigma 系列伺服构成的设备中，一个完整工作循环通常由若干动作段组成，例如：等待启动信号 → 伺服使能 → 快速定位 → 工位切换 → 低速接近 → 夹紧/压合 → 保压 → 返回原点。每一段的耗时来源不同：有的取决于伺服本身的加减速能力，有的取决于 PLC 逻辑与扫描周期，有的取决于机械与气动响应。因此测量必须分层进行，不能只测一个总时间。
三类测量工具的分工
示波器用于捕捉高速、瞬态的信号时序。典型接法是把探头接到伺服驱动器的 DI/DO 端子或 PLC 的高速输出点，例如把“定位完成信号 /COIN”接到 CH1，“启动指令 /START”接到 CH2，用上升沿触发。这样可以直接读出从指令发出到定位完成之间的真实延迟，分辨率可达微秒级，能看清信号抖动、竞争和毛刺。
追踪功能（Trace）是 Sigma 驱动器内置的数据记录工具，通过 SigmaWin+ 或面板设置触发条件与采样周期，可同时记录位置指令、位置偏差、速度、转矩、DI/DO 状态等内部量。它最大的价值是把“电信号”和“机械动作”对应起来：例如观察位置偏差在何时收敛到定位完成窗口内，从而判断定位段真正结束的时刻。追踪的采样周期通常设为 0.5 ms 或 1 ms，触发点选在动作起始的 DI 上升沿。
PLC 扫描周期记录用于测量逻辑侧耗时。在 PLC 程序中，用系统时钟或高速计数器在动作开始和结束处打时间戳，两个时间戳之差即为该段逻辑耗时。需要注意：PLC 的输入滤波、输出刷新和扫描周期本身会引入数毫秒到数十毫秒的延迟，这部分必须单独测出来，否则会被误判为伺服慢。
测量点的选取与触发设置
测量点选错，数据就没有意义。建议按“指令发出点 → 伺服响应点 → 机械到位点 → 反馈确认点”四个位置布点。以一次定位动作为例：
- 指令发出点：PLC 输出模块上 /START 的上升沿，用示波器 CH2 监测。
- 伺服响应点：驱动器 DI 端子接收到的 /START，用示波器 CH1 监测，两者之差即传输与滤波延迟。
- 机械到位点：/COIN 定位完成信号上升沿，或外部接近开关信号。
- 反馈确认点：PLC 输入模块读到的到位信号，用于计算输入滤波延迟。
触发方式统一采用上升沿触发、单次采集，触发电平取信号幅值的 50%。如果信号有抖动，先加 1~2 ms 的数字滤波再测，否则会把抖动误算成动作时间。追踪功能的触发条件建议设为“/START 上升沿前 20 ms 开始记录”，这样能看到动作前的稳态，便于判断起始时刻。
PLC 扫描周期耗时的测量方法
PLC 侧耗时容易被忽略，但它常常是节拍中的“隐形大头”。测量方法是在动作开始和结束的梯形图网络中，分别用系统时钟指令读取当前时间，存入两个寄存器，相减得到逻辑耗时。例如：
// 动作开始处
LD M0 // 启动条件
TSTART D100 // 记录开始时间戳（ms）
// 动作结束处
LD M10 // 到位确认
TEND D102 // 记录结束时间戳（ms）
SUB D102 D100 D104 // D104 = 逻辑耗时(ms)同时要单独测出扫描周期本身：在程序首尾各读一次时钟，差值即为一个扫描周期。若扫描周期为 5 ms，而某段逻辑耗时显示 12 ms，说明该段跨越了约 2~3 个扫描周期，属于正常范围；若显示 50 ms，则要检查是否有等待、循环或通信阻塞。
基线数据的整理与有效性判断
每个动作段至少采集 10 个连续循环的数据，去掉明显异常值后取平均值和最大值。基线表应包含：动作段名称、测量工具、起止信号、平均耗时、最大耗时、波动范围、备注。判断数据是否有效，看三点：
- 重复性：同一动作段 10 次测量的波动范围应小于平均值的 10%，否则说明触发或机械状态不稳定。
- 可解释性：每段耗时都能对应到具体信号或物理过程，不能出现“无法解释的 30 ms”。
- 可复现性：换一个班次或重新上电后，用同样方法测出的数据应基本一致。
完成上述测量后，你就得到了一份可对比、可追溯的节拍基线。后续任何参数调整、程序修改或机械改动，都可以用同一套测量点和触发条件复测，直接与基线对比，判断优化是否真正有效。基线数据越细，后续优化的方向就越明确。