二维补偿技术,精准定位的关键是什么（二维补偿技术,精准定位的关键技术）

在运动控制中，精度也称为绝对精度，是指在特定维度上到达指令位置的精度。通常需要测量整个行程的多个点的误差，并采用P-V、P-P或3统计方法进行统计考虑。

01. 绝对的准确性和重复性

提高绝对精度是一项非常困难且成本高昂的任务，但提高可重复定位精度并在控制器级别适当应用它是一种有效且常用的方法。

绝对准确度和重复性

二维精度通常是指运动平台在X轴、Y轴两个坐标系中的精度和稳定性。它取决于运动平台本身的机械性能、反馈系统和驱动系统。为了测量二维绝对精度数据，需要更可靠的二维测量方法。虽然驱动控制系统可以提供直观的二维反馈数据，但反馈数据和精度是两个不同的概念。

下图用X、Y坐标轴的偏差来表示二维精度：

二维误差

02.二维误差的来源

构成X轴和Y轴的各自的定位误差（重复定位精度）是最容易理解的二维精度的来源。然而，2D 精度带来的好处远不止于此。 X轴和Y轴的垂直度对二维误差的大小起着至关重要的作用；同时，X轴、Y轴的直线度也会影响垂直轴的定位精度；各轴的偏转、Pitch、Roll误差不仅影响定位，还会带来阿贝误差，进而影响最终的定位精度。为了简化从两个一维轴的性能到二维误差的推导，我们需要应用困难的理论公式。

二维误差的一些来源分析

要实现良好的定位，一种方法是利用更高精度的位置反馈进行闭环位置计算，但这种方法成本高昂且极其困难；另一种相对经济可行的方法是采用精确的测量方法进行测试。运动控制器中具有实时位置补偿的可重复2D 误差。

03.二维补偿

二维补偿驱动控制方案和运动控制器的二维补偿方案都经过了实际验证。

第二代补偿方法操作方便，稳定可靠，通过中间位置的一次差分法基本满足了大多数二维补偿的应用要求。

前段二维补偿方案

后期二维补偿方案

04.二维误差标定

对于二维误差的标定，核心是利用反馈或者二维精度较高的样本进行坐标标定。使用二维编码器反馈是一种成本相对较高的解决方案。其核心是高精度二维光栅，大面积反馈也很难找到。除了机床应用外，海德汉提供的KGM平面光栅系统还可用于精密平台误差校准。

平面光栅

另外，通过使用其他高精度标定板并与相机结合，也可以实现误差值的标定。根据标定点数量的不同，对二维点阵的位置误差进行标定并写入补偿表，实现动态补偿。

标定板标定二维精度