如何用用脉冲补偿机械误差

A. 滚齿机误差修正补偿技术有什么简单介绍

大批量生产的齿轮普遍采用滚-剃-珩的加工工艺，若滚齿机误差大，齿轮质量将难以保证。为此人们不断探索简便实效的滚齿机误差修正补偿技术，使陈旧机床得到精化改造。
一、测控式精化技术
此方案采用实时测试、实时修正的原理进行工作。在滚齿机刀杆和工作台上各安装一个传感器（光栅等），与计算机（单片机）构成测试系统；另在差动轴上安装一步进电机，与计算机构成控制系统。在机床加工运动的同时进行测量和补偿控制。计算机根据测量的传动误差大小，换算成相应的驱动电源脉冲数，使步进电机带动差动轴转动，从而使工作台得到一个与传动误差相反的附加补偿运动，达到修正机床误差，提高工件加工精度的目的。
此方案的优点在于工作方式灵活，变换齿数方便；缺点在于：（1）费用高，每台机床改造都需要全套检测控制系统；（2）可靠性差，要保证全套系统一刻不停地伴随生产的进行而长期不出差错，这在车间恶劣的环境下几乎是不可能的；（3）传感器等的安装、位置和屏蔽等很麻烦。因此，这种方案未能在生产中得到普及推广。
二、机械式精化技术
这种方案采用一次性测试，根据测试结果加工偏心凸轮，加入传动链而使传动误差得到修正补偿。其优点在于每台被改造机床只增加1～2只凸轮，费用低，工作可靠、简便，不用维护；缺点在于灵活性较差，每次精化改造只能针对一种或少数几种齿数的齿轮，若要改变齿数，就要重测和重做凸轮。因此，这种方法适合于批量大、品种少的齿轮如汽车、摩托车齿轮的生产厂采用。此方案的具体实现有以下几种形式。
1、双向双偏心齿轮。将一个偏心轮横切为二，其偏心量分别按修正轴的正反两个方向的误差值设计。在正反向运动测试时，在仪器监视下选配相位，打上标记，找到各自误差补偿的最佳位置并切向错位，转过一个距离以保证正反向回转运动分别只由一个齿轮承担，同时保证一定齿隙，最后用销子将两齿与轴固定。这样，两偏心齿轮实际占据原来一个齿轮位置。这种装置可解决正反方向运动的误差修正。
2、e轮偏心修正。有些机床从滚刀后的齿轮开始直到差动机构一共5对锥齿轮全是1∶1传动比，这种情况下，它们各自的误差合成为同一个频率的单项误差，只要将e轮加工成偏心，并靠仪器测试找准相位，即可抵消。
3、d轮偏心修正。这时针对的修正对象是蜗杆副的周期误差，原理和方法与上述2一样。这种方法将使d轮（或e轮）固定不动，从而减小了分齿挂轮搭配的选择余地，即限制了加工齿数变化范围。
4、利用差动链进行修正。这种方法与前述测控式方案原理有相似之处，即利用机床差动系统，根据误差大小去提供一个附加的相反运动进行抵消。但这里只需增加一只凸轮即可。如图1所示。a′，b′，c′，d′4只齿轮为差动挂轮，此处a′换成凸轮，b′被当作摆杆，c′、d′为放大比调整齿轮。a″～b″为进给挂轮组，a～e为分齿挂轮组。调整进给挂轮，使差动挂轮a′的轴与机床工作台同步回转，在a′轴上安装凸轮，在b′轴上安装一摆杆，用弹簧来保证摆杆与凸轮单向贴紧，凸轮的增高量将使b′轴增加一个回转运动，该运动通过c′、d′，差动机构e、f、a、b、c、d和蜗杆给工作台带来一个附加运动，以抵消早先测出的传动误差。
凸轮的加工是根据测试误差曲线而定的，凸轮包络线的形状就是测试曲线的形状。早期限于加工手段，只是根据长周期误差测试曲线进行凸轮加工，并且需要先留有一定余量，然后装上凸轮再进行测试，根据测试结果，再用锉刀对凸轮进行修正（凸轮材料采用有机玻璃以便于加工），如此反复几次。这种方法主要是修正机床的长周期误差。随着计算机技术的和数控加工技术的发展，现已开始根据传动误差（包括长周期误差和短期周期误差）曲线进行修正。采用FMT测试系统［1］［2］得到的测试曲线是由一周1024个测试点组成的，将这些点换算后输入数控铣床，即可加工出形状相当的凸轮。于是，机床的长周期误差和大部分短周期误差（少数高频误差由于摆杆上的靠轮与凸轮发生干涉而得不到反映）都能得到补偿修正，提高精度更为显著。
三、结论
实现机械式精化的前提是精密测量，并且在测量以后，应先根据测量分析结果，把传动链中一些粗大误差环节，如轴弯了，孔偏了，齿缺了，轴套松了……等先进行更换，这项工作采用FMT测试系统是很容易做到的。在此基础上，再针对不便更换的环节，如蜗杆副引起的累积误差和锥齿轮引起周期误差等进行精化修正处理，可以达到很好的效果。

B. 如何设计程序来消除脉冲编码器的误差

如果是通用口脉冲控制：那么DOG+Z方式回原点，可以保证每次起始点是一样的。DOg+Z方式也可以用一次绝对值定位零点来替代。

如果位置信息反馈到控制器，或者是运动总线伺服做的：那么改变下编程，用相对运动方式，命令脉冲= 目标位置 - 当前位置。这样就可以补偿累积误差。

编码器（encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。

C. 如何用误差补偿法实现单片机的精确定时，将误差控制在两个机器周期内！！谢了！最好附程序说明。

1.C语言编程，很难精确到机器周期的，因为C代码本身在循环设置以及跳转代码上都是套用一个框架。
2.要精确到两个周期，要看你使用的是什么单片机，51系列的比较麻烦，因为要使用定时器中断程序进行计数，由于中断被执行时，要考虑当前执行的代码，若是长周期代码，要等待它执行完毕后才会执行中断程序，这样就耽误了计时的时间，就会产生误差。
3.最好使用定时器带比较输出的单片机，如AVR单片机，它的计时器带比较输出功能，可以借助比较器的实时输出一个很低的频率如几十赫兹（由于不需要程序干预，不会受到中断的影响，计时很精确）再将这个低频率信号，传递给另外一个16位定时器，进行65535个脉冲计时，这样就可以分秒不差的计时到分钟甚至几十分钟的级别。

程序代码没有具体的，因为使用单片机，重要的不是程序怎么写，而是如何自如的运用片内设备。光是看别人的程序是没用的，要看的是引脚输出的结果波形是否符合标准，再以此倒推程序。这样才能叫使用单片机。

希望我的回答对你有帮助。

D. 数控机床的反向偏差及定位精度如何测定补偿

数控机床反向偏差及定位精度测量需要用到SJ6000激光干涉仪。

▲垂直轴的线性测量示意图

SJ6000静态测量软件可以将线性测量结果生成指定的误差补偿表，该表涵盖了各个测量点的补偿值，运动控制系统制造商允许通过修改指定运动轴的补偿值来消除该运动轴的位置误差，精确的补偿，可以有效地降低运动轴的位置误差。

线性测量中目标位置的数据采集有基于位置的目标采集和基于时间的目标采集两种方式，普遍采用基于位置的目标采集方式，即：被测运动轴需设定若干个等距的定位点，当运动轴移动到设定的定位点时，需设置停留时间，以供SJ6000测量软件进行当前点的数据采集。

补偿方法

将激光干涉仪测量的数据文件用U盘拷入机床操作系统即可完成误差补偿。

E. 机械加工的误差类型及消除方法有哪些

在机械加工中，误差的产生是在所难免的，但我们可以采取相应的措施，尽量降低误差以满足加工精度的要求。可以采用的措施包括原始误差减少法、转移法、均分法、均化法及补偿法等。

原始误差减少法

在生产中，如果发现有误差的产生，并且查明了产生误差的原因，就可以直接对误差进行消除或减少，这种方法称为原始误差减少法。这是生产中应用最广泛的一种减少误差的基本方法。

举例来说，在加工细长轴的时候，由于工件的刚度极差，很容易产生弯曲和振动，从而对加工精度造成影响。这时候，可以采取较大主偏角的车刀，用大进给量和反向进给的切削方式直接减小原始误差。车刀的主偏角和进给量较大时，工件在强有力的拉伸作用下，振动会受到抑制；而反向进给由卡片一侧指向尾座，同样可以产生拉伸效果，再给尾座配上可伸缩的弹性顶尖，就不会压弯工件。

原始误差转移法

将工艺中影响加工精度的原始误差，转移到不影响加工精度，或对加工精度影响比较小的方向及零部件上，这就是原始误差转移法。这种方法利用不同加工方向和零部件对误差的敏感性不同，从而提高加工精度。

例如，转塔车床的转塔刀架在工作时需要经常地旋转，因此如何保持转位精度成为了一个难题。如果转塔刀架外圆车刀切削基面也想卧式车床那样在水平面内，那么转塔的转位误差就处在了敏感方向，对加工精度影响较大。而如果我们采用立刀安装法，将刀刃的切削基面放在垂直面内，就可以把转位误差转移到不敏感的方向，弱化了其对加工精度的影响。

原始误差均分法

当定位误差较大时，可以根据原始误差大小，把工件均分为若干组，然后对各组分别进行调整加工。这种方法称为原始误差均分法。

有时候，某一道工序本身并没有太大问题，但由于其上一道工序半成品精度达不到要求，导致这道工序出现了较大的定位误差，从而引起了加工超差。这时候就应该使用原始误差均分法，将半成品按误差大小分成若干组，每组的误差就缩小为原来的组数分之一。对各组半成品分别调整刀具与工件的相对位置，或者采用合适的定位元件，这样就可以在不改变上道工序加工精度的前提下，有效缩小整批工件的尺寸分散范围。

原始误差均化法

利用零件与零件之间有密切联系的表面相互比较，从对比中找到差异，然后进行相互修正或互为基准加工，使工件被加工表面的误差不断缩小和均分，这就是原始误差均化法。这种方法适用于那些对加工精度要求很高的零件。

加工涡轮时，影响精度的一个关键因素就是机床母涡轮的累计误差。我们可以在工件每次切削之后，将其相对于机床母涡轮转动一个角度，再进行下一次切削。这样就使工件中的误差每次切削都重新分布，从而不会形成积累误差，是加工精度得到了保证。

原始误差补偿法

加工中，已经发现了原始误差，我们可以认为的制造出另一种新的、相反方向的误差，用以抵消原先的原始误差，这种方法就是原始误差补偿法。它可以视为是一种“以毒攻毒”的消除误差方法。

在认为创造新误差的时候，应尽量使其与原始误差大小相等，方向相反，这样才能够实现减小误差、提高精度的目的。这种操作一般来说是比较简便的。某些情况下，原始误差是一个变化的值，这就需要用于补偿的误差也是一个变化的值。可以通过在线检测、在线误差补偿；偶件自动配磨以及积极控制起决定作用的误差因素来实现积极控制的变量误差补偿。

来源：对钩网

F. 设计一个定时器产生秒脉冲，误差在300纳秒以内，分布近似正态分布，期望近似于0。

虽然不是做这一行的，给一个我的思路吧。
首先你要有个本地的恒温晶振（如果要求确实高的话），确保你本地的时钟不会因为温度飘偏。
接下来你需要一个自适应分配的算法，通过卫星授时来校正或者说初始化你的本地分频器的分频控制寄存器的一个参考值。卫星和本地时钟完全异步，我们假设卫星时钟和本地时钟都绝对稳定，如此会间隔得到2个相邻的分频计数值。并且，在一段时间内的统计下会得到这2个分频计数的数量，我将这个看做一个比例。

算法开始：
开辟一段ram，假设1024的深度。卫星授时存在阶段认为是自适应初始化的过程，每次计数器计数结果按顺序存入ram，地址记满1024认为初始化完成，可以提供脱机时钟。
接下来进入修正学习阶段，跟踪并实时修正授时数据。地址跳回到0，继续按顺序刷新ram中各地址的计数结果。
卫星授时消失后，进入脱机运行阶段。计数器按当前ram指针的数据提供脉冲，每完成一个脉冲ram指针加1。

此方式可以认为将计时所需的参考时钟频率提升了1024倍并且可以轻松达到更高精度，而如果硬要在实际的电路或者晶振本体上实现则很容易出现天花板效应，并且代价巨大。不仅如此，也解决了生产上的数据写入与实际晶振频率匹配的问题。

升级版：进入脱机模式后，将ram数据原封不动写入flash，下次启动系统的时候先将flash数据搬到ram中，即可直接进入脱机模式。

G. 丝杠螺距误差是怎样产生的，如何进行补偿

在进给传动链中，齿轮传动、滚珠丝杠螺母副等均存在反转间隙。这种反转间隙会造成工 作台反向时，电动机空转而工作台不动，使半闭环系统产生误差和全闭环系统位置环振荡不 稳定。 为解决这一问题，可先采取调整和预紧的方法，减少间隙。而对于剩余间隙，在半闭环 系统中可将其值测出，作为参数输入数控系统，则此后每当坐标轴接收到反向指令时，数控 系统便调用间隙补偿程序，自动将间隙补偿值加到由插补程序算出的位置增量命令中，以补 偿间隙引起的失动。这样控制电动机多走一段距离，这段距离等于间隙值，从而补偿了间隙 误差。需注意的是对全闭环数控系统不能采用以上补偿方法(通常数控系统要求将间隙值设为 零)，因此必须从机械上减小或消除这种间隙。有些数控系统具有全闭环反转间隙附加脉冲补 偿，以减小这种误差对全闭环稳定性的影响。也就是说，当工作台反向运动时，对伺服系统 施加一定宽度和高度的脉冲电压(可由参数设定)，以补偿间隙误差。 螺距误差是指由螺距累积误差引起的常值系统性定位误差在半闭环系统中，定位精度很大 程度上受滚珠丝杠精度的影响。尽管滚珠丝杠的精度很高，但总存在着制造误差。要得到超 过滚珠丝杠精度的运动精度，必须采用螺距误差补偿功能，利用数控系统对误差进行补偿与 修正。采用该功能的另一个原因是，数控机床经长时间使用后，由于磨损其精度可能下降。 采用该功能进行定期测量与补偿，可在保持精度的前提下延长机床的使用寿命。

H. 机械臂误差标定及补偿过程是什么意思

针对机械臂D-H参数和关节电 机减速比不精确导致机械臂绝对定位精度降低的问题,提出了在利用几何分析标定机械臂D-H参数的基础上,通过分析关节实际旋转角度和相应电机编码器码值的 线性关系,标定关节电机减速比的方法;针对关节角误差微分补偿法计算量大的缺点,通过推导机械臂末端位姿矩阵误差和关节角误差之间的微分关系建立误差模 型,求解关节补偿角,避免了雅各比矩阵的求取,提高了计算效率;最后采用三维激光跟踪仪搭建测量系统,完成了一种6自由度机械臂的标定及补偿实验;实验结 果表明,通过参数标定及误差补偿,机械臂的绝对定位误差均值从标定前的2.83mm和1.14°降低到0.54mm和0.24°,验证了方法的有效性。

I. 加工中心发那克0i系统如何调整各轴的补偿间隙，需要改哪几个参数

fanueoi加工中心丝杠间隙补偿是反向间隙补偿，一个是进给间隙补偿，一个是快进间隙补偿。用千分表，或是百分表来打表做相应的补偿，输入相应的补偿值做尝试，直到反向间隙消除为止。

加工中心

从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。

J. cnc数控磨床误差补偿都有哪些原理方法

磨削加工中，砂轮的磨损状态是影响磨削质量的一个主要因素。砂轮在磨削过程中，磨粒逐渐磨钝而失往切削能力，若继续磨削，就会增加砂轮与工件之间的摩擦而发热，磨削质量将明显下降。这主要是由于磨粒的钝化，砂轮表面被堵以及砂轮外形失真所致，因此实时检测砂轮状态并及时修整，对保证磨削质量意义重大。
传动误差及补偿技术：
传动误差主要指传动链的制造精度与传动间隙，采用数控系统软件误差补偿方法，可以在机床的机械部分不作任何改进的情况下，使其总体精度明显进步。精度软件误差补偿技术对进步数控机床的精度有两方面的意义，一是与制造精度的进步相结合，使数控机床的总体精度上升一个新的台阶。二是在cnc数控磨床化改造时实施软件误差补偿，以实现廉价的机床精度升级。
1、齿隙误差补偿原理
cnc数控磨床磨削不错！齿隙补偿又称反向间隙补偿机械传动链在改变转向（如工作台改变移动方向，旋转轴改变转向）时，由于齿隙的存在，会引起伺服电机空走，而工作台无实际移动，又称失动在半闭环系统中，这种齿隙误差对于机床加工精度具有很大影响，必须加以补偿，CNC系统是在位控程序计算反馈位置的过程中加进齿隙补偿以求得实际反馈位置增量。各坐标轴的齿隙值被预先测定好，作为机床基本参数，以伺服分辨率为单位输进内存。每当检测到坐标轴改变方向时，自动将齿隙补偿值加到由反馈元件检测到的反馈位置中，以补偿因齿隙引起的失动。
2、等间距螺距误差补偿
所谓等间距指的是补偿点间的间隔是相等的，等间距螺距误差补偿选取机床参考点作为补偿的基础点，机床参考点由反馈系统提供的相应基准脉冲来选择，具有很高的正确度，是机床的基本参数之一。在实现软件补偿之前，必须测得各补偿点的反馈增量修正值（以伺服分辨率为单位存进表中），较高精度的CNC系统，一般采用激光干涉仪丈量的实际位置与发送的指令位置相比较，得到相应补偿点的反馈增量修正值。即：补偿点反馈增量修正值=（数控指令命令值一实际位置值）／伺服分辨率。
螺距误差补偿程度一般包含在位控程序中。在控制系统算出工作台当前位置的尽对坐标时，调用螺距误差补偿程序，实现反馈增量的补偿及位置的补偿。由于等间距螺距误差补偿各坐标轴的补偿点数及补偿点间距是一定的，通过给补偿点编号，能很方便地用软件实现。但这样的补偿，由于补偿点位置定得过死而缺少柔性，要想获得满足机床工作实际需要的补偿，最好是使用螺距误差补偿法，即不等间距的螺距误差补偿法。采用反向间隙补偿和等间距的螺距误差补偿后，机床的精度明显进步，运动精度由140μm进步到40μm以内。
cnc数控磨床损检测与修整：
cnc数控磨床磨削加工中，不仅磨粒的尺寸、外形和分布对加工过程有影响，而且砂轮的气孔状况也起着重要的作用，当气孔被严重堵塞时，砂轮寿命会过早结束。砂轮堵塞是磨削加工中的普遍现象，不论加工条件选择的如何公道，要完全防止堵塞是不可能的。砂轮堵塞会加剧磨损，影响磨削质量。为避免磨削加工中出现废品，就需要在磨削加工过程中对砂轮实施在线检测技术，在线检测能在制造的早期阶段消除质量题目，这样就不会造成废品。
接触式砂轮磨损检测方法：
在磨削加工中，砂轮的磨损状态是砂轮磨削性能好坏的重要指标之一，cnc数控磨床影响着磨削加工的生产效率和加工质量。砂轮在磨削过程中，磨粒逐渐磨钝而失往切削能力，若继续磨削，就会增加砂轮与工件之间的摩擦而发热，磨削质量将明显下降。这主要是由于磨粒的钝化、砂轮表面被堵以及砂轮外形失真所致。利用激光功率谱的检测、CCD的动态监控和应用粗糙集理论建立专家知识库进行在线监测意义重大，但磨削加工中受磨屑、切削液的影响，信号检测轻易失真，而且投进较大，实际应用、维护有很大难度。
检测砂轮时，砂轮首先移动到某一固定点（可以设为第二参考点），在砂轮转动的情况下，传感器沿轨道在A到B点间往复移动，检测到的最大与最小信号值之差即为砂轮修整量，把经过处理的信号值输进单片机，从而控制砂轮修整量。