PMAC 误差补偿的方法及步骤

PMAC 误差补偿的方法及步骤

电机的进行运动控制的过程中，由于误差的存在，因此要进行补偿。

补偿的基本步骤是：1.测量误差数据

                                 2.使用误差数据制作补偿表

                                 3.在程序中写入补偿表

                                 4.测试补偿后的数据

以下进行详细说明。

本文我使用的是PMAC进行直线电机的控制，使用光栅反馈，1mm对应20000个脉冲，并且使用激光干涉仪作为基准。

（一）测量误差数据

误差数据的测量就是发送指令让PMAC控制电机移动某个距离，同时对比激光干涉仪的数据，两个数据的差值就是误差值。

具体步骤：

（1）给PMAC输入指令#1j^1000000控制电机1向前移动50mm（1mm对应20000个脉冲），同时观察激光干涉仪的数值并进行记录。我这里一共测量10个数据，到500mm为止。记录的方式可以是手动记录，也可以使用干涉仪自带的软件进行数据的记录。我使用的是干涉仪软件的记录方法。

（2）反方向也同样进行测量。

（3）得到测量的数据如下：

系数	目标 (mm)	运行次数 1 (+) 位置	运行次数 1 (+) 误差
1	50.0000	50.0081	8.1
2	100.0000	100.0105	10.5
3	150.0000	150.0219	21.9
4	200.0000	200.0341	34.1
5	250.0000	250.0455	45.5
6	300.0000	300.0576	57.6
7	350.0000	350.0713	71.3
8	400.0000	400.0856	85.6
9	450.0000	450.0990	99.0
10	500.0000	500.1128	112.8

系数	目标 (mm)	运行次数 1 (-) 位置	运行次数 1 (-) 误差
1	-50.0000	-50.0108	-10.8
2	-100.0000	-100.0254	-25.4
3	-150.0000	-150.0361	-36.1
4	-200.0000	-200.0475	-47.5
5	-250.0000	-250.0600	-60.0
6	-300.0000	-300.0717	-71.7
7	-350.0000	-350.0842	-84.2
8	-400.0000	-400.0967	-96.7
9	-450.0000	-450.1084	-108.4
10	-500.0000	-500.1209	-120.9

（二）制作补偿表

（1）将误差值除以0.05（光栅分辨率为0.05um）得到值2

（2）将值2乘以16（PMAC寄存器相关量）得到值3

得到如下数据：

	目标 (mm)	运行次数 1  位置	运行次数 1 误差	误差/分辨率	*16
1	50	50.0081	8.1	162	2592
2	100	100.0105	10.5	210	3360
3	150	150.0219	21.9	438	7008
4	200	200.0341	34.1	682	10912
5	250	250.0455	45.5	910	14560
6	300	300.0576	57.6	1152	18432
7	350	350.0713	71.3	1426	22816
8	400	400.0856	85.6	1712	27392
9	450	450.099	99	1980	31680
10	500	500.1128	112.8	2256	36096
11	-50	-50.0108	-10.8	-216	-3456
12	-100	-100.025	-25.4	-508	-8128
13	-150	-150.036	-36.1	-722	-11552
14	-200	-200.048	-47.5	-950	-15200
15	-250	-250.06	-60	-1200	-19200
16	-300	-300.072	-71.7	-1434	-22944
17	-350	-350.084	-84.2	-1684	-26944
18	-400	-400.097	-96.7	-1934	-30944
19	-450	-450.108	-108.4	-2168	-34688
20	-500	-500.121	-120.9	-2418	-38688
21	-450	-450.108	-108.4	-2168	-34688
22	-500	-500.121	-120.9	-2418	-38688

（3）将值3进行排列得到补偿表，排列的方法是从正向的第一个值到最大值也就是50mm到500mm，接着从反向最大值到最小值，然后删去反向最大值对应的补偿值也就是-500mm对应的值，并在最后加上0。

排序后得到如下表格：

	目标 (mm)	运行次数 1  位置	运行次数 1 误差	误差/分辨率	*16		补偿表
1	50	50.0081	8.1	162	2592		2592
2	100	100.0105	10.5	210	3360		3360
3	150	150.0219	21.9	438	7008		7008
4	200	200.0341	34.1	682	10912		10912
5	250	250.0455	45.5	910	14560		14560
6	300	300.0576	57.6	1152	18432		18432
7	350	350.0713	71.3	1426	22816		22816
8	400	400.0856	85.6	1712	27392		27392
9	450	450.099	99	1980	31680		31680
10	500	500.1128	112.8	2256	36096		36096
22	-500	-500.121	-120.9	-2418	-38688		-34688
21	-450	-450.108	-108.4	-2168	-34688		-38688
20	-500	-500.121	-120.9	-2418	-38688		-34688
19	-450	-450.108	-108.4	-2168	-34688		-30944
18	-400	-400.097	-96.7	-1934	-30944		-26944
17	-350	-350.084	-84.2	-1684	-26944		-22944
16	-300	-300.072	-71.7	-1434	-22944		-19200
15	-250	-250.06	-60	-1200	-19200		-15200
14	-200	-200.048	-47.5	-950	-15200		-11552
13	-150	-150.036	-36.1	-722	-11552		-8128
12	-100	-100.025	-25.4	-508	-8128		-3456
11	-50	-50.0108	-10.8	-216	-3456		0

但是在后续的测量中发现，如果这样进行补偿的话会造成边界数据的补偿失败，因此采用的方法是正负方向各增加一个数据，这个数据可以由前面的数据预测得到，这里我们增加550和-550mm的两个补偿表数据分别为40512和-42688，由于要删去反向最大值，因此删去-550的值，加上原来删去的-500的值。

	目标 (mm)	运行次数 1  位置	运行次数 1 误差	误差/分辨率	*16		补偿表
1	50	50.0081	8.1	162	2592		2592
2	100	100.0105	10.5	210	3360		3360
3	150	150.0219	21.9	438	7008		7008
4	200	200.0341	34.1	682	10912		10912
5	250	250.0455	45.5	910	14560		14560
6	300	300.0576	57.6	1152	18432		18432
7	350	350.0713	71.3	1426	22816		22816
8	400	400.0856	85.6	1712	27392		27392
9	450	450.099	99	1980	31680		31680
10	500	500.1128	112.8	2256	36096		36096
	550				40512		40512
	-550				-42688		-38688
22	-500	-500.121	-120.9	-2418	-38688		-34688
21	-450	-450.108	-108.4	-2168	-34688		-38688
20	-500	-500.121	-120.9	-2418	-38688		-34688
19	-450	-450.108	-108.4	-2168	-34688		-30944
18	-400	-400.097	-96.7	-1934	-30944		-26944
17	-350	-350.084	-84.2	-1684	-26944		-22944
16	-300	-300.072	-71.7	-1434	-22944		-19200
15	-250	-250.06	-60	-1200	-19200		-15200
14	-200	-200.048	-47.5	-950	-15200		-11552
13	-150	-150.036	-36.1	-722	-11552		-8128
12	-100	-100.025	-25.4	-508	-8128		-3456
11	-50	-50.0108	-10.8	-216	-3456		0

由此得到一个完整的补偿表。

（三）在程序中写入补偿表

在程序中使用#1 DEFINE COMP 22,22000000指令来设置添加补偿表的参数。其中22表示一共有22个入口，也就是补偿值，而22000000则是总长度的脉冲数，也就是110mm*20000脉冲/mm。

然后就是将补偿表写入。并且使能补偿，使I51=1。

（四）测试补偿后的数据

与步骤（一）相同的方法使电机前进或后退一个距离，并与激光干涉仪的数据进行比较，可以看到相差明显变小，在几um内。但是要注意补偿后的jog指令不能使用#1j^20000，而应该使用#1j：20000，否则会出现走不到位的情况。

附：PMAC程序

close ; 关闭任意的缓冲区
delete gather ; 删除数据采集缓冲区
#1 DEFINE COMP 22,22000000
2592
3360
7008
10912
14560
18432
22816
27392
31680
36096
40512
-38688
-34688
-30944
-26944
-22944
-19200
-15200
-11552
-8128
-3456
0 
close ; 关闭任意的缓冲区
delete gather ; 删除数据采集缓冲区
undefine all ; 删除全部轴定义
I51=1
&1
#1->20000X ; 电机#1的轴定义

#1J/
P1=0;
OPEN PROG 4 CLEAR ; 打开缓冲区
LINEAR ; 直线插补模式
INC ; 增量模式
WHILE(P1<10)
X 50 ; 运行一个单位
DWELL 10000
P1=P1+1;
ENDWHILE
CLOSE ; 关闭缓冲区

附：雷尼绍激光干涉仪的软件数据记录方法

1.点击菜单栏上第一个图标

2.在弹出的窗口填入采集的方法，我这里是每隔50mm采集一次数据，一共10次，共500mm，保留到小数点后5位。

3.点击下一步，测量方式线性定位方式，方向选择单向

4.然后就是填入信息，自动采集选择无效