实验 3 · 运动误差与反向间隙

目标#

亲手测出 demo-2axis-vision 的反向间隙（配置里写的是 2.4 µm），并回答： 为什么单向定位很准，一往复就不准了？

步骤#

1. 设备 → 虚拟设备 → axisX → 误差模型，先确认 backlashUm = 2.4。
2. 单向重复性：X 从 50 mm 单向走到 100 mm，重复 30 次，每次用视觉测实际位置。算标准差。
3. 双向重复性：X 交替从 50 → 100 → 50 → 100，重复 30 次。再算标准差。
4. 比较 2 和 3。差值的一半就是反向间隙的估计值。
5. 把 backlashUm 调到 50，重复步骤 2、3。看两条曲线拉开多少。
6. 打开 补偿 → 反向间隙补偿，填入你测出来的值，重跑步骤 3。

判据#

项	判据
单向重复性（1σ）	< 1.5 µm
双向重复性（补偿前，b=2.4）	明显大于单向
反向间隙估计值	2.4 ± 0.5 µm
补偿后双向重复性	回到接近单向的水平

常见错误#

• 只做单向测试就下结论：绝大多数「实验室很准、产线不准」的案例都出在这里。
• 把重复性当定位精度：重复性说的是「每次都一样」，定位精度说的是「和真的一样」。 一台机器可以重复性 1 µm、定位精度 20 µm。
• 补偿值填反了符号：补偿后误差翻倍，一看就知道。
• 忘了回零：回零重复性本身也会进到测量结果里。

思考题#

1. 反向间隙补偿为什么不能完全消除双向误差？（提示：间隙不是一个常数，它和载荷、位置有关）
2. 螺距误差和反向间隙，哪个可以用单次标定补掉，哪个需要按位置查表？
3. 如果你的应用全程只往一个方向走，还需要补反向间隙吗？成本收益怎么算？
4. 用误差预算算一下：在这台机器上，把反向间隙从 2.4 µm 降到 1 µm，对最终 3σ 精度的改善有多少？值得为它换一套丝杠吗？