Das Verständnis der Wiederholgenauigkeit, ihrer Ursachen und ihres Einflusses auf die Leistung eines Linearbewegungssystems ist entscheidend, um die für eine bestimmte Anwendung erforderliche Leistungsfähigkeit zu bestimmen und die passenden Komponenten auszuwählen. Idealerweise bewegt ein Bewegungssystem eine Last wiederholt und präzise mit einer gewissen Toleranz oder Unsicherheit zu einem vorgegebenen Zielpunkt. In diesem Fall beschreibt die „Wiederholgenauigkeit“, wie genau diese Bewegungen beieinander liegen. Faktoren, die die Wiederholgenauigkeit beeinflussen, sind unter anderem die Reibung im System, die Torsionssteifigkeit, die Last, die Beschleunigung, das Spiel und die Bewegungsleistung.

Die Wiederholgenauigkeit, das grundlegendste Leistungsmerkmal eines Systems, definiert die Streuung einer Bewegungsreihe oder, analytischer ausgedrückt, die Breite der Streuung um den Mittelwert über eine signifikante Anzahl von Positionierversuchen. Die Wiederholgenauigkeit, eine statistische Kennzahl, wird üblicherweise für eine Normalverteilung durch eine Streuungsbreite definiert, die einer bestimmten Anzahl von Standardabweichungen entspricht. Üblicherweise wird eine Wiederholgenauigkeit von drei Standardabweichungen (3 Sigma) spezifiziert. Betrachten wir beispielsweise einen Positionierer mit einer Wiederholgenauigkeit von 0,0001 Zoll. Bei 3 Sigma liegt jede Reihe identischer Bewegungen mit einer Wahrscheinlichkeit von 99,74 % innerhalb einer Streuungsbreite von 0,0001 Zoll. Zum Vergleich: 2 Sigma entsprechen einer Wahrscheinlichkeit von 95,44 %, während 6 Sigma einem Konfidenzintervall von 99,9997 % entsprechen. Häufig müssen Bewegungssysteme lediglich Konsistenz oder minimale Variabilität nachweisen. Höhere Präzisionsgrade sind nicht erforderlich. In solchen Fällen ist Wiederholgenauigkeit die einzige notwendige Eigenschaft, um die Präzisionsanforderungen zu erfüllen. Die Wiederholgenauigkeit ist bidirektional, wobei die unidirektionale Wiederholgenauigkeit die Leistung bei Annäherungen von nur einer Seite des Ziels definiert. Sie wird durch nicht konstante statische Reibung (Haftung) und die Torsionssteifigkeit des Antriebsstrangs beeinflusst. Haftreibung führt zu Bewegungen, die durch einen ruckartigen Ausschlag beim Einwirken einer Kraft zur Bewegungsinitiierung gekennzeichnet sind. Unzureichende Torsionssteifigkeit verursacht Aufschwingen, d. h. eine Bewegungseingabe ohne entsprechende Ausgangsverschiebung. Die bidirektionale Wiederholgenauigkeit definiert die Leistung bei Annäherungen von beiden Seiten des Ziels. Ein hohes Maß an unidirektionaler Wiederholgenauigkeit ist relativ leicht zu erreichen, da das Umkehrspiel – der Bewegungsverlust bei Richtungsumkehr, der zur bidirektionalen Wiederholgenauigkeit beiträgt – die unidirektionale Bewegung nicht beeinflusst. Natürlich führt die Annäherung an Ziele aus nur einer Richtung zu längeren Durchlaufzeiten. Bidirektionale Wiederholgenauigkeit ist anspruchsvoller.

Eine hohe bidirektionale Wiederholgenauigkeit setzt eine hohe unidirektionale Wiederholgenauigkeit voraus. Toleranzen zwischen Antriebskomponenten wie Gewindespindeln/Muttern, Zahnrädern und mehrteiligen Kupplungen müssen präzise eingehalten und Vorspannungen angepasst werden, um das Zahnflankenspiel zu minimieren, das als mechanische Totzone im Bewegungssystem betrachtet werden kann. In programmierbaren Bewegungssystemen können Konstrukteure das Zahnflankenspiel durch kleine, inkrementelle Bewegungen vor den regulären Bewegungen in einer bestimmten Richtung reduzieren. Die Minimierung der Anzahl interagierender Antriebskomponenten oder des Spiels (bzw. der Lockerheit) zwischen den Bauteilen (das sich durch Verschleiß entwickelt) reduziert ebenfalls das Zahnflankenspiel. Bei gerollten Kugelgewindetrieben beträgt das Zahnflankenspiel typischerweise weniger als 0,025 mm. Im Vergleich dazu liegt das Zahnflankenspiel bei hochpräzisen geschliffenen Kugelgewindetrieben unter 0,0025 mm. Wenn hohe Leistung und maximaler Produktionsdurchsatz gefordert sind, ist in der Regel auch bidirektionale Wiederholgenauigkeit erforderlich.