Errores lineales, angulares y planares.

En un mundo ideal, un sistema de movimiento lineal exhibiría un movimiento perfectamente plano y recto, alcanzando siempre la posición deseada sin ningún error. Sin embargo, incluso las guías y accionamientos lineales de mayor precisión (tornillos, cremalleras y piñones, correas, motores lineales) presentan cierto margen de error debido a las tolerancias de mecanizado, la manipulación, el montaje e incluso la forma en que se aplican.

En los sistemas de movimiento lineal se presentan tres tipos de errores: lineales, angulares y planares. Cada tipo tiene un efecto distinto en el sistema y su aplicación. Para evitar costos innecesarios por componentes de alta precisión o un sistema que no cumpla con los requisitos de la aplicación, es fundamental comprender las diferencias entre estos tres tipos de errores de movimiento lineal y sus causas.

【Errores lineales】

Los errores lineales incluyen la precisión y la repetibilidad del posicionamiento. Estos errores se denominan a veces errores de posicionamiento porque especifican la capacidad del sistema para alcanzar la posición deseada. En el contexto de los sistemas lineales, el término «precisión» se refiere a la precisión del posicionamiento, que es la desviación entre la posición objetivo y la posición alcanzada por el sistema. La repetibilidad se refiere a la facilidad con la que un sistema regresa a la misma posición tras varios intentos. El principal factor que contribuye a los errores lineales es el mecanismo de accionamiento (por ejemplo, tornillo, cremallera y piñón o motor lineal), pero el ajuste del sistema también puede afectar su capacidad para alcanzar la posición objetivo con precisión y repetibilidad.

【Errores angulares】

Los errores angulares son aquellos en los que el punto de interés gira alrededor de un eje. Se les suele denominar errores de balanceo, cabeceo y guiñada, que denotan la rotación alrededor de los ejes X, Y y Z, respectivamente. Si el punto de interés es el centro de la mesa o corredera, los errores angulares pueden no tener un efecto significativo en la aplicación. Sin embargo, cuando el punto de interés se encuentra a cierta distancia de la mesa o corredera, los errores de Abbé, que son errores angulares amplificados por la distancia, pueden producir resultados indeseables, especialmente en aplicaciones de mecanizado, medición y ensamblaje. Las principales causas de los errores angulares, y por extensión, de los errores de Abbé, son las imprecisiones en las guías lineales y las superficies de montaje mal mecanizadas.

【Errores planares】

Los errores planares —a menudo denominados «rectitud» y «planitud»— se producen durante el desplazamiento del sistema, pero en lugar de una rotación alrededor de un eje, son desviaciones de un plano de referencia recto ideal. La rectitud define la amplitud del movimiento a lo largo del eje Y mientras el sistema se desplaza a lo largo del eje X. De forma similar, la planitud define la amplitud del movimiento a lo largo del eje Z mientras el sistema se desplaza a lo largo del eje X.

Nótese aquí que el punto de referencia es el eje de desplazamiento (normalmente el eje X), por lo que solo hay dos tipos de errores planares, que implican el movimiento a lo largo de los dos ejes restantes.

Los errores de planaridad son perjudiciales para aplicaciones como la dosificación, el mecanizado o la medición, donde el comportamiento del sistema durante el movimiento es fundamental. En sistemas multieje, los errores de planaridad en un eje afectan al eje (o ejes) adyacente(s), especialmente cuando los ejes están apilados, como en mesas XY, mesas planas y algunos sistemas cartesianos.