La sélection des composants et la conception de la machine affectent la précision et la répétabilité du système.

Avant de répondre à cette question, définissons la précision et la répétabilité des systèmes linéaires.

【Précision】

En mouvement linéaire, il existe deux grandes catégories de précision : la précision de positionnement et la précision de déplacement. La précision de positionnement définit l'écart entre la position cible du système et la position réelle atteinte. La précision de déplacement définit les erreurs qui surviennent pendant le mouvement. Autrement dit, le système se déplace-t-il en ligne droite, ou se déplace-t-il de haut en bas ou latéralement ?

La précision est donnée par rapport à une valeur ou référence « réelle » ou acceptée. Pour la précision de positionnement, la valeur de référence est la position cible. Pour la précision de déplacement, la valeur de référence est un plan de mouvement défini, à la fois dans le sens vertical (c'est-à-dire la planéité du déplacement) et dans le sens horizontal (c'est-à-dire la rectitude du déplacement). Notez que la précision dépend de la proximité de la position cible, quelle que soit la direction.

【Répétabilité】

La répétabilité définit la précision avec laquelle un système revient à la même position après plusieurs tentatives. La répétabilité peut être spécifiée comme unidirectionnelle (la spécification est valide lorsque la position est approchée dans la même direction) ou bidirectionnelle (la spécification est valide lorsque la position est approchée dans l'une ou l'autre direction).

Question : « Je conçois un nouveau système de mouvement linéaire. Dois-je le concevoir pour une précision élevée ou une répétabilité élevée ? Ou les deux ? »

Les systèmes linéaires sont constitués de quatre composants de base : la base ou structure de montage, le ou les guides linéaires, le mécanisme d'entraînement et le moteur. Chacun de ces composants joue un rôle dans la précision ou la répétabilité du système. Des composants secondaires tels que les accouplements, les connecteurs, les plaques de montage, les capteurs et les dispositifs de rétroaction influencent également les performances du système. Même des facteurs difficiles à contrôler, comme les fluctuations de température et les vibrations des machines, affectent les spécifications de précision et de répétabilité d'un système.

Pour optimiser la précision de positionnement, le mécanisme d'entraînement doit généralement être au cœur des préoccupations. Les vis à billes sont généralement reconnues comme le meilleur choix pour une précision de positionnement élevée, spécifiée par leur classification d'erreur de pas (ou de tolérance). Cependant, les vis à billes avec écrous préchargés et les systèmes pignon-crémaillère de haute précision offrent également une grande précision de positionnement. La flexion et les vibrations du système peuvent dégrader la précision de positionnement. La rigidité de la structure de montage, du guidage linéaire et des connexions entre les composants est donc également importante pour les systèmes exigeant une grande précision de positionnement.

En revanche, la précision de déplacement d'un système dépend presque entièrement de la structure de montage et du système de guidage linéaire. La plupart des guidages linéaires à recirculation sont spécifiés par classe de précision, qui définit les écarts maximaux de hauteur, de parallélisme et de rectitude pendant le déplacement. Cependant, la précision d'un guidage linéaire dépend de la surface sur laquelle il est monté ; la structure de montage est donc un facteur important. Le montage d'un guidage linéaire de « précision » sur une base brute ou un profilé en aluminium altère sa précision de déplacement.

La répétabilité d'un système linéaire est principalement déterminée par le mécanisme d'entraînement, c'est-à-dire la précision du pas d'une vis, l'écart de pas et l'allongement maximal d'une courroie, ou encore le jeu dans un système à crémaillère. Le meilleur moyen d'améliorer la répétabilité est de supprimer le jeu dans le mécanisme d'entraînement. Les vis à billes sont souvent spécifiées avec une précharge pour éliminer le jeu, et de nombreuses conceptions de vis-mère offrent également un jeu nul. Les systèmes à crémaillère présentent intrinsèquement un jeu entre la crémaillère et les dents du pignon, mais les conceptions à pignon double et à pignon divisé suppriment ce jeu.

Si le système subit d'importantes fluctuations de température, la dilatation et la contraction des composants dues aux effets thermiques peuvent également réduire la répétabilité du système. Contrairement à la précision de positionnement ou de déplacement, la répétabilité d'un système ne peut être améliorée par la rétroaction et le contrôle. La seule façon d'améliorer la répétabilité d'un système linéaire est d'utiliser un entraînement offrant une répétabilité plus élevée.

La question de savoir si un concepteur ou un ingénieur doit privilégier la précision ou la répétabilité dépend du type d'application. Dans les applications de positionnement, telles que le pick-and-place ou l'assemblage, la précision de positionnement et la répétabilité sont souvent les facteurs les plus critiques. En revanche, dans des applications comme la distribution, la découpe ou le soudage, où l'uniformité et la précision du processus pendant le déplacement sont essentielles, la précision du déplacement doit être la priorité.