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】

Dans le mouvement linéaire, il existe généralement deux catégories de précision : la précision de positionnement et la précision de déplacement. La précision du positionnement spécifie la différence entre la position cible du système et la position réelle atteinte. La précision du déplacement spécifie les erreurs qui se produisent lors du mouvement : en d'autres termes, le système se déplace-t-il en ligne droite, ou se déplace-t-il de haut en bas ou d'un côté à l'autre lors de son déplacement ?

La précision est donnée par rapport à une valeur ou référence « vraie » ou acceptée. Pour la précision du positionnement, la valeur de référence est la position cible. Pour la précision du 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 est liée à la distance à laquelle la position cible est atteinte lors d'une approche dans l'une ou l'autre direction.

【Répétabilité】

La répétabilité définit la mesure dans laquelle un système revient à la même position après plusieurs tentatives. La répétabilité peut être spécifiée comme unidirectionnelle, ce qui signifie que la spécification est valide lorsque la position est approchée dans la même direction, ou bidirectionnelle, ce qui signifie que 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 ou une répétabilité élevée ? Ou les deux ?

Les systèmes linéaires sont constitués de quatre composants de base : la base ou la structure de montage, le ou les guides linéaires, le mécanisme d'entraînement et le moteur, et chacun d'entre eux joue un rôle dans la précision ou la répétabilité du système. Les 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. Et même les facteurs difficiles à contrôler, tels que les fluctuations de température et les vibrations des machines, affectent les spécifications de précision et de répétabilité d'un système.

Lorsque vous travaillez pour maximiser la précision du positionnement, le mécanisme d’entraînement doit généralement être la zone de concentration. Les vis à billes sont généralement reconnues comme le meilleur choix pour une précision de positionnement élevée, qui est spécifiée par leurs classifications d'erreur d'avance ou de degré de tolérance. Mais les vis-mères avec écrous préchargés et les systèmes à crémaillère et pignon de haute précision sont également capables de fournir des précisions de positionnement élevées. La flexion et les vibrations du système peuvent dégrader la précision du positionnement. C'est pourquoi la rigidité de la structure de montage, du guidage linéaire et des connexions entre les composants est également importante pour les systèmes nécessitant une précision de positionnement élevée.

En revanche, la précision du déplacement d'un système dépend presque entièrement de la structure de montage et du système de guidage linéaire. La plupart des guides linéaires à recirculation sont spécifiés par classe de précision, qui définit les écarts maximaux en hauteur, parallélisme et rectitude pendant le déplacement. Mais un guide linéaire est aussi « précis » que la surface sur laquelle il est monté, la structure de montage est donc un facteur important. Le montage d'un guide linéaire de « précision » sur une base non usinée ou sur une extrusion d'aluminium annule les performances de précision de déplacement du guide.

La répétabilité d'un système linéaire est déterminée principalement par le mécanisme d'entraînement, c'est-à-dire la précision du pas d'une vis, l'écart de pas des dents et l'étirement maximum d'une courroie, ou le jeu dans un système à crémaillère et pignon. La meilleure façon 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 mères n'offrent également aucun jeu. Les systèmes à crémaillère et pignon ont intrinsèquement un jeu entre la crémaillère et les dents du pignon, mais les conceptions à double pignon et à pignon fendu suppriment ce jeu.

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

Le fait qu'un concepteur ou un ingénieur doive se préoccuper davantage de la précision ou de la répétabilité dépend du type d'application. Dans les applications de positionnement, telles que le prélèvement et le placement ou l'assemblage, la précision et la répétabilité du positionnement sont souvent les facteurs les plus critiques. Mais dans des applications telles que la dépose, 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.