Comprendre la répétabilité, ses causes et son influence sur les performances d'un système de mouvement linéaire est essentiel pour déterminer les capacités requises dans une application donnée, ainsi que pour spécifier les composants appropriés. Idéalement, un système de mouvement déplace une charge de manière répétée et constante vers un point cible donné, avec une certaine tolérance ou incertitude. Dans ce cas, le terme « répétabilité » désigne la proximité de ces mouvements les uns par rapport aux autres. Les facteurs qui affectent la répétabilité comprennent le frottement du système, la rigidité en torsion, la charge, l'accélération, le jeu et les performances du mouvement.

La répétabilité, critère fondamental de performance d'un système, définit la variation d'une série de mouvements ou, plus précisément, l'amplitude de la dispersion autour de la moyenne pour un nombre significatif d'essais de positionnement. La répétabilité, une qualité statistique, est généralement définie pour une distribution normale par une amplitude de dispersion correspondant à un certain nombre d'écarts types. On spécifie généralement une répétabilité de trois écarts types (3 sigma). Prenons l'exemple d'un positionneur dont la spécification de répétabilité est de 0,0001 pouce (0,0025 mm). Avec 3 sigma, toute série de mouvements identiques se situe dans une amplitude de dispersion de 0,0001 pouce (0,0025 mm) avec un niveau de confiance de 99,74 %. À titre de comparaison, 2 sigma correspondent à un niveau de confiance de 95,44 %, tandis que 6 sigma correspondent à un intervalle de confiance de 99,9997 %. Souvent, les systèmes de mouvement doivent seulement démontrer une certaine constance ou une variabilité minimale. Des niveaux de précision plus élevés ne sont pas nécessaires. Dans de tels cas, la répétabilité est le seul attribut nécessaire pour satisfaire aux exigences de précision. La répétabilité est bidirectionnelle, la répétabilité unidirectionnelle définissant les performances pour les approches d'un seul côté de la cible. Elle est affectée par le frottement statique non constant (ou adhérence) et par le degré de rigidité en torsion de la transmission. L'adhérence provoque des mouvements caractérisés par un à-coup lors de l'application d'une force pour initier le mouvement ; une rigidité en torsion insuffisante entraîne un effet de torsion, c'est-à-dire une entrée de mouvement sans déplacement de sortie correspondant. La répétabilité bidirectionnelle définit les performances pour les approches des deux côtés de la cible. Un niveau élevé de répétabilité unidirectionnelle est relativement facile à obtenir car le jeu, la perte de mouvement lors de l'inversion qui contribue à la répétabilité bidirectionnelle, n'affecte pas le mouvement unidirectionnel. Bien entendu, l'approche des cibles dans une seule direction réduit les temps de cycle. La répétabilité bidirectionnelle est plus exigeante.

Une répétabilité bidirectionnelle élevée suppose une répétabilité unidirectionnelle élevée. Les tolérances entre les éléments de la transmission, tels que les vis-mères/écrous, les engrenages et les accouplements multi-pièces, doivent être rigoureusement contrôlées, et les précharges ajustées pour limiter le jeu, qui peut être considéré comme une zone morte mécanique dans le système de mouvement. Dans les systèmes de mouvement programmables, les concepteurs peuvent éliminer le jeu en effectuant de petits déplacements incrémentaux avant d'effectuer des mouvements normaux dans une direction donnée. La réduction du nombre d'éléments de la transmission interagissant ou du jeu (ou du jeu excessif) entre les composants (qui se développe avec l'usure) réduit également le jeu. Dans les vis à billes roulées, le jeu est généralement inférieur à 0,025 mm (0,001 pouce). À titre de comparaison, le jeu des vis à billes rectifiées de haute précision est inférieur à 0,0025 mm (0,0001 pouce). Lorsque des performances élevées et un débit de production maximal sont requis, une répétabilité bidirectionnelle est généralement également nécessaire.