Erreurs linéaires, angulaires et planaires.

Dans un monde idéal, un système de mouvement linéaire présenterait un déplacement parfaitement rectiligne et plat, et atteindrait systématiquement la position souhaitée sans la moindre erreur. Cependant, même les systèmes de guidage et d'entraînement linéaires les plus précis (vis, crémaillères, courroies, moteurs linéaires) présentent des erreurs dues aux tolérances d'usinage, à la manipulation, au montage, voire à leur mode d'application.

On distingue trois types d'erreurs dans les systèmes de mouvement linéaire : les erreurs linéaires, angulaires et planaires. Chaque type a un impact différent sur le système et son application. Afin d'éviter des dépenses inutiles pour des composants de haute précision ou un système non conforme aux exigences de l'application, il est essentiel de comprendre les différences entre ces trois types d'erreurs et leurs causes.

【Erreurs linéaires】

Les erreurs linéaires comprennent la précision et la répétabilité du positionnement. On les appelle parfois erreurs de positionnement car elles caractérisent la capacité du système à atteindre la position souhaitée. Dans le contexte des systèmes linéaires, le terme « précision » désigne généralement la précision de positionnement, c’est-à-dire l’écart entre la position cible et la position atteinte par le système. La répétabilité, quant à elle, désigne la capacité du système à revenir à la même position lors de plusieurs tentatives. Le principal facteur contribuant aux erreurs linéaires est le mécanisme d’entraînement (vis, crémaillère et pignon, ou moteur linéaire, par exemple), mais le réglage du système peut également influencer sa capacité à atteindre la position cible avec précision et répétabilité.

【Erreurs angulaires】

Les erreurs angulaires sont des erreurs dues à la rotation du point d'intérêt autour d'un axe. On les désigne généralement par les termes d'erreurs de roulis, de tangage et de lacet, correspondant respectivement aux rotations autour des axes X, Y et Z. Si le point d'intérêt est au centre de la table ou du chariot, les erreurs angulaires peuvent être négligeables. En revanche, lorsque ce point est éloigné de la table ou du chariot, les erreurs d'Abbé, qui correspondent à des erreurs angulaires amplifiées par la distance, peuvent engendrer des résultats indésirables, notamment dans les applications d'usinage, de mesure et d'assemblage. Les principales causes des erreurs angulaires, et par extension des erreurs d'Abbé, sont les imprécisions des guidages linéaires et les défauts d'usinage des surfaces de montage.

【Erreurs planaires】

Les erreurs de planéité, souvent appelées « rectitude » et « planéité », surviennent lors du déplacement du système. Au lieu d'une rotation autour d'un axe, il s'agit d'écarts par rapport à un plan de référence rectiligne idéal. La rectitude définit l'amplitude du déplacement selon l'axe Y lorsque le système se déplace le long de l'axe X. De même, la planéité définit l'amplitude du déplacement selon l'axe Z lorsque le système se déplace le long de l'axe X.

Notez ici que le point de référence est l'axe de déplacement (généralement l'axe X), il n'y a donc que deux types d'erreurs planaires, impliquant un mouvement le long des deux axes restants.

Les erreurs planaires sont préjudiciables aux applications telles que le dosage, l'usinage ou la mesure, où le comportement du système en mouvement est critique. Dans les systèmes multi-axes, les erreurs planaires sur un axe affectent l'axe (ou les axes) adjacent(s), notamment lorsque les axes sont « empilés », comme dans les tables XY, les tables planes et certains systèmes cartésiens.