Lors de l'évaluation de la précision d'un système de mouvement linéaire, le domaine de mise au point est souvent la précision de positionnement et la répétabilité du mécanisme d'entraînement. Mais il existe de nombreux facteurs qui contribuent à la précision (ou à l'inexactitude) d'un système linéaire, y compris des erreurs linéaires, des erreurs angulaires et des erreurs abbées. Parmi ces trois types, les erreurs abbé sont probablement les plus difficiles à mesurer, à quantifier et à prévenir, mais elles peuvent être la cause la plus importante de résultats indésirables dans l'usinage, la mesure et les applications de positionnement de haute précision.

Les erreurs abbé commencent comme des erreurs angulaires

Les erreurs abbées sont causées par la combinaison d'erreurs angulaires dans le système de mouvement et le décalage entre le point d'intérêt (outillage, charge, etc.) et l'origine de l'erreur (vis, guide, etc.).

Les erreurs angulaires - communément appelées rouleaux, pas et lacets - sont des mouvements indésirables en raison de la rotation d'un système linéaire autour de ses trois axes.

Si un système se déplace horizontalement le long de l'axe x, comme indiqué ci-dessous, le pas est défini comme une rotation autour de l'axe Y, le lacet est une rotation autour de l'axe z et le rouleau est une rotation autour de l'axe x.

Les erreurs dans le rouleau, le tangage et le lacet résultent généralement d'inactitudes dans le système de guidage, mais les surfaces et méthodes de montage peuvent également être des sources d'erreurs angulaires. Par exemple, des surfaces de montage qui ne sont pas avec précision, des composants qui ne sont pas suffisamment fixés, ni même des taux d'expansion thermique entre le système et sa surface de montage peuvent tous contribuer à des erreurs angulaires supérieures à celles inhérentes aux guides linéaires eux-mêmes.

Les erreurs abbées sont particulièrement problématiques car elles amplifient ce qui, dans la plupart des cas, sont de très petites erreurs angulaires, augmentant en amplitude à mesure que la distance de la composante entraînant l'erreur (appelée décalage abbé) augmente.

Dans l'illustration à droite, le décalage abbé est h. La quantité d'erreur abbé, δ, peut être déterminée avec l'équation:

δ = H * tan θ

Pour les charges surplombantes, plus la charge est loin de la cause de l'erreur angulaire (généralement la voie de guidage ou un point sur la surface de montage), plus l'erreur abbé sera élevée. Et pour les configurations multi-axes, les erreurs abbé sont encore plus complexes car elles sont composées par la présence d'erreurs angulaires dans chaque axe.

Les meilleures méthodes pour minimiser les erreurs abbées sont d'utiliser des guides de haute précision et de s'assurer que les surfaces de montage sont suffisamment usinées afin qu'elles n'introduisent pas d'inexactitudes supplémentaires au système. La réduction du décalage abbé en déplaçant la charge aussi près que possible au centre du système minimisera également les erreurs abbées.

Les erreurs abbées sont mesurées le plus précisément avec un interféromètre laser ou un autre dispositif optique complètement indépendant du système. Mais les interféromètres laser ne sont pas pratiques pour la plupart des configurations, donc les encodeurs linéaires sont utilisés dans de nombreuses applications où l'erreur abbé est une préoccupation. Dans ce cas, les mesures les plus précises de l'erreur abbé sont obtenues lorsque la tête de lecture de l'encodeur est montée sur le point d'intérêt - c'est-à-dire l'outillage ou la charge.

Les tables XY sont moins sensibles aux erreurs abbées que les autres types de systèmes multi-axes (tels que les robots cartésiens), principalement parce qu'ils minimisent la quantité de déplacements en porte-à-faux et fonctionnent généralement avec la charge située au centre du chariot de l'axe Y.