La selezione dei componenti e la progettazione della macchina influiscono sull'accuratezza del sistema e la ripetibilità.

Prima di rispondere a questa domanda, definiamo l'accuratezza e la ripetibilità per i sistemi lineari.

【Precisione】

Nel movimento lineare, ci sono due categorie generalmente di precisione: accuratezza del posizionamento e accuratezza del viaggio. L'accuratezza del posizionamento specifica la differenza tra la posizione target del sistema e la posizione effettiva che ha raggiunto. L'accuratezza del viaggio specifica gli errori che si verificano durante il movimento-in altre parole, il sistema viaggia in linea retta o si muove su e giù o da un lato all'altro mentre viaggia?

L'accuratezza è fornita in relazione a un valore o un riferimento accettati "vero" o accettato. Per l'accuratezza del posizionamento, il valore di riferimento è la posizione target. Per l'accuratezza del viaggio, il valore di riferimento è un piano di movimento definito sia nella direzione verticale (aka la planarità del viaggio) e nella direzione orizzontale (alias la rettilinea del viaggio). Si noti che l'accuratezza si riferisce a quanto da vicino viene raggiunta la posizione target quando si avvicina da entrambe le direzioni.

【Ripetibilità】

La ripetibilità definisce quanto da vicino un sistema ritorni nella stessa posizione su più tentativi. La ripetibilità può essere specificata come unidirezionale, il che significa che la specifica è valida quando la posizione viene affrontata dalla stessa direzione o bidirezionale, il che significa che la specifica è valida quando la posizione viene affrontata da entrambe le direzioni.

Domanda: "Sto progettando un nuovo sistema di movimento lineare. Dovrei progettarlo per alta precisione o ripetibilità? O entrambi?"

I sistemi lineari sono costituiti da quattro componenti di base: la struttura di base o di montaggio, la guida lineare (o le guide), il meccanismo di trasmissione e il motore - e ognuno di questi gioca un ruolo nell'accuratezza o nella ripetibilità del sistema. I componenti secondari come accoppiamenti, connettori, piastre di montaggio, sensori e dispositivi di feedback influenzano anche le prestazioni del sistema. E persino i fattori che non sono facilmente controllati, come le fluttuazioni della temperatura e le vibrazioni della macchina, influenzano l'accuratezza di un sistema e le specifiche di ripetibilità.

Quando si lavora per massimizzare l'accuratezza del posizionamento, il meccanismo di trasmissione dovrebbe essere in genere l'area di messa a fuoco. Le viti a sfera sono generalmente riconosciute come la scelta migliore per una precisione di posizionamento elevato, che è specificata dal loro errore di piombo o dal grado di tolleranza. Ma le viti di piombo con dadi precaricati e sistemi di rack e pignoni ad alta precisione sono inoltre in grado di fornire accuratezze di posizionamento elevato. La flessione e la vibrazione del sistema può degradare l'accuratezza del posizionamento, quindi la rigidità della struttura di montaggio, della guida lineare e delle connessioni tra i componenti sono importanti anche per i sistemi che richiedono un'elevata precisione di posizionamento.

Al contrario, l'accuratezza di viaggio di un sistema dipende quasi interamente dalla struttura di montaggio e dal sistema di guida lineare. La maggior parte delle guide lineari a ricircolo sono specificate dalla classe di accuratezza, che definisce le massime deviazioni in altezza, parallelismo e rettilineità durante il viaggio. Ma una guida lineare è solo "accurata" come la superficie a cui è montata, quindi la struttura di montaggio è un fattore importante. Il montaggio di una guida lineare di precisione di "precisione" a una base non macchina o un'estrusione di alluminio nega la performance di accuratezza di viaggio della guida.

La ripetibilità di un sistema lineare è determinata principalmente dal meccanismo di trasmissione, ovvero l'accuratezza del piombo di una vite, la deviazione del tono e il massimo tratto di una cinghia o il contraccolpo in un sistema di rack e pignone. Il modo migliore per migliorare la ripetibilità è rimuovere il gioco o lo spazio nel meccanismo di guida. Le viti a sfera sono spesso specificate con il precarico per eliminare il contraccolpo e molti disegni a vite di piombo offrono anche zero contraccolpi. I sistemi di rack e pignoni hanno intrinsecamente contraccolpo tra il rack per ingranaggi e i denti del pignone, ma i design a doppio pignone e pignone a divisione rimuovono questo contraccolpo.

Se il sistema sperimenta fluttuazioni di temperatura significative, l'espansione e la contrazione dei componenti dovuti agli effetti termici possono anche ridurre la ripetibilità di un sistema. A differenza del posizionamento o dell'accuratezza del viaggio, la ripetibilità di un sistema non può essere migliorata attraverso feedback e controllo. L'unico modo per migliorare la ripetibilità di un sistema lineare è utilizzare un'unità che ha una maggiore ripetibilità.

Se un progettista o un ingegnere debba essere più interessato alla precisione o alla ripetibilità dipende dal tipo di applicazione. Nelle applicazioni di posizionamento, come pick e luogo o assemblaggio, l'accuratezza posizionale e la ripetibilità sono spesso i fattori più critici. Ma in applicazioni come l'erogazione, il taglio o la saldatura, in cui l'uniformità e l'accuratezza del processo durante il viaggio sono fondamentali, l'accuratezza del viaggio dovrebbe essere l'obiettivo principale.