Errori lineari, angolari e planari.

In un mondo ideale, un sistema di movimento lineare si muoverebbe in modo perfettamente rettilineo e raggiungerebbe la posizione desiderata con un errore nullo ogni volta. Tuttavia, anche le guide e gli azionamenti lineari di altissima precisione (viti, cremagliere e pignoni, cinghie, motori lineari) presentano degli errori dovuti alle tolleranze di lavorazione, alla manipolazione, al montaggio e persino alle modalità di applicazione.

Nei sistemi di movimento lineare si riscontrano tre tipi di errori: errori lineari, errori angolari ed errori planari. Ciascun tipo ha un effetto diverso sul sistema e sull'applicazione. Per evitare di pagare per componenti di alta precisione non necessari o di ritrovarsi con un sistema che non soddisfa i requisiti dell'applicazione, è importante comprendere le differenze tra questi tre tipi di errori di movimento lineare e le loro cause.

【Errori lineari】

Gli errori lineari includono la precisione e la ripetibilità del posizionamento. Questi errori sono talvolta definiti errori di posizionamento perché specificano la capacità del sistema di raggiungere la posizione desiderata. Nel contesto dei sistemi lineari, il termine "precisione" si riferisce in genere alla precisione di posizionamento, ovvero la deviazione tra la posizione target e la posizione raggiunta dal sistema. La ripetibilità si riferisce alla capacità di un sistema di tornare alla stessa posizione in più tentativi. Il principale fattore che contribuisce agli errori lineari è il meccanismo di azionamento (vite, cremagliera e pignone o motore lineare, ad esempio), ma anche la taratura del sistema può influenzare la sua capacità di raggiungere la posizione target in modo accurato e ripetibile.

【Errori angolari】

Gli errori angolari sono errori in cui il punto di interesse ruota attorno a un asse. Questi vengono generalmente definiti errori di rollio, beccheggio e imbardata, che indicano rispettivamente la rotazione attorno agli assi X, Y o Z. Se il punto di interesse è il centro del piano di lavoro o della slitta, gli errori angolari potrebbero non avere un effetto significativo sull'applicazione. Tuttavia, quando il punto di interesse si trova a una certa distanza dal piano di lavoro o dalla slitta, gli errori di Abbé, che sono errori angolari amplificati dalla distanza, possono produrre risultati indesiderati, soprattutto nelle applicazioni di lavorazione, misurazione e assemblaggio. Le cause principali degli errori angolari, e di conseguenza degli errori di Abbé, sono le imprecisioni delle guide lineari e le superfici di montaggio lavorate in modo non ottimale.

【Errori planari】

Gli errori planari, spesso indicati come "rettilineità" e "planarità", si verificano durante il movimento del sistema, ma anziché essere dovuti a rotazioni attorno a un asse, rappresentano deviazioni da un piano di riferimento ideale e rettilineo. La rettilineità definisce l'entità del movimento lungo l'asse Y mentre il sistema si sposta lungo l'asse X. Analogamente, la planarità definisce l'entità del movimento lungo l'asse Z mentre il sistema si sposta lungo l'asse X.

Si noti che il punto di riferimento è l'asse di traslazione (tipicamente l'asse X), quindi esistono solo due tipi di errori planari, che riguardano il movimento lungo i restanti due assi.

Gli errori planari sono dannosi per applicazioni come l'erogazione, la lavorazione o la misurazione, dove il comportamento del sistema durante il movimento è fondamentale. Nei sistemi multiasse, gli errori planari su un asse influenzano l'asse (o gli assi) adiacenti, soprattutto quando gli assi sono "sovrapposti", come nelle tavole XY, nelle tavole piane e in alcuni sistemi cartesiani.