Errori lineari, angolari e planari.

In un mondo ideale, un sistema di movimento lineare dovrebbe presentare un movimento perfettamente piano e rettilineo e raggiungere la posizione desiderata con zero errori ogni volta. Ma anche le guide e gli azionamenti lineari di massima precisione (viti, cremagliere e pignoni, cinghie, motori lineari) presentano alcuni errori dovuti alle tolleranze di lavorazione, alla manipolazione, al montaggio e persino al modo in cui vengono applicati.

Esistono tre tipi di errori nei sistemi di movimento lineare: errori lineari, errori angolari ed errori planari, e ognuno di essi ha un effetto diverso sul sistema e sull'applicazione. Per evitare di dover acquistare componenti ad alta precisione quando non sono 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 di posizionamento e la ripetibilità. 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 tipicamente alla precisione di posizionamento, ovvero la deviazione tra la posizione target e la posizione raggiunta dal sistema. La ripetibilità si riferisce alla precisione con cui un sistema ritorna alla stessa posizione dopo 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 messa a punto del sistema può influire sulla 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 sono in genere chiamati 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 tavolo 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 tavolo o dalla slitta, gli errori di Abbé, ovvero errori angolari amplificati dalla distanza, possono produrre risultati indesiderati, soprattutto nelle applicazioni di lavorazione meccanica, misurazione e assemblaggio. Le cause principali degli errori angolari e, per estensione, degli errori di Abbé, sono le imprecisioni nelle guide lineari e le superfici di montaggio mal lavorate.

【Errori planari】

Gli errori planari, spesso chiamati "rettilineità" e "planarità", si verificano durante il movimento del sistema, ma anziché la rotazione attorno a un asse, gli errori planari sono deviazioni da un piano di riferimento ideale e rettilineo. La rettilineità definisce l'entità del movimento lungo l'asse Y mentre il sistema si muove lungo l'asse X. Analogamente, la planarità definisce l'entità del movimento lungo l'asse Z mentre il sistema si muove lungo l'asse X.

Si noti qui che il punto di riferimento è l'asse di spostamento (in genere l'asse X), quindi ci sono solo due tipi di errori planari, che coinvolgono il movimento lungo i restanti due assi.

Gli errori planari sono dannosi per applicazioni come la distribuzione, la lavorazione meccanica 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) adiacente, soprattutto quando gli assi sono "impilati", come nelle tavole XY, nelle tavole planari e in alcuni sistemi cartesiani.