再現性、その原因、そして直線運動システムの性能への影響を理解することは、特定のアプリケーションに必要な能力を決定し、適切なコンポーネントを特定する上で不可欠です。理想的なモーションシステムは、ある程度の許容範囲または不確実性の範囲内で、負荷を特定の目標点に繰り返しかつ一貫して移動させます。この場合、「再現性」とは、これらの動作が互いにどれだけ近いかを指します。再現性に影響を与える要因には、システムの摩擦、ねじり剛性、負荷、加速度、バックラッシュ、および動作性能などがあります。

システム性能の最も基本的な基準である再現性は、一連の動作における変動、より分析的に言えば、一定数の位置決め試行における平均値からの分散幅を定義します。統計的な品質である再現性は、通常、標準偏差の数に対応する分散幅によって正規分布に対して定義されます。通常、3標準偏差の再現性 (3 シグマ) が指定されます。たとえば、再現性仕様が 0.0001 インチのポジショナーを考えてみましょう。3 シグマの場合、一連の同一動作は、99.74% の信頼度で 0.0001 インチの分散幅に収まります。比較すると、2 シグマは 95.44% の信頼度に相当し、6 シグマは 99.9997% の信頼区間に相当します。多くの場合、モーション システムでは一貫性または最小限の変動を示すだけで十分であり、それ以上の精度は必要ありません。このような場合、再現性は、精度の要件を満たすために必要な唯一の属性です。再現性は双方向であり、一方向の再現性はターゲットの片側からのみアプローチする場合のパフォーマンスを定義します。これは、一定でない静摩擦 (スティクション) と、ドライブ トレインのねじり剛性の程度の影響を受けます。スティクションがあると、力が加えられて動作を開始したときに、ジャンプが飛び出すという特徴を持つ動きが生じます。ねじり剛性が不十分だと、ワインドアップ (対応する出力変位のない動作入力) が発生します。双方向の再現性は、ターゲットのどちら側からアプローチする場合のパフォーマンスを定義します。一方向の再現性は、双方向の再現性に貢献する反転時に失われる動作であるバックラッシュが一方向の動きには影響しないため、比較的簡単に達成できます。もちろん、ターゲットに一方向からアプローチすると、スループット時間が犠牲になります。双方向の再現性には、より厳しい要求が求められます。

高度な双方向再現性には、高度な一方向再現性が前提となります。送りねじ/ナット、かみ合ったギア、マルチピース カップリングなどの駆動系要素間の許容誤差は厳密に管理する必要があり、モーション システムにおける機械的なデッド バンドと考えられるバックラッシュを制限するためにプリロードを調整する必要があります。プログラマブル モーション システムでは、設計者は特定の方向への通常の移動を行う前に小さな増分移動を行うことで、バックラッシュを除去できます。相互作用する駆動系要素の数、またはコンポーネント間の遊び (または緩み) (コンポーネントの摩耗に伴って発生する) を最小限に抑えることによっても、バックラッシュは低減します。転造ボールねじの場合、バックラッシュは通常 0.001 インチ未満です。これは、高精度研磨ボールねじのバックラッシュが 0.0001 インチ未満であることと比較されます。高いパフォーマンスと最大の生産スループットが求められる場合は、通常、双方向再現性も必要になります。