A seleção de componentes e o projeto da máquina afetam a precisão e a repetibilidade do sistema.

Antes de responder a esta pergunta, vamos definir precisão e repetibilidade para sistemas lineares.

【Precisão】

Em movimento linear, existem duas categorias gerais de precisão: precisão de posicionamento e precisão de deslocamento. A precisão de posicionamento especifica a diferença entre a posição alvo do sistema e a posição real que ele atingiu. A precisão de deslocamento especifica os erros que ocorrem durante o movimento – em outras palavras, o sistema se desloca em linha reta ou se move para cima e para baixo ou de um lado para o outro durante o deslocamento?

A precisão é dada em relação a um valor ou referência "verdadeiro" ou aceito. Para precisão de posicionamento, o valor de referência é a posição alvo. Para precisão de deslocamento, o valor de referência é um plano de movimento definido tanto na direção vertical (também conhecida como planura do deslocamento) quanto na direção horizontal (também conhecida como retilinidade do deslocamento). Observe que a precisão está relacionada à proximidade da posição alvo ao se aproximar de qualquer direção.

【Repetibilidade】

A repetibilidade define o quão próximo um sistema retorna à mesma posição em múltiplas tentativas. A repetibilidade pode ser especificada como unidirecional, o que significa que a especificação é válida quando a posição é abordada na mesma direção, ou bidirecional, o que significa que a especificação é válida quando a posição é abordada em qualquer direção.

Pergunta: "Estou projetando um novo sistema de movimento linear. Devo projetá-lo para alta precisão ou repetibilidade? Ou ambos?"

Os sistemas lineares são compostos por quatro componentes básicos – a base ou estrutura de montagem, a guia linear (ou guias), o mecanismo de acionamento e o motor – e cada um deles desempenha algum papel na precisão ou repetibilidade do sistema. Componentes secundários, como acoplamentos, conectores, placas de montagem, sensores e dispositivos de feedback, também influenciam o desempenho do sistema. E mesmo fatores que não são facilmente controlados, como flutuações de temperatura e vibrações da máquina, afetam as especificações de precisão e repetibilidade de um sistema.

Ao trabalhar para maximizar a precisão do posicionamento, o mecanismo de acionamento normalmente deve ser o foco. Parafusos de esferas são geralmente reconhecidos como a melhor escolha para alta precisão de posicionamento, que é especificada por suas classificações de erro de avanço, ou grau de tolerância. No entanto, parafusos de avanço com porcas pré-carregadas e sistemas de cremalheira e pinhão de alta precisão também são capazes de fornecer alta precisão de posicionamento. A flexão e a vibração do sistema podem degradar a precisão do posicionamento, portanto, a rigidez da estrutura de montagem, da guia linear e das conexões entre os componentes também é importante para sistemas que exigem alta precisão de posicionamento.

Em contraste, a precisão de deslocamento de um sistema depende quase inteiramente da estrutura de montagem e do sistema de guia linear. A maioria das guias lineares recirculantes é especificada por classe de precisão, que define os desvios máximos em altura, paralelismo e retilinidade durante o deslocamento. Mas uma guia linear é tão "precisa" quanto a superfície na qual é montada, portanto, a estrutura de montagem é um fator importante. Montar uma guia linear de precisão "de precisão" em uma base não usinada ou em uma extrusão de alumínio anula o desempenho de precisão de deslocamento da guia.

A repetibilidade de um sistema linear é determinada principalmente pelo mecanismo de acionamento – ou seja, a precisão do avanço de um fuso, o desvio do passo do dente e a elasticidade máxima de uma correia, ou a folga em um sistema de cremalheira e pinhão. A melhor maneira de melhorar a repetibilidade é eliminar a folga no mecanismo de acionamento. Parafusos de esferas são frequentemente especificados com pré-carga para eliminar a folga, e muitos projetos de fusos de avanço também oferecem folga zero. Sistemas de cremalheira e pinhão apresentam inerentemente folga entre a cremalheira e os dentes do pinhão, mas os projetos de pinhão duplo e pinhão bipartido eliminam essa folga.

Se o sistema sofrer flutuações significativas de temperatura, a expansão e a contração dos componentes devido aos efeitos térmicos também podem reduzir a repetibilidade do sistema. Ao contrário da precisão de posicionamento ou deslocamento, a repetibilidade de um sistema não pode ser melhorada por meio de feedback e controle. A única maneira de melhorar a repetibilidade de um sistema linear é usar um acionamento com maior repetibilidade.

A preocupação de um projetista ou engenheiro com a precisão ou a repetibilidade depende do tipo de aplicação. Em aplicações de posicionamento, como coleta e colocação ou montagem, a precisão posicional e a repetibilidade costumam ser os fatores mais críticos. Mas em aplicações como distribuição, corte ou soldagem, onde a uniformidade e a precisão do processo durante o deslocamento são cruciais, a precisão do deslocamento deve ser o foco principal.