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Mon système doit-il être très précis ou répétable (ou les deux) ?

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Le choix des composants et la conception des machines ont une incidence sur la précision et la répétabilité du système.

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Avant de répondre à cette question, définissons la précision et la répétabilité des systèmes linéaires.

【Accuracy】

Dans le mouvement linéaire, il existe généralement deux catégories de précision : la précision de positionnement et la précision de déplacement. La précision de positionnement spécifie la différence entre la position cible du système et la position réelle qu'il a atteinte. La précision de déplacement spécifie les erreurs qui se produisent pendant le mouvement - en d'autres termes, le système se déplace-t-il en ligne droite, ou se déplace-t-il de haut en bas ou d'un côté à l'autre pendant son déplacement ?

L'exactitude est donnée par rapport à une valeur ou une référence "vraie" ou acceptée. Pour la précision du positionnement, la valeur de référence est la position de la cible. Pour la précision de déplacement, la valeur de référence est un plan de mouvement défini à la fois dans le sens vertical (alias la planéité du déplacement) et dans le sens horizontal (alias la rectitude du déplacement). Notez que la précision se rapporte à la distance à laquelle la position cible est atteinte lorsque l'on s'approche de l'une ou l'autre direction.

【Repeatability】

La répétitivité définit la distance qui sépare un système d'un autre au cours de plusieurs tentatives. La répétabilité peut être spécifiée comme unidirectionnelle, ce qui signifie que la spécification est valable lorsque la position est approchée de la même direction, ou bidirectionnelle, ce qui signifie que la spécification est valable lorsque la position est approchée de l'une ou l'autre direction.

Question : "Je suis en train de concevoir un nouveau système de mouvement linéaire. Dois-je le concevoir pour une grande précision ou répétabilité ? Ou les deux ?"

Les systèmes linéaires se composent de quatre éléments de base - la structure de base ou de montage, le guide linéaire (ou les guides), le mécanisme d'entraînement et le moteur - et chacun d'entre eux joue un rôle dans la précision ou la répétabilité du système. Les composants secondaires tels que les couplages, les connecteurs, les plaques de montage, les capteurs et les dispositifs de retour d'information influencent également les performances du système. Et même les facteurs qui ne sont pas facilement contrôlables, comme les fluctuations de température et les vibrations des machines, affectent les spécifications de précision et de répétabilité d'un système.

Lorsque l'on travaille à maximiser la précision du positionnement, le mécanisme d'entraînement doit généralement être la zone de focalisation. Les vis à billes sont généralement reconnues comme le meilleur choix pour une précision de positionnement élevée, qui est spécifiée par leur classification en fonction de leur erreur de pas ou de leur degré de tolérance. Mais les vis à billes avec écrous préchargés et les systèmes de crémaillère de haute précision sont également capables de fournir des précisions de positionnement élevées. La rigidité de la structure de montage, du guide linéaire et des connexions entre les composants est donc également importante pour les systèmes qui exigent une grande précision de positionnement.

En revanche, la précision de déplacement d'un système dépend presque entièrement de la structure de montage et du système de guidage linéaire. La plupart des guides linéaires à recirculation sont spécifiés par classe de précision, qui définit les écarts maximums de hauteur, de parallélisme et de rectitude pendant le déplacement. Mais un guide linéaire n'est "précis" que dans la mesure où la surface sur laquelle il est monté, de sorte que la structure de montage est un facteur important. Le montage d'un guide linéaire de "précision" sur une base non usinée ou un profilé d'aluminium annule la performance de précision de déplacement du guide.

La répétabilité d'un système linéaire est principalement déterminée par le mécanisme d'entraînement, c'est-à-dire la précision du pas d'une vis, la déviation du pas des dents et l'allongement maximal d'une courroie, ou le jeu dans un système à crémaillère. La meilleure façon d'améliorer la répétabilité est de supprimer le jeu, ou l'écart, dans le mécanisme d'entraînement. Les vis à billes sont souvent spécifiées avec une précharge pour éliminer le jeu, et de nombreux modèles de vis à billes offrent également un jeu nul. Les systèmes à pignon et crémaillère ont par nature un jeu entre la crémaillère et les dents du pignon, mais les conceptions à double pignon et à pignon fendu suppriment ce jeu.

Si le système subit des fluctuations de température importantes, la dilatation et la contraction des composants dues aux effets thermiques peuvent également réduire la répétabilité du système. Contrairement à la précision de positionnement ou de déplacement, la répétabilité d'un système ne peut pas être améliorée par la rétroaction et le contrôle. La seule façon d'améliorer la répétabilité d'un système linéaire est d'utiliser un entraînement dont la répétabilité est plus élevée.

Le fait qu'un concepteur ou un ingénieur se préoccupe davantage de la précision ou de la répétabilité dépend du type d'application. Dans les applications de positionnement, telles que le "pick and place" ou l'assemblage, la précision et la répétabilité de la position sont souvent les facteurs les plus critiques. Mais dans des applications telles que la distribution, la découpe ou la soudure, où l'uniformité et la précision du processus pendant le déplacement sont essentielles, la précision du déplacement doit être le principal objectif.