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Cosa sono gli errori planari e come influenzano la precisione di un sistema di movimento lineare?

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Errori lineari, angolari e planari.

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In un mondo ideale, un sistema di movimento lineare mostra un movimento perfettamente piatto e rettilineo e raggiunge ogni volta la posizione desiderata con zero errori. Ma anche le guide e gli azionamenti lineari di 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.

Ci sono tre tipi di errori che si trovano nei sistemi di movimento lineare - errori lineari, errori angolari ed errori planari - ed ogni tipo ha un effetto diverso sul sistema e sull'applicazione. Per evitare di pagare per componenti di alta precisione dove non sono necessari, o di finire con un sistema che non soddisfa i requisiti dell'applicazione, è importante capire le differenze tra questi tre tipi di errori di movimento lineare e le loro cause.

【Errore lineare】

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, che è la deviazione tra la posizione di destinazione e la posizione raggiunta dal sistema. La ripetibilità si riferisce al modo in cui un sistema ritorna alla stessa posizione in caso di tentativi multipli. Il principale responsabile degli errori lineari è il meccanismo di azionamento (vite, pignone e cremagliera o motore lineare, per esempio), ma la regolazione del sistema può anche influire sulla sua capacità di raggiungere la posizione di destinazione in modo accurato e ripetibile.

Errori angolari】

Gli errori angolari sono errori in cui il punto di interesse ruota attorno ad un asse. Questi sono tipicamente indicati come errori di rollio, beccheggio e imbardata, che indicano la rotazione intorno all'asse X, Y o Z, rispettivamente. Se il punto di interesse è il centro della tavola o della slitta, gli errori angolari possono non avere un effetto significativo sull'applicazione. Ma quando il punto di interesse è una certa distanza dalla tavola o dalla slitta, gli errori di Abbé, che sono errori angolari amplificati dalla distanza, possono produrre risultati indesiderati, specialmente nelle applicazioni di lavorazione, misurazione e montaggio. Le cause principali degli errori angolari e, per estensione, degli errori Abbé, sono le imprecisioni nelle guide lineari e le superfici di montaggio mal lavorate.

【Errore piano】

Gli errori planari - spesso chiamati "rettilineità" e "planarità" - si verificano durante la corsa del sistema, ma piuttosto che la rotazione intorno ad un asse, gli errori planari sono deviazioni da un piano di riferimento ideale e rettilineo. La rettilineità definisce l'estensione del movimento lungo l'asse Y mentre il sistema viaggia lungo l'asse X. Analogamente, la planarità definisce l'estensione del movimento lungo l'asse Z man mano che il sistema viaggia lungo l'asse X.

Si noti qui che il punto di riferimento è l'asse della corsa (tipicamente l'asse X), quindi ci sono solo due tipi di errori planari, che comportano il movimento lungo gli altri 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 critico. Nei sistemi multiasse, gli errori planari in un asse influiscono sull'asse (o sugli assi adiacenti), specialmente quando gli assi sono "impilati", come nelle tabelle X-Y, nelle tabelle planari e in alcuni sistemi cartesiani.