Parámetro clave del sistema de movimiento lineal

Existen numerosas formas de clasificar el rendimiento de los dispositivos de posicionamiento lineal, como husillos de bolas, correas y sistemas de cremallera y piñón, pero la terminología puede resultar confusa. Los dos términos más comunes, precisión y repetibilidad, se suelen usar indistintamente. Cuando alguien dice que un husillo de bolas es muy preciso, en realidad puede referirse a que es repetible. De hecho, precisión y repetibilidad no están relacionadas. Un sistema puede ser muy preciso pero poco repetible, o viceversa. He aquí la diferencia…

【Exactitud】

La definición formal de precisión es «el grado en que una medición, cálculo o especificación se ajusta al valor o estándar correcto o conocido». En relación con un sistema de accionamiento lineal, esto se puede interpretar como el grado en que la posición final coincide con la posición deseada. Por lo tanto, si ordenamos a un sistema de cremallera y piñón que se desplace 535 mm, su precisión se determina por la proximidad con la que alcanza dicho desplazamiento. Pero, ¿qué tan preciso es? Eso depende del margen de error que se esté dispuesto a aceptar. Si la aplicación permite un resultado de 535 mm ± 2 mm, entonces, siempre que el husillo de bolas alcance una posición entre 533 y 537 mm, se puede considerar preciso.

La precisión se ve influenciada principalmente por factores mecánicos como el juego mecánico, la torsión excesiva (falta de rigidez torsional) y la flexión de los componentes. En el aspecto eléctrico, el ancho de banda del sistema de control y la resolución del sistema de medición (codificador o resolutor) también pueden afectar la precisión del movimiento del accionamiento, ya que estos componentes son responsables de controlar, leer y corregir la posición real del sistema.

【Repetibilidad】

La repetibilidad es la capacidad de un mecanismo de accionamiento para regresar a la misma posición varias veces bajo condiciones idénticas. La repetibilidad puede definirse como unidireccional, en la que el punto siempre se alcanza desde la misma dirección, o bidireccional, en la que el punto puede alcanzarse desde cualquier dirección. A diferencia de la precisión, que es algo subjetiva dependiendo de los requisitos de la aplicación, la repetibilidad es un valor absoluto. Por ejemplo, un husillo de bolas puede describirse como repetible con una tolerancia de ± 10 micras. Así como un sistema puede ser preciso pero no repetible, también puede ser repetible pero no preciso. Por ejemplo, si el movimiento especificado es de 535 mm ± 2 mm, y el sistema se mueve consistentemente a 537,5 mm en varios intentos, es repetible, pero no preciso.

Los factores que más influyen en la repetibilidad se encuentran dentro de la mecánica del sistema de accionamiento: el juego en un sistema de cremallera y piñón o la desviación del avance de las roscas del husillo de bolas. La repetibilidad también puede verse afectada por cambios en el sistema, como la dilatación o contracción de los componentes debido a las fluctuaciones de temperatura. Si bien la precisión se puede compensar mediante la programación del amplificador y el control del accionamiento, la repetibilidad generalmente no se puede.