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¿Qué son los errores planos y cómo afectan la precisión de un sistema de movimiento lineal?

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Errores Lineales, Angulares y Planares.

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En un mundo ideal, un sistema de movimiento lineal tendría un movimiento perfectamente plano y recto y alcanzaría la posición deseada con cero errores en todo momento. Pero incluso las guías y accionamientos lineales de la más alta precisión (tornillos, cremalleras, correas, motores lineales) tienen algunos errores debidos a las tolerancias de mecanizado, manipulación, montaje e incluso a la forma en que se aplican.

Hay tres tipos de errores que se encuentran en los sistemas de movimiento lineal - errores lineales, errores angulares y errores planares - y cada tipo tiene un efecto diferente en el sistema y la aplicación. Para evitar pagar por componentes de alta precisión donde no se necesitan, o terminar con un sistema que no cumple con los requisitos de la aplicación, es importante entender las diferencias entre estos tres tipos de errores de movimiento lineal y sus causas.

【Linear errors】

Los errores lineales incluyen la precisión de posicionamiento y la repetibilidad. Estos errores a veces se denominan errores de posicionamiento porque especifican la capacidad del sistema para alcanzar la posición deseada. En el contexto de los sistemas lineales, el término "precisión" se refiere típicamente a la precisión de posicionamiento, que es la desviación entre la posición objetivo y la posición alcanzada por el sistema. La repetibilidad se refiere a qué tan bien un sistema regresa a la misma posición en múltiples intentos. El principal factor que contribuye a los errores lineales es el mecanismo de accionamiento (tornillo, cremallera y piñón, o motor lineal, por ejemplo), pero la sintonización del sistema también puede afectar a su capacidad para alcanzar la posición de destino de forma precisa y repetitiva.

【Angular errors】

Los errores angulares son errores en los que el punto de interés gira alrededor de un eje. Estos son típicamente referidos como errores de balanceo, cabeceo y guiñada, denota rotación alrededor de los ejes X, Y o Z, respectivamente. Si el punto de interés es el centro de la tabla, o la diapositiva, los errores angulares pueden no tener un efecto significativo en la aplicación. Pero cuando el punto de interés está a cierta distancia de la mesa o de la diapositiva, los errores de Abbé, que son errores angulares amplificados por la distancia, pueden producir resultados indeseables, especialmente en aplicaciones de mecanizado, medición y montaje. Las causas principales de los errores angulares y, por extensión, de los errores de Abbé, son las inexactitudes en las guías lineales y las superficies de montaje mal mecanizadas.

【Planar errors】

Los errores planos -a menudo denominados "rectitud" y "planitud"- se producen durante el desplazamiento del sistema, pero en lugar de girar alrededor de un eje, los errores planos son desviaciones de un plano de referencia ideal y recto. La rectitud define la extensión del movimiento a lo largo del eje Y a medida que el sistema se desplaza a lo largo del eje X. De manera similar, la planitud define la extensión del movimiento a lo largo del eje Z a medida que el sistema se desplaza a lo largo del eje X.

Tenga en cuenta que el punto de referencia es el eje de desplazamiento (normalmente el eje X), por lo que sólo hay dos tipos de errores planares que implican movimiento a lo largo de los dos ejes restantes.

Los errores planos son perjudiciales para aplicaciones como la dispensación, el mecanizado o la medición, en las que el comportamiento del sistema durante el movimiento es crítico. En sistemas multieje, los errores planares en un eje afectan al eje adyacente (o ejes), especialmente cuando los ejes están "apilados", como en las tablas X-Y, las tablas planas y algunos sistemas cartesianos.