Princípio de funcionamento do guia linear

Pode ser entendido como uma espécie de guia rolante, onde esferas de aço rolam e circulam indefinidamente entre o cursor e o trilho-guia. Isso permite que a plataforma de carga se mova linearmente com facilidade e alta precisão ao longo do trilho-guia, reduzindo o coeficiente de atrito para um-quinquagésimo daquele das guias deslizantes tradicionais, alcançando facilmente uma precisão de posicionamento muito alta. O projeto-da unidade final entre o controle deslizante e o trilho-guia permite que o trilho-guia linear suporte cargas simultaneamente em todas as direções (para cima, para baixo, para a esquerda e para a direita). O sistema de recirculação patenteado e o projeto estrutural simplificado resultam em um movimento mais suave e silencioso do trilho-guia linear.

O controle deslizante transforma o movimento de uma curva em uma linha reta. O novo sistema de trilho-guia permite que máquinas-ferramentas alcancem taxas de avanço rápidas. O avanço rápido é uma característica dos trilhos-guia lineares na mesma velocidade do fuso. Assim como os trilhos-guia planares, os trilhos-guia lineares possuem dois componentes básicos: um componente fixo para orientação e um componente móvel. Como os trilhos-guia lineares são componentes padrão, a única tarefa dos fabricantes de máquinas-ferramenta é usinar um plano para montagem do trilho-guia e ajustar seu paralelismo. Obviamente, para garantir a precisão da máquina-ferramenta, é essencial uma pequena raspagem da base ou coluna. Na maioria dos casos, a instalação é relativamente simples. O trilho-guia, que serve de guia, é feito de aço temperado e, após retificação de precisão, é colocado na superfície de montagem. Em comparação com os trilhos-guia planares, a geometria da seção transversal-do trilho-guia linear é mais complexa. Esta complexidade surge porque as ranhuras precisam ser usinadas no trilho-guia para facilitar o movimento dos elementos deslizantes. A forma e o número de ranhuras dependem da função que a máquina-ferramenta precisa desempenhar. Por exemplo, um sistema de trilho-guia que suporta forças lineares e momentos de tombamento difere significativamente em projeto de um trilho-guia que suporta apenas forças lineares.

A função básica do elemento fixo (trilho-guia) em um sistema de trilho-guia linear é semelhante à de um anel de rolamento, com um suporte em forma de "V"-para montagem de esferas de aço. O suporte envolve a parte superior e os dois lados do trilho-guia. Para apoiar as peças de trabalho da máquina-ferramenta, um sistema de trilho-guia linear possui pelo menos quatro suportes. Para suportar grandes peças de trabalho, o número de suportes pode exceder quatro.

Quando as peças de trabalho da máquina-ferramenta se movem, as esferas de aço circulam nas ranhuras do suporte, distribuindo o desgaste do suporte por cada esfera, prolongando assim a vida útil da guia linear. Para eliminar a folga entre o suporte e a guia, a pré-carga melhora a estabilidade do sistema de guia. A pré-carga é obtida através da instalação de esferas de aço superdimensionadas entre a guia e o suporte. A tolerância do diâmetro da esfera de aço é de ±20 micrômetros, e as esferas são classificadas e instaladas na guia em incrementos de 0,5-micrômetros. A magnitude da pré-carga depende da força que atua nas esferas de aço. Se a força que atua nas esferas de aço for muito grande, ou o tempo de pré-carga for muito longo, a resistência ao movimento do suporte aumenta, levando a um problema de equilíbrio. Para melhorar a sensibilidade do sistema e reduzir a resistência ao movimento, a pré-carga deve ser reduzida em conformidade. No entanto, para melhorar a precisão do movimento e a retenção da precisão, é necessária uma pré-carga suficiente - estes são aspectos contraditórios.

Com operação prolongada, as esferas de aço começam a se desgastar e a pré-carga que atua sobre elas enfraquece, resultando em uma diminuição na precisão do movimento das peças de trabalho da máquina-ferramenta. Para manter a precisão inicial, o suporte do trilho-guia deve ser substituído, ou mesmo o próprio trilho-guia. Se o sistema de trilho-guia já tiver pré-carga e a precisão do sistema tiver sido perdida, a única solução é substituir os corpos rolantes.

O projeto do sistema de trilho guia visa maximizar a área de contato entre os elementos fixos e móveis. Isso não apenas melhora a capacidade de suporte de carga-do sistema, mas também permite que ele suporte as forças de impacto geradas por cortes intermitentes ou pesados, distribuindo amplamente a força e expandindo a área de suporte-de carga. Para conseguir isso, os sistemas de trilhos-guia empregam vários formatos de ranhuras, com dois tipos representativos: ranhuras góticas (arco pontiagudo), que são extensões de um semicírculo com o ponto de contato no vértice; e ranhuras-em forma de arco, que têm a mesma finalidade. Independentemente da forma estrutural, o objetivo é o mesmo: maximizar o raio de contato das esferas de aço rolantes com o trilho-guia (elemento fixo). O fator chave que determina as características de desempenho do sistema é como os corpos rolantes entram em contato com o trilho-guia.