Principio de funcionamiento de la guía lineal

Puede entenderse como un tipo de guía rodante, donde bolas de acero ruedan y circulan sin cesar entre el control deslizante y el riel guía. Esto permite que la plataforma de carga se mueva fácilmente y con alta precisión de forma lineal a lo largo del carril guía, reduciendo el coeficiente de fricción a una-quincuagésima parte del de las guías deslizantes tradicionales, consiguiendo fácilmente una precisión de posicionamiento muy alta. El diseño de la unidad final-entre el control deslizante y el riel guía permite que el riel guía lineal soporte cargas simultáneamente en todas las direcciones (arriba, abajo, izquierda y derecha). El sistema de recirculación patentado y el diseño estructural simplificado dan como resultado un movimiento más suave y silencioso del riel guía lineal.

El control deslizante transforma el movimiento de una curva a una línea recta. El nuevo sistema de riel guía permite que las máquinas herramienta alcancen velocidades de avance rápidas. El avance rápido es una característica de los carriles guía lineales a la misma velocidad del husillo. Al igual que los carriles guía planos, los carriles guía lineales tienen dos componentes básicos: un componente fijo para guía y un componente móvil. Dado que los carriles guía lineales son componentes estándar, la única tarea de los fabricantes de máquinas herramienta es mecanizar un plano para montar el carril guía y ajustar su paralelismo. Por supuesto, para garantizar la precisión de la máquina herramienta, es esencial raspar un poco la base o la columna. En la mayoría de los casos, la instalación es relativamente sencilla. El carril guía que sirve de guía es de acero templado y, tras un rectificado preciso, se coloca sobre la superficie de montaje. En comparación con los rieles guía planos, la geometría de la sección transversal del riel guía lineal-es más compleja. Esta complejidad surge porque es necesario mecanizar ranuras en el carril guía para facilitar el movimiento de los elementos deslizantes. La forma y el número de ranuras dependen de la función que debe realizar la máquina herramienta. Por ejemplo, un sistema de carril guía que resiste tanto fuerzas lineales como momentos de vuelco difiere significativamente en diseño de un carril guía que sólo soporta fuerzas lineales.

La función básica del elemento fijo (riel guía) en un sistema de riel guía lineal es similar a la de un anillo de rodamiento, con un soporte en forma de "V"-para montar bolas de acero. El soporte encierra la parte superior y dos lados del riel guía. Para soportar las piezas de trabajo de la máquina herramienta, un sistema de carriles guía lineal tiene al menos cuatro soportes. Para soportar piezas de trabajo grandes, el número de soportes puede exceder de cuatro.

Cuando las piezas de trabajo de la máquina herramienta se mueven, las bolas de acero circulan por las ranuras del soporte, distribuyendo el desgaste del soporte entre cada bola, alargando así la vida útil de la guía lineal. Para eliminar el hueco entre el soporte y la guía, la precarga mejora la estabilidad del sistema de guía. La precarga se consigue instalando bolas de acero de gran tamaño entre la guía y el soporte. La tolerancia del diámetro de las bolas de acero es de ±20 micrómetros y las bolas se clasifican e instalan en la guía en incrementos de 0,5-micrómetros. La magnitud de la precarga depende de la fuerza que actúa sobre las bolas de acero. Si la fuerza que actúa sobre las bolas de acero es demasiado grande o el tiempo de precarga es demasiado largo, la resistencia al movimiento del soporte aumenta, provocando un problema de equilibrio. Para mejorar la sensibilidad del sistema y reducir la resistencia al movimiento, la precarga debe reducirse en consecuencia. Sin embargo, para mejorar la precisión del movimiento y la retención de la precisión, se requiere una precarga suficiente; estos son aspectos contradictorios.

Con el funcionamiento prolongado, las bolas de acero comienzan a desgastarse y la precarga que actúa sobre ellas se debilita, lo que resulta en una disminución en la precisión del movimiento de las piezas de trabajo de la máquina herramienta. Para mantener la precisión inicial, se debe reemplazar el soporte del riel guía, o incluso el riel guía mismo. Si el sistema de rieles guía ya tiene precarga y se ha perdido la precisión del sistema, la única solución es reemplazar los elementos rodantes.

El diseño del sistema de carril guía tiene como objetivo maximizar el área de contacto entre los elementos fijos y móviles. Esto no solo mejora la capacidad de carga del sistema-sino que también le permite resistir las fuerzas de impacto generadas por cortes intermitentes o pesados, distribuyendo ampliamente la fuerza y ​​expandiendo el área de carga-. Para lograrlo, los sistemas de rieles guía emplean varias formas de ranuras, siendo dos tipos representativos: ranuras góticas (arco apuntado), que son extensiones de un semicírculo con el punto de contacto en el vértice; y ranuras en forma de arco-, que sirven para el mismo propósito. Independientemente de la forma estructural, el objetivo es el mismo: maximizar el radio de contacto de las bolas de acero rodantes con el carril guía (elemento fijo). El factor clave que determina las características de rendimiento del sistema es cómo los elementos rodantes entran en contacto con el carril guía.