机械电子学 滑轨介绍ppt课件.pptx
滑轨介绍,目 录CONTENTS,定义、作用与分类,传动原理,技术指标与选型,国内外主要品牌,未来发展,定义、作用与分类,什么是线性滑轨？有什么用途？有哪些线性滑轨？,定义、作用与分类,金属或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置。导轨表面上的纵向槽或脊，用于导引、固定机器部件、专用设备、仪器等。,用来支撑和引导运动部件，按给定的方向做往复直线运动。拥有比直线轴承更高的额定负载，同时可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。,可分为方形滚珠直线导轨，双轴芯滚轮直线导轨，单轴芯直线导轨（即滚珠直线导轨，滚轮直线导轨，圆柱直线导轨）。按摩擦性质而定，还可以分为滑动摩擦导轨、滚动摩擦导轨、弹性摩擦导轨、流体摩擦导轨等。,定义、作用与分类,1,方形滚珠直线导轨,2,3,双轴芯滚轮直线导轨,单轴芯直线导轨,定义、作用与分类,1）定位精度高2）磨耗少能长时间维持精度3）摩擦产生的热较小，可适用于高速运行4）具有互换性，可分别更换滑块或导轨5）可同时承受上下左右方向的负荷,1）重复精度误差在3微米以内2）偏心螺母设计易调节、且具有防松功能3）以低于滚珠导轨的价格得到同等的精度与质量,1）制造加工简单2）运转平顺，低噪音3）承受重负荷时弹性变位量很小而稳定，适合 用于有振动和冲击的部位。,优缺点,传动原理,线性滑轨的工作原理是什么？,传动原理,技术指标与选型,线性滑轨的技术指标有哪些？又该怎么选用？,技术指标与选型,当线性滑轨于静止或运行中受到过大的负载冲击,轨道沟槽及钢珠会发生永久变形，假设此变形量达到某个程度，此线性滑轨就无法运行顺畅。而基本额定静负载(C0)即为负载作用在轨道沟槽及钢珠产生的永久变形量达到滚动体(钢珠)直径的万分之一时的静止负荷。,线性滑轨受施加作用力矩时,使线性滑轨发生轨道沟槽及钢珠的永久变形，当永久变形量达到钢珠直径的万分之一时。我们称这种作用力矩为滑座的基本容许静力矩。而Mx、My、Mz为在线轨X、Y、Z三个轴向的值。,技术指标与选型,静安全系数为基本额定静负荷(C0)与计算线性滑轨最大等效负载之比率值。此数值反映线性滑轨使用可靠程度。等效负载是指线性滑轨珠沟所受的最大应力，计算等效负载需要求出滑座受垂直向与水平向的负荷，根据珠沟承载面方向的进行负荷分配，假如为45度设计的四方向等负载，则计算的方式为水平力绝对值与垂直力绝对值的相加。,技术指标与选型,线性滑轨为量产产品，即使制程与原料相同，在同条件运作的滑轨的也不一定有同样的运转寿命，额定寿命的定义:相同条件连续运作其中90%的线性滑轨不会产生金属疲劳表面剥落，线性滑轨所能行走总距离。,基本额定动负荷的定义，假设一批相同规格与同样使用条件的线性滑轨，将额定寿命定为50km，这一批线性滑轨在大小方向不变的实验荷重下运行50km而能有90%以上的线轨不产生金属疲劳表面剥落现象时，则此实验荷重为此线性滑轨在额定寿命50km时基本动额定负荷。,技术指标与选型,滑座靠紧使用时,受力矩或安装精度之影响,通常很难得到均匀的负荷分布。因此使用2个或2个以上滑块，靠紧使用时，基本额定动负荷(C)与基本额定静负荷(C0)必须乘上接触系数。,技术指标与选型,为充分发挥线性滑轨负荷能力,滚动面的硬度范围最好在HRC5862。若滚动面的硬度比HRC58硬度低时,基本额定动负荷与基本额定静负荷就必须考虑硬度系数(fh)。,技术指标与选型,根据【国家标准】JBT 7175.1-2011、JB/T7175.2-2006、JB/T7175.5-2015直线运动系统的额定寿命（L）可根据基本动额定载荷（C）和负荷载重（P），按下式进行计算：,技术指标与选型,线性滑轨选型,技术指标与选型,线性滑轨产品型号,技术指标与选型,线性滑轨产品型号,技术指标与选型,线性滑轨产品型号,技术指标与选型,线性滑轨的选用流程,国内外品牌,国内外有哪些比较好的滑轨品牌与产品？,国内外品牌,国内外品牌,国内外品牌,（1）HIWIN HG系列滚珠式直线导轨HG 系列线性滑轨，为四列式单圆弧牙型接触线性滑轨，同时整合最佳化结构设计之超重负荷精密线性滑轨，相较于其他的线性滑轨提升了负荷与刚性能力；具有四方向等负载特色、及自动调心的功能，可吸收安装面的装配误差，得到高精度的诉求。高速度、高负荷、高刚性与高精度化概念已成为未来全世界工业产品发展的趋势。适用于机械加工中心、射出机、工具机、冲床、精密加工机、自动化装置、重型切削机床、运输设备、大理石切割机、量测仪器、磨床。,国内外品牌,（2）HIWIN QR系列静音式滚柱型直线导轨QR系列直线导轨采用DB(45-45)接触系统，能承受上下和左右方向的负荷，让直线导轨具有超高负载能力。在相同工作负荷的要求下，QR线轨相较于滚珠型线轨可有较小的体积，即可均匀承受高负载。QR系列直线导轨除了藉由搭载专利设计之同步联结器以提升高速性能之外，并以滚柱型滚动体取代了滚珠，藉由滚柱与滑轨与滑块的线接触方式，有效减少滚柱受负载时之弹性变形，不仅能大幅提升线性滑轨的刚性值，更能在高速运行下维持高精度的加工。适用于高速、宁静与高刚性需求的产业。,国内外品牌,（3）HIWIN EG 系列-低组装式线性滑轨EG系列使用四列钢珠承受负荷设计，使其具备高刚性、高负荷的特性，同时具备四方向等负载特色、及自动调心的功能，可吸收安装面的装配误差，得到高精度的诉求。加上降低组合高度及缩短滑块长度，非常适合高速自动化产业机械及空间要求的小型设备使用。适用于自动化装置、高速运输设备、精密量测仪器、半导体设备、木工机械。,国内外品牌,（4）HIWIN MG 系列-微小型直线导轨MG系列体积小、轻量化，特别适合小型化设备使用。滑块、滑轨材质提供不锈钢及一般钢两种。不锈钢材质之线性滑轨，包含滑块、滑轨及其它金属配件如钢珠、保持器等，皆使用不锈钢材质，具备防锈的特性。采用哥德型四点接触设计，可承受各方向负荷，具备刚性强，精度高等特性。有钢珠保持器设计，在精度允许下具备互换性。适用于半导体制造设备、印刷电路板IC组装设备、医疗设备、机器手臂、精密量测仪器、办公室自动化设备、其它小型直线滑动装置。,国内外品牌,（5）HIWIN RG系列滚柱式直线导轨RG系列以滚柱型滚动体取代了钢珠，为实现超高刚性与超重负荷能力而设计；透过滚动体与导轨与滑块的线接触方式，让滚动体在承受高负荷时仅仅形成微量的弹性变形，更藉由45度的接触角度的设计，让整体直线导轨达到四方向等高刚性、等高负荷能力的特性表现。透过超高刚性的实现，可大幅提升加工精度，达到高精度的诉求；由于超重负荷的特性，进而延长直线导轨的使用寿命。适用于自动化设备、重型搬运设备、CNC加工机、重切削加工机、CNC磨床、射出成型机、放电加工机、大型龙门机床、高刚性与重负荷需求的工作机械。,国内外品牌,（6）HIWIN WE系列四列式宽轨线性滑轨WE系列採用四列式钢珠承受负荷及45度接触角度的设计，具备四方向等负载特色及自动调心的功能，可吸收安装面的组装误差，达到高精度的诉求。同时，增大滑轨宽度及降低组合高度，实现超高扭转阻抗，在工作环境有空间需求限制时或超高扭矩负荷下，可採用单轴的方式使用。适用于精密量测仪器设备、半导体设备、塑料瓶拉吹设备、单轴机器人机械手臂、自动化设备、运输设备、可单轴承受力矩的设备等。,国内外品牌,（7）HIWIN SE系列金属端盖直线导轨SE型 产品特征：金属端盖线性滑轨耐高温，其耐热温度150，瞬间温度200适用于扩散炉、熔接机等半导体制造设备、热处理设备、真空用途（无塑料、橡胶等制品之气体释出）等。,国内外品牌,（8）HIWIN PG系列精密定位线性滑轨PG系列整合线性滑轨及编码器于一体，大幅增加空间效益。兼具线性滑轨高刚性及磁性编码器高精度之优点。内藏式尺身及感应读头，不易受外力破坏。讯号感应属非接触性，产品寿命长。可做长距离之量测(磁性尺身部份可达30m)。量测特性，不因含油、水、粉尘及切削屑之恶劣工作环境而改变；另对震动、噪音及高温之环境亦可胜任。解析度佳。安装容易。,未来发展,滑轨未来会朝着哪些方向发展？,未来发展,1.定位精度高 使用直线导轨作为线性导引时，由于直线导轨的摩擦方式为滚动摩擦，不仅 摩擦系数降低至滑动导引的1/50，动摩擦力与静摩擦力的差距亦变得很小。因此当床台运行时，不会有打滑的现象发生，可达到um级的定位精度。2.磨耗少能长时间维持精度 传统的滑动导引，无可避免的会因为油膜逆流作用造成平台运动精度不良，而且运动时润滑不充分，导致运行轨道接触面的磨损，严重影响精度。而滚动导引的磨耗非常小，故机台能够长时间维持精度。3.适用高速运动且大幅降低机台所需驱动马力 由于直线导轨移动式摩擦力非常小，只需较小动力便能让床台运行，尤其是在床台的工作方式为经常性往返运动时，更能明显降低机台电力损耗量。且因其摩擦产生的热较小可适用于高速运行。,直线导轨优点及特点：,未来发展,4.可同时承受上下左右方向的负荷 由于直线导轨特殊的束制结构设计，可同时承受上、下、左、右方向的负荷，不像滑动导引在平行接触面方向可承受的侧向负荷较轻，易造成机台运行精度不良。5.组装容易并具互换性 组装时只要铣削或研磨床台上导轨的装配面，并且参照建议步骤将导轨、滑块分别以特定扭力固定于机台上，即能重现加工时的高精密度。传统的滑动导引，则须对运行轨道加以铲花，既费事又费时，而且机台一旦精度不良，又必需再铲花一次。直线导轨具有互换性，可分别更换滑块或导轨甚至是直线导轨组，机台即可重新获得高精密度的导引。6.润滑构造简单 滑动导引若润滑不足，将会造成接触面金属直接摩擦损耗床台，而滑动导引要润滑充足并不容易，需要在床台适当的位置钻孔供油。直线导轨则已在滑块上装置油嘴，可直接以注油枪打入油脂，亦可换上专用油管接头连接供油油管，以自动供油机润滑。,直线导轨优点及特点：,未来发展,“速度”是产业竞争的关键,加上面临绿色环保概念时代的来临,所以,高速化与环保化是两项缺一不可的发展课题,01、由于直线导轨为进行无限滚动循环的运动,在滚珠循环系统顺畅的情况下,具有高加速度与承受值力的特性。因此,直线导轨的高速性与控制性的优点,可以期待此机构的发展有很大的空间。,高速化,环保化,高可靠性、高精度、高刚性、高荷载,02、直线导轨走向自润式、高防尘、低噪声与模组化的趋势。,未来发展,（1）自润式直线导轨自润式直线导轨的设计理念是将油储藏在直线导轨内,让其产生毛细现象,使油直接润滑至负荷滚珠与滚道面上。因为直线导轨的动力界面在滚珠,自润式以润滑滚珠为目的,亦即降低滚珠与轨道面之间的摩擦阻力,减轻磨损,相对提高直线导轨的寿命期限。,未来发展,（2）高防尘直线导轨直线导轨在恶劣环境使用时,适当的选用防尘配件,能有效阻止铁屑、粉尘等异物进入滑块内部,以避免因异物入侵而影响直线导轨之精度及寿命。,未来发展,（3）定位式直线导轨定位式直线导轨为一整合直线轴承与 位置测量器的直线导轨模块组,可提供直线导引及位置回馈的功能。借助直 线导轨高刚性及磁性编码器高精度之优点,将直线导轨及编码器整合化,可节省机构使用空间。而尺身及感应读头内藏于直线导轨内,则不易受外力破坏。其测量特性,不会因含油、水、粉尘及切屑的恶劣工作环境而改变。另对震动、噪声及高温之环境亦可胜任。,未来发展,（4）模组化平台以 U 型结构体整合滚珠丝杠与直线导 轨功能的模组化平台,不仅可以提供高刚性与高精度的特性,也可节省安装使用空间,可应用在精密机械、半导体设备与其他需要精密定位的机构上。,谢谢观看,THANKS,
