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银泰直线导轨系为一种滚动导引,借由钢珠在滑块与导轨之间作无限滚动循环,负载平台能沿着导轨轻易地以高精度作线性运动。与传统的滑动导引相比较,滚动导引的摩擦系数可降低至原来的1/50,由于启动的摩擦力大大减少,相对的较少无效运动发生,故能轻易达到μm级进给及定位。再加上滑块与导轨间的束制单元设计,使得直线导轨可同时承受上下左右等各方向的负荷,上述陈列特点并非传统滑动导引所能比拟,因此机台若能派和滚珠螺杆,使用直线导轨作导引,必能大幅提高设备精度与机械效能。
○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μm级的定位精度。
○磨耗少能长时间维持精度
传统的滑动导引,无可避免的会因油腻逆流作用造成平台运动精度不良,且因运动时润滑不充分,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,故机台能长时间维持精度。
○适用高速运动
由于直线导轨移动时摩擦力非常小,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行时,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。
○可同时承受四方负荷
几何力学结构的设计,可同时承受径向、反径向与横方向的负荷,并保持其行走精度,同时可轻易地藉由施于预压与增加滑块数量,就可以提高其刚性与负荷能力。由施于预压与增加滑块数量,就可以提高其刚性与负荷能力。
○组装容易并具互换性
组装时只要铣削或研磨床台上导轨之装配面,并依建议之步骤将导轨、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,且一旦机台精度不良,又必须再铲花一次。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。
○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。
分类 | 类型 | 主要特征 | 用途 | |
全钢珠式 重负荷型 |
MSA-A MSA-LA |
重负荷,高刚性 具自动调心能力 行走顺畅度佳 低噪音 具互换之特性 |
机械加工中心 NC车床 重切削用机械的XYZ轴 磨床的工作台进给轴 铣床 立式或横式镗床 刀具导向部 工作机械的Z轴 自动涂装机 工业用机器人 各种高速材料供给装置 一般工业机械的Z轴 印刷线路板的打孔机 电火花加工机 测定器 精密XY平台 |
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MSA-E MSA-LE |
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MSA-S MSA-LS |
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全钢珠式 低组装型 |
MSB-TE MSB-E |
低组装,高负荷 具自动调心能力 行走顺畅度佳 低噪音 具互换之特性 |
机械加工中心 NC车床 重切削用机械的XYZ轴 磨床的工作台进给轴 铣床 立式或横式镗床 刀具导向部 工作机械的Z轴 自动涂装机 工业用机器人 各种高速材料供给装置 一般工业机械的Z轴 印刷线路板的打孔机 电火花加工机 测定器 精密XY平台 |
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MSB-TS MSB-S |
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全钢珠式 微小型 |
MSC | 超小型设计 行走顺畅度佳 低噪音 钢珠钢丝保持器设计 具互换之特性 |
IC/LSI制造装置 硬盘驱动器 OA机器的滑座 晶圆搬送装置 检查装置 医疗机器 |
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全滚柱式 重负荷型 |
MSR-E MSR-LE |
超重负荷 超高刚性 行走顺畅度佳 低噪音 润滑效果佳 |
机械加工中心 NC车床 磨床 5面加工机 治具镗床 钻床 NC铣床 龙门铣床 模具加工机 放电加工机 |
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MSR-S MSR-LS |
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钢珠链带式 重负荷型 |
SME-E SME-LE |
重负荷,高刚性 具自动调心能力 钢珠链带式设计 行走顺畅度佳 低噪音,润滑效果佳 具互换之特性 |
机械加工中心 NC车床 重切削用机械的XYZ轴 磨床的工作台 进给轴铣床 立式或横式镗床 刀具导向部 工作机械的Z轴 自动涂装机 工业用机器人 各种高速材料供给装置 一般工业机械的Z轴 印刷线路板的打孔机 电火花加工机 测定器 精密XY平台 |
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SME-S SME-LS |
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滚柱链带式 重负荷型 |
MSR-E MSR-LE |
超重负荷 超高刚性 滚柱链带式设计 行走顺畅度佳 低噪音 润滑效果佳 |
机械加工中心 NC车床 磨床 5 面加工机 治具搪床 钻床 NC铣床 龙门铣床 模具加工机 放电加工机 |
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MSR-S MSR-LS |
MSB低组装系列 |
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MSB-R系列导轨 | MSB15-R1000-N | MSB20-R1000-N | MSB25-R1000-N |
MSB30-R1000-N | MSB35-R1000-N | - | |
MSB-S系列滑块 | MSB15SSSFCN | MSB20SSSFCN | MSB25SSSFCN |
MSB30SSSFCN | MSB35SSSFCN | - | |
MSB-E系列滑块 | MSB15ESSFCN | MSB20ESSFCN | MSB25ESSFCN |
MSB30ESSFCN | MSB35ESSFCN | - | |
MSB-TS系列滑块 | MSB15TSSSFCN | MSB20TSSSFCN | MSB25TSSSFCN |
MSB30TSSSFCN | MSB35TSSSFCN | - | |
MSB-TE系列滑块 | MSB15TESSFCN | MSB20TESSFCN | MSB25TESSFCN |
MSB30TESSFCN | MSB35TESSFCN | - | |
MSB-LE/MSB-LS系列滑块 | MSB35LESSFCN | MSB35LSSSFCN | - |
MSC微小型系列 |
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MSC-R系列导轨 | MSC7-R1000-N | MSC9-R1000-N | MSC12-R1000-N | MSC15-R1000-N |
MSC-M系列滑块 | MSC7MSSFCN | MSC9MSSFCN | MSC12MSSFCN | MSC15MSSFCN |
MSC-LM系列滑块 | MSC7LMSSFCN | MSC9LMSSFCN | MSC12LMSSFCN | MSC15LMSSFCN |
MSD微型加宽系列 |
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MSD-R系列导轨 | MSD7-R1000-N | MSD9-R1000-N | MSD12-R1000-N | MSD15-R1000-N |
MSD-M系列滑块 | MSD7MSSFCN | MSD9MSSFCN | MSD12MSSFCN | MSD15MSSFCN |
MSD-LM系列滑块 | MSD7LMSSFCN | MSD9LMSSFCN | MSD12LMSSFCN | MSD15LMSSFCN |
直线导轨的应用,必须对选用的型号与使用条件来验算其负荷容量及寿命,根据这些结果来判断选择的直线导轨型号是否符合需求。
负荷容量的验算是利用基本额定静负荷(C0 ),求出静安全系数,即确定其静的负荷限度;而寿命的验算则是利用基本额定动负荷(C),来计算额定寿命。
直线导轨的寿命是指在滚动体或滚动面上由于循环应力的作用,到出现因材料的滚动疲劳所发生的金属表面剥落时所运行的总距离。
直线导轨在静止或低速运行中承受过大或冲击的负荷时,在滚动体与滚动面之间会产生局部的永久变形,这个永久变形量如果超过某个限度时,就会影响直线导轨运动的顺畅性。所谓的基本额定静负荷(C0 ),是指在产生最大应力的接触面处,使滚动体与滚动面间的永久变形量之总和达到滚动体直径的0.0001倍时,方向和大小一定的静止负荷。所以基本额定静负荷即为容许静负荷的限度。
在直线导轨上作用力矩时,从直线导轨内的滚动体应力分布来看,两端的滚动体产生最大的应力。所谓的容许静力矩(M0 ),是指在产生最大应力的接触面处,使滚动体与滚动面间的永久变形量之总和达到钢珠直径的0.0001倍时,方向和大小一定的静止力矩。所以容许静力矩即为静的作用力矩的限度。在直线导轨中是以MP、MY、MR这3个方向的力矩来定义的。
当直线导轨使用在有振动、冲击或激烈的启动停止情形,由于惯性力或力矩等外力的作用,会有大的负荷产生,对于这样的负荷状况,有必要考虑静安全系数。静安全系数(fs )是按直线导轨的基本额定静负荷(C0 ),为作用在直线导轨上的负荷的多少倍来表示,如下式所示。各种应用状况的静安全系数之基准值,如下表所示。
即使同一批制造出来的产品,在相同的条件下运动,直线导轨的寿命也会有些许差异。因此,为了确定直线导轨的寿命,一般使用以下定义的额定寿命。所谓的额定寿命(L),是指一批相同规格的直线导轨在同样的条件下运动时,其中的90%不产生表面疲劳剥落的现象所能行走的总运行距离。当直线导轨承受负荷并运动时,为计算其寿命要使用基本额定动负荷。
所谓的基本额定动负荷(C),是指一批相同规格的直线导轨在同样的条件下运动时,当其滚动体为钢珠时,其额定寿命为50km,而其滚动体为滚柱时,额定寿命为100km,方向和大小都不变的负荷。
直线导轨的额定寿命(L)会因实际所承受的负荷而不同,可依照选用规格的基本额定动负荷(C)和工作负荷(P)来推算出使用寿命。直线导轨的使用寿命会随着运动状态、滚动面的硬度与环境温度而变化,依其循环的滚动体类型,选用下式来计算其寿命。
硬度系数 fH |
温度系数 fT |
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直线导轨滚动面的硬度必须为HRC 58~64,如果硬度 比此数值低时,会降低直线导轨的负荷能力,此时基本额定动、静负荷应分别乘以相对的硬度系数 fH,如下图所示。出厂的PMI 直线导轨硬度要求为HRC58以上,所以fH =1.0。 | 直线导轨使用在环境温度高于100℃时,高温效应会影响其使用寿命,此时基本额定动、静负荷应分别乘以相对的温度系数 fT,如下图所示。PMI 直线导轨部分的配件为、橡胶制品,建议的使用温度为100℃以下。若有其它特别的需求,请与PMI 联络。 | |
负荷系数 fw |
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虽然直线导轨所承受的负荷可藉由计算求得,但实际使用时大都伴随着振动或冲击,负荷多会大于计算值。因此在考虑不同的运转条件与使用速度下,建议依经验所得到的负荷系数除以基本额定动负荷C,如图所示。 | ||
寿命时间的计算Lh |
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虽然直线导轨所承受的负荷可藉由计算求得,但实际使用时大都伴随着振动或冲击,负荷多会大于计算值。因此在考虑不同的运转条件与使用速度下,建议依经验所得到的负荷系数除以基本额定动负荷C,如图所示。
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直线导轨是藉由滚动体在导轨与滑块之间作滚动运动,因此其摩擦阻力与滑动导轨相比可减小到原来的1/20~1/40。尤其是静摩擦非常小,与动摩擦几乎没有差异,即使在微量进给时也不会有空转打滑的现象,可实现超威米级的行走精度。
直线导轨的摩擦阻力随着负荷大小、预压力与润滑剂粘度等的不同而变化。其摩擦阻力(推力值)可由承受的工作负荷与密封垫片的阻力,经由下式计算出来。通常摩擦系数会因不同系列型式而有所差异,钢珠型系列直线导轨的摩擦系数为0.002~0.003(不包括密封垫片),滚柱型系列直线导轨的摩擦系数为0.001~0.002(不包括密封垫片)
各种设备使用的直线导轨精度选用基准,请参照下表。
分类 | 设备名称 | 精度等级 | ||||
N | H | P | SP | UP | ||
机 床 |
机械加工中心 | ✔ | ✔ | |||
车 床 | ✔ | ✔ | ||||
铣 床 | ✔ | ✔ | ||||
镗 床 | ✔ | ✔ | ||||
坐标镗床 | ✔ | ✔ | ||||
磨 床 | ✔ | ✔ | ||||
放电加工机 | ✔ | ✔ | ✔ | |||
冲压机械 | ✔ | ✔ | ||||
雷射加工机 | ✔ | ✔ | ✔ | |||
木工机 | ✔ | ✔ | ✔ | |||
NC钻床 | ✔ | ✔ | ||||
攻牙中心 | ✔ | ✔ | ||||
工作盘交换装置 | ✔ | |||||
自动换刀系统 | ✔ | |||||
线切割机 | ✔ | ✔ | ||||
砂轮修整装置 | ✔ | ✔ | ||||
数控雕铣机 | ✔ | |||||
轻型数控铣床 | ✔ |
分类 | 设备名称 | 精度等级 | ||||
N | H | P | SP | UP | ||
工业用 机器人 |
直交坐标型 | ✔ | ✔ | ✔ | ||
圆柱坐标型 | ✔ | ✔ | ||||
半 导 体 制 造 设 备 |
打线机 | ✔ | ✔ | |||
针测机 | ✔ | ✔ | ||||
电子零件插件机 | ✔ | ✔ | ||||
印刷电路板钻孔机 | ✔ | ✔ | ✔ | |||
其 它 机 器 |
射出成型机 | ✔ | ✔ | |||
三次元量测机 | ✔ | ✔ | ||||
办公机器 | ✔ | ✔ | ||||
搬运设备 | ✔ | ✔ | ||||
XY工作台 | ✔ | ✔ | ✔ | |||
涂装机 | ✔ | ✔ | ||||
焊接机 | ✔ | ✔ | ||||
医疗设备 | ✔ | ✔ | ||||
Digitizer | ✔ | ✔ | ✔ | |||
量测设备 | ✔ | ✔ | ✔ |