1.定义
直线导轨又称线轨、滑轨、线性导轨、线性滑轨，是用来支撑和引导运动部件，按给出的方向做往复直线运动。直线导轨用于高精或高速直线往复运动场合，且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。直线导轨主要是用在精度要求比较高的机械结构上,直线导轨的移动元件和固定元件之间不用中间介质，而用滚动钢球或滚柱。
滚动体与圆弧沟槽相接触，与点接触相比承载能力大，刚性好，摩擦因数小，一般为０．００２～０．００５，节省动力，可以承受上下左右四个方向的载荷。动、静摩擦差别很小磨损小，寿命长，安装、维修、润滑简便。允许运动速度为滑动导轨十倍以上，运动灵活、无冲击，在低速微量进给时，能很好地控制位置尺寸，不会发生空转打滑，并能实现超微米级精度的进给。
2.工作原理
由钢珠在滚轮跟导轨之间无限滚动循环，从而使负荷平台顺着导轨轻易的高精密线性运动，并把摩擦指数降到平时传统滚动导引的五十分之一，能轻易地达到很高的精度等级。滚轮跟导轨间采用末制单元设计，使线型导轨同时承担前后左右等各方向的负载，流回系统及精简化的结构设计让线形导轨有更平稳且低噪声的运动。
滑块使运动由曲线转变为直线，使设备可获得快速往复运动的特点。直线导轨与平面导轨一样，有两个基本元件；一个作为导向的为固定元件，另一个是移动元件。由于直线导轨是标准部件，对于设备厂家来说．唯一要做的只是加工一个安装导轨的平面和校调导轨的平行度。当然，为了保证精密设备的精度，安装面或立柱少量的刮研是必不可少的，在多数情况下，安装是比较简单的。
作为导向的导轨为淬硬钢，经精磨后置于安装平面上。与平面导轨比较，直线导轨横截面的几何形状，比平面导轨复杂，复杂的原因是因为导轨上需要加工出沟槽，以利于滑动元件的移动，沟槽的形状和数量，取决于设备要完成的功能。例如：一个既承受直线作用力，又承受颠覆力矩的导轨系统，与仅承受直线作用力的导轨相比．设计上有很大的不同。
直线导轨属于精密零件，因此在使用时要求有相当地谨慎心态，即使是使用了高性能的直线导轨，假如使用不当，也不能达到预想的特性效果，而且容易使直线导轨毁坏。工作时间过长，钢球开始磨损，作用在钢球上的预加负载开始减弱，导致设备工作部件运动精度的降低。如果要保持初始精度，必须更换导轨支架，甚至更换导轨。如果导轨系统已有预加负载作用。系统精度已丧失，唯一的方法是更换滚动元件。
导轨系统的设计，力求固定元件和移动元件之间有最大的接触面积，这不但能提高系统的承载能力，而且系统能承受间歇切削或重力切削产生的冲击力，把作用力广泛扩散，扩大承受力的面积。为了实现这一点，导轨系统的沟槽形状有多种多样，具有代表性的有两种，一种称为哥特式(尖拱式)，形状是半圆的延伸，接触点为顶点；另一种为圆弧形，同样能起相同的作用。无论哪一种结构形式，目的只有一个，力求更多的滚动钢球半径与导轨接触(固定元件)。决定系统性能特点的因素是：滚动元件怎样与导轨接触，这是问题的关键。
3.应用领域
直线导轨主要是用在精度要求比较高的机械结构上,直线导轨的移动元件和固定元件之间不用中间介质，而用滚动钢球或滚柱。因为滚动钢球或滚柱适应于高速运动、摩擦系数小、灵敏度高，满足运动部件的工作要求。
直线导轨主要用在自动化机械上比较多，行业涉及：非标自动化、机床、折弯机、焊接机、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、精密测量仪器、办公室自动化设备、其它小型直线滑动装置、机械加工中心、工具机、精密加工机、重型切削机床、大理石切割机、磨床、射出机、冲床、自动化装置、运输设备、测量仪器、CNC加工机重切削加工CNC磨床、射出成型机、大型龙门机床冶金、石化、电力、矿山机械、建筑机械、工路工程机械、钢铁,铁路、印刷、食品、医药、化工等领域.
4.分类
A.四滚道型
轨道两侧各有互成45度的两列承载滚珠。垂直向上、下和左右水平额定载荷相同。额定载荷大，刚性好，可承受冲击及重载，用途较广，如加工中心、数控机床、机器人、机械手、焊接机、包装机、木工机械、传输生产线等。导轨宽度为标准参数（也为型号代码）：１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６５、８５、１００、１２０。
(1)重负荷型（以上银为例）
a.静音式重负荷型（QH：组合高度高、滑块加长）
1.低噪音设计利用同步联结器可使滚珠均匀等间隔的排列，滚珠与滚珠间的相互撞击金属声消失，尖锐的高频声音强度有效降低。总和的噪音强度与旧有系列比较在各个速度域有效降低约7.7分贝。
2.自润设计无须添油专利的同步联结器在中间的间隔部设计有储油的空间，可供给钢珠在运行时润滑之需要，且在经过方向回转部时，能够将润滑油均匀的补充于储油空间内，继续均匀润滑钢珠，所以补充润滑油的频率可有效的减少。经过测试，在出厂前添加高性能的锂皂基油脂，在0.2倍的动额定负荷下，可持续使用超过2500公里而不产生疲劳破坏。所以在出厂时即添加高性能的润滑油脂，在一般正常使用下无需进行维护，即可确保其寿命年限。
3.提升运动平顺度传统不具同步联结器之直线导轨，开始运行时，负荷侧的钢珠会先运动，再推挤方向回转部与无负荷侧内的钢珠，造成连锁的来回碰撞，使得摩擦阻力变动起伏剧烈。而采用SynchMotion TM技术的Q1 Type直线导轨由于具有同步联结器，将同一循环内的所有钢珠串联在一起，所以当滑块开始运动时，所有钢珠几乎同时启动，且钢珠间并无来回的碰撞，在保持一定的运动惯性下，摩擦阻力的变动幅度能有效的减少。(SynchMotionTM技术是一种用于直线导轨的技术，旨在提升导轨的运转平顺性、降低噪音、延长使用寿命并提高润滑效率。该技术通过采用专利的同步联结器，使滚珠在运转时均匀分布，从而减少摩擦和噪音，提升导轨的整体性能。)
4.高速设计同步联结器的间隔部设计可使滚珠与滚珠之间的相互摩擦消失，且HIWIN之专利设计使得滚珠与同步联结器之间为环形线接触，可减少两者间的接触面积，进而有效降低摩擦阻力，使得SynchMotion TM静音式直线导轨具有卓越的高速性能。
(2)常规型（以上银为例）
a.滚珠型（HG型：常规型号，应用较多）
系列直线导轨为四列式单圆弧牙型接触直线导轨，同时整合最佳化结构设计之重负荷精密直线导轨，相较于其他之直线导轨提升了负荷与刚性能力；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。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，HG系列直线导轨，即为基于此理念开发之产品。
多用于机械加工中心、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、磨床等。
b.低组装滚珠型（EG型）
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。
常用于自动化装置、高速运输设备、精密量测仪器、半导体设备、木工机械。
c.静音低组装滚珠型（QE型）
系列静音式低组装型滚珠直线导轨，乃基于四列式单圆弧牙型接触设计，降低组合高度与缩短滑块长度，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。采用SynchMotionTM技术的QE系列直线导轨搭载具储油功能的专利同步联结器，可有效降低运转时噪音、提升运转平顺性、寿命与润滑效率。具有更广泛的产业应用性，更适用于高速、宁静与低发尘需求的高科技产业。
(3)微小型、宽幅型（以上银为例）
a.微小型（MG）
系列体积小、轻量化，特别适合小型化设备使用。滑块、导轨材质提供不锈钢及合金钢两种。不锈钢材质之直线导轨，包含滑块、导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。MGW﹝宽幅﹞加宽导轨之设计大幅提升力矩负荷能力，可单轴使用。哥德型四点接触设计，可承受各种方向之负荷并具有高刚性之特点。滑块装有微小型保持钢丝，取下滑块钢珠也不会脱落。导轨、滑块及所有金属配件均采用不锈钢材质，具抗腐蚀之特性。
常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。
b.宽轨型（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，可采用单轴的方式使用。
常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。
c.静音式宽幅型（QW）
采用SynchMotionTM技术的QW系列直线导轨具有WE系列的所有优点，具有高力矩刚度，适用于单轨或节省空间的应用。借助SynchMotionTM技术，它还提供了更安静、更平稳的运动、卓越的润滑和更长的使用寿命。
(4)滚柱型（以上银为例）
a.常规性（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。
常用于自动化设备、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。
b.静音型(QR)
传统不具同步联结器之线性滑轨开始运行时，滚动体会因推挤而造成连锁的来回碰撞，使得摩擦阻力变动起伏剧烈。而采用SynchMotionTM技术的QR系列直线导轨由于具有滚柱同步联结器，除了有效防止滚柱进入负荷区之偏摆现象，所有滚柱被均匀的间隔排列进行循环运动，且滚柱间并无来回的碰撞，在保持一定的运动惯性下，摩擦阻力的变动幅度能有效的减少。
利用滚柱同步联结器可使滚柱均匀等间隔的排列，相邻滚柱间的撞击金属声消失，尖锐的高频声音强度有效降低，总和的声音强度与旧有系列比较在各个速度域有效降低约3分贝。
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。
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。
(5)特殊型（以上银为例）
a. 自润滑型（E2 Series）
无需润滑管路系统与设备及减少油品成本。
清洁环保：无油品外漏污染与强制润滑时油品外溅之虞，适合对清洁度要求较高的环境使用，具环保概念。维护容易且长期使用：对正常使用者而言，在一般寿命内几乎不需任何维护工作。
使用安装灵活：滑块任意摆向均能正常润滑，无安装方向限制。
拆装方便：卡式油箱设计，可以在机台上轻易拆换，进一步延长寿命。
可选用相应的润滑油：可拆换式油箱可依据直线导轨使用环境的不同装填适当的润滑油。
特殊环境使用：如粉尘环境、暴露在恶劣天气环境和用水环境等，配合滑块封入油脂﹝grease﹞使用可达到更佳的润滑效果。
常用于一般工具机、产业机械：塑胶、印刷、造纸、纺织、食品、木工；电子机械：半导体机械、机械手臂、X-Y平台、量测设备；其它：医疗设备、搬运输送机械、建筑设备。
b. 智慧型（PG）
低噪音设计利用同步联结器可使滚珠均匀等间隔的排列，滚珠与滚珠间的相互撞击金属声消失，尖锐的高频声音强度有效降低。总和的噪音强度与旧有系列比较在各个速度域有效降低约7.7分贝。
自润设计无须添油专利的同步联结器在中间的间隔部设计有储油的空间，可供给钢珠在运行时润滑之需要，且在经过方向回转部时，能够将润滑油均匀的补充于储油空间内，继续均匀润滑钢珠，所以补充润滑油的频率可有效的减少。经过测试，在出厂前添加高性能的锂皂基油脂，在0.2倍的动额定负荷下，可持续使用超过2500公里而不产生疲劳破坏。所以在出厂时即添加高性能的润滑油脂，在一般正常使用下无需进行维护，即可确保其寿命年限。
提升运动平顺度传统不具同步联结器之直线导轨，开始运行时，负荷侧的钢珠会先运动，再推挤方向回转部与无负荷侧内的钢珠，造成连锁的来回碰撞，使得摩擦阻力变动起伏剧烈。而采用SynchMotion TM技术的Q1 Type直线导轨由于具有同步联结器，将同一循环内的所有钢珠串联在一起，所以当滑块开始运动时，所有钢珠几乎同时启动，且钢珠间并无来回的碰撞，在保持一定的运动惯性下，摩擦阻力的变动幅度能有效的减少。
高速设计同步联结器的间隔部设计可使滚珠与滚珠之间的相互摩擦消失，且HIWIN之专利设计使得滚珠与同步联结器之间为环形线接触，可减少两者间的接触面积，进而有效降低摩擦阻力，使得SynchMotion TM静音式直线导轨具有卓越的高速性能。
适用于高速、静音与低发尘需求的电子产业。
c. 金属端盖型（SE）
可耐高温，其耐热温度150℃，瞬间温度200℃，可用于扩散炉、熔接机等半导体制造设备、热处理设备、真空用途﹝无塑胶、橡胶等制品之气体释出﹞。
B.两滚道型（双边单列）
轨道两侧各有一列承载滚珠。结构轻、薄、短小，且调整方便，可承受上下左右的载荷及不大的力矩，是集成电路片传输装置、医疗设备、办公自动化设备、机器人等的常用导轨。Ａ为标准参数（也为型号代码）：７、９、１２、１５、２０、２５（有普通系列及加宽系列）。
C.分离型（单边双列）
两列滚珠与运动平面均成４５°接触，因此同一平面只要安装一组导轨，就可以上下左右均匀地承载。若采用两组平行导轨，上下左右可承受同一额定载荷，间隙调整方便，广泛用于电加工机床、精密工作台等电子机械设备（参数尚未标准化）。
D.交叉圆柱滚子Ｖ形直线导轨副
采用圆柱滚子代替滚珠，且相邻滚子安装位置交错９０°，采用Ｖ形导轨，其接触面长为原来的１.７倍，刚性为２倍，寿命为６倍；适用于轻、重荷，无间隙，运动平稳无冲击的场合，如精密内外圆磨床、电子计算机、电加工机床、测量仪器、医疗器械、木工机械等。
E.微型ＳＧＷ滚动直线导轨副
微型滚动直线导轨副，是由钢板冲制成形，重量轻、滚动轻便、摩擦阻力小、惯性小、反应灵敏。适用于录像机、半导体装置、硬盘等存储装置的读出与写入部位及医疗设备、绘图仪等高精度机械设备。
END
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