上銀直線導(dǎo)軌

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     HIWIN直線導(dǎo)軌系為一種滾動(dòng)導(dǎo)引，借由鋼珠在滑塊與導(dǎo)軌之間作無(wú)限滾動(dòng)循環(huán)，負(fù)載平臺(tái)能沿著導(dǎo)軌輕易地以高精度作線性運(yùn)動(dòng)。與傳統(tǒng)的滑動(dòng)導(dǎo)引相比較，滾動(dòng)導(dǎo)引的摩擦系數(shù)可降低至原來(lái)的1/50，由于啟動(dòng)的摩擦力大大減少，相對(duì)的較少無(wú)效運(yùn)動(dòng)發(fā)生，故能輕易達(dá)到μm級(jí)進(jìn)給及定位。再加上滑塊與導(dǎo)軌間的束制單元設(shè)計(jì)，使得直線導(dǎo)軌可同時(shí)承受上下左右等各方向的負(fù)荷，上述陳列特點(diǎn)并非傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)引所能比擬，因此機(jī)臺(tái)若能派和滾珠螺桿，使用直線導(dǎo)軌作導(dǎo)引，必能大幅提高設(shè)備精度與機(jī)械效能。

     HIWIN直線導(dǎo)軌優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)：

　　1.定位精度高

　　使用直線導(dǎo)軌作為線性導(dǎo)引時(shí)，由于直線導(dǎo)軌的摩擦方式為滾動(dòng)摩擦，不僅摩擦系數(shù)降低至滑動(dòng)導(dǎo)引的1/50，動(dòng)摩擦力與靜摩擦力的差距亦變得很小。因此當(dāng)床臺(tái)運(yùn)行時(shí)，不會(huì)有打滑的現(xiàn)象發(fā)生，可達(dá)到μm級(jí)的定位精度。

　　2.磨耗少能長(zhǎng)時(shí)間維持精度

　　傳統(tǒng)的滑動(dòng)導(dǎo)引，無(wú)可避免的會(huì)因油膩逆流作用造成平臺(tái)運(yùn)動(dòng)精度不良，且因運(yùn)動(dòng)時(shí)潤(rùn)滑不充分，導(dǎo)致運(yùn)行軌道接觸面的磨損，嚴(yán)重影響精度。而滾動(dòng)導(dǎo)引的磨耗非常小，故機(jī)臺(tái)能長(zhǎng)時(shí)間維持精度。

　　3.適用高速運(yùn)動(dòng)且大幅降低機(jī)臺(tái)所需驅(qū)動(dòng)馬力

　　由于直線導(dǎo)軌移動(dòng)時(shí)摩擦力非常小，只需較小動(dòng)力便能讓床臺(tái)運(yùn)行，尤其是在床臺(tái)的工作方式為經(jīng)常性往返運(yùn)行時(shí)，更能明顯降低機(jī)臺(tái)電力損耗量。且因其摩擦產(chǎn)生的熱較小，可適用于高速運(yùn)行。

　　4.可同時(shí)承受上下左右方向的負(fù)荷

　　由于直線導(dǎo)軌特殊的束制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可同時(shí)承受上下左右方向的負(fù)荷，不像滑動(dòng)導(dǎo)引在平行接觸面方向可承受的側(cè)向負(fù)荷較輕，易造成機(jī)臺(tái)運(yùn)行精度不良。

　　5.組裝容易并具互換性

　　組裝時(shí)只要銑削或研磨床臺(tái)上導(dǎo)軌之裝配面，并依建議之步驟將導(dǎo)軌、滑塊分別以特定扭力固定于機(jī)臺(tái)上，即能重現(xiàn)加工時(shí)的高精密度。傳統(tǒng)的滑動(dòng)導(dǎo)引，則須對(duì)運(yùn)行軌道加以鏟花，既費(fèi)事又費(fèi)時(shí)，且一旦機(jī)臺(tái)精度不良，又必須再鏟花一次。直線導(dǎo)軌具有互換性，可分別更換滑塊或?qū)к壣踔潦侵本€導(dǎo)軌組，機(jī)臺(tái)即可重新獲得高精密度的導(dǎo)引。

　　6.潤(rùn)滑構(gòu)造簡(jiǎn)單

　　滑動(dòng)導(dǎo)引若潤(rùn)滑不足，將會(huì)造成接觸面金屬直接摩擦損耗床臺(tái)，而滑動(dòng)導(dǎo)引要潤(rùn)滑充足并不容易，需要在床臺(tái)適當(dāng)?shù)奈恢勉@孔供油。直線導(dǎo)軌則已在滑塊上裝置油嘴，可直接以注油槍打入油脂，亦可換上專用油管接頭連接供油油管，以自動(dòng)供油機(jī)潤(rùn)滑。

　　HIWIN直線導(dǎo)軌選用準(zhǔn)則：

　　1.使用條件設(shè)定

　　○ 應(yīng)用之設(shè)備○ 行程

　　○ 內(nèi)空進(jìn)之限制○ 運(yùn)行速度、加速度

　　○ 精度之要求○ 使用頻率

　　○ 剛性之要求○ 使用環(huán)境

○ 負(fù)荷方式○ 要求壽命年限

　　2.臺(tái)灣上銀直線導(dǎo)軌各系列的應(yīng)用

　　○ HG系列：磨床、銑床、車床、鉆床、綜合加工機(jī)、放電加工機(jī)、搪床、線切割機(jī)、精密量測(cè)儀器、木工機(jī)器、搬運(yùn)機(jī)器、運(yùn)送裝置。

　　○ EG系列：產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化機(jī)器、半導(dǎo)體機(jī)械、雷射雕刻機(jī)、包裝機(jī)器。

　　○ MGN/MGW系列：印表機(jī)、機(jī)器手臂、電子儀器設(shè)備、半導(dǎo)體設(shè)備。

　　3.選用精度等級(jí)

　　○C,H,P,SP,UP等級(jí)視設(shè)備精度要求而定

　　4.假定滑塊尺寸及數(shù)目

　　○ 依經(jīng)驗(yàn)選用

　　○ 負(fù)荷狀態(tài)

　　○ 若與滾珠螺桿配合使用，則使用之直線導(dǎo)軌規(guī)格與螺桿外徑相似，如螺桿外徑為35mm則選用HG35規(guī)格

　　5.計(jì)算滑塊最大負(fù)荷

　　○ 參照負(fù)荷計(jì)算例計(jì)算單個(gè)滑塊最大等效負(fù)荷

　　○ 確認(rèn)選用之直線導(dǎo)軌靜安全系數(shù)應(yīng)超過(guò)靜安全系數(shù)使用表所列之值

　　6.選擇預(yù)壓力

　　○ 依剛性要求及安裝面精度選用

　　7.確認(rèn)剛性

　　○ 參照剛性表計(jì)算變形量　　提高預(yù)壓力，加大選用尺寸或滑塊數(shù)以提高剛性

　　8.計(jì)算使用壽命

　　○ 依使用速度、頻率計(jì)算壽命距離要求　　依壽命公式計(jì)算選定直線導(dǎo)軌之壽命距離

　　9.潤(rùn)滑選用

　　○ 潤(rùn)滑劑選用，依設(shè)備需求可選擇潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑油或特殊潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑定期注入潤(rùn)滑脂或自動(dòng)供油

　　直線導(dǎo)軌選用完成。

　　直線導(dǎo)軌額定負(fù)荷：

　　1.基本靜額定負(fù)荷

　?。?/span>1）基本靜額定負(fù)荷（C0）的定義

　　直線導(dǎo)軌在靜止或運(yùn)動(dòng)中若承受過(guò)大的負(fù)荷，或受有很大沖擊負(fù)荷時(shí)，會(huì)導(dǎo)致珠道接觸面和鋼珠產(chǎn)生局的永久變形；當(dāng)永久變形量超過(guò)某一限度，將妨礙直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性?；眷o額定負(fù)荷便是容許這個(gè)永久變形量的極限負(fù)荷。依照定義：負(fù)荷的方向和大小不變的狀態(tài)下，在受到最大應(yīng)力接觸面處，鋼珠與珠道表面的總永久變形量恰為鋼珠直徑萬(wàn)分之一的靜止負(fù)荷。

　　基本靜額定負(fù)荷的數(shù)值詳列于各規(guī)格尺寸表中；使用者可參照表格選用適合的直線導(dǎo)軌，但必須注意的是被選用的直線導(dǎo)軌在運(yùn)行中所受的最大靜負(fù)荷不可超過(guò)其基本靜額定負(fù)荷。

　?。?/span>2）容許靜力矩（M0）的定義

　　當(dāng)滑塊中受到最大應(yīng)力的鋼珠達(dá)到上述定義之靜額定負(fù)荷時(shí)，此時(shí)滑塊所承載之力矩稱為靜額定力矩。在直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)中是以MR、MP、PY這三個(gè)方向來(lái)定義

　　（3）靜安全系數(shù)

　　當(dāng)直線導(dǎo)軌使用在慢速運(yùn)動(dòng)或作動(dòng)頻率不高的狀況下，需考慮靜安全系數(shù)。根據(jù)不同的使用狀況，計(jì)算靜負(fù)荷必須考慮不同的安全系數(shù)，尤其是當(dāng)導(dǎo)軌受有沖擊性負(fù)荷時(shí)，需要取用較大的安全系數(shù)。

　　fSL=C0/P或是fsm=M0/M

　　fSL：靜安全系數(shù)

　　fSM：靜安全系數(shù)（力矩負(fù)荷）

　　C0：基本靜額定負(fù)荷（kN）

　　M0：容許靜力矩（kN?m）

　　P：工作負(fù)荷（kN）

　　M：靜力矩負(fù)荷（kN?M）

　　2.基本動(dòng)額定負(fù)荷

　　（1）基本動(dòng)額定負(fù)荷（C）的定義

　　基本動(dòng)額定負(fù)荷用于直線導(dǎo)軌承受負(fù)荷并作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的壽命計(jì)算。其定義是在負(fù)荷的方向和大小不變的狀態(tài)下，直線導(dǎo)軌的額定壽命為50km時(shí)的最大負(fù)荷，此值詳列于各規(guī)格尺寸表中，使用者可借由此值預(yù)先估算出選用之直線導(dǎo)軌的額定壽命。

　　上銀直線導(dǎo)軌壽命：

　　1.壽命

　　當(dāng)直線導(dǎo)軌承受負(fù)荷并作運(yùn)動(dòng)時(shí)，珠道表面與鋼珠因不斷地受到循環(huán)應(yīng)力的作用，一但到達(dá)滾動(dòng)疲勞的臨界值，接觸面就會(huì)開始產(chǎn)生疲勞破損，并在分表面發(fā)生魚鱗狀薄片的剝落現(xiàn)象，此種現(xiàn)象叫做表面剝離。壽命的定義即為珠道表面及鋼珠因材料疲勞產(chǎn)生表面剝離時(shí)為止的總運(yùn)行距離。

　　2.額定壽命

　　直線導(dǎo)軌的壽命，具有很大的分散性，即使同一批制造的產(chǎn)品，在相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下使用，壽命也會(huì)有所不同；這大多歸咎于材料本身在疲勞特性上固有的變化。因此為定義直線導(dǎo)軌的壽命，一般以額定壽命為基準(zhǔn)；其定義是：以一批同樣的產(chǎn)品，逐個(gè)在相同的條件及額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中90%未曾發(fā)生表面剝離現(xiàn)象而能達(dá)到的總運(yùn)行距離。

　　3.壽命的計(jì)算

　　直線導(dǎo)軌的壽命會(huì)因?qū)嶋H承受工作負(fù)荷而不同，可以選用直線導(dǎo)軌的基本動(dòng)額定負(fù)荷及工作負(fù)荷推算出使用壽命。

　　4.壽命系數(shù)

　?。?/span>1）硬度系數(shù)（fh）

　　直線導(dǎo)軌的珠道接觸表面硬度要求在一定的硬化深度之硬度為HRC58-62，倘若硬度值無(wú)法達(dá)到要求的水準(zhǔn)，將會(huì)降低直線導(dǎo)軌的額定負(fù)荷及使用壽命，此時(shí)動(dòng)、靜額定負(fù)荷為尺寸表列值再乘以對(duì)應(yīng)的硬度系數(shù)。

　　HIWIN出場(chǎng)之直線導(dǎo)軌硬度要求皆為HRC58以上，故fh為1

　　（2）溫度系數(shù)（ft）

　　系統(tǒng)溫度會(huì)對(duì)直線導(dǎo)軌的材質(zhì)有影響，當(dāng)溫度高于100°C時(shí)直線導(dǎo)軌的額定負(fù)荷及使用壽命將會(huì)降低，此時(shí)動(dòng)、靜額定負(fù)荷為尺寸表列值再乘以對(duì)應(yīng)的溫度系數(shù)。由于有些配件是塑膠材質(zhì)較不耐高溫，故建議使用溫度應(yīng)低于100°C。

　?。?/span>3）負(fù)荷系數(shù)（fw）

　　作用于直線導(dǎo)軌的負(fù)荷，除裝置本身自重、起動(dòng)停止時(shí)的慣性負(fù)荷及因懸置而產(chǎn)生的力矩負(fù)荷外，還有因運(yùn)動(dòng)伴隨而來(lái)的震動(dòng)及沖擊負(fù)荷，此種型式的負(fù)荷并不容易算出，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)依負(fù)荷狀況及使用速度，建議將計(jì)算負(fù)荷值再乘以對(duì)應(yīng)的負(fù)荷系數(shù)。