HIWIN直系为一种滚动导引,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,由于启动地摩擦力大大减少,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。
使用线性滑轨作为线性导引时,由于线性滑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。
传统的滑动导引,无可避免的会因油膜逆流作用造成平台运动精度不良,且因运动时润滑不充份,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。
由于线性滑轨移动时,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,可适用於高速运行。
机床的工作部件移动时,钢球就在支架沟槽中循环流动,把支架的磨损量分摊到各个钢球上,从而延长直线导轨的使用寿命。为了消除支架与导轨之间的间隙,预加负载能提高导轨系统的稳定性,预加负荷的获得.是在导轨和支架之间安装超尺寸的钢球。钢球直径公差为±20微米,以0.5微米为增量,将钢球筛选分类,分别装到导轨上,预加负载的大小,取决于作用在钢球上的作用力。假如作用在钢球上的作用力过大,经受预加负荷时间过长,导致支架运动阻力增强,就会出现平衡作用问题;为了提高系统的灵敏度,减少运动阻力,相应地要减少预加负荷,而为了提高运动精度和精度的保持性,要求有足够的预加负数,这是矛盾的两方面。
导轨系统的设计,力求固定元件和移动元件之间有的接触面积,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。