Guida lineare

Una guida lineare è un elemento di macchina che guida un componente lungo un percorso rettilineo assorbendo forze e momenti. È composta da una rotaia di guida e da un carrello guida che vi scorre sopra. Tra i due, elementi rotanti, rulli o superfici di scorrimento fanno sì che il carrello si muova con attrito ridotto ed elevata precisione. Le guide lineari sono l’elemento centrale della tecnologia lineare e si trovano ovunque si spostino assi, si posizionino carichi o si guidino utensili.

Questa pagina offre una panoramica dei tipi di guide lineari, dei criteri di scelta e delle esecuzioni che Franke sviluppa e produce.

Struttura di una guida lineare

Ogni guida lineare è composta da due parti principali: la rotaia di guida, fissata saldamente alla macchina, e il carrello guida, che porta il carico in movimento. A seconda del produttore il carrello è chiamato anche cursore. Nel carrello si trovano gli elementi che rotolano o scorrono sulla rotaia: sfere a ricircolo, rulli o pattini di scorrimento. Guarnizioni e raschiatori tengono lo sporco lontano dalle superfici di scorrimento.

L’interazione tra rotaia e carrello determina le proprietà della guida lineare: capacità, rigidezza, velocità, scorrevolezza e necessità di manutenzione.

Tipi di guide lineari

Le guide lineari possono essere classificate in base al principio di funzionamento tra rotaia e carrello. I quattro tipi più importanti sono:

Guide a ricircolo di sfere

In una guida su rotaia profilata a ricircolo di sfere, le sfere rotolano tra rotaia e carrello e vengono continuamente ricondotte all’interno del carrello. Le guide a ricircolo di sfere sono di solito in acciaio, raggiungono elevata precisione di guida e rigidezza e sono quindi diffuse nella costruzione di macchine utensili. Vengono fornite lubrificate e rilubrificate a intervalli a seconda dell’esecuzione e dell’impiego.

Guide a rulli

In una guida a rulli i rulli rotolano sulle piste della rotaia. Nei rulli sono inseriti cuscinetti volventi. Le guide a rulli sono scorrevoli, adatte ad alte velocità e relativamente insensibili allo sporco. Poiché rotaie e carrelli sono spesso in alluminio, sono anche leggere.

Guide a strisciamento

Le guide a strisciamento funzionano senza elementi rotanti: carrello e rotaia scorrono l’uno sull’altra tramite superfici in plastica o metallo. Sono semplici, robuste e insensibili allo sporco, e le versioni con pattini in plastica funzionano spesso senza lubrificazione. In compenso l’attrito è maggiore rispetto agli elementi rotanti. Le guide a strisciamento lubrificate possono inoltre tendere all’avanzamento a scatti (stick slip), che compromette la precisione di posizionamento.

Guide su albero

In una guida su albero, un cuscinetto lineare a sfere scorre su un albero tondo temprato. Le guide su albero sono economiche e facili da montare. Poiché un albero può flettersi sotto carico trasversale, la rigidezza è inferiore rispetto alle guide su rotaia profilata. Per corse più lunghe si utilizzano quindi alberi supportati, di solito due alberi paralleli contro la rotazione.

Guide lineari a confronto

Scegliere la guida lineare adatta

Quale guida lineare sia adatta a un’applicazione dipende da questi fattori:

• Carico: entità e direzione delle forze e momenti attorno a tutti e tre gli assi.
• Velocità e accelerazione: con dinamica elevata contano una massa in movimento ridotta e elementi rotanti scorrevoli.
• Precisione e rigidezza: precisione di posizionamento richiesta e deformazione ammissibile sotto carico.
• Corsa e spazio di montaggio: lunghezza della rotaia, altezza di montaggio e larghezza disponibile.
• Ambiente: sporco, umidità, camera bianca, settore alimentare, vuoto o campi magnetici. Qui sono decisivi materiale, guarnizione e lubrificazione.
• Materiale e peso: una guida in alluminio si adatta alle strutture in alluminio e fa risparmiare peso.
• Manutenzione: se è necessario rilubrificare o se la guida lineare funziona senza manutenzione.

Il principio Franke per le guide lineari

Franke trasferisce il principio del cuscinetto a filo ai movimenti lineari: nei profili in alluminio sono inserite piste di rotolamento in filo sulle quali rotolano grandi rulli. Le piste inserite garantiscono la capacità di carico, mentre il resto della struttura può essere realizzato in alluminio leggero. Maggiori informazioni alla pagina Il principio Franke per le guide lineari.

• Senza manutenzione: i cuscinetti a rullini o a sfere nei rulli sono lubrificati a vita.
• Silenziose: le guide lineari Franke funzionano con un fruscio leggero e uniforme e sono adatte ad applicazioni sensibili al rumore.
• Omogenee con l’alluminio: rotaie e carrelli sono in alluminio. Nelle strutture in alluminio sono quindi escluse le deformazioni dovute alla temperatura.
• Guida brevettata: i rulli hanno una gola adattata alle piste in filo. Impedisce che i rulli si spostino sui loro perni e sfreghino contro l’alloggiamento.

Esecuzioni

• Guida profilata con cursore: è composta da due soli gruppi, la guida profilata e il carrello guida che vi scorre sopra. Un profilo più largo stabilizza la base.
• Coppia di guide con coppia di pattini: la larghezza di guida è liberamente selezionabile tramite la distanza tra le due rotaie. I pattini vengono avvitati direttamente alla struttura di collegamento, quindi non serve una piastra del carrello.

Tipi per diverse condizioni di impiego

• Tipo FDA con cursore: standard, silenziosa e scorrevole, in alluminio con rulli su cuscinetti a rullini a tenuta senza manutenzione
• Tipo FDB con cursore: Low Cost con rulli su cuscinetti a sfere, economica e adatta a quasi tutti i settori
• Tipo FDC con cursore: resistente alla corrosione, silenziosa e scorrevole per ambienti impegnativi
• Tipo FDD con cursore: amagnetica, ad esempio per la tecnologia medica e la produzione elettronica
• Tipo FDE con cursore: senza lubrificazione, per la produzione alimentare e le camere bianche
• Tipo FDG con cursore: piste in acciaio inossidabile e rulli su cuscinetti a sfere, robusta ed economica
• Tipo FDH con cursore: altamente dinamica con cuscinetti a contatto obliquo per la massima accelerazione e velocità, ad esempio nel pick and place
• Tipo FDI con cursore: adatta al vuoto, con lubrificanti e materiali contro il degassamento in alto vuoto

Tra gli accessori adatti figurano ad esempio i cursori con bloccaggio. Tutti i prodotti in sintesi: panoramica prodotti guide lineari

Guida standard o guida lineare personalizzata?

Per molte applicazioni la guida lineare adatta si trova nel programma standard. Quando spazio di montaggio, peso, forma del profilo o materiale pongono requisiti particolari, Franke adatta individualmente profili delle rotaie e carrelli. Esempi sono illustrati nelle pagine Guide lineari personalizzate e Guide lineari nella costruzione leggera.

Campi di impiego delle guide lineari

Le guide lineari Franke sono impiegate, tra l’altro, nell’ingegneria meccanica, nella tecnologia medica, nell’imballaggio, nella costruzione di apparecchi e dispositivi, nella robotica e nella manipolazione, nella ricerca e sviluppo, nel settore automobilistico, nella produzione di energia e nell’automazione. Esempi sono illustrati nella panoramica applicazioni delle guide lineari.

Domande frequenti sulle guide lineari

Che cos’è una guida lineare?

Una guida lineare è un elemento di macchina che guida un componente lungo un percorso rettilineo. È composta da una rotaia di guida e da un carrello guida, tra i quali sfere, rulli o superfici di scorrimento assicurano un movimento preciso e a basso attrito.

Quali tipi di guide lineari esistono?

I tipi più importanti sono le guide a ricircolo di sfere, le guide a rulli, le guide a strisciamento e le guide su albero. Si differenziano per il principio di funzionamento tra rotaia e carrello e quindi per capacità, velocità, scorrevolezza e necessità di manutenzione.

Qual è la differenza tra guida a rulli e guida a ricircolo di sfere?

In una guida a ricircolo di sfere le sfere ricircolano nel carrello, il che garantisce elevata precisione e rigidezza ma richiede lubrificazione. In una guida a rulli i rulli rotolano sulla rotaia. Le guide a rulli sono scorrevoli, leggere e adatte ad alte velocità.

Le guide lineari sono senza manutenzione?

Dipende dal tipo. Le guide a ricircolo di sfere vengono rilubrificate a intervalli a seconda dell’esecuzione e dell’impiego. Nelle guide lineari Franke i cuscinetti volventi nei rulli sono lubrificati a vita, quindi funzionano senza manutenzione.

Come si sceglie la guida lineare adatta?

Sono decisivi carico e momenti, velocità e accelerazione, precisione richiesta, corsa e spazio di montaggio nonché le condizioni ambientali come sporco, camera bianca o vuoto. Per requisiti particolari è utile la consulenza di Franke.

Altri termini nel glossario Franke: Carrello guida | Guida a rulli | Tecnologia lineare | Guida in alluminio

Franke produce guide lineari anche su misura secondo le vostre specifiche: Guide lineari personalizzate