Incluyendo robots cartesianos, sistemas de pórtico y tablas XY.

Las guías y los sistemas lineales generalmente se someten a fuerzas lineales debido a las cargas hacia abajo, hacia arriba y de lado y las fuerzas de rotación debido a las cargas excesivas. Las fuerzas de rotación, también denominadas fuerzas de momento, se definen típicamente como rollo, tono y guiñada, en función del eje alrededor del cual el sistema intenta girar.

Para definir el rollo, el tono y la guiñada en los sistemas lineales, primero necesitamos establecer los tres ejes primarios: X, Y y Z.

Los dos ejes del plano horizontal se definen típicamente como x e y, con el eje x en la dirección del movimiento. El eje y es ortogonal (perpendicular) a la dirección del movimiento y también está en el plano horizontal. El eje z es ortogonal a los ejes x e y, pero se encuentra en el plano vertical. (Para encontrar la dirección positiva del eje z, use la regla de la mano derecha: apunte el dedo índice en la dirección de X positivo, luego la curva en la dirección de Y positiva y el pulgar indicará Z. positivo)

Roll, tono y guiñada son fuerzas de rotación, o momentos, sobre los ejes X, Y y Z. Al igual que las fuerzas lineales puras, estas fuerzas de momento deben considerarse al calcular la vida útil del rodamiento o determinar la idoneidad de un sistema lineal para resistir las cargas estáticas.

ROLLO: Un momento de balanceo es una fuerza que intenta hacer que un sistema gire alrededor de su eje X, de lado a lado. Un buen ejemplo de rollo es una banca de avión.

Pitch: un momento de lanzamiento intenta hacer que un sistema gire alrededor de su eje Y, de adelante hacia atrás. Para imaginar el tono, piense en la nariz de un avión que apunta hacia abajo o hacia arriba.

Yaw: Yaw ocurre cuando una fuerza intenta hacer que un sistema gire alrededor de su eje z. Para visualizar la guiñada, imagine un avión modelo suspendido en una cuerda. Si el viento sopla a la perfección, las alas y la nariz del avión permanecerán nivelados (sin rodar ni lanzamiento), pero girará alrededor de la cuerda desde la cual está suspendida. Esto es guiñada.

Tanto los momentos de tono como de guiñada ponen cargas en exceso en las bolas ubicadas en los extremos de un rodamiento lineal, una condición a veces denominada carga de borde.

Cómo contrarrestar los momentos de rodar, lanzar y bostezar

Las guías y los sistemas lineales tienen capacidades más altas para las fuerzas lineales puras que para las fuerzas de momento, por lo que resolver las fuerzas de momento en las fuerzas lineales puede aumentar significativamente la vida útil y reducir la desviación. Para los momentos de rollo, la forma de lograr esto es usar dos guías lineales en paralelo, con uno o dos rodamientos por guía. Esto convierte las fuerzas del momento en el rollo en cargas puras hacia abajo y despegue en cada rodamiento.

Del mismo modo, usar dos rodamientos en una guía puede eliminar las fuerzas de momento de tono, convirtiéndolos en cargas puras hacia abajo y despegue en cada rodamiento. El uso de dos rodamientos en una guía también contrarresta las fuerzas de momento de guiñada, pero en este caso, las fuerzas resultantes son fuerzas laterales (laterales) en cada rodamiento.