Plus d'informations sur la géométrie des rails de guidage doubles.

Les systèmes de guidage linéaire comprennent des rails, des glissières et des coulisses. L'industrie les catégorise également en quelques types principaux : rails profilés, coulisses de tiroir, paliers linéaires, galets de guidage et paliers lisses. Une configuration typique comprend un rail ou un arbre, des chariots et des blocs de guidage. On peut aussi les distinguer selon leur mode de contact : glissement ou roulement.

L'une des principales fonctions des guides à rouleaux est de réduire le frottement dans les machines. Ils sont utilisés dans diverses applications, allant des dispositifs de fabrication de semi-conducteurs de pointe aux grandes machines-outils et aux engins de chantier.

Les équipements de fabrication de semi-conducteurs ou les appareils d'inspection nécessitant un positionnement de haute précision constituent une application idéale pour les guidages linéaires. Dans le cas d'une machine-outil de découpe, on utilise des guidages linéaires à la place des paliers à contact glissant pour pallier les problèmes d'échauffement et de durabilité liés à l'augmentation constante des vitesses d'avance.

L'application classique des rails profilés se trouve dans l'industrie des machines-outils, où la capacité de charge, la rigidité et la précision sont primordiales. Dans les équipements médicaux tels que les scanners, les IRM et les appareils de radiographie, on privilégie les rails carrés.

En revanche, les rails ronds peuvent offrir plusieurs avantages, dont celui de pouvoir fonctionner en douceur lorsqu'ils sont montés sur des surfaces imparfaites, c'est-à-dire présentant une erreur de planéité supérieure à 150 μm/m.

Pour les applications en salles blanches et dans l'industrie agroalimentaire qui ne tolèrent aucune contamination, les guides linéaires utilisant des éléments roulants (ainsi que les systèmes de paliers lisses) ne conviennent pas en raison de leurs exigences de lubrification.

Certaines applications exigeant une précision extrême utilisent des paliers à fluide pour une exactitude optimale. Il s'agit de paliers hydrostatiques ou aérostatiques utilisant un fluide à haute pression entre le rail et le chariot. Plus coûteux et plus complexes à fabriquer que d'autres solutions linéaires, ils offrent néanmoins une précision maximale.

Le choix d'un guidage linéaire à rouleaux doit prendre en compte plusieurs facteurs importants, notamment la charge (statique et appliquée), la course et la vitesse, ainsi que la précision et l'exactitude souhaitées et la durée de vie requise. Un préchargement peut parfois s'avérer nécessaire selon les exigences de l'application. La lubrification est également un facteur important, de même que toute méthode permettant de minimiser la contamination du système de guidage linéaire par des facteurs environnementaux tels que la poussière et autres contaminants, à l'aide de soufflets ou de joints spéciaux.

Les rails de guidage linéaires et leurs roulements offrent une grande rigidité et une excellente précision de déplacement. Ils supportent les charges verticales (vers le haut et latérales) ainsi que les charges en porte-à-faux et les moments de flexion. Bien entendu, plus le système de rail et de roulement est grand, plus sa capacité de moment est élevée. Cependant, la disposition des chemins de roulement (face à face ou dos à dos) influe également sur la charge en porte-à-faux admissible.

Bien que la configuration face à face (également appelée configuration en X) offre des capacités de charge égales dans toutes les directions, elle induit un bras de levier plus court sur lequel s'appliquent les charges en porte-à-faux, ce qui réduit la capacité de charge en moment. La configuration dos à dos (également appelée configuration en O) offre un bras de levier plus long et donc des capacités de charge en moment supérieures.

Même avec une configuration dos à dos, les guidages linéaires présentent une distance relativement faible entre les chemins de roulement (pratiquement égale à la largeur du rail), ce qui limite leur capacité à supporter les moments de roulis, induits par des charges en porte-à-faux dans la direction Y. Pour pallier cette limitation, l'utilisation de deux rails en parallèle – avec un ou deux paliers sur chaque rail – permet de décomposer le moment de roulis en forces sur chaque palier. Les paliers linéaires ayant une capacité de résistance aux forces bien supérieure à leur capacité de résistance aux moments (en particulier aux moments de roulis), leur durée de vie peut être considérablement accrue. Un autre avantage de l'utilisation de deux rails de guidage et de la décomposition des moments en forces réside dans le fait que les paliers linéaires fléchissent généralement moins sous l'effet de forces pures que sous l'effet de moments de charge.

De nombreux actionneurs linéaires sont conçus avec deux rails parallèles et un système d'entraînement (courroie, vis ou moteur linéaire) intégré entre ces rails. Bien qu'il ne soit pas impératif que le système d'entraînement soit centré entre les rails de guidage, cela permet d'assurer une charge uniforme sur tous les roulements et de réduire les à-coups, c'est-à-dire les forces d'entraînement inégales sur chaque rail et roulement. Cette configuration permet également de réduire la hauteur de l'actionneur, le rendant relativement compact compte tenu de sa capacité de charge et de moment élevée grâce aux deux rails de guidage.