En savoir plus sur la géométrie des rails de guidage doubles.

Les systèmes de guidage linéaire comprennent des rails de guidage, des glissières et des rails de guidage. L'industrie les classe également en quelques types de base, notamment les rails profilés, les glissières de tiroir, les roulements linéaires, les galets de guidage et les paliers lisses. Un système typique comprend un rail ou un arbre, des chariots et des patins. Ils se distinguent également par leur mode de contact, coulissant ou roulant.

L'une des principales fonctions des guides à roulement est de réduire les frottements 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, les guidages linéaires remplacent les roulements à contact glissant pour faire face aux échauffements et aux problèmes de durabilité liés à l'augmentation constante des vitesses d'avance.

L'application classique des rails profilés est 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, les rails carrés sont plus courants.

D'autre part, les rails ronds peuvent offrir plusieurs avantages, dont la capacité à fonctionner en douceur lorsqu'ils sont montés sur des surfaces moins que parfaites, définies comme ayant une erreur de planéité de plus de 150 μm/m.

Pour les applications en salle blanche et de transformation des aliments qui ne tolèrent pas la contamination, les guides linéaires qui utilisent des éléments roulants (ainsi que des systèmes de paliers lisses) ne conviennent pas en raison de leurs besoins en matière de lubrification.

Certaines applications exigeant une précision et une exactitude extrêmement élevées utilisent des roulements à fluide flottant pour une précision optimale. Il s'agit de roulements hydrostatiques ou aérostatiques utilisant un fluide haute pression entre le rail et le chariot. Plus coûteux et plus difficiles à fabriquer que les autres options linéaires, ils offrent une précision et une exactitude optimales.

Les critères importants à prendre en compte lors du choix d'un guidage linéaire à rouleaux sont la charge (statique et appliquée), la course et la vitesse, ainsi que la précision et la durée de vie souhaitées. Une précharge est parfois nécessaire selon les exigences de l'application. La lubrification est un autre élément important, tout comme toute méthode visant à 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 et roulements de guidage linéaires offrent une grande rigidité et une bonne précision de déplacement. Ils supportent non seulement des charges descendantes, ascendantes et latérales, mais aussi des charges radiales ou des moments. Bien sûr, plus le système de rails et de roulements linéaires est grand, plus sa capacité de moment est élevée, mais la disposition des chemins de roulement (face à face ou dos à dos) influence également la charge radiale qu'il peut supporter.

Bien que la conception face à face (également appelée disposition en X) offre des capacités de charge égales dans toutes les directions, elle entraîne un bras de moment plus court le long duquel les charges en porte-à-faux sont appliquées, ce qui réduit la capacité de charge. La disposition dos à dos (également appelée disposition en O) offre un bras de moment plus grand et des capacités de charge de moment plus élevées.

Mais même avec une disposition dos à dos, les guidages linéaires présentent une distance relativement courte entre les chemins de roulement (essentiellement égale à la largeur du rail), ce qui limite leur capacité à gérer les moments de roulis, causés par les charges en porte-à-faux dans la direction Y. Pour pallier cette limitation, l'utilisation de deux rails en parallèle, avec un ou deux roulements sur chaque rail, permet de convertir le moment de roulis en forces sur chaque palier. La capacité des roulements linéaires à supporter les forces est bien supérieure à celle des moments (en particulier les moments de roulis), ce qui permet d'augmenter considérablement leur durée de vie. Un autre avantage de l'utilisation de rails de guidage doubles et de la conversion des moments en forces est que les roulements linéaires fléchissent généralement moins sous l'effet de forces pures que sous l'effet de moments.

De nombreux actionneurs linéaires intègrent deux rails parallèles, entre lesquels est intégré le mécanisme d'entraînement (courroie, vis ou moteur linéaire). Bien qu'il ne soit pas impératif que l'entraînement soit centré entre les rails de guidage, cela permet d'assurer une charge uniforme sur tous les roulements et de réduire l'effet de cliquetis, ou les forces d'entraînement inégales sur chaque rail et jeu de roulements. Cette disposition réduit également la hauteur de l'actionneur, le rendant relativement compact compte tenu de la capacité de charge et de moment élevée offerte par les deux rails de guidage.