Maggiori dettagli sulla geometria delle doppie guide.

I sistemi di guida lineare includono guide, slitte e binari. L'industria li classifica in alcune tipologie di base, tra cui guide profilate, guide per cassetti, cuscinetti lineari, ruote di guida e cuscinetti a strisciamento. Una configurazione tipica comprende una guida o un albero, carrelli e blocchi di scorrimento. Possono inoltre essere distinti in base al metodo di contatto, ovvero scorrimento o rotolamento.

Una delle funzioni principali delle guide a rulli è quella di ridurre l'attrito nelle macchine. Vengono utilizzate in svariate applicazioni, dai dispositivi avanzati per la produzione di semiconduttori alle grandi macchine utensili e alle attrezzature per l'edilizia.

Le guide lineari trovano un'ottima applicazione nelle apparecchiature per la produzione di semiconduttori o negli strumenti di ispezione che richiedono un posizionamento di alta precisione. Nel caso di una macchina utensile per il taglio, le guide lineari vengono utilizzate al posto dei cuscinetti a strisciamento per far fronte all'aumento di temperatura e ai problemi di durata associati alle velocità di avanzamento sempre crescenti.

L'applicazione classica delle guide profilate è nell'industria delle macchine utensili, dove la capacità di carico, la rigidità e la precisione sono di fondamentale importanza. Nelle apparecchiature mediche come TAC, risonanza magnetica e apparecchi a raggi X, sono più comuni le guide quadrate.

D'altro canto, le rotaie rotonde possono offrire diversi vantaggi, uno dei quali è la capacità di scorrere senza intoppi anche se montate su superfici non perfettamente piane, ovvero con un errore di planarità superiore a 150 μm/m.

Per le applicazioni in camera bianca e nell'industria alimentare, che non tollerano la contaminazione, le guide lineari che utilizzano elementi volventi (così come i sistemi a cuscinetti lisci) non sono adatte a causa della necessità di lubrificazione.

Alcune applicazioni che richiedono una precisione e un'accuratezza estremamente elevate utilizzano cuscinetti a bagno d'olio per ottenere la massima precisione e accuratezza possibili. Si tratta di cuscinetti idrostatici o aerostatici che utilizzano un fluido ad alta pressione tra la guida e il carrello. Sono più costosi e più complessi da produrre rispetto ad altre soluzioni lineari, ma garantiscono la massima precisione e accuratezza.

Nella scelta di una guida lineare a rulli, è importante considerare il carico (sia statico che dinamico), la corsa e la velocità, nonché la precisione e l'accuratezza desiderate e la durata richiesta. A seconda delle esigenze applicative, a volte è necessario anche il precarico. Un altro aspetto fondamentale è la lubrificazione, così come qualsiasi metodo per ridurre al minimo la contaminazione del sistema di guida lineare da fattori ambientali quali polvere e altri agenti contaminanti, ad esempio mediante soffietti o guarnizioni speciali.

Le guide lineari e i cuscinetti offrono elevata rigidità e buona precisione di movimento. Possono sopportare non solo carichi verticali, verticali e laterali, ma anche carichi a sbalzo o momenti flettenti. Naturalmente, maggiore è la dimensione del sistema di guide lineari e cuscinetti, maggiore sarà la sua capacità di sopportare momenti flettenti, ma anche la disposizione delle piste di rotolamento dei cuscinetti – faccia a faccia o schiena contro schiena – influenza l'entità del carico a sbalzo che può sopportare.

Sebbene la configurazione faccia a faccia (nota anche come configurazione a X) offra capacità di carico uguali in tutte le direzioni, si traduce in un braccio di leva più corto lungo il quale vengono applicati i carichi a sbalzo, riducendo la capacità di carico a momento. La configurazione schiena contro schiena (nota anche come configurazione a O) offre un braccio di leva più lungo e garantisce una maggiore capacità di carico a momento.

Anche con la configurazione schiena contro schiena, le guide lineari presentano una distanza relativamente breve tra le piste di rotolamento (essenzialmente pari alla larghezza della guida), il che limita la loro capacità di gestire i momenti di rollio, causati da carichi a sbalzo nella direzione Y. Per ovviare a questa limitazione, l'utilizzo di due guide parallele, con uno o due cuscinetti su ciascuna guida, permette di scomporre il momento di rollio in forze su ciascun blocco di cuscinetto. Poiché i cuscinetti lineari hanno una capacità di carico molto maggiore rispetto ai momenti (soprattutto i momenti di rollio), la durata dei cuscinetti può essere notevolmente aumentata. Un ulteriore vantaggio derivante dall'utilizzo di doppie guide e dalla possibilità di scomporre i momenti in forze è che i cuscinetti lineari generalmente si flettono meno sotto carichi di pura forza rispetto ai momenti.

Molti attuatori lineari prevedono due guide parallele con il meccanismo di azionamento (cinghia, vite o motore lineare) integrato tra di esse. Sebbene non sia indispensabile che l'azionamento sia centrato tra le guide, tale centraggio contribuisce a garantire un carico uniforme su tutti i cuscinetti e riduce l'effetto cogging, ovvero le forze di azionamento non uniformi su ciascuna guida e sul relativo cuscinetto. Questa configurazione riduce inoltre l'altezza dell'attuatore, rendendolo relativamente compatto, considerando l'elevata capacità di carico e di momento offerta dalle due guide.