Una guía lineal es un elemento de máquina que guía un componente a lo largo de una trayectoria recta y absorbe al mismo tiempo fuerzas y momentos. Se compone de un carril guía y de un carro de guía que se desplaza sobre él. Entre ambos, elementos rodantes, rodillos o superficies de deslizamiento hacen que el carro se mueva con baja fricción y alta precisión. Las guías lineales son el componente central de la tecnología lineal y se encuentran allí donde se desplazan ejes, se posicionan cargas o se guían herramientas.
Esta página ofrece una visión general de los tipos de guías lineales, los criterios de selección y los diseños que Franke desarrolla y fabrica.
Estructura de una guía lineal
Toda guía lineal consta de dos partes principales: el carril guía, que se atornilla firmemente a la máquina, y el carro de guía, que soporta la carga en movimiento. Según el fabricante, el carro también se denomina patín o casete. En el carro se encuentran los elementos que ruedan o se deslizan sobre el carril: bolas recirculantes, rodillos o patines de deslizamiento. Las juntas y los rascadores mantienen la suciedad alejada de las superficies de rodadura.
La interacción entre carril y carro determina las propiedades de la guía lineal: capacidad de carga, rigidez, velocidad, suavidad de marcha y necesidad de mantenimiento.
Tipos de guías lineales
Las guías lineales pueden clasificarse según el principio de funcionamiento entre carril y carro. Los cuatro tipos más importantes son:
Guías de recirculación de bolas
En una guía de raíl perfilado con recirculación de bolas, las bolas ruedan entre el carril y el carro y se reconducen continuamente dentro del carro. Las guías de recirculación de bolas suelen ser de acero, alcanzan una alta precisión de guiado y rigidez y por ello están muy extendidas en la construcción de máquinas herramienta. Se suministran lubricadas y se relubrican a intervalos según la versión y la aplicación.
Guías de rodillos
En una guía de rodillos, los rodillos ruedan sobre las pistas de rodadura del carril. Dentro de los rodillos hay rodamientos. Las guías de rodillos tienen una marcha suave, son adecuadas para altas velocidades y relativamente insensibles a la suciedad. Como los carriles y los carros suelen ser de aluminio, además son ligeras.
Guías de deslizamiento
Las guías de deslizamiento funcionan sin elementos rodantes: el carro y el carril se deslizan uno sobre otro mediante superficies de plástico o metal. Son sencillas, robustas e insensibles a la suciedad, y las versiones con patines de plástico suelen funcionar sin lubricación. A cambio, la fricción es mayor que con elementos rodantes. Las guías de deslizamiento lubricadas pueden además tender al efecto stick slip (avance a tirones), lo que afecta a la precisión de posicionamiento.
Guías de eje
En una guía de eje, un rodamiento lineal de bolas se desplaza sobre un eje redondo templado. Las guías de eje son económicas y fáciles de montar. Como un eje puede flexionarse bajo carga transversal, la rigidez es menor que en las guías de raíl perfilado. Por ello, para carreras más largas se utilizan ejes apoyados, normalmente dos ejes paralelos para evitar el giro.
Comparativa de guías lineales
| Tipo | Principio de funcionamiento | Ventajas | Límites |
|---|---|---|---|
| Guía de recirculación de bolas | las bolas recirculan en el carro | alta precisión, alta rigidez | requiere lubricación, mayor peso |
| Guía de rodillos | los rodillos ruedan sobre el carril | alta velocidad, bajo peso, insensible a la suciedad | para cargas muy altas se necesitan tamaños mayores |
| Guía de deslizamiento | superficies de deslizamiento de plástico o metal | robusta, insensible a la suciedad, a menudo sin lubricación | mayor fricción, posible stick slip |
| Guía de eje | rodamiento lineal de bolas sobre eje redondo | montaje sencillo, económica | flexión del eje, menor rigidez |
Seleccionar la guía lineal adecuada
Qué guía lineal es adecuada para una aplicación depende de estos factores:
- Carga: magnitud y dirección de las fuerzas y momentos alrededor de los tres ejes.
- Velocidad y aceleración: con alta dinámica cuentan una masa en movimiento reducida y elementos rodantes de marcha suave.
- Precisión y rigidez: precisión de posicionamiento exigida y deformación admisible bajo carga.
- Carrera y espacio de instalación: longitud del carril, altura de montaje y anchura disponible.
- Entorno: suciedad, humedad, sala limpia, sector alimentario, vacío o campos magnéticos. Aquí son decisivos el material, la junta y la lubricación.
- Material y peso: una guía de aluminio encaja en construcciones de aluminio y ahorra peso.
- Mantenimiento: si hay que relubricar o si la guía lineal funciona sin mantenimiento.
El principio Franke en las guías lineales
Franke traslada el principio del rodamiento de alambres a los movimientos lineales: en los perfiles de aluminio se insertan pistas de rodadura de alambre sobre las que ruedan grandes rodillos. Las pistas insertadas aportan la capacidad de carga y el resto de la construcción puede ser de aluminio ligero. Más información en la página El principio Franke en las guías lineales.
- Sin mantenimiento: los rodamientos de agujas o de bolas de los rodillos están lubricados de por vida.
- Silenciosas: las guías lineales Franke funcionan con un ligero murmullo uniforme y son adecuadas para aplicaciones sensibles al ruido.
- Homogéneas con el aluminio: los carriles y los carros son de aluminio. En construcciones de aluminio se excluyen así las deformaciones debidas a la temperatura.
- Guiado patentado: los rodillos tienen una ranura adaptada a las pistas de alambre. Evita que los rodillos se desplacen sobre sus pernos y rocen contra la carcasa.
Diseños
- Raíl perfilado con carro: consta solo de dos conjuntos, el raíl perfilado y el carro de guía que se desplaza sobre él. Un perfil más ancho estabiliza la base.
- Par de guías monocarril con par de carros individuales: la anchura de guiado puede elegirse libremente mediante la distancia entre los dos carriles. Los carros individuales se atornillan directamente a la estructura adyacente, por lo que no se necesita placa de carro.
Tipos para diferentes condiciones de uso
- Tipo FDA con carro: estándar, silenciosa y de marcha suave, de aluminio con rodillos sellados sobre rodamientos de agujas sin mantenimiento
- Tipo FDB con carro: Low Cost con rodillos sobre rodamientos de bolas, económica y adecuada para casi todos los sectores
- Tipo FDC con carro: resistente a la corrosión, silenciosa y de marcha suave para entornos exigentes
- Tipo FDD con carro: amagnética, por ejemplo para tecnología médica y fabricación electrónica
- Tipo FDE con carro: sin lubricación, para la producción alimentaria y salas limpias
- Tipo FDG con carro: pistas de rodadura de acero inoxidable y rodillos sobre rodamientos de bolas, robusta y económica
- Tipo FDH con carro: altamente dinámica con rodamientos angulares para máxima aceleración y velocidad, por ejemplo en pick and place
- Tipo FDI con carro: apta para vacío, con lubricantes y materiales contra la desgasificación en alto vacío
Entre los accesorios adecuados figuran, por ejemplo, los carros con bloqueo. Todos los productos de un vistazo: resumen de productos guías lineales
¿Guía estándar o guía lineal personalizada?
Para muchas aplicaciones, la guía lineal adecuada se encuentra en el programa estándar. Cuando el espacio de instalación, el peso, la forma del perfil o el material plantean requisitos especiales, Franke adapta individualmente los perfiles de carril y los carros. Se muestran ejemplos en las páginas Guías lineales personalizadas y Guías lineales en construcción ligera.
Campos de aplicación de las guías lineales
Las guías lineales Franke se utilizan, entre otros, en ingeniería mecánica, tecnología médica, embalaje, construcción de aparatos y equipos, robótica y manipulación, investigación y desarrollo, construcción de vehículos, generación de energía y técnica de automatización. Se muestran ejemplos en la visión general aplicaciones de guías lineales.
Preguntas frecuentes sobre guías lineales
¿Qué es una guía lineal?
Una guía lineal es un elemento de máquina que guía un componente a lo largo de una trayectoria recta. Se compone de un carril guía y un carro de guía, entre los cuales bolas, rodillos o superficies de deslizamiento garantizan un movimiento preciso y de baja fricción.
¿Qué tipos de guías lineales existen?
Los tipos más importantes son las guías de recirculación de bolas, las guías de rodillos, las guías de deslizamiento y las guías de eje. Se diferencian por el principio de funcionamiento entre carril y carro y, por tanto, por la capacidad de carga, la velocidad, la suavidad de marcha y la necesidad de mantenimiento.
¿Cuál es la diferencia entre una guía de rodillos y una guía de recirculación de bolas?
En una guía de recirculación de bolas, las bolas recirculan en el carro, lo que proporciona alta precisión y rigidez pero requiere lubricación. En una guía de rodillos, los rodillos ruedan sobre el carril. Las guías de rodillos tienen una marcha suave, son ligeras y adecuadas para altas velocidades.
¿Las guías lineales no necesitan mantenimiento?
Depende del tipo. Las guías de recirculación de bolas se relubrican a intervalos según la versión y la aplicación. En las guías lineales Franke, los rodamientos de los rodillos están lubricados de por vida, por lo que funcionan sin mantenimiento.
¿Cómo se elige la guía lineal adecuada?
Son decisivos la carga y los momentos, la velocidad y la aceleración, la precisión exigida, la carrera y el espacio de instalación, así como las condiciones ambientales como la suciedad, la sala limpia o el vacío. Ante requisitos especiales, ayuda el asesoramiento de Franke.
Más términos en el glosario Franke: Carro de guía | Guía de rodillos | Tecnología lineal | Guía de aluminio
Franke también fabrica guías lineales a medida según sus especificaciones: Guías lineales personalizadas