1.6.1 精度
SCHNEEBERGER MONORAIL 導軌的精度與周圍結構共同決定了整個系統的運動精度。 導軌精度對於精密定位和高品質加工至關重要。
線性運動的精度取決於安裝導軌的機床精度，也取決於 SCHNEEBERGER MONORAIL 導軌本身的精度。 精度涉及尺寸公差（高度和寬度偏差）以及運動精度（滑座沿導軌移動時的偏差）。
1.6.2 SCHNEEBERGER MONORAIL 導軌的精度等級
SCHNEEBERGER 將 MONORAIL 導軌分為不同的精度等級。為此，導軌與滑座之間的 高度和寬度尺寸公差均受到控制。
這些尺寸的公差由 SCHNEEBERGER 在內部生產規範中加以限制，從而保證了產品的一致性和可信賴性。 精度等級定義了滑座相對於導軌的高度公差和寬度公差，詳細數值請參閱 SCHNEEBERGER MONORAIL 和 AMS 產品目錄。
精度等級說明
SCHNEEBERGER 提供多種精度等級以滿足不同應用需求。 高精度等級的導軌適用於精密機床和量測設備，標準精度等級則適用於一般工業應用。
1.6.3 運動精度
理想情況下，滑座沿導軌的運動應遵循精確的直線軌跡。 然而，由於製造公差的影響，實際運動會產生一定的偏差。 運動精度描述了滑座在沿導軌移動過程中的實際運動軌跡與理想直線軌跡之間的偏差。
單個滑座的元件誤差
單個滑座沿導軌移動時會產生五種元件誤差（component errors）。 這些誤差包括三種旋轉運動和兩種平移運動：
Component errors (five degrees of freedom) of a single carriage.
單個滑座的元件誤差（五個自由度）。
元件誤差符號說明：
旋轉偏差（3 種）
- XRX：繞 X 軸（運動方向）旋轉 - 滾轉
- XRY：繞 Y 軸旋轉 - 俯仰
- XRZ：繞 Z 軸旋轉 - 偏擺
平移偏差（2 種）
- XTY：Y 方向的橫向偏移
- XTZ：Z 方向的垂直偏移
縮寫定義系統
第一個字母 X：表示沿 X 軸（運動方向）移動時產生的偏差
第二個字母 R/T：R = 旋轉 (Rotation)；T = 平移 (Translation)
第三個字母 X/Y/Z：表示旋轉軸或偏移方向
元件誤差的影響
以機器軸為例，幾何行為由各個滑座的元件誤差決定。 當多個軸連接在一起時，各元件誤差會相互影響。 因此，在系統中保持每個滑座的變化量盡可能小是非常重要的。
多個連接滑座的運動
在實際應用中，通常使用四個滑座配合兩條平行導軌的配置。 當滑座通過機床鞍座或工作台連接在一起時，單個滑座的旋轉運動會被抑制， 整體系統僅表現出平移運動。
Four connected carriages with rotational movements XRX, XRY and XRZ shown.
四個連接滑座的旋轉運動 XRX、XRY 和 XRZ 示意圖。
在整體系統中，單個滑座的旋轉運動 XRX、XRY 和 XRZ 不再可見。 整體運動是各個元件運動的綜合結果。連接在一起的滑座系統僅保留平移運動自由度：
Four connected carriages with only translational movements XTX, XTY and XTZ.
四個連接滑座僅保留平移運動 XTX、XTY 和 XTZ。
連接滑座的運動特性
當多個滑座被剛性連接時，單個滑座的旋轉自由度被約束， 系統整體僅表現出三個平移方向的運動（XTX、XTY、XTZ）。 這就是為什麼在設計精密機床時，通常採用四滑座雙導軌的配置。
1.6.4 影響運動精度的因素
SCHNEEBERGER MONORAIL 導軌的運動精度不僅受滾動元件製造精度的影響， 還受到以下因素的影響。這些因素可根據其影響範圍分為三類：
長程變化（Long-range variations）
影響整個行程長度的因素
- 導軌軌道的幾何誤差（直線度、平行度）
- 機床定位面的幾何誤差
- 周圍結構的剛性和精度
中程變化（Medium-range variations）
週期性變化，週期等於螺絲間距
- 螺絲力導致的導軌局部變形
- 導軌孔的位置公差
- 螺絲擰緊力矩的不一致性
短程變化（Short-range variations）
高頻週期性變化
- 滑座的行程脈動（滾動元件週期性接觸）
- 多段導軌的對接過渡點
- 滾動元件直徑的微小差異
連接結構的幾何誤差
為了獲得高精度的導引，連接結構的定位面也必須具有高精度。 額外的幾何誤差來自機床的精度和剛性，以及整體周圍結構的影響。 導軌的運動精度最終取決於導軌本身的精度與支撐面精度的綜合結果。
螺絲力的影響
安裝導軌時的螺絲力會導致局部壓縮和變形。以下因素會影響這種變形：
- 螺絲擰緊力矩的大小
- 螺絲頭部的潤滑狀態（影響頭部摩擦）
- 支撐面的平整度
- 導軌與支撐面之間的接觸狀態
1.6.5 行程脈動
行程脈動（Travel pulsation）是指滑座在沿導軌移動過程中， 在 XTY（橫向）和 XTZ（垂直）方向上產生的微小週期性運動。 這是由於滾動元件進入和離開負載區域時的週期性接觸所造成的。
行程脈動的成因
行程脈動主要由以下因素產生：
- 滾動元件進入負載區域時的衝擊
- 滾動元件離開負載區域時的釋放
- 滾動元件直徑的微小差異
- 滾動元件與軌道接觸點的彈性變形
影響行程脈動的因素
行程脈動的幅度可以通過以下參數來控制：
滑座長度 L
較長的滑座具有更多的滾動元件同時負載，可以平均化單個滾動元件的影響，從而減少行程脈動。
預壓等級 V
較小的預壓可以減少滾動元件進入負載區域時的衝擊力，從而降低行程脈動的幅度。
設計建議
較長的滑座和較小的預壓 V 可以減少行程脈動。
但需注意：較小的預壓會降低系統剛性，需要在精度和剛性之間取得平衡。
SCHNEEBERGER 特別注重滾動元件循環單元和進入區域的設計， 通過優化這些區域的幾何形狀，使滾動元件能夠平穩地進入和離開負載區域， 從而最大程度減少行程脈動。
1.6.6 提高精度的措施
以下列表提供了可用於提高運動精度的措施概覽。這些措施涵蓋了機床設計、導軌選擇和安裝方法等各個方面：
機床設計
- 使用盡可能剛性的機床結構
- 精密加工導軌支撐面
- 採用較大的導軌間距（軌距）和滑座間距
導軌選擇
- 選擇高精度等級的導軌
- 選擇具有相似運動行為的導軌對（配對系統，參見第 4.6 節）
- 使用較長的滑座以減少行程脈動
安裝配置
- 採用單側側向基準安裝導軌
- 選擇較小的導軌孔間距
- 採用雙導軌配置，每條導軌至少配置兩個滑座
螺絲安裝
- 降低螺絲擰緊力矩（同時確保足夠的負載能力）
- 保持螺絲擰緊力矩的一致性
- 適當潤滑螺絲頭部以減少摩擦
配對系統說明
SCHNEEBERGER 提供配對系統（Pairing system），可以選擇具有相似運動行為特性的導軌和滑座組合。 配對後的導軌在同一系統中使用時，可以進一步減少運動誤差。詳細資訊請參閱第 4.6 節 - 精度。