簡介
線性滑軌是一種高精度的運動機構組件，如圖 1 所示，主要構造元件含導軌 10(rail)、滑塊20(slide unit,slider,slide block,or carriage,亦稱滑座)及多個滾動 體 30(rolling element) 三個部分。滑塊 20 用以固定及承載工作平臺及加工件，而滾動體 30 多為滾珠 (ball) 或滾柱 (roller)，導軌 10 與滑塊 20 之間通過滾動體 30 做相對運動， 進而使工作平臺直線移動，完成高精度線性運動，由於其間兩者的接觸為點或線，故摩擦阻 抗非常低，約僅有滑動摩擦的 2％、係數約在 0.004 左右。由於彈性變形的理論，
當有外力施加於滑塊 20 上時，線性滑軌內部的 滾動體30會有微小的彈性變形(如圖中虛線所示)，但彈性變形並非永久變形，當所施加的 外力移除後，該滾動體 30 還是會變回原來的形狀，因此在施加的外力若是隨時間變化、或 大小不一時(例如工具機的切削力等)，該滾動體30的彈性變形變化過程中，就產生了許多 製造工藝上的不利因素。因此，許多不同的設計方式或技術從而產生，縱觀這些方法中，除了主動由控制器以補償方法處理外，
大致上可以分成幾個大類 ： ( 一 ) 提高線性滑軌的剛性 ：主要從「減少滾動體的彈性變形」為改良出發點。例 如，改變滾動體的幾何尺寸、數量、相對配置，及滾動體的預壓等方式 ； ( 二 ) 增加高線性滑軌的阻尼 ：主要從「讓滾動體的彈性變形變化快速停止」為改 良角度出發，即是以「若產生振動，讓該振動快速衰減、停止」的構想。例如，在滑塊和導軌 間增加多個微小面接觸滑動零件、改用高阻尼的材質、或改成液壓滑塊以油膜厚度提供較 高的阻尼特性等 ；( 三 ) 同時改善線性滑軌的剛性與阻尼 ：此方式是比較符合業界需求，也是較進步 的一種方式，多是以額外加入一輔助滑塊來達成。
具有阻尼的輔助滑塊及其工作平臺
能在安裝輔助滑塊時，以及工作平臺無負荷的狀態移動時，使線性滑軌的導軌、滾動 體與滑塊間以點、線接觸，最能滿足低摩擦、低阻抗、快速移動與迅速定位需求 ；反之，當工 作平臺有負荷時，例如工作平臺上面設置工件或正在加工工件的狀態下，工作平臺是靜止 或低速緩慢移動，如此通過輔助滑塊提高線性滑軌的剛性，減少線性滑軌的變形，提升工作 平臺及加工的精密度。
為一能設置在一線性滑軌 的導軌的輔助滑塊，該輔助滑塊的頂部具有一承載面，該輔助滑塊的底部具有一匹配於該導軌的滑槽 ；且該輔助滑塊在該滑槽與該承載面之間具有一漸硬接觸結構，該漸硬接觸結 構包括一個以上承受該承載面垂直方向荷重而能變形的低剛性變形部，一承受該承載面垂 直方向荷重而能下降的高剛性第一支撐面，及一對應該高剛性第一支撐面的高剛性第二支 撐面，該高剛性第一支撐面與該高剛性第二支撐面之間具有一容許間隙。
改善線性滑軌的剛性與阻尼的輔助滑塊，其中，該容許間隙為 0.05mm ～ 0.1mm。 [0010] 如上所述的改善線性滑軌的剛性與阻尼的輔助滑塊，其中，該漸硬接觸結構包括 一連通於該輔助滑塊兩端的貫穿部，該貫穿部的上內壁形成一向下延伸的第一凸塊，該第 一凸塊的底面形成該高剛性第一支撐面，該貫穿部的下內壁形成該高剛性第二支撐面。其中，該貫穿部的兩側分別 形成一貫穿孔，該貫穿孔連通該貫穿部，該貫穿孔的直徑大於該貫穿部的上內壁與下內壁 之間的高度，該貫穿孔與該承載面之間的部位及該上內壁與該承載面之間的部位形成該低 剛性變形部。
其中，該貫穿孔與該承載面 之間的部位的厚度小於該上內壁與該承載面之間的部位的厚度。該滑槽包括一上槽壁 及兩側槽壁，該上槽壁形成一向下延伸的第二凸塊，該第二凸塊的底面具有一接觸該導軌 的頂面的第一滑面，該兩側槽壁分別形成一向中心凸伸的第三凸塊，該第三凸塊具有一接 觸該導軌的側面的第二滑面。該輔助滑塊包括一第 一塊體及一第二塊體 ；該第一塊體的上端面下凹形成該貫穿部的下內壁與兩側的該貫穿 孔，該第一塊體的下端形成該滑槽 ；該第二塊體結合在該第一塊體的上端面，該第二塊體的 下端端面形成該第一凸塊。該輔助滑塊為一矩型 金屬塊體。該輔助滑塊在安裝時或無負荷時，仍然利用線性滑軌的滾動體滿足低摩 擦、低阻抗、快速移動與迅速定位需求 ；
反之，當工作平臺上面設置工件，或正在工作平臺上 加工工件的狀態下，其負荷使該漸硬接觸結構的低剛性變形部依負荷大小而彈性變形，當 負荷使該高剛性第一支撐面下降直到接觸高剛性第二支撐面時，形成面接觸的狀態，因此 能夠提高線性滑軌的剛性。該輔助滑塊具有雙直線的面接觸特性，即當承受小荷重時，滑塊呈現小變形量，或 小常數剛性狀態 ；反之，當大荷重時，該滑塊則呈現大變形量，或高常數剛性狀態。
因此，使 得線性滑軌於滑塊快速移動或組裝時，基本上仍保持滑塊的低摩擦和低磨耗功能，一旦需 要承載大荷重狀態時，所加入的輔助滑塊的高剛性、低變形量特性，恰好可提供比原滑塊更 高的剛性，從而改善了線性滑軌的整體剛性。此外，由於額外加入了面接觸的輔助滑塊，故 也改善了滾動式滑塊於工具機切削時的低阻尼缺點。
技術方案包括 ：至 少一個設置於該工作平臺底面的導軌，兩個活動設置在該導軌上的滑塊，該滑塊結合在該 工作平臺的底面，及該輔助滑塊的滑槽滑動地套合在該導軌上，並位於該兩個滑塊之間，
該輔助滑塊的承載面結合在該工作平臺的底面，通過輔助滑塊改善線性滑軌的剛性與阻尼， 並提升工作平臺的精密度。設計所得的輔助滑塊，在歸類上仍可歸屬於前述第 ( 三 ) 類，即 同時改善線性滑軌的剛性與阻尼。此外，由上述的說明可知 ：線性滑軌如果可以有較高的剛 性，其所產生的振動幅度將較小，從而使得需要讓該振動消失的阻尼，也可以較小或於更短 的時間內消失。
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