前言
    经过近30年的发展和变化，当今已研发出多种系列和规格的线性导轨，现根据目前技术和发展及应用等方面进行详细说明。
    所谓线性滑轨是：以滚动组件（滚珠、滚柱）作为滑块与滑轨的传动介质，使滑块与滑轨作相对往复直线运动。通过滑轨、滚动组件、滑块的组合；实现整体低阻力、高刚性与高精度的运动特性，从而达到高效率的传动目的。高速度、高精度、高刚性的、长寿命等作为线性滑轨产品的最终研发目标。  
    基本构造
    线性滑轨基本上是由几个重要的组件所组成，其名称及功能分述如下(如图1)：
● 承载系统：包含滑块、滑轨及滚动组件，是线性滑轨的承载主体。
● 循环系统：各种回流组件，包括端盖、回流管及保持器等部分，通过回流组件可使滚动组件在滑块与滑轨间进行往复循环滚动；且在滑块未安装到滑轨上前，(保持器)用来支撑滚动组件，避免滚动组件（滚珠、滚柱）掉离滑块。
● 防尘系统：包含刮油片、底部防尘片、滑轨螺栓孔盖、金属刮板等，用以密封滑块两端与底部，防止粉尘及切屑等异物侵入滚动组件的循环轨道。
● 润滑系统：包含油嘴或油管接头、回流组件内部的润滑通道等部分，用以提供润滑剂进入的管道，以便对承载系统进行润滑。

 
图1 线性滑轨的基本构造 (HIWIN-天津隆创提供)

    高刚性、高负载能力

    除了上述基本的组成之外，目前市场上的线性滑轨大致又可依照滚动组件的不同，区分为滚珠型(Ball bearing)与滚柱型(Roller bearing)线性滑轨。滚珠型线性滑轨以其构造简单、制造成本低的优势，应用相当广泛，制造生产的厂商也多。相对的，滚柱型线性滑轨虽然成本与制造难度较高，但因滚柱的线接触承载型式可提供更高的刚性与荷重能力，所以许多有高承载及高刚性需求的应用场合，滚柱型线性滑轨是更适当的选择。自2006年起，制造生产的厂商有明显的增加。
    滚柱型线性滑轨以滚柱作为滑块、滑轨之间的传动介质，滚柱相较滚珠具有较大之接触面积，透过工程计算与分析，可发现相等体积的滚柱承受径向负荷时所产生的弹性变形量仅约为滚珠之1/3，故滚柱比滚珠具有更好之刚性及负载能力，如图2。
 
      图2 滚柱与滚珠的刚性比较
    通过超高刚性的实现，滚柱式线性滑轨可大幅提升工作机械加工的稳定性，达到高精度的需求；藉由超重负荷的特性，进而延长线性滑轨的使用寿命。而更高的负荷容量代表同样的负荷条件可以使用尺寸外型较小的组件，非常适合复合化机械的空间限制。
    滚柱式线性滑轨的优点在于滚柱比滚珠具有更大的接触面积，因此可大幅降低接触应力，延长表面疲劳剥离的时间。表1为线性滑轨的理论寿命比较，由此表内容可发现，滚柱式线性滑轨的理论寿命相较滚珠式线性滑轨可提升100~200%，因此滚柱型线性滑轨可以达到超长寿命的特性。

    表1 理论寿命比较(由HIWIN-隆创日盛提供)
    高速、高加减速性能
    为了达成高速的应用，线性滑轨的设计须使用滚动组件的循环系统，以减小运行阻力，并提高其运行速度。由于线性滑轨的机械特性大都取决于滚动组件与滑块、滑轨之间的接触关系，除此之外，循环系统的阻力以及滚动组件相互之间的阻力大小，即是设计上主要可以改进的部份。如图2所示；相邻的两个滚动组件在运行时，其接近处的运动方向是相反的。若此处为接触状态，则摩擦阻力将提高甚多，进而大大影响其高速性能。
 

    为减少接触，滚动组件之间需要留有间隙。但是如此一来，因为运行时的微小误差，很容易使滚动组件集中。这样不但无法改善摩擦阻力，反而引发负载不均的问题。为了让滚动组件之间保持一定的间隙，一般的轴承采用位置保持器(Retainer)的设计。而线性滑轨则采用了具有挠性的同步联结器( Synchronous Component)。如图3所示，为HIWIN(上银科技)公司所提出的SynchMotionTM同步联结器。

    图3 同步联结器 (球形滚动组件用)

    基本上，由于同步联结器的材质为弹性塑料，属于黏弹性材料，因此分子黏附部分的摩擦力所占的比例相当大，而其为黏附点