รางเลื่อนหรือ Guideway นั้น นับเป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้เลยสำหรับเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ไหนก็ตามที่มีการเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง โดยเฉพาะในเครื่องจักรซีเอ็นซี เช่น แมชชีนนิ่งเซนเตอร์ หรือเครื่องกลึง CNC ที่นอกจากจะต้องประคองให้โครงสร้างของเครื่องจักรเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงแล้ว ยังมีหน้าที่ต้องรับทั้งน้ำหนักของชิ้นงานและแรงกระทำหรือแรงสะท้านที่เกิดจากการกัดกลึงตัดเฉือนเนื้องานโลหะอีกด้วย
ซึ่งแรกเริ่มเดิมทีนั้น รางเลื่อนจะเป็นเหล็กรูปทรงตัววี (V) หรือ วีคว่ำ (Inverted V) สำหรับรางของเครื่องกลึงแบบแมนนวล และทรงหางเหยี่ยว (Dove tail) สำหรับรางของเครื่องมิลลิ่ง ซึ่งถือว่าเพียงพอแล้วสำหรับเครื่องจักรที่เคลื่อนที่ด้วยมือหมุนซึ่งมีความเร็วไม่มากนัก และก็ยังคงใช้กันอยู่ในปัจจุบัน
แต่สำหรับเครื่องจักรซีเอ็นซีที่ถูกพัฒนามาให้ควบคุมการทำงานด้วยระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งสามารถบังคับให้เครื่องเคลื่อนที่ได้รวดเร็วขึ้นอย่างมากแล้ว และประกอบกับที่ความต้องการในการผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำเพิ่มสูงขึ้น ทำให้เกิดการพัฒนาระบบรางเลื่อนที่มีประสิทธิภาพสูงยิ่งขึ้น เพื่อตอบสนองความต้องการของภาคการผลิต
จนในปัจจุบัน ชนิดของรางเลื่อนที่ใช้กับเครื่องจักร CNC สามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภทหลัก คือ แบบที่ใช้ตลับลูกปืนในการลดแรงเสียดทาน หรือที่เรียกกันติดปากว่าแบบลิเนียร์ (Linear Guide) และ แบบที่ใช้เหล็กทรงสี่เหลี่ยมเจียระไนผิวให้เรียบและใช้ระบบฟิล์มน้ำมันเคลือบบนผิวในการลดแรงเสียดทานเรียกว่าบ็อกซ์เวย์ (Boxway) นั่นเอง
รางเลื่อนแบบตลับลูกปืนหรือลิเนียร์ไกด์ (Linear Guide) คือ รางเลื่อนที่ประกอบด้วยตัวรางซึ่งเป็นส่วนที่จะถูกประกอบเข้ากับเหล็กฐานหรือเสาของเครื่องจักรที่อยู่กับที่ ด้านบนและด้านข้างของตัวรางจะมีร่องที่รูปทรงเข้ากับชุดตลับลูกปืน ภายในตลับจะมีเม็ดลูกปืน (Bearing) เรียงรายกันเป็นวงจรตามในภาพด้านล่าง
ด้านบนของตลับลูกปืนจะถูกประกอบเข้ากับชิ้นส่วนที่ต้องการให้เคลื่อนที่ (เช่น โต๊ะงานของเครื่องกัด หรือ ป้อมมีดเครื่องกลึง) โดยจำนวนของตลับลูกปืนที่ใช้ อาจเป็น 4, 6, 8 ตลับหรือมากกว่า ขึ้นอยู่กับระยะความยาวของชิ้นส่วนนั้น ๆ และความสามารถในการกระจายแรงตามความเหมาะสม ซึ่งเมื่อตลับลูกปืนเคลื่อนที่ เม็ดลูกปืนภายในจะหมุนวนกันไป ทำให้ชิ้นส่วนสามารถเคลื่อนที่โดยเกิดแรงเสียดทานเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
ทั้งนี้ Linear Guide ก็ยังสามารถแบ่งย่อยได้อีกเป็นสองประเภทคือ Ball Bearing Guideway ที่ใช้ลูกปืนทรงกลมทั่วไป และแบบ Roller Bearing Guideway หรือที่เรียกกันว่า Roller Guide ที่ใช้ลูกปืนทรงกระบอกหรือเม็ดหมอน (Cylindrical Roller Bearing) ซึ่งจะมีความแข็งแรงมากว่าแบบ Ball Bearing แต่ก็มีราคาสูงกว่าและมีแรงเสียดทานในการเคลื่อนที่มากกว่าเช่นกัน
รางเลื่อนแบบเหล็กสี่เหลี่ยม (Boxway Guide) คือ รางเลื่อนที่ส่วนของรางจะถูกหล่อมาเป็นเนื้อเดียวกันกับโครงสร้างเหล็กหล่อของเครื่องจักร และผ่านการกัดผิว ชุบแข็ง และเจียระไนผิวให้เรียบเป็นรูปทรงคล้ายสี่เหลี่ยมเงาวาว ดังภาพด้านล่าง
และอีกส่วนที่นำมาประกบเข้ากับรางเลื่อน จะมีรูปทรงเว้าเป็นสี่เหลี่ยมรับกับตัวรางเลื่อน และถูกเคลือบผิวหน้าสัมผัสด้วยวัสดุพิเศษที่เรียกว่าทาไกหรือ Turcite B ซึ่งเป็นวัสดุประเภทเรซิ่นที่มีค่าความเสียดทานต่ำและทนต่อสารเคมีและการสึกหรอสูงมาก โดยผิวทาไกจะถูกปรับแต่งด้วยการขูดเนื้อวัสดุออกทีละน้อยด้วยกรรมวิธีที่เรียกกันว่าสแครปปิ่ง (Scraping) เพื่อให้ผิวของทาไกสามารถสัมผัสแนบกับผิวรางเลื่อนเหล็กหล่อได้อย่างสม่ำเสมอตลอดทั้งหน้าพื้นผิวสัมผัส ในขณะที่ยังคงมีช่องว่างขนาดเล็กสำหรับให้น้ำมันหล่อลื่นแทรกตัวเข้ามาได้ ซึ่งการสแครปปิ่งผิวทาไกนั้นถือเป็นขั้นตอนที่สำคัญมากสำหรับผู้ผลิตเครื่องจักร และต้องใช้ฝีมือของช่างที่มีความชำนาญด้านนี้โดยเฉพาะ
นอกจากนั้น ราง Boxway ยังมีอีกชิ้นส่วนสำคัญที่เรียกว่ากิ๊บ (Gib) ซึ่งจะเป็นเหล็กแผ่นทรงสี่เหลี่ยมที่มีความยาวเท่ากับส่วนที่นำมาประกบกับรางเลื่อน จะถูกติดตั้งบริเวณด้านข้างของรางเลื่อนเพื่อใช้ในการปรับตั้งค่าความขนานของการเคลื่อนที่อย่างละเอียด
และสุดท้าย รางเลื่อนแบบ Boxway ยังต้องอาศัยการหล่อลื่นจากน้ำมันหล่อลื่นราง (Slideway Lubrication Oil) ที่จะไปเคลือบเป็นฟิล์มบาง ๆ ระหว่างผิวรางเลื่อนที่เป็นเหล็กแข็งกับส่วนประกบที่เป็นทาไก เพื่อให้การเคลื่อนที่ไม่เกิดความร้อนและการสึกหรอ หากรางเลื่อน Boxway ทำงานโดยไม่มีน้ำมันหล่อลื่นเป็นเวลานาน อาจทำให้ผิวทาไกหรือผิวของรางเลื่อนเสียหายได้
รางเลื่อนแบบผสม เป็นรางเลื่อนที่นิยมใช้กับเครื่องจักรขนาดใหญ่ เช่นเครื่องดับเบิ้ลคอลลัมแมชชีนนิ่งเซนเตอร์ ซึ่งชิ้นงานมักมีน้ำหนักมากและยังมีระยะการเคลื่อนทั้งกว้างและยาว หากว่าใช้รางเลื่อนแบบ Boxway เพียงอย่างเดียวก็จะเคลื่อนที่ได้ช้า หรือถ้าใช้รางเลื่อน Linear อย่างเดียวก็ไม่เหมาะกับการรับน้ำหนักมาก จะให้ดีจึงต้องใช้รางเลื่อนแบบผสมผสานที่มีทั้งราง Roller Guide และรางแบบ Boxway ช่วยกันอยู่ในรางเดียว แต่แน่นอนว่าค่าใช้จ่ายในการผลิตก็ต้องสูงขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
อ่านมาถึงจุดนี้แล้ว ผู้อ่านคงจะสงสัยไม่น้อยเลยใช่ไหมครับว่า แล้วแบบนี้รางเลื่อนชนิดไหนดีกว่ากัน จะเลือกใช้เครื่องจักรซีเอ็นซีที่มีรางเลื่อนแบบไหน ถึงจะเหมาะกับการใช้งานที่ต้องการ ถ้าอย่างนั้น เชิญอ่านบนความนี้ต่อเลนครับ อ่าน รางเลื่อนชนิดไหนดีกว่ากัน!
แถมเกร็ดความรู้ทิ้งท้ายอีกนิดนะครับ หลายคนชอบสับสนระหว่างชิ้นส่วนที่เรียกว่าบอลสกรู (Ballscrew) กับ Linear Guideway เนื่องจากด้านในประกอบด้วยลูกปืน Ball Bearing เหมือนกัน และยังเป็นชิ้นส่วนที่ใช้ในการเคลื่อนที่ของเครื่องจักรเช่นกัน แต่ที่จริงแล้วบอลสกรูนั้นคือเกลียวตัวหนอนที่ใช้ในการส่งกำลังจากมอเตอร์ หรือก็คือเป็นส่วนที่ดันให้เกิดการเคลื่อนที่ เดินหน้า-ถอยหลัง โดยต้องใช้ควบคู่กับรางเลื่อนที่เป็นตัวรับแรงและประคองให้เดินหน้า-ถอยหลังตรงไปตามราง ซึ่งจะเป็นรางแบบ Linear หรือแบบ Boxway ก็ใช้ได้ทั้งสองแบบนะครับ
