本發(fā)明涉及氣浮定位平臺(tái)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超精密氣浮定位平臺(tái)。

背景技術(shù)：

高精度和高分辨率的精密位移工作臺(tái)系統(tǒng)在現(xiàn)代軍工、航海、電子制造等高科技產(chǎn)業(yè)和科學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)占有極為重要的地位，一些精密、超精密切削加工、精密檢測、超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)中都用到高精度的精密位移工作臺(tái)。

工作臺(tái)和導(dǎo)軌之間以一層極薄的氣體隔開，以氣體為潤滑劑的氣浮工作臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的無摩擦、高速度、高精度運(yùn)行，且具有壽命長、無污染等優(yōu)點(diǎn)，因此常被應(yīng)用到精密機(jī)械中。目前通常采用的有小孔節(jié)流導(dǎo)軌氣浮工作臺(tái)和多孔質(zhì)材料氣浮工作臺(tái)，但小孔節(jié)流導(dǎo)軌氣浮工作臺(tái)小孔節(jié)流承載能力不強(qiáng)，且平臺(tái)較大加工復(fù)雜，而多孔質(zhì)材料氣浮工作臺(tái)加工工藝復(fù)雜，平臺(tái)也較大。

因此如何解決氣浮工作臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、承載能力低等問題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種超精密氣浮定位平臺(tái)，其結(jié)構(gòu)簡單、定位精度高且承載能力強(qiáng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種超精密氣浮定位平臺(tái)，包括水平底座、設(shè)在所述底座上的滑臺(tái)，用于支撐所述滑臺(tái)的立柱，用于驅(qū)動(dòng)所述滑臺(tái)的直線電機(jī)，以及固定在所述底座一側(cè)且沿所述滑臺(tái)移動(dòng)方向延伸的豎直側(cè)板，所述直線電機(jī)的定子固定在所述底座上，所述直線電機(jī)的動(dòng)子與所述滑臺(tái)的底面固定連接，所述立柱固定在所述滑臺(tái)的底面，且所述立柱底部安裝有用于產(chǎn)生正壓以使所述滑臺(tái)垂直懸浮的正壓空氣軸承，所述滑臺(tái)靠近所述側(cè)板的一側(cè)固定有用于保證其沿所述側(cè)板延伸方向移動(dòng)的正負(fù)壓空氣軸承。

優(yōu)選地，所述側(cè)板上安裝有用于測量所述滑臺(tái)位移的光柵尺，所述光柵尺上設(shè)有光柵讀數(shù)頭。

優(yōu)選地，所述底座上還安裝有用于限制所述滑臺(tái)位移的限位光電開關(guān)。

優(yōu)選地，包括四個(gè)所述立柱，四個(gè)所述立柱分別設(shè)在所述滑臺(tái)底面的四角，其中兩個(gè)所述立柱靠近所述側(cè)板，且所述正負(fù)壓空氣軸承固定在上述兩個(gè)所述立柱靠近所述側(cè)板的一側(cè)。

優(yōu)選地，所述底座為大理石底座，所述側(cè)板為大理石側(cè)板。

優(yōu)選地，所述底座與所述側(cè)板螺栓連接，所述滑臺(tái)與所述立柱以及所述直線電機(jī)的動(dòng)子均螺栓連接。

本發(fā)明提供的超精密氣浮定位平臺(tái)，包括水平底座、設(shè)在底座上的滑臺(tái)，用于支撐滑臺(tái)的立柱，用于驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)的直線電機(jī)，以及固定在底座一側(cè)且沿滑臺(tái)移動(dòng)方向延伸的豎直側(cè)板，直線電機(jī)的定子固定在底座上，直線電機(jī)的動(dòng)子與滑臺(tái)的底面固定連接，立柱固定在滑臺(tái)的底面，且立柱底部安裝有用于產(chǎn)生正壓以使滑臺(tái)垂直懸浮的正壓空氣軸承，滑臺(tái)靠近所述側(cè)板的一側(cè)固定有用于保證其沿側(cè)板延伸方向移動(dòng)的正負(fù)壓空氣軸承。

滑臺(tái)正常工作時(shí)，立柱底部的正壓空氣軸承通氣產(chǎn)生正壓，正壓空氣軸承與底座之間形成氣膜間隙，使滑臺(tái)在z方向上懸浮，而位于滑臺(tái)一側(cè)的正負(fù)壓空氣軸承通氣同時(shí)產(chǎn)生正壓和負(fù)壓，負(fù)壓使滑臺(tái)的側(cè)邊吸住側(cè)板，限制滑臺(tái)在x方向上的自由度，防止滑臺(tái)移動(dòng)時(shí)發(fā)生偏移，產(chǎn)生的正壓使滑臺(tái)側(cè)邊與側(cè)板之間形成氣膜間隙，然后在y方向上控制直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)即可控制滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)精密定位。

綜上所述，本發(fā)明提供的超精密氣浮定位平臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，承載能力強(qiáng)，滑臺(tái)體積較小，通過正負(fù)壓空氣軸承即保證了移動(dòng)方向又可產(chǎn)生氣膜間隙，能夠?qū)崿F(xiàn)滑臺(tái)的高速度、高精密定位運(yùn)行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的超精密氣浮定位平臺(tái)的一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種超精密氣浮定位平臺(tái)，其結(jié)構(gòu)簡單、定位精度高且承載能力強(qiáng)。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供的超精密氣浮定位平臺(tái)的一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的超精密氣浮定位平臺(tái)，包括水平底座1、設(shè)在底座1上的滑臺(tái)3，用于驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)3移動(dòng)的直線電機(jī)4，以及固定在底座1一側(cè)的豎直側(cè)板2，豎直側(cè)板2沿滑臺(tái)3移動(dòng)方向延伸，直線電機(jī)4的定子固定在所述底座1上，直線電機(jī)4的動(dòng)子與滑臺(tái)3的底面固定連接，滑臺(tái)3由立柱5支撐，立柱5的頂端固定在滑臺(tái)3的底面，且立柱5底部安裝有正壓空氣軸承6，滑臺(tái)3靠近側(cè)板2的一側(cè)固定有正負(fù)壓空氣軸承7。

為方便描述，可將水平方向上側(cè)板2的延伸方向即直線電機(jī)4帶動(dòng)滑臺(tái)3移動(dòng)的方向設(shè)為y方向，水平方向上與y方向垂直的方向?yàn)閤方向，豎直方向設(shè)為z方向。

滑臺(tái)3正常工作時(shí)，立柱5底部的正壓空氣軸承6通氣產(chǎn)生正壓，正壓空氣軸承6與底座1之間形成氣膜間隙，使滑臺(tái)3在z方向上懸浮，而位于滑臺(tái)3一側(cè)的正負(fù)壓空氣軸承7通氣同時(shí)產(chǎn)生正壓和負(fù)壓，負(fù)壓使滑臺(tái)3的側(cè)邊吸住側(cè)板2，限制滑臺(tái)3在x方向上的自由度，防止滑臺(tái)3移動(dòng)時(shí)發(fā)生偏移，產(chǎn)生的正壓使滑臺(tái)3側(cè)邊與側(cè)板2之間形成氣膜間隙，然后在y方向上控制直線電機(jī)4的運(yùn)動(dòng)即可控制滑臺(tái)3實(shí)現(xiàn)精密定位。

綜上所述，本發(fā)明提供的超精密氣浮定位平臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，承載能力強(qiáng)，滑臺(tái)3體積較小，通過正負(fù)壓空氣軸承7即保證了移動(dòng)方向又可產(chǎn)生氣膜間隙，能夠?qū)崿F(xiàn)滑臺(tái)3的高速度、高精密定位運(yùn)行。

在上述具體實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的超精密氣浮定位平臺(tái)，在側(cè)板2上可以安裝有用于測量滑臺(tái)3位移的光柵尺8，光柵尺8上設(shè)有光柵讀數(shù)頭9；滑臺(tái)3在直線電機(jī)4的帶動(dòng)下移動(dòng)時(shí)，光柵讀數(shù)頭9實(shí)時(shí)測量讀取滑臺(tái)3的位移，并可以將滑臺(tái)3位移上傳至控制定位平臺(tái)的控制器。

進(jìn)一步地，本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的超精密氣浮定位平臺(tái)，在底座1上還可以安裝有用于限制滑臺(tái)3位移的限位光電開關(guān)10；可將限位光電開關(guān)10與控制器連接，并可以預(yù)先根據(jù)需要在控制器上設(shè)置滑臺(tái)3的位移限值，滑臺(tái)3在直線電機(jī)4帶動(dòng)下移動(dòng)時(shí)，光柵尺8上的光柵讀數(shù)頭9實(shí)時(shí)測量滑臺(tái)3的位移并上傳至控制器，當(dāng)滑臺(tái)3移動(dòng)到預(yù)設(shè)的位移限值時(shí)，控制器控制限位光電開關(guān)10開啟，滑臺(tái)3不能夠再移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)限位。

在上述各具體實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，滑臺(tái)3通常為方形，為保證滑臺(tái)3的平衡性和承載能力，本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的超精密氣浮定位平臺(tái)，可以設(shè)置四個(gè)用于支撐的立柱5，四個(gè)立柱5可以分別設(shè)在滑臺(tái)3底面的四角，且每個(gè)立柱5底部均固定有一個(gè)正壓空氣軸承6；另外，四個(gè)立柱5中的兩個(gè)靠近側(cè)板2，可以將正負(fù)壓空氣軸承7固定在上述兩個(gè)立柱5靠近側(cè)板2的一側(cè)，以方便正負(fù)壓空氣軸承7的設(shè)置，并保證不影響滑臺(tái)3。

在上述各具體實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的超精密氣浮定位平臺(tái)，為保證滑臺(tái)3的定位精度和移動(dòng)平穩(wěn)性，要求底座1和側(cè)板2的表面為光滑表面，具體地，底座1可以為大理石底座1，側(cè)板2為大理石側(cè)板2；當(dāng)然，也可以選用玻璃板等其他光滑板材，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的超精密氣浮定位平臺(tái)，底座1與側(cè)板2之間具體可以螺栓連接，滑臺(tái)3與立柱5以及直線電機(jī)4的動(dòng)子之間均可以采用螺栓連接，螺栓連接簡單方便，穩(wěn)定可靠，且可拆卸，當(dāng)然，也可以采用焊接、卡接等其他連接方式，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

以上對本發(fā)明所提供的超精密氣浮定位平臺(tái)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。