一種超精密氣浮定位平臺的制作方法

本發明涉及氣浮定位平臺技術領域，特別是涉及一種超精密氣浮定位平臺。

背景技術：

高精度和高分辨率的精密位移工作臺系統在現代軍工、航海、電子制造等高科技產業和科學研究領域內占有極為重要的地位，一些精密、超精密切削加工、精密檢測、超大規模集成電路生產中都用到高精度的精密位移工作臺。

工作臺和導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，可以實現工作臺的無摩擦、高速度、高精度運行，且具有壽命長、無污染等優點，因此常被應用到精密機械中。目前通常采用的有小孔節流導軌氣浮工作臺和多孔質材料氣浮工作臺，但小孔節流導軌氣浮工作臺小孔節流承載能力不強，且平臺較大加工復雜，而多孔質材料氣浮工作臺加工工藝復雜，平臺也較大。

因此如何解決氣浮工作臺結構復雜、承載能力低等問題，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種超精密氣浮定位平臺，其結構簡單、定位精度高且承載能力強。

為解決上述技術問題，本發明提供一種超精密氣浮定位平臺，包括水平底座、設在所述底座上的滑臺，用于支撐所述滑臺的立柱，用于驅動所述滑臺的直線電機，以及固定在所述底座一側且沿所述滑臺移動方向延伸的豎直側板，所述直線電機的定子固定在所述底座上，所述直線電機的動子與所述滑臺的底面固定連接，所述立柱固定在所述滑臺的底面，且所述立柱底部安裝有用于產生正壓以使所述滑臺垂直懸浮的正壓空氣軸承，所述滑臺靠近所述側板的一側固定有用于保證其沿所述側板延伸方向移動的正負壓空氣軸承。

優選地，所述側板上安裝有用于測量所述滑臺位移的光柵尺，所述光柵尺上設有光柵讀數頭。

優選地，所述底座上還安裝有用于限制所述滑臺位移的限位光電開關。

優選地，包括四個所述立柱，四個所述立柱分別設在所述滑臺底面的四角，其中兩個所述立柱靠近所述側板，且所述正負壓空氣軸承固定在上述兩個所述立柱靠近所述側板的一側。

優選地，所述底座為大理石底座，所述側板為大理石側板。

優選地，所述底座與所述側板螺栓連接，所述滑臺與所述立柱以及所述直線電機的動子均螺栓連接。

本發明提供的超精密氣浮定位平臺，包括水平底座、設在底座上的滑臺，用于支撐滑臺的立柱，用于驅動滑臺的直線電機，以及固定在底座一側且沿滑臺移動方向延伸的豎直側板，直線電機的定子固定在底座上，直線電機的動子與滑臺的底面固定連接，立柱固定在滑臺的底面，且立柱底部安裝有用于產生正壓以使滑臺垂直懸浮的正壓空氣軸承，滑臺靠近所述側板的一側固定有用于保證其沿側板延伸方向移動的正負壓空氣軸承。

滑臺正常工作時，立柱底部的正壓空氣軸承通氣產生正壓，正壓空氣軸承與底座之間形成氣膜間隙，使滑臺在z方向上懸浮，而位于滑臺一側的正負壓空氣軸承通氣同時產生正壓和負壓，負壓使滑臺的側邊吸住側板，限制滑臺在x方向上的自由度，防止滑臺移動時發生偏移，產生的正壓使滑臺側邊與側板之間形成氣膜間隙，然后在y方向上控制直線電機的運動即可控制滑臺實現精密定位。

綜上所述，本發明提供的超精密氣浮定位平臺，結構簡單，加工方便，承載能力強，滑臺體積較小，通過正負壓空氣軸承即保證了移動方向又可產生氣膜間隙，能夠實現滑臺的高速度、高精密定位運行。

附圖說明

圖1為本發明所提供的超精密氣浮定位平臺的一種具體實施方式的結構示意圖。

具體實施方式

本發明的核心是提供一種超精密氣浮定位平臺，其結構簡單、定位精度高且承載能力強。

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。

請參考圖1，圖1為本發明所提供的超精密氣浮定位平臺的一種具體實施方式的結構示意圖。

本發明具體實施方式提供的超精密氣浮定位平臺，包括水平底座1、設在底座1上的滑臺3，用于驅動滑臺3移動的直線電機4，以及固定在底座1一側的豎直側板2，豎直側板2沿滑臺3移動方向延伸，直線電機4的定子固定在所述底座1上，直線電機4的動子與滑臺3的底面固定連接，滑臺3由立柱5支撐，立柱5的頂端固定在滑臺3的底面，且立柱5底部安裝有正壓空氣軸承6，滑臺3靠近側板2的一側固定有正負壓空氣軸承7。

為方便描述，可將水平方向上側板2的延伸方向即直線電機4帶動滑臺3移動的方向設為y方向，水平方向上與y方向垂直的方向為x方向，豎直方向設為z方向。

滑臺3正常工作時，立柱5底部的正壓空氣軸承6通氣產生正壓，正壓空氣軸承6與底座1之間形成氣膜間隙，使滑臺3在z方向上懸浮，而位于滑臺3一側的正負壓空氣軸承7通氣同時產生正壓和負壓，負壓使滑臺3的側邊吸住側板2，限制滑臺3在x方向上的自由度，防止滑臺3移動時發生偏移，產生的正壓使滑臺3側邊與側板2之間形成氣膜間隙，然后在y方向上控制直線電機4的運動即可控制滑臺3實現精密定位。

綜上所述，本發明提供的超精密氣浮定位平臺，結構簡單，加工方便，承載能力強，滑臺3體積較小，通過正負壓空氣軸承7即保證了移動方向又可產生氣膜間隙，能夠實現滑臺3的高速度、高精密定位運行。

在上述具體實施方式的基礎上，本發明具體實施方式提供的超精密氣浮定位平臺，在側板2上可以安裝有用于測量滑臺3位移的光柵尺8，光柵尺8上設有光柵讀數頭9；滑臺3在直線電機4的帶動下移動時，光柵讀數頭9實時測量讀取滑臺3的位移，并可以將滑臺3位移上傳至控制定位平臺的控制器。

進一步地，本發明具體實施方式提供的超精密氣浮定位平臺，在底座1上還可以安裝有用于限制滑臺3位移的限位光電開關10；可將限位光電開關10與控制器連接，并可以預先根據需要在控制器上設置滑臺3的位移限值，滑臺3在直線電機4帶動下移動時，光柵尺8上的光柵讀數頭9實時測量滑臺3的位移并上傳至控制器，當滑臺3移動到預設的位移限值時，控制器控制限位光電開關10開啟，滑臺3不能夠再移動，從而實現限位。

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

在上述各具體實施方式的基礎上，本發明具體實施方式提供的超精密氣浮定位平臺，為保證滑臺3的定位精度和移動平穩性，要求底座1和側板2的表面為光滑表面，具體地，底座1可以為大理石底座1，側板2為大理石側板2；當然，也可以選用玻璃板等其他光滑板材，均在本發明的保護范圍之內。

本發明具體實施方式提供的超精密氣浮定位平臺，底座1與側板2之間具體可以螺栓連接，滑臺3與立柱5以及直線電機4的動子之間均可以采用螺栓連接，螺栓連接簡單方便，穩定可靠，且可拆卸，當然，也可以采用焊接、卡接等其他連接方式，均在本發明的保護范圍之內。

以上對本發明所提供的超精密氣浮定位平臺進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。