[發(fā)明專利]具有載物補償功能的氣浮導軌平臺

有效

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• 申請日: 2016-05-26
• 公開（公告）號: CN105834763B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設計）人: 王文;趙鼎成;時光;盧科青;范宗尉;裘榮波
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B23Q1/38
• 分類號: B23Q1/38;F15B21/04;F15B21/08
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發(fā)明屬于超精密加工機床領域，涉及一種氣浮導軌平臺，具體涉及具有載物補償功能的氣浮導軌平臺。

背景技術

隨著國防工業(yè)和航天工業(yè)的快速發(fā)展，世界各國尤其是發(fā)達國家對機械加工特別是精密與超精密加工提出了更高要求。高精度導軌作為加工機床的核心部件更是成為了熱門的研究內容。在各類導軌中，氣浮導軌憑借其高精度、低摩擦和潔凈等特點得到了廣泛的關注。然而，要想獲得更高的氣浮導軌運動精度，除了采取一系列措施(如采用高精度軸套、良好的動平衡和優(yōu)化結構等)達到高精度的方案外，另一個比較經(jīng)濟、有效的方案是在線監(jiān)測氣浮導軌平臺的運動精度，并通過準確控制供氣系統(tǒng)輸入的氣體壓強對監(jiān)測結果實施在線補償，進而實現(xiàn)載物重力補償和提高氣浮導軌平臺運動精度的功能。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種具有載物補償功能的氣浮導軌平臺，將導軌、氣浮軸套和線性位移傳感器集成于一體，形成一套具有實時檢測功能的高精度氣浮導軌平臺系統(tǒng)，能對氣浮導軌平臺進行載物重力補償，提高氣浮導軌平臺的精度。

本發(fā)明包括供氣模塊、驅動模塊、底座、導軌、氣嘴、載物臺和n個氣浮模塊，n≥4；所述的導軌固定在底座上；所述的氣浮模塊由氣浮軸套、O型密封圈、小孔節(jié)流器、線性位移傳感器和氣浮塊組成；氣浮塊的中心開設有氣浮軸套安裝孔和傳感器安裝孔，氣浮軸套安裝孔的孔壁開設氣嘴安裝孔，傳感器安裝孔的孔壁開設導線孔；氣浮軸套安裝孔內設置氣浮軸套；所述氣浮軸套的兩端與氣浮塊兩端均安裝有O型密封圈；傳感器安裝孔內設置線性位移傳感器，線性位移傳感器的電源線及數(shù)據(jù)線從導線孔穿出；線性位移傳感器的檢測面與底座的上表面平行；每個氣浮模塊的氣嘴安裝孔內放置一個氣嘴，供氣模塊給各個氣嘴供氣；載物臺與所有氣浮模塊的氣浮塊頂部均通過螺釘連接，驅動模塊通過絲杠螺母副或帶傳動機構驅動載物臺。

所述的氣浮軸套中心開設的導軌安裝孔與導軌間隙配合；氣浮軸套的外圓面開設有沿軸向布置的多個環(huán)形槽；每個環(huán)形槽底部開設通氣孔組；通氣孔組為沿圓周等角度但不均布的多個通氣孔，氣浮軸套位于下部的通氣孔多于位于上部的通氣孔；通氣孔的內端與氣浮軸套的導軌安裝孔連通；每個通氣孔內設置一個小孔節(jié)流器；所有環(huán)形槽的側部相通，并與氣浮塊的氣嘴安裝孔連通。

所述的供氣模塊包括空氣壓縮機、氣體過濾器、油霧分離器和n個精密減壓閥；空氣壓縮機的輸出口與氣體過濾器的輸入口連通，氣體過濾器的輸出口與油霧分離器的輸入口連通，油霧分離器的輸出口與n個精密減壓閥的輸入口均連通；每個精密減壓閥的輸出口與一個氣嘴的外端連接。

所述的小孔節(jié)流器開設有集氣孔、降壓孔和穩(wěn)壓孔；集氣孔的外端與氣浮軸套上對應的通氣孔外端連通；降壓孔的兩端分別與集氣孔的內端和穩(wěn)壓孔的外端連通；穩(wěn)壓孔的內端與氣浮軸套上對應的通氣孔內端連通。

所述導軌的外圓面、氣浮軸套的導軌安裝孔孔壁、底座的上表面、載物臺的底面以及氣浮塊的上、下表面均為超精密加工面。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明將導軌、氣浮軸套和線性位移傳感器集成于一體，形成一套具有實時檢測功能的高精度氣浮導軌平臺系統(tǒng)，它能實時獲取氣浮模塊高度信號，并對氣浮導軌平臺的載物臺高度進行實時反饋和補償，提高機床的加工精度。

2、本發(fā)明的氣浮軸套周向具有不均布通氣孔且與導軌間隙配合，不均布通氣孔中均設有小孔節(jié)流器，能通過改變輸入氣體的壓強來控制平臺的高度；結構緊湊、安裝方便、檢測精度高。

3、本發(fā)明的環(huán)形槽保證了輸入小孔節(jié)流器的空氣壓強相等且穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結構立體圖；

圖2為本發(fā)明中供氣模塊的流程圖；

圖3為本發(fā)明中氣浮模塊的爆炸圖；

圖4-1為本發(fā)明中氣浮塊的示意圖；

圖4-2為圖4-1的A-A剖視圖；

圖5為本發(fā)明中氣浮軸套的結構立體圖；

圖6為本發(fā)明中小孔節(jié)流器的剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，具有載物補償功能的氣浮導軌平臺，包括供氣模塊、驅動模塊、底座1、導軌2、氣嘴3、載物臺4和n個氣浮模塊5，n≥4；導軌2固定在底座1上。