[實用新型]一種氣浮平面定位平臺

有效

• 申請號: 201821432059.8
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN208744185U
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 盧志偉;張君安;劉波;黃鵬;董皓;方舟;李博
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: B23Q1/62
• 分類號: B23Q1/62;B23Q1/38
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

本實用新型涉及一種氣浮平面定位平臺，在花崗石支承平臺上設置有超精密花崗石基準方箱、X向運動氣浮導軌部件和Y向運動氣浮導軌部件，超精密花崗石基準方箱為矩形框架結構，其設置在Y向運動氣浮導軌部件內可實現基準方箱的Y向運動，在基準方箱的外部套設所述X向運動氣浮導軌部件，X向運動氣浮導軌部件為矩形框架結構，基準方箱與X向運動氣浮導軌部件之間的四個接觸面均設有氣浮結構薄膜，X向運動氣浮導軌部件的上端面設有X向驅動直線電機組件和X向檢測定光柵組件，X向運動氣浮導軌部件可在基準方箱上X向氣浮運動。將二維氣浮運動定位平臺的定位精度從微米向亞微米及甚至納米級方向趨近。

技術領域

本實用新型屬于機械技術領域，具體涉及一種氣浮平面定位平臺。

背景技術

隨著科學技術的迅速發展，超精密加工技術在國防建設與國民經濟發展中具有不可替代的作用，它是現代高技術戰爭的重要支撐技術，也是現代基礎科學技術發展的重要保障。超精密加工技術在航空航天、精密儀器、軍事工業、光學與電通訊、新能源等眾多高技術領域日益發揮著巨大作用，超精密機床是實現超精密加工的關鍵載體，它直接決定了零件加工的精度、效率和可靠性。因此研究和發展超精密機床對我國科技和工業的發展具有重要的現實和戰略意義。

近年來國內外對精密及超精密加工和測量設備需求量逐漸增加, 精密和超精密運動導軌及平臺在光刻技術、超精密加工、生物檢測技術、納米表面形貌測量等領域具有了廣泛的應用。精密和超精密運動導軌及平臺能夠實現加工或檢測對象的精密運動和精確控制，是各種領域中精密加工和精密檢測設備中的重要部件之一，包括光刻機、超精密數控機床、三坐標測量儀等。隨著微電子技術、信息技術及生物工程等新興科技領域的發展，加工和檢測對象的特征尺寸逐步從毫米發展到微米、亞微米，目前已經達到納米水平并向亞納米發展，對精密和超精密運動導軌和平臺提出了高精度、高分辨率、低振動、低污染等方面更為嚴格的要求。對精密和超精密運動導軌和平臺中機構支承設計、驅動、控制、檢測定位以及制造等多方面的關鍵技術提出了挑戰。

超精密機床是實現超精密加工的首要基礎條件,而導軌部件和動力驅動部件是超精密機床和測量設備中的關鍵部件。隨著微電子技術、信息技術及生物工程等新興科技領域的發展，加工和檢測對象的特征尺寸逐步從毫米發展到微米、亞微米，目前已經達到納米水平并向亞納米發展，對精密和超精密運動導軌和平臺提出了高精度、高分辨率、低振動、低污染等方面更為嚴格的要求。對精密和超精密運動導軌和平臺中機構支承設計、驅動、控制、檢測定位以及制造等多方面的關鍵技術提出了挑戰。國內外工業界與學術界大量的研究人員不斷研究和提升無摩擦支撐技術和無摩擦直接驅動和控制技術，提高精密和超精密運動導軌和平臺的運動精度和定位精度。因此研制新型高速精密驅動系統是國內外的研究熱點。直線電機的出現解決傳統進給伺服系統的不足，使得直線驅動技術在精密制造業和測量行業的應用日益廣泛。

由于空氣靜壓導軌具有粘性低、振動小、熱穩定性好及無污染等優點, 超精密加工和測量等精密機械越來越多采用空氣靜壓導軌；空氣靜壓導軌的定位、運動精度可以達到亞微米級甚至納米級, 因此空氣靜壓導軌在超精密加工領域中的應用越來越廣泛。盡管與傳統運動機構相比，氣浮支承顯著改善了超精密運動導軌的動力學性能，但氣浮支承內部氣流運動引起流場的振動仍然不容忽視。微振動的振動幅度較小，一般在幾納米至幾百納米之間；氣錘振動即氣錘的振幅大，它破壞了氣浮支承的穩定性,使得氣膜潤滑層失效。隨著氣浮運動導軌的定位精度向納米甚至亞納米量級提升，即使是氣浮支承的微振動也將成為制約超精密運動導軌性能的關鍵因素，引起了國際學術界的普遍關注。在追求高速、高精度的情況下，對直線電機驅動的推動力的穩定性和氣浮靜壓導軌的氣膜的穩定性也提出了較高要求，微小的擾動都會影響到整個運動系統的精度；因此，亟需研制一款超精密的X-Y方向定位平臺。

發明內容

本申請針對當前精密測試和加工領域對高速、高加速驅動伺服系統和高精密的定位、運動的要求，提供一種氣浮平面定位平臺，解決現有技術中定位平臺定位不準確，定位誤差大的缺陷。

本實用新型的技術方案如下: