[發(fā)明專利]高精度花崗巖氣浮導(dǎo)軌

在審

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• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110849308A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉海濤;孫雅洲;史小全
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

高精度花崗巖氣浮導(dǎo)軌，屬于空氣靜壓導(dǎo)軌技術(shù)領(lǐng)域。所述花崗巖導(dǎo)軌上端面中部和下端面中部分別設(shè)有U形槽，兩個U形槽相對設(shè)置，兩個U形槽均貫通花崗巖導(dǎo)軌前后端面設(shè)置，拖板上設(shè)有滑槽，拖板左側(cè)面和右側(cè)面分別設(shè)有四個呈矩陣形式設(shè)置的螺紋孔一，拖板上端面和下端面分別設(shè)有兩個螺紋孔二，位于拖板上端面的兩個螺紋孔二以及位于拖板下端面的兩個螺紋孔二均沿拖板的前后方向設(shè)置，所有的螺紋孔一和所有的螺紋孔二均與滑槽相通，每個螺紋孔一和螺紋孔二內(nèi)均旋合有調(diào)節(jié)螺桿，調(diào)節(jié)螺桿將氣浮塊貼靠在花崗巖導(dǎo)軌上，每個調(diào)節(jié)螺桿均通過螺母鎖緊固定。本發(fā)明因其自身具備高精度，因此可保證檢測結(jié)果具有微米級精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空氣靜壓導(dǎo)軌技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種高精度花崗巖氣浮導(dǎo)軌。

背景技術(shù)

環(huán)形拋光是加工大口徑平面光學(xué)元件的關(guān)鍵技術(shù)之一，在提高材料去除效應(yīng)、抑制中頻誤差等方面具有顯著的優(yōu)勢。大型環(huán)拋機(jī)通常采用大理石基盤，通過在其表面澆制瀝青作為拋光盤(膠盤)。環(huán)拋機(jī)膠盤的上方通常設(shè)置多工位橋架機(jī)構(gòu)，從而形成多個工位。其中一個工位用于放置修正板，其余工位用于放置工件盤。環(huán)拋技術(shù)一直存在的一個難題是元件低頻面形誤差的高效收斂。元件的面形誤差主要取決于拋光過程的運動參量以及元件和膠盤接觸界面的壓力分布。拋光運動參量包括各盤轉(zhuǎn)速、元件偏心距等，近年來機(jī)床運動控制水平的提升已較好地解決了元件面形精度控制在運動參數(shù)方面的制約問題。拋光壓力分布的均勻性，特別是由于膠盤表面不平引起的拋光壓力分布不均已經(jīng)成為元件面形精度提升的瓶頸。長期以來，全口徑拋光長期缺乏有效的拋光盤形狀誤差檢測和監(jiān)控方法。

近年來，中國專利CN103978430A和CN105203065A分別提出了膠盤形狀誤差的檢測方法，將位移傳感器固定在普通滑動直線導(dǎo)軌的溜板上，控制位移傳感器沿拋光盤半徑方向的勻速直線運動和拋光盤的勻速旋轉(zhuǎn)獲得拋光盤表面螺旋線路徑上檢測點的高度，然后通過插值算法生成拋光盤表面的三維輪廓。普通滑動直線導(dǎo)軌具有較大的直線段誤差，因此需要對其進(jìn)行標(biāo)定，并在膠盤的實際檢測數(shù)據(jù)中進(jìn)行補(bǔ)償。標(biāo)定普通滑動直線導(dǎo)軌直線度誤差的過程比較繁瑣和復(fù)雜，并且普通滑動直線導(dǎo)軌直線度誤差的穩(wěn)定性較差，對其進(jìn)行補(bǔ)償時仍然會引入較大的不確定誤差，從而影響檢測精度。因此，環(huán)拋機(jī)床迫切需要一種高精度、高穩(wěn)定性的直線導(dǎo)軌，從而改善膠盤形狀誤差的檢測精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高精度花崗巖氣浮導(dǎo)軌，以解決環(huán)拋機(jī)床迫切需要一種高精度、高穩(wěn)定性的直線導(dǎo)軌，從而改善膠盤形狀誤差的檢測精度問題。

大型環(huán)拋機(jī)加工大口徑平面光學(xué)元件時，需要檢測膠盤面的平面精度，通過調(diào)整該平面精度可以控制被加工光學(xué)元件的平面精度。本發(fā)明依靠自身的精度，與數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機(jī)以及檢測裝備(均為外部構(gòu)件)可以實現(xiàn)對膠盤面平面精度的檢測。

實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取下述技術(shù)方案：

高精度花崗巖氣浮導(dǎo)軌，包括花崗巖導(dǎo)軌、拖板、十二個氣浮塊、十二根調(diào)節(jié)螺桿及十二個螺母；所述花崗巖導(dǎo)軌上端面中部和下端面中部分別設(shè)有U形槽，兩個所述U形槽相對設(shè)置，兩個U形槽均貫通花崗巖導(dǎo)軌前后端面設(shè)置，所述拖板上設(shè)有滑槽，拖板左側(cè)面和右側(cè)面分別設(shè)有四個呈矩陣形式設(shè)置的螺紋孔一，拖板上端面和下端面分別設(shè)有兩個螺紋孔二，位于拖板上端面的兩個螺紋孔二以及位于拖板下端面的兩個螺紋孔二均沿拖板的前后方向設(shè)置，所有的螺紋孔一和所有的螺紋孔二均與滑槽相通，每個螺紋孔一和螺紋孔二內(nèi)均旋合有調(diào)節(jié)螺桿，所述調(diào)節(jié)螺桿將氣浮塊貼靠在花崗巖導(dǎo)軌上，每個調(diào)節(jié)螺桿均通過螺母鎖緊固定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的空氣靜壓導(dǎo)軌具有高精度、高穩(wěn)定性的特點，可直接應(yīng)用于環(huán)拋膠盤形狀誤差的測量，避免了采用現(xiàn)有普通滑動直線導(dǎo)軌時需要標(biāo)定直線段誤差的繁瑣過程，提高了膠盤形狀誤差的檢測精度和穩(wěn)定性。并且，本發(fā)明的高精度花崗巖氣浮導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單、制作方便，從而適用于大型環(huán)拋機(jī)床，并且降低成本。本發(fā)明用于大型環(huán)拋機(jī)盤面、膠面等平面檢測的運動副。因其自身具備高精度，因此可保證檢測結(jié)果具有微米級精度。

附圖說明