CN101956762A - 一种卧式使用的π型气体静压导轨 - Google Patents

一种卧式使用的π型气体静压导轨 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种卧式使用的∏型气体静压导轨。导轨固定台分别安装在两端的支架，六块气浮块三个一组分别对称固定于∏型工作台的上端、左端和右端，气浮块分别与导轨固定台的上表面、左面和右面形成配合，构成卧式使用的∏型气体静压导轨，导轨固定台下表面中心位置安装光栅尺，滚珠丝杠的一端通过联轴器与装在一个支架上的电机相连，滚珠丝杠的另一端与另一个支架连接，导轨工作台和滚珠丝杠通过两组两个为一组金属软连接连接。本发明设计的∏型气体静压导轨运动精度高，振动小，便于加工和安装，适用于超精密气体静压导轨领域。

Description

一种卧式使用的Π型气体静压导轨
技术领域
本发明涉及一种气体静压导轨，尤其是涉及一种卧式使用的∏型气体静压导轨。 
背景技术
随着装备制造业的大力发展，微电子设备、超精密机床和仪器技术已成为国际商业竞争的核心技术，是目前各科研机构争相研究的重点和热点问题。其中导轨更是超精密测量领域的基础核心技术之一，而由于气体静压润滑具有摩擦力小、运动平稳、精度高和几乎无热变形等优点，成为超精密加工和测量领域的重要研究对象。 
传统的气体静压导轨设计主要有方形、梯形、三角形等形式，其中方形导轨采用框架结构，对外框和导轨的直角性要求极高，大幅增加了加工和装配难度。此外，采用方形、梯形、三角形等形式导轨气浮力会有多余约束，为超静定方式，易引入附加力矩而产生干扰。而卧式使用的∏型气体静压导轨在导轨左、右及上方三个工作面上分别设置两块对称的气浮块，靠自重形成力的平衡，可以将因节流孔而形成的误差源对导轨运动精度的影响减弱到最低程度，同时限制导轨运动自由度，降低气膜建立初期导轨的阻尼自激振动，水平放置便于安装，且不会产生附加力矩，在同等条件下气膜振动最小，精度高，能够有效地提高测量精度。 
发明内容
为了克服传统空气静压导轨精度低、安装不方便等问题，本发明的目的在于提供一种卧式使用的∏型气体静压导轨。 
本发明包括两个支架、工作台、六块气浮块、导轨固定台和滚珠丝杠；导轨固定台分别安装在两端的支架中，六块气浮块三个一组分别对称固定于工作台的上端、左端和右端，气浮块分别与导轨固定台的上表面、左面和右面形成配合，构成卧式使用的∏型气体静压导轨，导轨固定台下表面中心位置安装光栅尺，滚珠丝杠的一端通过联轴器与装在一个支架上的电机相连，滚珠丝杠的另一端与另一个支架连接，工作台和滚珠丝杠通过两组两个为一组的金属软连接连接。 
所述的气浮块为圆柱形，其工作面为凹圆锥面或单叶双曲面。 
所述的工作面上还开设有阿基米德螺线形均压槽。 
所述的三个为一组的气浮块中心的延长线与导轨固定台的中心重合。 
本发明具有的有益效果是： 
1、本发明的∏型气体静压导轨运动精度高、摩擦与振动小，适用于超精密测量领域 
2、本发明的∏型气体静压导轨左、右及上方三个工作面上分别设置两块对称的气浮块，靠自重形成力的平衡，可以将因节流孔而形成的误差源对导轨运动精度的影响减弱到最低程度 
本发明适用于超精密气体静压导轨。 
附图说明
图1是本发明的一种卧式使用的∏型导轨的主视图。 
图2是图1的∏型导轨的左视图。 
图3是图1的∏型导轨的俯视图。 
图4是气浮块俯视图。 
图5是开设阿基米德螺线形均压槽的工作面示意图。 
图中：1、支架，2、螺母，3、球头螺栓，4、锥形固定套，5、工作台，6、气浮块，7、导轨固定台，8、电机，9、联轴器，10、滚珠丝杠，11、连接板，12、金属软连接，13、光栅尺，14、节流孔，15、均压槽。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 
如附图1、图2、图3所示，包括两个支架1、工作台5、六块气浮块6、导轨固定台7和滚珠丝杠10；导轨固定台7分别安装在两端的支架1中，六块气浮块6三个一组分别对称通过螺母2、锥形固定套3、球头螺栓4固定于∏型工作台5上端、左端和右端，气浮块分别与导轨固定台7的上表面、左面和右面形成配合，构成卧式使用的∏型气体静压导轨，导轨固定台7下表面中心位置安装光栅尺13，滚珠丝杠10的一端通过联轴器9与装在一个支架上的电机8相连，滚珠丝杠10的另一端与另一个支架1连接，通过两组两个为一组的金属软连接12连接导轨工作台5和装有连接板11的滚珠丝杠10。 
如附图4所示，所述的气浮块6为圆柱形，其工作面为凹圆锥面或单叶双曲面，气浮块6制造材料选用锻铝6061，表面需要经过阳极氧化处理。 
如附图5所示，所述的工作面上还开设有阿基米德螺线形均压槽，开设阿基米德螺线形均压槽有利于气体在气浮块工作面均匀分布，减小气膜振动，提 高导轨的工作精度。 
所述的三个为一组的气浮块6中心的延长线与导轨固定台的中心重合。 
工作时，将压力为0.4Mpa～0.6Mpa的气体通过节流孔14送入各气浮块6与其工作面之间的间隙，气浮块6借助空气静压悬浮起来，工作台5下端安装有定位装置光栅尺13，能够实现导轨运动的准确定位。当驱动电机回转时，通过联轴器9驱动滚珠丝杠10将回转运动转化为直线运动，从而带动工作台5实现纯空气摩擦的直线运动。 

Claims (4)

1.一种卧式使用的∏型气体静压导轨，其特征在于：包括两个支架(1)、工作台(5)、六块气浮块(6)、导轨固定台(7)和滚珠丝杠(10)；导轨固定台(7)分别安装在两端的支架(1)中，六块气浮块(6)三个一组分别对称固定于工作台(5)的上端、左端和右端，气浮块分别与导轨固定台(7)的上表面、左面和右面形成配合，构成卧式使用的∏型气体静压导轨，导轨固定台(7)下表面中心位置安装光栅尺(13)，滚珠丝杠(10)的一端通过联轴器(9)与装在一个支架上的电机(8)相连，滚珠丝杠(10)的另一端与另一个支架(1)连接，工作台(5)和滚珠丝杠(10)通过两组两个为一组的金属软连接(12)连接。
2.根据权利要求1所述的一种卧式使用的∏型气体静压导轨，其特征在于：所述的气浮块(6)为圆柱形，其工作面为凹圆锥面或单叶双曲面。
3.根据权利要求2所述的一种卧式使用的∏型气体静压导轨，其特征在于：所述的工作面上还开设有阿基米德螺线形均压槽。
4.根据权利要求1所述的一种卧式使用的∏型气体静压导轨，其特征在于：所述的三个为一组的气浮块(6)中心的延长线与导轨固定台的中心重合。
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