CN107498324A - 一种基于h型气浮导轨的运动平台 - Google Patents

一种基于h型气浮导轨的运动平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于H型气浮导轨的运动平台，包括：载物平台，其底部两侧设有X向气浮导轨；Y向运动基座，其上固定有X向导轨基座，Y向运动基座两端的底部设有Y向气浮导轨；底座上设有Y向直线电机定子，Y向运动基座底部设有Y向直线电机动子；可伸缩的X向防护罩和Y向防护罩，Y向运动基座的两侧设有X向防护安装板，底座的两侧设有Y向防护安装板。当运动平台工作时，X向气浮导轨和Y向气浮导轨通入气体，调节气膜间隙，在X向直线电机和Y向直线电机的驱动下，即可实现运动平台的低摩擦运动。此外，通过X向防护罩和Y向防护罩，可防止生产加工产生的废屑进入气浮工作面内，进而影响运动平台的运动精度和正常工作。

Description

一种基于H型气浮导轨的运动平台
技术领域
本发明涉及精密运动技术领域，特别是涉及一种基于H型气浮导轨的运动平台。
背景技术
随着先进电子制造特征尺寸的越来越小，电子制造设备中对运动定位平台的精度性能要求也越来越高，如光刻机、大面板液晶显示器制造和检测设备、光学扫描检测等设备中的运动平台都要求达到微米级的定位精度。
目前常用的十字形结构的运动平台将两个直线单自由度运动模块分别沿X和Y方向层叠安装，Y方向运动模块固定在基座上，X方向运动模块固定在Y方向运动模块的电机动子上，而工作台安置在X方向运动模块的电机动子上。这种结构形式简单，结构紧凑，但是系统刚度较差。当行程过长、负载过大时会产生较大的倾斜力矩，导致系统变形和振动，影响运动精度，此外系统的驱动电机均集中在工作空间的中心部位，在一些对温度要求严苛的应用场合并不适用。
因此，如何提供一种刚度强、运动精度高的运动平台，是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于H型气浮导轨的运动平台，可以有效解决刚度差、运动精度低等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种基于H型气浮导轨的运动平台，包括：
载物平台，其底部两侧设有X向气浮导轨，所述载物平台底部还设有X向直线电机动子；
X向导轨基座，其设置在所述载物平台的底部，且和所述X向气浮导轨相互配合；
Y向运动基座，其上固定有所述X向导轨基座，所述Y向运动基座上还设有和所述X向直线电机动子相互配合的X向直线电机定子，所述Y向运动基座两端的底部设有Y向气浮导轨；
底座，所述Y向气浮导轨滑动连接在所述底座上，所述底座上设有Y向直线电机定子，所述Y向运动基座底部设有和所述Y向直线电机定子相互配合的Y向直线电机动子；
可伸缩的X向防护罩和Y向防护罩，所述Y向运动基座的两侧设有X向防护安装板，所述底座的两侧设有Y向防护安装板，所述X向防护罩的两端分别和所述X向防护安装板以及所述载物平台连接，所述Y向防护罩的两端分别和所述Y向防护安装板以及所述Y向运动基座连接。
优选地，包括两个设置于所述底座上部两侧的Y向直线电机。
优选地，所述底座上设有用于防止所述载物平台发生偏转的真空预压气浮组件。
优选地，所述Y向气浮导轨为和所述底座的顶面和侧面滑动连接的L型Y向气浮导轨。
优选地，所述底座包括和所述Y向气浮导轨滑动连接的大理石底座、以及支撑所述大理石底座的机床隔震底座。
优选地，所述Y向运动基座沿其运动方向的两侧设有内侧防护安装板，所述X向防护安装板设置在另外两侧，所述Y向防护罩的两端分别和所述内侧防护安装板以及所述Y向防护安装板连接。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本发明所提供的一种基于H型气浮导轨的运动平台，包括：载物平台，其底部两侧设有X向气浮导轨，载物平台底部还设有X向直线电机动子；X向导轨基座，其设置在载物平台的底部，且和X向气浮导轨相互配合；Y向运动基座，其上固定有X向导轨基座，Y向运动基座上还设有和X向直线电机动子相互配合的X向直线电机定子，Y向运动基座两端的底部设有Y向气浮导轨；底座，Y向气浮导轨滑动连接在底座上，底座上设有Y向直线电机定子，Y向运动基座底部设有和Y向直线电机定子相互配合的Y向直线电机动子；可伸缩的X向防护罩和Y向防护罩，Y向运动基座的两侧设有X向防护安装板，底座的两侧设有Y向防护安装板，X向防护罩的两端分别和X向防护安装板以及载物平台连接，Y向防护罩的两端分别和Y向防护安装板以及Y向运动基座连接。
当运动平台工作时，Y向气浮导轨通入气体，调节气膜间隙紧贴于底座表面，在Y向直线电机的驱动下，即可使得运动平台在Y方向上实现低摩擦运动；X向气浮导轨通入气体，在Y向直线电机的驱动下，可以实现载物平台在X方向的运动，其中X方向和Y方向为相互垂直的方向。此外，通过X向防护罩和Y向防护罩，可防止生产加工产生的废屑进入气浮工作面内，进而影响运动平台的运动精度和正常工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种基于H型气浮导轨的运动平台的立体结构示意图；
图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种基于H型气浮导轨的运动平台的内部结构示意图；
图3为本发明一种具体实施方式所提供的一种基于H型气浮导轨的运动平台的俯视结构示意图。
附图标记如下：
1为机床隔震底座，2为Y向防护罩，3为X向防护罩，4为Y向气浮导轨，5为X向防护安装板，6为Y向防护安装板，7为X向直线电机定子，8为安装座，9为X向直线电机动子，10为载物平台，11为X向导轨基座，12为连接板，13为过渡板，14为内侧防护安装板，15为大理石底座，16为真空预压气浮组件，17为X向气浮导轨，18为光电限位传感器，19为光栅尺与读数头组件。
具体实施方式
正如背景技术部分所述，目前的运动平台运动刚度低、运动精度低。
基于上述研究的基础上，本发明实施例提供了一种基于H型气浮导轨的运动平台，当运动平台工作时，Y向气浮导轨通入气体，调节气膜间隙紧贴于底座表面，在Y向直线电机的驱动下，即可使得运动平台在Y方向上实现低摩擦运动；X向气浮导轨通入气体，在Y向直线电机的驱动下，可以实现载物平台在X方向的运动，其中X方向和Y方向为相互垂直的方向。此外，通过X向防护罩和Y向防护罩，可防止生产加工产生的废屑进入气浮工作面内，进而影响运动平台的运动精度和正常工作。
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
请参考图1-图3，图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种基于H型气浮导轨的运动平台的立体结构示意图；图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种基于H型气浮导轨的运动平台的内部结构示意图；图3为本发明一种具体实施方式所提供的一种基于H型气浮导轨的运动平台的俯视结构示意图。
本发明的一种具体实施方式提供了一种基于H型气浮导轨的运动平台，包括：载物平台10，其底部两侧设有X向气浮导轨17，载物平台10底部还设有X向直线电机动子9；X向导轨基座11，其设置在载物平台10的底部，且和X向气浮导轨17相互配合；Y向运动基座，其上固定有X向导轨基座11，Y向运动基座上还设有和X向直线电机动子9相互配合的X向直线电机定子7，Y向运动基座两端的底部设有Y向气浮导轨4；底座，Y向气浮导轨4滑动连接在底座上，底座上设有Y向直线电机定子，Y向运动基座底部设有和Y向直线电机定子相互配合的Y向直线电机动子；可伸缩的X向防护罩3和Y向防护罩2，Y向运动基座的两侧设有X向防护安装板5，底座的两侧设有Y向防护安装板6，X向防护罩3的两端分别和X向防护安装板5以及载物平台10连接，Y向防护罩2的两端分别和Y向防护安装板6以及Y向运动基座连接。
在本实施例中，当运动平台工作时，Y向气浮导轨4通入气体，调节气膜间隙紧贴于底座表面，在Y向直线电机的驱动下，即可使得运动平台在Y方向上实现低摩擦运动；X向气浮导轨17通入气体，在Y向直线电机的驱动下，可以实现载物平台10在X方向的运动，其中X方向和Y方向为相互垂直的方向。此外，通过X向防护罩3和Y向防护罩2，可防止生产加工产生的废屑进入气浮工作面内，进而影响运动平台的运动精度和正常工作。
其中，为了便于X向防护罩3的安装，可在Y线运动基座的两端设置依次设置连接板12和过渡板13，X向防护安装板5固定在过渡板13上。
此外，上述运动平台上还设有光栅尺与读数头组件19以及光电限位传感器18，其中可将光栅尺的读数头通过安装座8固定在载物平台10上，且X向直线电机的动子也可通过上述安装座8固定在载物平台10上，即共用一个安装座8，以减少零部件的使用和提高集成度。
为了进一步提高运动平台的刚度，在本实施例中，包括两个设置于底座上部两侧的Y向直线电机。通过两个分布在两侧的Y向直线电机，可减小对工作空间的热干扰。
为了优化上述实施例，在本实施例中，底座上设有用于防止载物平台10发生偏转的真空预压气浮组件16。通过真空预压气浮组件16产生的真空气体，可以限制载物平台10在其运动方向上发生偏转，进而提高运动平台的刚度。
进一步地，Y向气浮导轨4为和底座的顶面和侧面滑动连接的L型Y向气浮导轨4。通过该结构的Y向气浮导轨4，不仅提高了Y向运动基座的运动精度，还便于拆装，提高了维护的便捷性。
具体地，底座包括和Y向气浮导轨4滑动连接的大理石底座15、以及支撑大理石底座15的机床隔震底座1。
为了便于Y向防护罩2的安装，Y向运动基座沿其运动方向的两侧设有内侧防护安装板14，X向防护安装板5设置在另外两侧，Y向防护罩2的两端分别和内侧防护安装板14以及Y向防护安装板6连接。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的题目进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种基于H型气浮导轨的运动平台，其特征在于，包括：
载物平台，其底部两侧设有X向气浮导轨，所述载物平台底部还设有X向直线电机动子；
X向导轨基座，其设置在所述载物平台的底部，且和所述X向气浮导轨相互配合；
Y向运动基座，其上固定有所述X向导轨基座，所述Y向运动基座上还设有和所述X向直线电机动子相互配合的X向直线电机定子，所述Y向运动基座两端的底部设有Y向气浮导轨；
底座，所述Y向气浮导轨滑动连接在所述底座上，所述底座上设有Y向直线电机定子，所述Y向运动基座底部设有和所述Y向直线电机定子相互配合的Y向直线电机动子；
可伸缩的X向防护罩和Y向防护罩，所述Y向运动基座的两侧设有X向防护安装板，所述底座的两侧设有Y向防护安装板，所述X向防护罩的两端分别和所述X向防护安装板以及所述载物平台连接，所述Y向防护罩的两端分别和所述Y向防护安装板以及所述Y向运动基座连接。
2.根据权利要求1所述的基于H型气浮导轨的运动平台，其特征在于，包括两个设置于所述底座上部两侧的Y向直线电机。
3.根据权利要求2所述的基于H型气浮导轨的运动平台，其特征在于，所述底座上设有用于防止所述载物平台发生偏转的真空预压气浮组件。
4.根据权利要求3所述的基于H型气浮导轨的运动平台，其特征在于，所述Y向气浮导轨为和所述底座的顶面和侧面滑动连接的L型Y向气浮导轨。
5.根据权利要求4所述的基于H型气浮导轨的运动平台，其特征在于，所述底座包括和所述Y向气浮导轨滑动连接的大理石底座、以及支撑所述大理石底座的机床隔震底座。
6.根据权利要求5所述的基于H型气浮导轨的运动平台，其特征在于，所述Y向运动基座沿其运动方向的两侧设有内侧防护安装板，所述X向防护安装板设置在另外两侧，所述Y向防护罩的两端分别和所述内侧防护安装板以及所述Y向防护安装板连接。
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