CN107953117A - 一种大型重载超精密卧式空心气浮转台 - Google Patents

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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
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Abstract

一种大型重载超精密卧式空心气浮转台，属于大型超精密工件的加工技术领域。主轴的一端与副轴通过主轴修研环连接，主轴与副轴同轴设置，主轴外侧沿轴向装有两个气浮轴承，两个气浮轴承与主轴同轴设置且二者之间留有间隙，两个气浮轴承通过花岗岩基座支撑，花岗岩基座内部设有多个相互连通的通气孔，每个气浮轴承内部设有多个相互连通的气槽，设置在花岗岩基座内部的多个通气孔与外部气源连通的同时，还与每个气浮轴承的多个气槽连通，电机转子座固定装在主轴另一端上，直驱电机的定子部分通过电机定子座固定在花岗岩基座上，直驱电机的转子部分安装在电机转子座上，圆光栅和绝对值圆光栅均安装在电机定子座上。本发明用于大型超精密工件的加工。

Description

一种大型重载超精密卧式空心气浮转台
技术领域
本发明涉及一种气浮转台，属于大型超精密工件的加工技术领域。
背景技术
随着我国科技不断的发展，超精密学科在高精尖行业的应用越来越广泛，而特别是超精密大型转台的应用与日俱增，例如光学、超精密调试、BSRF同步辐射专用光运行、实验室级别微调、大型超精密工件的加工等，都需要使用超精密大型转台，原有的机械转台精度达不到要求，现有的气浮转台大多数体积比较小，载荷达不到要求。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题，提供一种大型重载超精密卧式空心气浮转台。
本发明利用气浮原理，配合工装进行装调，并使用直驱电机与圆光栅保证气浮转台精度。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种大型重载超精密卧式空心气浮转台，其组成包括直驱电机、主轴、电机转子座及电机定子座，所述的直驱电机包括定子部分和转子部分，所述的主轴水平设置，所述的大型重载超精密卧式空心气浮转台还包括圆光栅、绝对值圆光栅、花岗岩基座、主轴修研环、副轴及两个气浮轴承；
主轴的一端与副轴通过主轴修研环连接，主轴与副轴同轴设置，主轴外侧沿轴向装有两个气浮轴承，所述的两个气浮轴承与主轴同轴设置，且两个气浮轴承与主轴之间均留有间隙，两个气浮轴承通过花岗岩基座支撑，所述的花岗岩基座内部设有多个相互连通的通气孔，每个气浮轴承内部设有多个相互连通的气槽，设置在花岗岩基座内部的多个通气孔与外部气源连通的同时，还与每个气浮轴承的多个气槽连通，所述的电机转子座固定装在主轴另一端上，所述的直驱电机的定子部分通过电机定子座固定在花岗岩基座上，直驱电机的转子部分安装在电机转子座上，所述的圆光栅和绝对值圆光栅均安装在电机定子座上。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
1、主轴承载力大(可承载1吨承载力)，精度高，重复定位精度0.12″，可以满足实验室级别的应用。
2、运转速度可调(通过直驱电机)，经过改装可以当做超精密加工的高速主轴使用，并且具备更大的加工范围；
3、具备副轴，可以前后安装工件，实现同步运动。
综上，本发明采用UMAC运动控制器(外部装置)控制直驱电机，并使用圆光栅和绝对值圆光栅实现最终的精度要求，主轴重复定位精度可达到0.12″，扭矩＞1300N.m，主轴和副轴两端均可安装物体，实现同步运动。
附图说明
图1是本发明的整体结构的主剖视图；
图2是图1的A处局部放大图；
图3是本发明外形的主视图；
图4是图3的左视图；
图5是图1的B处局部放大图。
图中各部件名称及标号如下：
1、直驱电机；2、电机转子座；3、圆光栅；4、绝对值圆光栅；5、主轴；6、气浮轴承；7、电机定子座；8、花岗岩基座；9、主轴修研环；10、副轴；11、通气孔；12、气槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
具体实施方式一：如图1-图5所示，本实施方式披露了一种大型重载超精密卧式空心气浮转台，其组成包括直驱电机1、主轴5、电机转子座2及电机定子座7，所述的直驱电机1包括定子部分和转子部分，所述的主轴5水平设置，所述的大型重载超精密卧式空心气浮转台还包括圆光栅3、绝对值圆光栅4、花岗岩基座8、主轴修研环9、副轴10及两个气浮轴承6；
主轴5的一端与副轴10通过主轴修研环9连接，主轴5与副轴10同轴设置，主轴5外侧沿轴向装有两个气浮轴承6，所述的两个气浮轴承6与主轴5同轴设置，且两个气浮轴承6与主轴5之间均留有间隙，两个气浮轴承6通过花岗岩基座8支撑，所述的花岗岩基座8内部设有多个相互连通的通气孔11，每个气浮轴承6内部设有多个相互连通的气槽12，设置在花岗岩基座8内部的多个通气孔11与外部气源连通的同时，还与每个气浮轴承6的多个气槽12连通，所述的电机转子座2固定装在主轴5另一端上，所述的直驱电机1的定子部分通过电机定子座7固定在花岗岩基座8上，直驱电机1的转子部分安装在电机转子座2上，所述的圆光栅3和绝对值圆光栅4均安装在电机定子座7上。
本实施方式中，圆光栅3采用REXM300圆光栅，绝对值圆光栅4采用RESA30USA300B绝对值圆光栅。
主轴5为空心结构。
具体实施方式二：如图1所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述的两个气浮轴承6与主轴5之间均留有0.02mm的间隙(工作时两者非接触)。
具体实施方式三：如图1所示，本实施方式是对具体实施方式一或二作出的进一步说明，所述的两个气浮轴承6均为铜环。
工作原理：使用时，设备先进行通气，通气之后，气浮轴承6和主轴5之间会形成一层气膜，通过气压的改变，使主轴5悬浮起来，启动直驱电机1，直驱电机1的转子部分带动电机转子座2与主轴5共同旋转，圆光栅3与绝对值圆光栅4进行读数定位，由于副轴10与主轴5通过主轴修研环9相连，副轴10与主轴5同步运动，保证了其同步精度。在装配过程中，主轴修研环9起着微调的作用，控制着装配间隙。
参数表
名称 设计参数
气浮转台的主轴中心孔直径 154mm
轴承 气浮轴承
主轴摆动角 ±0.25″
指主轴转动的最小角度 0.015″
指运动时主轴转动的重复定位精度) 0.12″
指主轴转速 6°/s
主轴扭矩 1300N.m

Claims (3)

1.一种大型重载超精密卧式空心气浮转台，其组成包括直驱电机(1)、主轴(5)、电机转子座(2)及电机定子座(7)，所述的直驱电机(1)包括定子部分和转子部分，所述的主轴(5)水平设置，其特征在于：所述的大型重载超精密卧式空心气浮转台还包括圆光栅(3)、绝对值圆光栅(4)、花岗岩基座(8)、主轴修研环(9)、副轴(10)及两个气浮轴承(6)；
主轴(5)的一端与副轴(10)通过主轴修研环(9)连接，主轴(5)与副轴(10)同轴设置，主轴(5)外侧沿轴向装有两个气浮轴承(6)，所述的两个气浮轴承(6)与主轴(5)同轴设置，且两个气浮轴承(6)与主轴(5)之间均留有间隙，两个气浮轴承(6)通过花岗岩基座(8)支撑，所述的花岗岩基座(8)内部设有多个相互连通的通气孔(11)，每个气浮轴承(6)内部设有多个相互连通的气槽(12)，设置在花岗岩基座(8)内部的多个通气孔(11)与外部气源连通的同时，还与每个气浮轴承(6)的多个气槽(12)连通，所述的电机转子座(2)固定装在主轴(5)另一端上，所述的直驱电机(1)的定子部分通过电机定子座(7)固定在花岗岩基座(8)上，直驱电机(1)的转子部分安装在电机转子座(2)上，所述的圆光栅(3)和绝对值圆光栅(4)均安装在电机定子座(7)上。
2.根据权利要求1所述的一种大型重载超精密卧式空心气浮转台，其特征在于：所述的两个气浮轴承(6)与主轴(5)之间均留有0.02mm的间隙。
3.根据权利要求1或2所述的一种大型重载超精密卧式空心气浮转台，其特征在于：所述的两个气浮轴承(6)均为铜环。
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