CN113696479B - 一种精密三维直驱气浮式4d打印运动平台及其实现方法 - Google Patents

一种精密三维直驱气浮式4d打印运动平台及其实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及运动平台技术领域，尤其涉及一种精密三维直驱气浮式运动4D打印平台及其实现方法，该运动平台的X轴组件与Y轴组件组成的结构布局呈H型，且X轴组件采用双驱同步控制，Y轴组件采用单驱控制。H型结构形式使载台的重量直接由整个大理石底座承载，在X‑Y的两维加工范围内，支撑方式始终没有改变，重心不变，极大增加整个平台的稳定性；Z轴组件通过平衡气缸和交叉滚子导轨安装在H型结构的上方，平衡负载，使Z轴方向上电机在零负载的情况下运动，这极大地提高了定位精度，本发明机构精巧，可作为4D打印通用型平台，可根据不同的材料更换定制的4D打印喷头与对应的打印平台。

Description

一种精密三维直驱气浮式4D打印运动平台及其实现方法
技术领域
本发明涉及运动平台技术领域，尤其涉及一种精密三维直驱气浮式4D打印运动平台及其实现方法。
技术背景
精密运动平台是一种能够实现精密定位和精确运动的载物平台，广泛的应用与光刻机、高精度坐标测量仪、高精度数控机床等精密机械设备中。随着半导体技术、生物工程等新兴科技领域的发展，需要加工和检测的对象的特征尺寸逐步从毫米级发展到微米级、亚微米级，目前已经达到纳米级的水平。随着特征尺寸的不断缩减，对精密运动平台的精度、分辨率等方面提出了更严格的要求。同时为了提高效率和降低成本，需要加工和检测对象的尺寸又不断增加，这又对精密运动平台提出了大行程、高速度、高加速度、高稳定性等方面的要求。高精度和大行程以及其他各种性能要求的日益增长，对精密运动平台的设计与制造提出了更多的挑战。
所谓的4D打印，准确地说是指使用能够自动变形的活性材料打印而成的产品，其一般具有“自组装，自修复，自折叠”的功能。因为这几个功能，使用4D打印技术制造的产品摆脱了传统刚性结构的限制，更加具有灵活性。如在软体机器人领域，使用4D打印技术，以活性材料为骨架的软体机械臂可以更加灵活、更加精确地在狭小空间内完成任务；在航空航天领域中，形状聚合物和硬质基体材料结合的智能结构可以代替传统的机翼结构，成为可折叠固态飞行器的一部分。但目前国内已公开的专利中所设计的4D打印机均为采用传统的同步带传动或丝杠螺母传动，传统的传动结构运动平台定位精度因为摩擦阻尼的影响远不及直驱气浮式运动平台，针对4D打印的精密三维直驱气浮式运动平台目前在国内尚属空白。
发明内容
本发明公开了一种精密三维直驱气浮式运动4D打印平台及其实现方法，以解决现有技术的上述技术问题以及其他潜在问题中的任意问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是，一种用精密三维直驱气浮式运动平台实现4D打印的方法，所述方法具体包括以下步骤：
先将打印喷头和打印平台安装各个组件上，进行零点的标定；
再将需要打印模型的G代码导入到控制器内，控制器对行进过程中重复的路径自动地进行优化迭代；
启动打印，控制器对行进过程中重复的路径自动地进行优化迭代，通过运动控制算法和预置控制程序根据其中一个轴的运动情况，实现对另一个轴的运动增加不同的前馈调节，实现多轴联动的精准控制，最终实现4D打印。
本发明的另一目的是提供一种实现上述的4D打印方法的精密三维直驱气浮式4D打印运动平台，所述运动平台包括：
X轴组件，用于为打印平台在X轴方向的运动提供气浮支撑，实现打印平台在X轴方向与导轨间的无摩擦运动；
Y轴组件，用于为打印平台在Y轴方向的运动提供气浮支撑，实现打印平台在Y轴方向与导轨间的无摩擦运动；
Z轴组件，用于为打印喷头在Z轴方向的运动提供气浮支撑，实现打印平台在Z轴方向与导轨间的无摩擦运动；
大理石基座，用于为所述X轴组件、Y轴组件和Z轴组件的运动提供支撑；
控制器，用于控制所述X轴组件、Y轴组件和Z轴组件；
其中，所述X轴组件包括左X轴组件单元和右X轴组件单元；
所述Y轴组件设置在所述左X轴组件单元和右X轴组件单元之间，结构布局呈H型，设置在所述大理石底座上，且X轴组件为双驱同步控制，Y轴组件采用单驱控制；
Z轴组件设置在位于所述结构布局呈H型的上方；
所述控制器与所述X轴组件、Y轴组件和Z轴组件连接。
进一步，所述大理石基座包括底座、基座导轨、基座横梁、基座立柱和限位装置；
其中，2个所述基座导轨对称设置在所述底座的上端面的前后位置上，且2个所述基座导轨的两端的端部均设有所述限位装置；
2个所述基座立柱对称设置在所述底座的上端面的左右位置上，所述基座横梁的两端分别2个所述基座立柱的顶部固接；
所述左X轴组件单元和右X轴组件单元对称设置在2个所述基座导轨上，且分别设有一个驱动电机，2个所述驱动电机均与所述控制器连接。
进一步，所述基座横梁上的用于减重的矩形通孔。
进一步，所述左X轴组件单元和右X轴组件单元的结构相同，均包括第一扁平圆气浮轴承和第一粘连式气浮轴承；
其中，2个所述第一扁平圆气浮轴承分别对称设置在2个所述导轨的侧面；
2个所述第一粘连式气浮轴承分别对称设置在2个所述导轨的顶部，且所述扁平圆气浮轴承与粘连式气浮轴承之间通过连接件连接。
进一步，所述Y轴组件包括Y轴电机、Y轴横梁、Y轴安装座、Y轴导轨、第二扁平圆气浮轴承和第二粘连式气浮轴承；
其中，所述Y轴横梁的两端分别与所述左X轴组件单元和右X轴组件之间连接；
2个Y轴导轨对称设置在所述Y轴横梁的两端，2个所述第二扁平圆气浮轴承分别对称设置在2个Y轴导轨的侧面；
2个所述第二粘连式气浮轴承分别对称设置在2个Y轴导轨的顶部，且所述第二扁平圆气浮轴承与第二粘连式气浮轴承之间通过连接件连接，所述Y轴安装座底部与2个所述第二粘连式气浮轴承顶部连接，所述Y轴电机固定在所述Y轴安装座上，且所述Y轴电机的输出端与所述第二扁平圆气浮轴承和第二粘连式气浮轴承驱动连接；
所述Y轴电机与所述控制器连接。
进一步，所述Y轴安装座上设有负压通孔，且所述负压通孔的个数为多个。
进一步，所述Z轴组件包括Z轴电机、2个交叉滚子导轨、Z轴运动台、Z轴固定座、光栅尺和2个气缸；
其中， 所述Z轴电机包括电机初级和电机次级；
所述Z轴固定座固定在所述基座横梁的中心位置，2个所述气缸对称的固定在所述Z轴固定座的两侧，所述Z轴运动台通过连接件与所述2个气缸的活动杆连接，所述Z轴电机初级设置在所述Z轴运动台，所述Z轴电机次级设置在所述Z轴固定座上，所述2个交叉滚子导轨对称地安装于Z轴运动台与Z轴固定座的连接处；
所述光栅尺设置在所述Z轴固定座的下端；
所述Z轴电机、光栅尺和2个气缸均与所述控制器连接。
进一步，所述Z轴电机为直线电机；
所述气缸为单杆双作用气缸；所述Z轴电机为直线电机，所述光栅尺为雷尼绍光栅尺。
进一步，所述控制器为单片机，所述单片机上搭载自动控制运动套件。
本发明的优点为：
1. X轴组件与Y轴组件组成的结构布局呈H型，X轴组件向采用双驱同步控制，Y轴组件采用单驱控制。H型结构形式使载台的重量直接由整个大理石底座承载，在X-Y的两维加工范围内，载台的支撑方式始终没有改变，载台的重心也没有发生改变，极大增加整个平台的稳定性；而传统十字叠加平台，载台在全幅面加工时，载台重心是随时变化的，稳定性不够。
2. X轴组件和Y轴组件采用气浮导轨与气浮轴承，可以在物体不接触的情况下完成相对运动，极大的减小了由摩擦产生的阻尼对运动平台定位精度的影响。
3. Z轴组件由高精度气缸平衡运动部分的重力及运动产生的摩擦力，使电机在零负载的情况下运动，极大的提高了定位精度。
附图说明
图1为本发明一种精密三维直驱气浮式运动4D打印平台的结构示意图
图2为本发明的4D打印平台中的X轴组件与Y轴组件的组合结构示意图。
图3为X轴组件剖切示意图。
图4为Y轴组件剖切示意图。
图5为Z轴组件正视示意图。
图6为Z轴组件俯视示意图。
图中：
1.大理石基座、1-1.底座、1-2.基座导轨、1-3.基座横梁、1-4基座立柱、2.X轴组件、2-1.左X轴组件单元、2-11. 第一扁平圆气浮轴承、2-12. 第一粘连式气浮轴承、2-2.右X轴组件单元、2-3.驱动电机、3.Y轴组件、3-1.Y轴电机、3-2.Y轴横梁、3-3.Y轴安装座、3-4.Y轴导轨、3-5.第二扁平圆气浮轴承、3-6.第二粘连式气浮轴承、4.Z轴组件、4-1.Z轴电机、4-11.电机初级、4-12.电机次级、4-2.交叉滚子导轨、4-3.Z轴运动台、4-4.Z轴固定座、4-5.光栅尺、4-6.气缸、5.控制器、6. 矩形通孔、7.负压孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
本发明一种精密三维直驱气浮式运动4D打印方法，所述方法具体包括以下步骤：
先将打印喷头和打印平台安装各个组件上，进行零点的标定，
再将需要打印模型的G代码导入到控制器内，控制器对行进过程中重复的路径自动地进行优化迭代；
启动打印，控制器对行进过程中重复的路径自动地进行优化迭代，通过运动控制算法和预置控制程序根据其中一个轴的运动情况，实现对另一个轴的运动增加不同的前馈调节，实现多轴联动的精准控制，最终实现4D打印。
如图1所示，本发明的另一目的是提供一种实现上述的4D打印方法的精密三维直驱气浮式运动4D打印平台，所述运动平台包括：
X轴组件2，用于为打印平台在X轴方向的运动提供气浮支撑，实现打印平台在X轴方向与导轨间的无摩擦运动；
Y轴组件3，用于为打印平台在Y轴方向的运动提供气浮支撑，实现打印平台在Y轴方向与导轨间的无摩擦运动；
Z轴组件4，用于为打印喷头在Z轴方向的运动提供气浮支撑，实现打印平台在Z轴方向与导轨间的无摩擦运动；
大理石基座1，用于为所述X轴组件、Y轴组件和Z轴组件的运动提供支撑；
控制器5，用于控制所述X轴组件2、Y轴组件3和Z轴组件4；
其中，所述X轴组件2包括左X轴组件单元2-1和右X轴组件单元2-2；
所述Y轴组件3设置在所述左X轴组件单元2-1和右X轴组件单元2-1之间，结构布局呈H型，设置在所述大理石底座1上，且X轴组件2为双驱同步控制，Y轴组件3采用单驱控制；
Z轴组件4设置在位于所述结构布局呈H型的上方；
所述控制器5与所述X轴组件2、Y轴组件3和Z轴组件4连接。
进一步，所述大理石基座1包括底座1-1、基座导轨1-2、基座横梁1-3和基座立柱1-4；
其中，2个所述基座导轨1-2对称设置在所述底座1-1的上端面的前后位置上；
2个所述基座立柱1-4对称设置在所述底座1-1的上端面的左右位置上，所述基座横梁1-3的两端分别2个所述基座立柱1-4的顶部固接；
所述左X轴组件单元2-1和右X轴组件单元2-2对称设置在2个所述基座导轨1-2上，且分别设有一个驱动电机2-3，2个所述驱动电机2-3均与所述控制器5连接。
所述基座横梁1-3上的用于减重的矩形通孔6。
如图3所示，所述左X轴组件单元2-1和右X轴组件单元2-2的结构相同，均包括第一扁平圆气浮轴承2-11和第一粘连式气浮轴承2-12，
其中，2个所述第一扁平圆气浮轴承2-11分别对称设置在2个所述基座导轨1-2的侧面；
2个所述第一粘连式气浮轴承2-12分别对称设置在2个所述基座导轨1-2的顶部，且所述扁平圆气浮轴承2-11与粘连式气浮轴承2-12之间通过连接件连接。
如图2和图4所示，所述Y轴组件3包括Y轴电机3-1、Y轴横梁3-2、Y轴安装座3-3、Y轴导轨3-4、第二扁平圆气浮轴承3-5和第二粘连式气浮轴承3-6；
其中，所述Y轴横梁3-2的两端分别与所述左X轴组件单元2-11和右X轴组件2-12之间接；
2个Y轴导轨3-4对称设置在所述Y轴横梁3-2的两端，2个所述第二扁平圆气浮轴承3-5分别对称设置在2个Y轴导轨3-4的侧面，
2个所述第二粘连式气浮轴承3-6分别对称设置在2个Y轴导轨3-4的顶部，且所述第二扁平圆气浮轴承3-5与第二粘连式气浮轴承3-6之间通过连接件连接，所述Y轴安装座3-3底部与2个所述第二粘连式气浮轴承3-5顶部连接，所述Y轴电机3-1固定在所述Y轴安装座3-3上，且所述Y轴电机3-1的输出端与所述第二扁平圆气浮轴承3-5和第二粘连式气浮轴承3-6驱动连接；
所述Y轴电机3-1与所述控制器5连接。
所述Y轴安装座3-3上设有负压通孔7，且所述负压通孔7的个数为多个。
如图5和图6所示，所述Z轴组件4包括Z轴电机4-1、2个交叉滚子导轨4-2、Z轴运动台4-3、Z轴固定座4-4、光栅尺4-5和2个气缸4-6；
其中， 所述Z轴电机4-1包括电机初级4-11和电机次级4-12；
所述Z轴固定座4-4固定在所述基座横梁1-3的中心位置，2个所述气缸4-6对称的固定在所述Z轴固定座4-4的两侧，所述Z轴运动台4-3通过连接件与所述2个气缸4-6的活动杆连接，所述Z轴电机初级4-11设置在所述Z轴运动台4-3，所述Z轴电机次级4-12设置在所述Z轴固定座4-4上，所述2个交叉滚子导轨4-2对称地安装于Z轴运动台4-3与Z轴固定座4-4的连接处，所述Z轴电机4-1驱动所述Z轴运动台4-3沿着所述交叉滚子导轨4-2上下运动；
所述光栅尺4-5设置在所述Z轴固定座4-4的下端；
所述Z轴电机4-1、光栅尺4-5和2个气缸4-6均与所述控制器5连接。
所述气缸4-6为单杆双作用气缸；所述Z轴电机4-1为直线电机，所述光栅尺4-5为雷尼绍光栅尺，使Z轴电机在零负载的情况下运动，极大的提高了定位精度。
所述控制器5为单片机，所述单片机上搭载自动控制运动套件。
实施例：
一种精密三维直驱气浮式运动4D打印平台，其整体结构如图1所示包括大理石基座1、X轴组件2、Y轴组件3、Z轴组件4和控制器5。
如图1所示，所述大理石基座1整体呈龙门形，包括底座1-1、基座导轨1-2、基座横梁1-3和基座立柱1-4，不同部分之间通过螺栓和镶入盲孔中的大理石螺纹套连接。底座1-1有两个相互平行的长条状突起作为X轴组件2的基座导轨1-2。两侧基座立柱1-4用于连接底座1-1和基座横梁1-3。基座横梁1-3部分用于和Z轴组件4连接，顶部有5个ф100的矩形通孔6用于减轻重量。
如图2、图3所示，所述X轴组件2包括两个相同的左X轴组件单元2-1、右X轴组件单元2-2和驱动电机2-3，分别置于大理石基座1的基座导轨1-2上，Y轴横梁3-2将这两个组件连接起来。每个组件由两组气浮轴承，一组为便于调整的40mm第一扁平圆气浮轴承2-11，安装于与基座导轨1-2侧面配合的面；另一组为38mm×38mm的第一粘连式气浮轴承2-12，安装于与基座导轨1-2顶部配合的面。2个驱动电机2-3连同支撑用底座安装在大理石基座1上，驱动电机2-3采用直线电机。
如图2、图4所示，所述Y轴组件3分Y轴电机3-1、Y轴横梁3-2、Y轴安装座3-3、Y轴导轨3-4、第二扁平圆气浮轴承3-5和第二粘连式气浮轴承3-6。
Y轴横梁3-2部分安装于左X轴组件单元2-1和右X轴组件单元2-2之间，Y轴电机3-1安装于Y轴横梁3-2上表面的中部，两个Y轴导轨3-4安装在Y轴横梁3-2上表面两侧。Y轴安装座3-3的顶部连接件下表面安装有两个15mm×60mm的第二扁平圆气浮轴承3-5，两个侧面连接件各安装有两个40mm的第二粘连式气浮轴承3-6，底部连接件与大理石基座1相对的面安装有两个负压孔7，必要时可以在该区域形成一个负压区域，为平台提供足够的正压力，Y轴电机3-1采用直线电机。
如图5、图6所示，所述Z轴部分4安装于基座横梁1-3部分的侧面，包括Z轴电机4-1、2个交叉滚子导轨4-2、Z轴运动台4-3、Z轴固定座4-4、光栅尺4-5和2个气缸4-6。Z轴固定座4-4侧面安装两个高精度单杆双作用气缸（无摩擦气缸）4-6来平衡运动部分重力及运动产生的摩擦力，Z轴运动台4-3、Z轴固定座4-4通过两组高精度交叉滚子导轨4-2来保证两者之间只有Z轴方向的相互运动。Z轴电机的初级部分4-11安装在Z轴运动台4-3上，Z轴次级部分4-12安装在Z轴固定座4-4上，光栅尺4-5设置在所述Z轴固定座4-4的下端。
本平台为4D打印通用型平台，可根据不同的材料更换定制的4D打印喷头与对应的打印平台。本平台的使用方法包括如下步骤：
步骤一：根据使用者的需求与本平台安装孔位定制专用的打印喷头与应的打印平台；
步骤二：将步骤一中定制的打印喷头安装于Z轴组件4上，打印平台安装于Y轴安装座3-3上，安装完成后的打印喷头于平台均需要进行调平；
步骤三：在自动控制套件（Automation1）内进行零点的标定；
步骤四：将需要打印模型的G代码导入到自动控制套件内。
本发明采用雷尼绍的光栅尺实现对直线电机的伺服控制，本发明采用的自动控制套件具有以下优点：
1、在所述运动平台调试的过程中，可以根据运动误差自动地进行调节，减小了工作人员完成对平台调试所需要的时间；
2、采用谐波消除的方法优化了因外界周期性的扰动产生的位置误差；
3、对行进过程中重复的路径自动地进行优化迭代，减小跟随误差；
4、水平面内的两个X轴的运动进行统一控制，保证其运动的同步；
5、竖直方向的运动对摩擦进行了补偿，减小了因交叉滚子导轨摩擦导致的误差。
6、所述运动套件预设了大量的命令字符串，使用这些字符串可以大幅减小点对点运动时的稳定时间，增加了平台的工作速度；
7、在多轴联动控制时，基于一个轴的运动情况，通过设计运动控制算法与预置控制程序，自动对另一个轴的运动增加不同的前馈调节，实现跨轴前馈功能，从而减少其它运动轴的加速度等运动在该轴上引起的位置误差，最终实现多轴联动的精准控制，并提高平台的精度与稳定性。
以上对本申请实施例所提供的一种精密三维直驱气浮式运动4D打印平台及其实现方法，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。

Claims (5)

1. 一种精密三维直驱气浮式4D打印方法，其特征在于， 所述方法具体包括以下步骤：
先将打印喷头和打印平台安装各个组件上，进行零点的标定；
再将需要打印模型的G代码导入到控制器内；
启动打印，控制器对行进过程中重复的路径自动地进行优化迭代，通过运动控制算法和预置控制程序根据其中一个轴的运动情况，实现对另一个轴的运动增加不同的前馈调节，实现多轴联动的精准控制，最终实现4D打印；
实现所述的4D打印方法的精密三维直驱气浮式4D打印运动平台，所述运动平台包括：
X轴组件，用于为打印平台在X轴方向的运动提供气浮支撑，实现打印平台在X轴方向的无摩擦运动；
Y轴组件，用于为打印平台在Y轴方向的运动提供气浮支撑，实现打印平台在Y轴方向的无摩擦运动；
Z轴组件，用于为打印喷头在Z轴方向的运动提供气浮支撑，实现打印平台在Z轴方向的无摩擦运动；
大理石基座，用于为所述X轴组件、Y轴组件和Z轴组件的运动提供支撑；
控制器，用于控制所述X轴组件、Y轴组件和Z轴组件；
其中，所述大理石基座包括底座、基座导轨、基座横梁和基座立柱，
其中，2个所述基座导轨对称设置在所述底座的上端面的前后位置上；
2个所述基座立柱对称设置在所述底座的上端面的左右位置上，所述基座横梁的两端分别2个所述基座立柱的顶部固接，
所述X轴组件包括左X轴组件单元和右X轴组件单元，
所述左X轴组件单元和右X轴组件单元对称设置在2个所述基座导轨上，且分别设有一个驱动电机，2个所述驱动电机均与所述控制器连接；
所述左X轴组件单元和右X轴组件单元的结构相同，均包括第一扁平圆气浮轴承和第一粘连式气浮轴承，
其中，2个所述第一扁平圆气浮轴承分别对称设置在2个所述导轨的侧面，
2个所述第一粘连式气浮轴承分别对称设置在2个所述导轨的顶部，且所述扁平圆气浮轴承与粘连式气浮轴承之间通过连接件连接；
所述Y轴组件设置在所述左X轴组件单元和右X轴组件单元之间，结构布局呈H型，设置在所述大理石底座上，且X轴组件为双驱同步控制，Y轴组件采用单驱控制；
Z轴组件设置在位于所述结构布局呈H型的上方，
所述控制器与所述X轴组件、Y轴组件和Z轴组件连接；
所述Y轴组件包括Y轴电机、Y轴横梁、Y轴安装座、Y轴导轨、第二扁平圆气浮轴承和第二粘连式气浮轴承；
其中，所述Y轴横梁的两端分别与所述左X轴组件单元和右X轴组件之间连接，
2个Y轴导轨对称设置在所述Y轴横梁的两端，2个所述第二扁平圆气浮轴承分别对称设置在2个Y轴导轨的侧面，
2个所述第二粘连式气浮轴承分别对称设置在2个Y轴导轨的顶部，且所述第二扁平圆气浮轴承与第二粘连式气浮轴承之间通过连接件连接，所述Y轴安装座底部与2个所述第二粘连式气浮轴承顶部连接，所述Y轴电机固定在所述Y轴安装座上，且所述Y轴电机的输出端与所述第二扁平圆气浮轴承和第二粘连式气浮轴承驱动连接，
所述Y轴电机与所述控制器连接；
所述Z轴组件包括Z轴电机、2个交叉滚子导轨、Z轴运动台、Z轴固定座、光栅尺和2个气缸，
其中，所述Z轴电机包括电机初级和电机次级；
所述Z轴固定座固定在基座横梁的中心位置，2个所述气缸对称的固定在所述Z轴固定座的两侧，所述Z轴运动台通过连接件与所述2个气缸的活动杆连接，所述Z轴电机初级设置在所述Z轴运动台，所述Z轴电机次级设置在所述Z轴固定座上，所述2个交叉滚子导轨对称地安装于Z轴运动台与Z轴固定座的连接处；
所述光栅尺设置在所述Z轴固定座的下端，
所述Z轴电机、光栅尺和2个气缸均与所述控制器连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基座横梁上设有用于减重的通孔。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Y轴安装座上设有负压通孔，且所述负压通孔的个数为多个。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Z轴电机为直线电机；
所述气缸为单杆双作用气缸；所述Z轴电机为直线电机，所述光栅尺为雷尼绍光栅尺。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器为单片机，所述单片机上搭载自动控制运动套件。
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