CN116255393A - 一种气浮导轨上置的转台组合 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气浮导轨上置的转台组合，包括有气浮转台以及设置在所述气浮转台上的气浮导轨，所述气浮转台与气浮导轨同轴设置；所述气浮转台包括有支撑旋转体、被所述支撑旋转体包围的气浮轴承、设置在所述气浮轴承中部的电机组件以及设置在所述电机组件中部的气电混合滑环；将电机设置在气浮转台的中部，可以增大气浮转台的气浮面，增加了气浮转台的承载力和刚度，同时也增加了气浮转台抗电机干扰的能力，从而进一步提升了气浮转台的精度；气浮导轨设置在气浮转台上，可以将气浮导轨的尺寸和重量做小，不会影响气浮转台自身的精度；同时转台组合可进行回转及直线运动，以完成对复杂曲面的加工。

Description

一种气浮导轨上置的转台组合

技术领域

本发明属于气浮转台技术领域，涉及一种气浮导轨上置的转台组合。

背景技术

气浮转台是把主轴以及转动平台在空气中悬浮起来，并可以稳定地高精度地旋转，这种悬浮效果是通过导入压缩空气来实现的，泄压的缝隙极小，保证了主轴以及转动平台的悬浮，该结构具有高速度，高精确度，长寿命，摩擦因数小，无磨损，不需要润滑油，卓越的速度控制性能，无噪音等优点。正因为气浮转台有这么多的优点，现在越来越多高精度的应用领域在使用。气浮转台由于其具有上述优点，广泛的应用于半导体行业晶圆、硅片等方面的检测以及机械等领域的加工，是一种非常重要的回转部件。

一般的气浮转台，厚度较厚，且无法上置直线运动平台，因此，目前的气浮转台在机械加工方面无法完成较复杂曲面的加工要求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种气浮导轨上置的转台组合，包括有气浮转台以及设置在所述气浮转台上的气浮导轨，所述气浮转台与气浮导轨同轴设置；所述气浮转台包括有支撑旋转体、被所述支撑旋转体包围的气浮轴承、设置在所述气浮轴承中部的电机组件以及设置在所述电机组件中部的气电混合滑环。

进一步具体的，所述电机组件包括有从外到内依次设置的电机转子、电机定子以及传动轴。

进一步具体的，在所述传动轴上设置有光栅。

进一步具体的，在所述气浮轴承上设置转台气道，所述转台气道包括有轴向转台气道以及径向转台气道，所述轴向转台气道平行于所述气浮轴承的轴线，所述轴向转台气道与所述径向转台气道连通。

进一步具体的，一条所述轴向转台气道上至少设置一条径向转台气道，一条所述径向转台气道上至少设置一条轴向转台气道。

进一步具体的，在所述转台气道靠近支撑旋转体的端部均设置有节流器。

进一步具体的，所述气浮导轨包括有导轨气浮块、包围在所述导轨气浮块外侧的导轨上溜板、导轨侧溜板和导轨下溜板、设置在所述导轨气浮块中部的直线电机。

进一步具体的，在所述导轨气浮块上设置有导轨气道，所述导轨气道包括有轴向导轨气道以及径向导轨气道，所述轴向导轨气道平行于所述导轨气浮块的轴线，所述轴向导轨气道垂直于所述导轨气浮块的轴线，所述轴向导轨气道与所述径向导轨气道连通。

进一步具体的，在所述轴向导轨气道靠近导轨上溜板和导轨下溜板的端部、径向导轨气道靠近导轨侧溜板的端部均设置有节流器。

进一步具体的，所述轴向导轨气道至少设置一条，所述径向导轨气道至少设置一条。

本发明一种气浮导轨上置的转台组合，可以实现如下技术效果：将所述电机设置在所述气浮转台的中部，可以增大所述气浮转台的气浮面，增加了气浮转台的承载力和刚度，同时也增加了气浮转台抗电机干扰的能力，所述气浮转台的整体厚度也相应的可以做到很小，从而进一步提升了所述气浮转台的精度；将气浮导轨设置在气浮转台上，对于小行程的导轨，本身重量和尺寸都可以做到很小，即使放置在所述气浮转台上对所述气浮转台自身的精度也毫无影响；且所述转台组合可以进行回转运动和直线运动，能够完成对复杂曲面的加工要求。

附图说明

图1是本发明的转台组合的结构示意图；

图2是本发明的气浮转台的结构示意图；

图3是本发明的图2中A处放大图；

图4是本发明的气浮导轨的结构示意图；

图5是本发明的图4中B处放大图。

图中：1、转台台面；111、气道；112、进气孔；113、安装底板；2、传动轴；3、气浮轴承；4、轴承外环；41、轴向转台气道；42、径向转台气道；43、节流器；5、止推板；6、外壳；7、过渡件；8、电机；9、光栅；10、导轨上溜板；11、导轨侧溜板；12、导轨下溜板；13、导轨气浮块；131、轴向导轨气道；132、径向导轨气道；14、直线电机；15、气电混合滑环；16、气浮转台；17、气浮导轨。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

一种气浮导轨上置的转台组合，如图1所示，包括有气浮转台16以及设置在所述气浮转台16上的气浮导轨17，所述气浮转台16与气浮导轨17同轴设置；因所述气浮导轨17设置在转台台面1上，在所述气浮转台16运作的过程中，所述气浮导轨17随着所述气浮转台16的转台台面1同步进行回转运动；在所述气浮转台16做回转运动时，所述气浮导轨17可以同时做直线运动，也可以不运作，但会由于气浮转台16进行着回转运动而同步旋转；在所述气浮导轨17做直线运动时，所述气浮转台16可以同时做回转运动，也可以不运作；所述气浮导轨17与气浮转台16可以单独运行，也可以同时运行，根据工作需要自行选择转台组合的运行模式，所述转台组合的运行方式包括有仅进行回转运动、仅进行直线运动以及回转运动与直线运动同时运行；在所述气浮转台16的转台台面1带动所述气浮导轨17一起做回转运动时，所述气电混合滑环15的上部跟随所述气浮导轨17一起做回转运动。将所述气浮转台固定在机架上，所述气浮导轨设置在所述气浮转台上，在所述气浮导轨上设置刀具，可以完成对复杂曲面的加工需求，所述气浮转台的旋转角度可以根据需要自行设置，所述气浮导轨的位移量也可以根据需要自行设置。

如图1、图2、图3所示，所述气浮转台16包括有安装底板113、设置在安装底板113上面的支撑旋转体、被所述支撑旋转体包围的气浮轴承3、设置在所述气浮轴承3中部的电机组件以及设置在所述电机组件中部的气电混合滑环15，所述气电混合滑环15向所述气浮导轨17提供气源和电能；所述支撑旋转体与气浮轴承3不接触，所述支撑旋转体包括有止推板5、与所述止推板5平行设置的转台台面1以及设置在所述止推板5与转台台面1之间的轴承外环4，所述转台台面1、轴承外环4和止推板5包围所述气浮轴承3设置，在所述转台台面1与安装底板113之间设置有外壳6，所述外壳6固定设置在所述安装底板113上；所述转台台面1、轴承外环4以及止推板5之间固定设置，进一步的，所述转台台面1通过螺钉与轴承外环4连接，所述止推板5与轴承外环4也通过螺钉连接，从而构成封闭式的支撑旋转体；在所述气浮轴承上固定设置有过渡件7，在所述过渡件7内通入压缩空气，让电机转子自行调心，从而达到电机转子和电机定子非常高的同心度；所述电机组件驱动所述支撑旋转体做回转运动，所述电机组件设置在所述气浮轴承3的中部且与所述气浮轴承3同轴设置，所述电机组件包括有从外向内依次设置的电机转子、电机定子以及传动轴2，所述电机转子、电机定子以及传动轴2同轴设置，所述电机转子和电机定子组成电机8；所述电机8设置在所述传动轴2与气浮轴承3之间，将所述电机8设置在所述气浮转台16的中部，增大所述气浮转台16的气浮面，改变了传统的气浮转台16的电机8布置方式，实现电机8内置，降低了气浮转台16的高度，减少了电机8对气浮轴承3的影响，提高了气浮转台16的回转精度，减小了气浮转台16的回转误差传递系数，可以实现更高的气浮转台16的定位精度。

如图1、图2、图3所示，在所述气浮轴承3上设置有转台气道，所述转台气道开设在所述气浮轴承3内，所述气道的数量、形状根据需要自行设置，在所述安装底板113上设置有气道111，在所述气道111外侧端部设置有进气孔112，所述气道111与转台气道连通，压缩空气从所述进气孔112进入气道111，再进入转台气道；所述转台气道设置有轴向转台气道41以及径向转台气道42，所述轴向转台气道41平行于气浮轴承3的轴线，所述径向转台气道42可以垂直于所述气浮轴承3的轴线，也可以仅与所述径向转台气道42交叉设置而不垂直，但所述轴向转台气道41与径向转台气道42连通，在本方案中，所述轴向转台气道42平行于所述气浮轴承3的轴线，所述径向转台气道42一部分垂直于所述气浮轴承3的轴线，一部分仅与所述轴向转台气道41交叉，垂直于所述气浮轴承3的所述径向转台气道42均匀设置在所述气浮轴承3上；通常情况下，一条所述轴向转台气道41上至少设置一条径向转台气道42，一条所述径向转台气道42上至少设置一条轴向转台气道41，根据气浮转台16的尺寸自动调整轴向转台气道41和径向转台气道42的数量，当所述气浮转台16太高时，可以根据高度自动调整径向转台气道42的数量，比如在一条所述轴向转台气道41上平行设置两条所述径向转台气道42、三条径向转台气道42等，使其达到更好的效果；当所述气浮转台16径向面积太大时，在一条所述径向转台气道42上可以平行设置两条所述轴向转台气道41、三条轴向转台气道41等，自动调整所述轴向转台气道41的数量，使其达到更好的效果；所述轴向转台气道41至少设置一条，所述径向转台气道42至少设置一条，但不管所述轴向转台气道41和径向转台气道42设置几条，所述轴向转台气道41和径向转台气道42均连通。

如图1、图2、图3所示，在所述轴向转台气道41靠近转台台面1和止推板5的端部、垂直于所述气浮轴承3轴线的径向转台气道42靠近轴承外环4的端部均设置有节流器43，每一所述轴向转台气道41均设置节流器43，每一垂直于所述气浮轴承3轴线的径向转台气道42均设置节流器43；压缩空气从所述进气孔112进入设置在所述安装底座113内的气道111，从所述气道111进入转台气道，并将压缩空气分流至所有的径向转台气道42和轴向转台气道41内，最终到达节流器43，从所述节流器43流出的压缩气体通过所述气浮轴承3与转台台面1形成轴向上止推气浮面，通过所述气浮轴承3与止推板5形成轴向下止推气浮面，通过所述气浮轴承3与轴承外环4形成径向气浮面，在各气浮面的共同作用下，所述气浮转台16稳定运行。

如图1、图2、图3所示，在所述传动轴2上设置有用于确定位置的光栅9，所述光栅9读取所述气浮转台16回转运动的信号并上传，以达到对所述气浮转台16的高精密控制。

如图4、图5所示，所述气浮导轨17包括有导轨气浮块13、包围在所述导轨气浮块13外侧的导轨上溜板10、导轨侧溜板11和导轨下溜板12、设置在所述导轨气浮块13中部的直线电机14；所述直线电机14由电机定子和电机转子组成，整个溜板由导轨上溜板10、两个导轨侧溜板11以及导轨下溜板12组成，所述导轨上溜板10的两端分别与两个导轨侧溜板11固定连接，所述导轨上溜板10和两导轨侧溜板11之间形成矩形结构，所述导轨气浮块13设置在所述矩形结构内；在所述导轨气浮块13的上端设置有导轨凹槽，所述直线电机14安装在所述导轨凹槽内；所述导轨上溜板10、导轨侧溜板11以及导轨下溜板12的截面均设置为矩形，且所述导轨上溜板10、导轨侧溜板11以及导轨下溜板12的侧边齐平，所述所述导轨上溜板10、导轨侧溜板11以及导轨下溜板12均与所述导轨气浮块13不接触。

如图4、图5所示，在所述导轨气浮块13上设置有导轨气道，所述导轨气道包括有轴向导轨气道131以及径向导轨气道132，所述轴向导轨气道131平行于所述导轨气浮块13的轴线，所述轴向导轨气道131垂直于所述导轨气浮块13的轴线，所述轴向导轨气道131与所述径向导轨气道132连通，所述轴向导轨气道131至少设置一条，所述径向导轨气道132至少设置一条。通常情况下，一条所述轴向导轨气道131上至少设置一条径向导轨气道132，一条所述径向导轨气道132上至少设置一条轴向导轨气道131，根据气浮导轨17的尺寸自动调整轴向导轨气道131和径向导轨气道132的数量，当所述气浮导轨17太高时，可以根据高度自动调整径向导轨气道132的数量，比如在一条所述轴向导轨气道131上平行设置两条所述径向导轨气道132、三条径向导轨气道132等，使其达到更好的效果；当所述气浮导轨17径向面积太大时，在一条所述径向导轨气道132上可以平行设置两条所述轴向导轨气道131、三条轴向导轨气道131等，自动调整所述轴向导轨气道131的数量，使其达到更好的效果；不管所述轴向导轨气道131和径向导轨气道132设置几条，所述轴向导轨气道131和径向导轨气道132均连通；在本方案中，所述轴向导轨气道131设置一条，所述径向导轨气道132设置一条，为方便所述气电混合滑环15向所述导轨气道供气，在所述径向导轨气道132的端部设置供气道，所述供气道设置在所述导轨气浮块13内，所述供气道包括有相互连通的轴向供气道以及径向供气道，所述供气道的具体设置方式根据需求及部件位置自行设置，以便于连接所述气道混合滑环15为主，在所述供气道远离径向导轨气道132的端部连接有供气管，所述供气管与气电混合滑环15连通。

如图4、图5所示，在所述轴向导轨气道131靠近导轨上溜板10和导轨下溜板12的端部、径向转台气道132靠近导轨侧溜板11的端部均设置有节流器43，每一所述轴向导轨气道131、径向导轨气道132内均设置节流器43；在所述气浮转台16的中部设置有气电混合滑环15，所述气电混合滑环15与径向导轨气道132连接，向所述导轨气道供气，压缩空气从所述气电混合滑环15进入导轨气道，并将压缩空气分流至所有的径向导轨气道132和轴向导轨气道131内，最终到达节流器43，从所述节流器43流出的压缩气体通过导轨气浮块13与导轨上溜板10形成轴向上止推气浮面，通过导轨气浮块13与导轨下溜板12形成轴向下止推气浮面，通过导轨气浮块13与导轨侧溜板11形成径向气浮面，在各气浮面的共同作用下，气浮导轨17稳定运行。同时所述气电混合滑环15也向所述气浮导轨17提供电能。

本发明一种气浮导轨上置的转台组合，可以实现如下技术效果，将所述气浮转台16和气浮导轨17连接设置，可以保证机构在做回转运动的同时进行直线运动，回转运动与直线运动也可单独运行，能够完成对复杂曲面的加工需求；将电机8设置在气浮轴承3的中部，大大增加了径向气浮面的面积，增加了气浮转台16的抗干扰和负载能力，使得所述气浮转台16的整体性能大幅提升；设置轴向转台气道41、径向转台气道42、轴向导轨气道131以及径向导轨气道132，保证所述转台台面1、轴承外环4、止推板2、导轨上溜板10、导轨侧溜板11以及导轨下溜板12均处于稳定的悬浮状态；设置所述光栅9，保证所述气浮转台16可以有较高的转动精度和定位精度；在所述气浮转台16中部设置有气电混合滑环15，可以同时向所述气浮导轨17提供气源和电能。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种气浮导轨上置的转台组合，其特征在于：包括有气浮转台(16)以及设置在所述气浮转台(16)上的气浮导轨(17)，所述气浮转台(16)与气浮导轨(17)同轴设置；所述气浮转台(16)包括有支撑旋转体、被所述支撑旋转体包围的气浮轴承(3)、设置在所述气浮轴承(3)中部的电机组件以及设置在所述电机组件中部的气电混合滑环(15)，所述气电混合滑环(15)向所述气浮导轨(17)提供气源和电能。

2.根据权利要求1所述的气浮导轨上置的转台组合，其特征在于：所述电机组件包括有从外到内依次设置的电机转子、电机定子以及传动轴(2)。

3.根据权利要求2所述的气浮导轨上置的转台组合结构，其特征在于：在所述传动轴(2)上设置有光栅(9)。

4.根据权利要求1所述的气浮导轨上置的转台组合，其特征在于：在所述气浮轴承(3)上设置转台气道，所述转台气道包括有轴向转台气道(41)以及径向转台气道(42)，所述轴向转台气道(41)平行于所述气浮轴承(3)的轴线，所述轴向转台气道(41)与所述径向转台气道(42)连通。

5.根据权利要求4所述的气浮导轨上置的转台组合，其特征在于：一条所述轴向转台气道(41)上至少设置一条径向转台气道(42)，一条所述径向转台气道(42)上至少设置一条轴向转台气道(41)。

6.根据权利要求4所述的气浮导轨上置的转台组合，其特征在于：在所述转台气道靠近支撑旋转体的端部均设置有节流器(43)。

7.根据权利要求1所述的气浮导轨上置的转台组合，其特征在于：所述气浮导轨(17)包括有导轨气浮块(13)、包围在所述导轨气浮块(13)外侧的导轨上溜板(10)、导轨侧溜板(11)和导轨下溜板(12)、设置在所述导轨气浮块(13)中部的直线电机(14)。

8.根据权利要求7所述的气浮导轨上置的转台组合，其特征在于：在所述导轨气浮块(13)上设置有导轨气道，所述导轨气道包括有轴向导轨气道(131)以及径向导轨气道(132)，所述轴向导轨气道(131)平行于所述导轨气浮块(13)的轴线，所述轴向导轨气道(131)垂直于所述导轨气浮块(13)的轴线，所述轴向导轨气道(131)与所述径向导轨气道(132)连通。

9.根据权利要求8所述的气浮导轨上置的转台组合，其特征在于：在所述轴向导轨气道(131)靠近导轨上溜板(10)和导轨下溜板(12)的端部、径向导轨气道(132)靠近导轨侧溜板(11)的端部均设置有节流器(43)。

10.根据权利要求8所述的气浮导轨上置的转台组合，其特征在于：所述轴向导轨气道(131)至少设置一条，所述径向导轨气道(132)至少设置一条。

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