CN204301770U - 气浮导轨测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了气浮导轨测量装置，包括气浮导轨装置，在该气浮导轨装置上还设置有转动测量装置，在气浮导轨装置与转动测量装置上还连接有控制装置；气浮导轨装置由X轴导向结构、X轴气浮平台、Y轴导向结构、Y轴气浮平台、立柱以及Z轴导向结构组成；上述转动测量装置包括电控旋转台与设置在电控旋转台上的测量头；控制装置包括随动柜，在随动柜的下端设置有支撑架，随动柜的内部设置有控制主机。本实用新型提供一种气浮导轨测量装置，解决现有技术中精度差、磨损大以及使用成本高的问题，提高了测量的精度，降低了设备的磨损与使用成本，延长了设备的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测量装置，具体涉及一种在精密及超精密加工和测量中使用的气浮导轨测量装置。
背景技术
随着社会的发展，企业对精密及超精密加工和测量设备的需求逐年增加，促使生产工具机与高精度导轨的发展。在先进制造装备中（3C、光电、航天、能源产业），高性能运动平台是其工作和检测的主要执行机构。由于现代制造中产品的特征尺度越来越小、精度越来越高，电子制造设备中的运动平台都需达到微米。因此为了克服上述现有技术的不足，研发满足高精度、高稳定性、高速度要求的运动平台对于先进制造装备的开发具有决定性的意义。此外，在微型机电系统的制造和检测、超精密机械加工及其精密测量领域都离不开精密定位技术。
现有企业使用的导轨主要有硬轨、线轨以及液静压导轨。硬轨其成本低廉且刚性好，有良好的阻尼与制振效果，但定位精度差，摩擦系数大，在低速时有粘滞滑动的问题，高速时则产生热量大且磨损较快。线性滑轨有点接触滚柱型与线接触滚柱型两种形式，适合较高速、轻负荷的工具机，摩擦系数远小于硬轨，但抗振与承载力较差，高速反复运动时滚柱容易卡住。液静压导轨刚性高且承载能力大，但在高速运动时动力消耗较大，会有油液摩擦高热问题，需附加油液的供油与冷却回收装置，成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种气浮导轨测量装置，解决现有技术中精度差、磨损大以及使用成本高的问题，提高了测量的精度，降低了设备的磨损与使用成本，延长了设备的使用寿命。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
气浮导轨测量装置，包括气浮导轨装置，在该气浮导轨装置上还设置有转动测量装置，在气浮导轨装置与转动测量装置上还连接有控制装置。
作为优选，所述气浮导轨装置的下端还设置有底座，该底座为花岗岩底座。
进一步的，上述气浮导轨装置由X轴导向结构、X轴气浮平台、Y轴导向结构、Y轴气浮平台、立柱以及Z轴导向结构组成；X轴导向结构固定在底座的上侧面上，X轴气浮平台设置在X轴导向结构上，Y轴导向结构又固定在X轴气浮平台上，Y轴气浮平台设置在Y轴导向结构上，立柱竖直设置在Y轴气浮平台上，Z轴导向结构竖直设置在立柱的侧面。
作为优选，所述X轴导向结构、Y轴导向结构均为气浮导轨，X轴气浮平台与Y轴气浮平台上均设置有与气浮导轨对应的喷气孔，Z轴导向结构为机械导轨，立柱为大理石立柱。
再进一步的，上述转动测量装置包括电控旋转台与设置在电控旋转台上的测量头，该电控旋转台的底端设置在Z轴导向结构上，测量头设置在电控旋转台的顶端，且该电控旋转台可在竖直平面上360°旋转。
作为优选，所述X轴导向结构、Y轴导向结构以及Z轴导向结构上均设置有光栅读数尺，在X轴气浮平台、Y轴气浮平台以及电控旋转台上均设置有电机，该光栅读数尺以及电机上同时连接有一个PMAC多轴运动控制卡。
再进一步的，上述控制装置包括随动柜，在随动柜的下端设置有支撑架，随动柜可沿支撑架在X轴方向上滑动，随动柜的内部设置有控制主机，该随动柜的设置高度与X轴气浮平台相同，且随动柜通过伸缩杆连接在X轴气浮平台上。
作为优选，所述控制主机通过拖链与气浮导轨装置以及转动测量装置相连，在控制主机上设置有闭环控制系统，该闭环控制系统与PMAC多轴运动控制卡相连接。
另外，所述控制主机上还连接有控制器，该控制器通过有线或者无线连接在控制主机上。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本实用新型的X轴、Y轴运动均采用气浮导轨与喷气孔配合完成，降低了设备在X轴与Y轴方向运动时的摩擦，从而避免了摩擦产生的热量影响设备的正常使用，提高了设备的使用寿命，同时还避免了润滑油液的使用，降低了生产成本，更好的维护了生产环境的整洁；
（2）本实用新型通过与控制主机相连的控制器可以对设备进行远程控制，大大提高了设备的适应能力，同时还能更好的降低设备使用过程中外界因素的干扰，进一步提高了设备使用的精准性；
（3）本实用新型设置有闭环控制系统与PMAC多轴运动控制卡，闭环控制系统与PMAC多轴运动控制卡配合使用能够更好的提高设备在X轴、Y轴以及Z轴方向的运动能力，进一步提高了设备使用的精度与效率，很好的提高了设备的使用效果；
（4）本实用新型控制主机通过拖链气浮导轨装置以及转动测量装置相连，提高了线路布置的精简度，避免了设备运行时线路相互缠绕，提高了设备使用的稳定性与安全性。
附图说明
图1 为本实用新型的结构示意图。
附图标记说明：1、Y轴导向结构；2、X轴气浮平台；3、Y轴气浮平台；4、X轴导向结构；5、Z轴导向结构；6、立柱；7、电控旋转台；8、随动柜；9、拖链；10、底座。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例1
如图1所示，气浮导轨测量装置，包括气浮导轨装置，在该气浮导轨装置上还设置有转动测量装置，在气浮导轨装置与转动测量装置上还连接有控制装置。
所述气浮导轨装置的下端还设置有底座10，该底座10为花岗岩底座。
上述气浮导轨装置由X轴导向结构4、X轴气浮平台2、Y轴导向结构1、Y轴气浮平台3、立柱6以及Z轴导向结构5组成；X轴导向结构4固定在底座10的上侧面上，X轴气浮平台2设置在X轴导向结构4上，Y轴导向结构1又固定在X轴气浮平台2上，Y轴气浮平台3设置在Y轴导向结构1上，立柱6竖直设置在Y轴气浮平台3上，Z轴导向结构5竖直设置在立柱6的侧面。
所述X轴导向结构4、Y轴导向结构1均为气浮导轨，X轴气浮平台2与Y轴气浮平台3上均设置有与气浮导轨对应的喷气孔，Z轴导向结构5为机械导轨，立柱6为大理石立柱。 其中Z轴有效行程为2500mm，定位精度为±5μm，重复定位的精度小于±1μm，平面度小于6μm，直线度为±8μm；X轴有效行程为300mm，定位精度小于±4μm，重复精度小于±1μm，平面度小于5μm，直线度小于±3μm；Y轴有效行程300mm，定位精度小于±4μm，重复精度小于±2μm，平面度小于5μm，直线度小于±3μm，本实用新型有着很高的精准度，大大提高了设备使用的效果。
本实用新型的X轴、Y轴运动均采用气浮导轨与喷气孔配合完成，降低了设备在X轴与Y轴方向运动时的摩擦，从而避免了摩擦产生的热量影响设备的正常使用，提高了设备的使用寿命，同时还避免了润滑油液的使用，降低了生产成本，更好的维护了生产环境的整洁。
上述转动测量装置包括电控旋转台7与设置在电控旋转台7上的测量头，该电控旋转台7的底端设置在Z轴导向结构5上，测量头设置在电控旋转台7的顶端，且该电控旋转台7可在竖直平面上360°旋转。
所述X轴导向结构4、Y轴导向结构1以及Z轴导向结构5上均设置有光栅读数尺，在X轴气浮平台2、Y轴气浮平台3以及电控旋转台上均设置有电机，该光栅读数尺以及电机上同时连接有一个PMAC多轴运动控制卡。闭环控制系统与PMAC多轴运动控制卡配合使用能够更好的提高设备在X轴、Y轴以及Z轴方向的运动能力，进一步提高了设备使用的精度与效率，很好的提高了设备的使用效果。
上述控制装置包括随动柜8，在随动柜8的下端设置有支撑架，随动柜8可沿支撑架在X轴方向上滑动，随动柜8的内部设置有控制主机，该随动柜8的设置高度与X轴气浮平台2相同，且随动柜8通过伸缩杆连接在X轴气浮平台2上。
所述控制主机通过拖链9与气浮导轨装置以及转动测量装置相连，在控制主机上设置有闭环控制系统，该闭环控制系统与PMAC多轴运动控制卡相连接。控制主机通过拖链气浮导轨装置以及转动测量装置相连，提高了线路布置的精简度，避免了设备运行时线路相互缠绕，提高了设备使用的稳定性与安全性。与闭环控制系统与PMAC多轴运动控制卡配合使用能够更好的提高设备在X轴、Y轴以及Z轴方向的运动能力，进一步提高了设备使用的精度与效率，很好的提高了设备的使用效果。
所述控制主机上还连接有控制器，该控制器通过有线或者无线连接在控制主机上。通过与控制主机相连的控制器可以对设备进行远程控制，大大提高了设备的适应能力，同时还能更好的降低设备使用过程中外界因素的干扰，进一步提高了设备使用的精准性。
按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.气浮导轨测量装置，其特征在于，包括气浮导轨装置，在该气浮导轨装置上还设置有转动测量装置，在气浮导轨装置与转动测量装置上还连接有控制装置。
2. 根据权利要求1所述的气浮导轨测量装置，其特征在于，所述气浮导轨装置的下端还设置有底座（10），该底座（10）为花岗岩底座。
3. 根据权利要求2所述的气浮导轨测量装置，其特征在于，所述气浮导轨装置由X轴导向结构（4）、X轴气浮平台（2）、Y轴导向结构（1）、Y轴气浮平台（3）、立柱（6）以及Z轴导向结构（5）组成；X轴导向结构（4）固定在底座（10）的上侧面上，X轴气浮平台（2）设置在X轴导向结构（4）上，Y轴导向结构（1）又固定在X轴气浮平台（2）上，Y轴气浮平台（3）设置在Y轴导向结构（1）上，立柱（6）竖直设置在Y轴气浮平台（3）上，Z轴导向结构（5）竖直设置在立柱（6）的侧面。
4. 根据权利要求3所述的气浮导轨测量装置，其特征在于，所述X轴导向结构（4）、Y轴导向结构（1）均为气浮导轨，X轴气浮平台（2）与Y轴气浮平台（3）上均设置有与气浮导轨对应的喷气孔，Z轴导向结构（5）为机械导轨，立柱（6）为大理石立柱。
5. 根据权利要求4所述的气浮导轨测量装置，其特征在于，所述转动测量装置包括电控旋转台（7）与设置在电控旋转台（7）上的测量头，该电控旋转台（7）的底端设置在Z轴导向结构（5）上，测量头设置在电控旋转台（7）的顶端，且该电控旋转台（7）可在竖直平面上360°旋转。
6. 根据权利要求5所述的气浮导轨测量装置，其特征在于，所述X轴导向结构（4）、Y轴导向结构（1）以及Z轴导向结构（5）上均设置有光栅读数尺，在X轴气浮平台（2）、Y轴气浮平台（3）以及电控旋转台上均设置有电机，该光栅读数尺以及电机上同时连接有一个PMAC多轴运动控制卡。
7. 根据权利要求6所述的气浮导轨测量装置，其特征在于，所述控制装置包括随动柜（8），在随动柜（8）的下端设置有支撑架，随动柜（8）可沿支撑架在X轴方向上滑动，随动柜（8）的内部设置有控制主机，该随动柜（8）的设置高度与X轴气浮平台（2）相同，且随动柜（8）通过伸缩杆连接在X轴气浮平台（2）上。
8.根据权利要求7所述的气浮导轨测量装置，其特征在于，所述控制主机通过拖链（9）与气浮导轨装置以及转动测量装置相连，在控制主机上设置有闭环控制系统，该闭环控制系统与PMAC多轴运动控制卡相连接。
9.根据权利要求8所述的气浮导轨测量装置，其特征在于，所述控制主机上还连接有控制器，该控制器通过有线或者无线连接在控制主机上。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105157661A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-12-16 | 广东工业大学 | 一种大行程亚微米级平面精度测量系统 |
| CN105936339A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-09-14 | 南京航空航天大学 | 一种微重力环境地面气浮模拟机构、系统及其工作方法 |
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2014
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