CN209998755U - 一种基于t型气浮导轨的运动平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于T型气浮导轨的运动平台，包括：隔震基台，隔震基台设置有第一X向导轨基座和第二X向导轨基座，Y向导轨基座沿Y向固定在第一X向导轨基座和第二X向导轨基座之间，Y向侧边导轨贴合设置在Y向导轨基座的前后外侧端面上，Y向侧边导轨上安装有真空预压气浮件，Y向工作台固定在Y向侧边导轨顶部；第一X向侧边导轨和第二X向侧边导轨分别贴合设置在第一X向导轨基座的左右两侧，X向工作台固定在第一X向侧边导轨和第二X向侧边导轨顶部。本基于T型气浮导轨的运动平台，通过将X、Y方向运动模块位于同一基准平面上，保证X、Y方向运动平面基准的统一，避免倾斜力矩的产生，提高运行精度。

Description

一种基于T型气浮导轨的运动平台

技术领域

本实用新型涉及一种运动平台，具体涉及一种基于T型气浮导轨的运动平台。

背景技术

精密定位技术是精密工程领域的一项关键技术。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(0.1～1μm)的定位精度。

精密定位平台是一个复杂的动力学系统，它的硬件构成、控制系统、导轨支撑形式和驱动方式等都会影响其综合性能。国内研宄超精密定位工作台多只限于高精度、短行程的定位工作台的研究，与国外的具有很大的差距。我国在精密定位技术和应用方面，如集成电路芯片和计算机的芯片和精密电子元器件的制造装备等领域的研宄还非常滞后。目前，气浮定位平台具有高速、快响应、小摩擦、高精度等优点，而且容易实现长行程，它已经成为精密定位平台发展的主要方向。因此研究二维直线驱动气浮平台的气浮导轨的特性、直线电机的精密控制和直线定位误差补偿等对提高系统的定位精度和稳定性，实现高速精密进给定位具有重要意义。

现有机密定位平台一般采用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。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种基于T型气浮导轨的运动平台，通过将X、Y方向运动模块位于同一基准平面上，保证X、Y方向运动平面基准的统一，避免倾斜力矩的产生，提高运行精度。

为实现上述技术方案，本实用新型提供了一种基于T型气浮导轨的运动平台，包括：隔震基台，所述隔震基台上沿X方向并排间隔设置有第一X向导轨基座和第二X向导轨基座，Y向导轨基座沿Y向固定在第一X向导轨基座和第二X向导轨基座之间，两对称设置的Y向侧边导轨贴合设置在Y向导轨基座的前后外侧端面上，所述Y向侧边导轨与Y向导轨基座、隔震基台的贴合面上均安装有真空预压气浮件，Y向工作台固定在Y向侧边导轨顶部并位于Y向导轨基座的上方，Y向直线驱动机构安装在隔震基台上且与Y向工作台连接；第一X向侧边导轨和第二X向侧边导轨分别贴合设置在第一X向导轨基座的左右两侧，所述第一X向侧边导轨、第二X向侧边导轨与第一X向导轨基座、隔震基台贴合面上均安装有真空预压气浮件，X向工作台固定在第一X向侧边导轨和第二X向侧边导轨顶部并位于第一X向导轨基座的上方，X向直线驱动机构安装在隔震基台上且与X向工作台连接。

在上述技术方案中，运动平台正常工作时，当需要进行X向移动时，双X方向的真空预压气浮件通入气体，通过调节气膜间隙，紧贴于第一X向导轨基座内侧，然后通过X向直线驱动机构驱动X向工作台可以在X方向实现低摩擦运动。当需要进行Y向移动时，Y向侧边导轨上的真空预压气浮件通入气体，使得Y向侧边导轨紧贴于Y向导轨基座内侧，并通过Y向直线驱动机构的驱动，可以实现Y向工作台在Y向导轨基座上的低摩擦运动。由于T型设计的结构，可以使得X、Y方向运动模块位于同一基准平面上，更加容易保证两方向运动平面基准的统一，避免倾斜力矩的产生，而且T型结构设计承载能力大，受力状态好，机械系统的结构刚度大，不仅可以提高平台运动的精度，而且可以提高平台运动时的稳定性。

优选的，所述Y向直线驱动机构包括Y向直线电机，Y向直线电机的动子固定于Y向工作台底面，Y向直线电机的定子固定于Y向导轨基座上的安装槽内，Y向光栅尺固定在Y向导轨基座安装槽的内侧面上且正对Y向直线电机设置，Y向读数头固定在Y向工作台底面上且正对Y向直线电机的动子设置。实际操作过程中，Y向直线电机动子带动Y向工作台沿Y向导轨基座移动，通过Y向读数头和Y向光栅尺之间的配合实现对Y向直线电机动子移动的精确控制，从而可以实现对Y向工作台移动位置的精确控制。

优选的，所述X向直线驱动机构包括X向直线电机，X向直线电机的动子固定于X向工作台底面，X向直线电机的定子固定于第一X向侧边导轨的安装槽内，X向光栅尺固定在设置于隔震基台右端侧面的光栅尺安装座上，所述X向光栅尺正对X向直线电机设置，X向读数头固定在X向工作台底面上且正对X向直线电机的动子设置。实际操作过程中，X向直线电机动子带动X向工作台沿第一X向导轨基座和第二X向导轨基座移动，通过X向读数头和X向光栅尺之间的配合实现对X向直线电机动子移动的精确控制，从而可以实现对X向工作台移动位置的精确控制。

优选的，所述第一X向侧边导轨的前后两端均设置有限位块，用于限定X向工作台在X方向上的最大位移。

优选的，所述X向直线电机的前后两端均设置有X向限位开关，用于限定X向直线电机动子在X方向上的前后最大位移。

优选的，所述Y向直线电机的左右两端均设置有Y向限位开关，用于限定Y向直线电机动子在Y方向上的左右最大位移。

本实用新型提供的一种基于T型气浮导轨的运动平台的有益效果在于：本基于T型气浮导轨的运动平台结构简单，设计合理，通过采用T型结构设计，可以使得X、Y方向运动模块位于同一基准平面上，更加容易保证X、Y方向运动平面基准的统一，避免倾斜力矩的产生，而且T型结构设计承载能力大，受力状态好，机械系统的结构刚度大，不仅可以提高平台运动的精度，而且可以提高平台运动时的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型中内部结构安装示意图Ⅰ。

图3为本实用新型中内部结构安装示意图Ⅱ。

图中：1、隔震基台；2、Y向导轨基座；3、Y向工作台；4、Y向侧边导轨；5、真空预压气浮件；6、X向工作台；7、第一X向导轨基座；8、限位块；9、第一X向侧边导轨；10、光栅尺安装座；11、第二X向侧边导轨；12、第二X向导轨基座；21、X向光栅尺；22、X向读数头；23、X向直线电机；24、X向限位开关；25、Y向直线电机；26、Y向读数头；27、Y向光栅尺；28、Y向限位开关。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通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，均属于本实用新型的保护范围。

实施例：一种基于T型气浮导轨的运动平台。

参照图1至图3所示，一种基于T型气浮导轨的运动平台，包括：隔震基台1，所述隔震基台1上沿X方向并排间隔设置有第一X向导轨基座7和第二X向导轨基座12，Y向导轨基座2沿Y向固定在第一X向导轨基座7和第二X向导轨基座12之间，两对称设置的Y向侧边导轨4贴合设置在Y向导轨基座2的前后外侧端面上，所述Y向侧边导轨4与Y向导轨基座2、隔震基台1的贴合面上均安装有真空预压气浮件5，Y向工作台3固定在Y向侧边导轨4顶部并位于Y向导轨基座2的上方，Y向直线驱动机构安装在隔震基台1上且与Y向工作台3连接，所述Y向直线驱动机构包括Y向直线电机25，Y向直线电机25的动子固定于Y向工作台3底面，Y向直线电机25的定子固定于Y向导轨基座2上的安装槽内，Y向光栅尺27固定在Y向导轨基座2安装槽的内侧面上且正对Y向直线电机25设置，Y向读数头26固定在Y向工作台3底面上且正对Y向直线电机25的动子设置；实际操作过程中，Y向直线电机25动子带动Y向工作台3沿Y向导轨基座2移动，通过Y向读数头26和Y向光栅尺27之间的配合实现对Y向直线电机25动子移动的精确控制，从而可以实现对Y向工作台3移动位置的精确控制，Y向直线电机25的左右两端均设置有Y向限位开关28，用于限定Y向直线电机25动子在Y方向上的左右最大位移；

第一X向侧边导轨9和第二X向侧边导轨11分别贴合设置在第一X向导轨基座7的左右两侧，所述第一X向侧边导轨9、第二X向侧边导轨11与第一X向导轨基座7、隔震基台1贴合面上均安装有真空预压气浮件5，X向工作台6固定在第一X向侧边导轨9和第二X向侧边导轨11顶部并位于第一X向导轨基座7的上方，X向直线驱动机构安装在隔震基台1上且与X向工作台6连接，所述X向直线驱动机构包括X向直线电机23，X向直线电机23的动子固定于X向工作台6底面，X向直线电机23的定子固定于第一X向侧边导轨9的安装槽内，X向光栅尺21固定在设置于隔震基台1右端侧面的光栅尺安装座10上，所述X向光栅尺21正对X向直线电机23设置，X向读数头22固定在X向工作台6底面上且正对X向直线电机23的动子设置；实际操作过程中，X向直线电机23动子带动X向工作台6沿第一X向导轨基座7和第二X向导轨基座12移动，通过X向读数头22和X向光栅尺21之间的配合实现对X向直线电机23动子移动的精确控制，从而可以实现对X向工作台6移动位置的精确控制，所述第一X向侧边导轨9的前后两端均设置有限位块8，用于限定X向工作台6在X方向上的最大位移，X向直线电机23的前后两端均设置有X向限位开关24，用于限定X向直线电机23动子在X方向上的前后最大位移。

本基于T型气浮导轨的运动平台结构简单，设计合理，运动平台正常工作时，当需要进行X向移动时，双X方向的真空预压气浮件5通入气体，通过调节气膜间隙，紧贴于第一X向导轨基座7内侧，然后通过X向直线驱动机构驱动X向工作台6可以在X方向实现低摩擦运动。当需要进行Y向移动时，Y向侧边导轨4上的真空预压气浮件5通入气体，使得Y向侧边导轨4紧贴于Y向导轨基座2内侧，并通过Y向直线驱动机构的驱动，可以实现Y向工作台3在Y向导轨基座2上的低摩擦运动。由于采用T型结构设计，可以使得X、Y方向运动模块位于同一基准平面上，更加容易保证X、Y方向运动平面基准的统一，避免倾斜力矩的产生，而且T型结构设计承载能力大，受力状态好，机械系统的结构刚度大，不仅可以提高平台运动的精度，而且可以提高平台运动时的稳定性。

以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.一种基于T型气浮导轨的运动平台，其特征在于包括：隔震基台，所述隔震基台上沿X方向并排间隔设置有第一X向导轨基座和第二X向导轨基座，Y向导轨基座沿Y向固定在第一X向导轨基座和第二X向导轨基座之间，两对称设置的Y向侧边导轨贴合设置在Y向导轨基座的前后外侧端面上，所述Y向侧边导轨与Y向导轨基座、隔震基台的贴合面上均安装有真空预压气浮件，Y向工作台固定在Y向侧边导轨顶部并位于Y向导轨基座的上方，Y向直线驱动机构安装在隔震基台上且与Y向工作台连接；第一X向侧边导轨和第二X向侧边导轨分别贴合设置在第一X向导轨基座的左右两侧，所述第一X向侧边导轨、第二X向侧边导轨与第一X向导轨基座、隔震基台贴合面上均安装有真空预压气浮件，X向工作台固定在第一X向侧边导轨和第二X向侧边导轨顶部并位于第一X向导轨基座的上方，X向直线驱动机构安装在隔震基台上且与X向工作台连接。

2.如权利要求1所述的基于T型气浮导轨的运动平台，其特征在于：所述Y向直线驱动机构包括Y向直线电机，Y向直线电机的动子固定于Y向工作台底面，Y向直线电机的定子固定于Y向导轨基座上的安装槽内，Y向光栅尺固定在Y向导轨基座安装槽的内侧面上且正对Y向直线电机设置，Y向读数头固定在Y向工作台底面上且正对Y向直线电机的动子设置。

3.如权利要求1所述的基于T型气浮导轨的运动平台，其特征在于：所述X向直线驱动机构包括X向直线电机，X向直线电机的动子固定于X向工作台底面，X向直线电机的定子固定于第一X向侧边导轨的安装槽内，X向光栅尺固定在设置于隔震基台右端侧面的光栅尺安装座上，所述X向光栅尺正对X向直线电机设置，X向读数头固定在X向工作台底面上且正对X向直线电机的动子设置。

4.如权利要求1所述的基于T型气浮导轨的运动平台，其特征在于：所述第一X向侧边导轨的前后两端均设置有限位块。

5.如权利要求3所述的基于T型气浮导轨的运动平台，其特征在于：所述X向直线电机的前后两端均设置有X向限位开关。

6.如权利要求2所述的基于T型气浮导轨的运动平台，其特征在于：所述Y向直线电机的左右两端均设置有Y向限位开关。

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