CN218018411U - 一种气浮定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种气浮定位装置，包括Y轴气浮板、Y轴导向组件及X轴导向组件；Y轴导向组件相对Y轴气浮板沿Y方向运动设置；Y轴导向组件包括设置于Y轴气浮板的顶面的Y轴上气浮滑块、分别设置于Y轴气浮板的Y轴向两侧的Y轴侧气浮滑块及设置于Y轴气浮板的底面的Y轴下气浮滑块；X轴导向组件相对Y轴上气浮滑块沿X方向运动设置；X轴导向组件包括设置于Y轴上气浮滑块的顶面的X轴上气浮滑块及设置于Y轴上气浮滑块的X轴向两侧的X轴侧气浮滑块。本实用新型的气浮定位装置通过设置粗调螺钉及细调螺钉，调节X轴侧气浮滑块与Y轴上气浮滑块之间的距离及Y轴侧气浮滑块与Y轴气浮板之间的距离，从而达到合适的气浮间隙，实现精确控制。

Description

一种气浮定位装置

技术领域

本实用新型涉及在精密运动装备制造领域，特别是涉及一种气浮定位装置。

背景技术

在精密运动装备制造领域，为减小精密机械部件的运动摩擦，工件台等核心部件的定位装置常采用气浮导轨配合直线电机实现高精度运动控制，而一般气浮系统需要正压、负压进气孔以及复杂的气路设计，往往占据较大的空间尺寸，同时也增加了定位装置的质量。因此，现有技术中，工件台等核心部件的定位装置中使用的气浮式支撑框架存在结构质量大，气浮系统复杂且空间占有率高的问题，这些问题也导致了定位装置的使用无法满足工件台高速、高精度的运动要求，严重限制工艺精度的进一步提升。

因此，如何解决现有精密运动装备的工件台结构质量大、气浮系统复杂及空间占有率高的问题，已经成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种气浮定位装置，用于解决现有技术中精密运动装备的工件台结构质量大、气浮系统复杂及空间占有率高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种气浮定位装置，包括Y轴气浮板、Y轴导向组件及X轴导向组件；

所述Y轴导向组件相对所述Y轴气浮板沿Y方向运动设置；

所述Y轴导向组件包括设置于所述Y轴气浮板的顶面的Y轴上气浮滑块、分别设置于所述Y轴气浮板的Y轴向两侧的Y轴侧气浮滑块及设置于所述Y轴气浮板的底面的Y轴下气浮滑块；所述Y轴上气浮滑块及所述Y轴下气浮滑块分别通过对应的第一粗调螺钉与所述Y轴侧气浮滑块连接，所述Y轴上气浮滑块及所述Y轴下气浮滑块上的粗调螺钉的螺孔的孔径小于所述第一粗调螺钉的压紧部的直径，且大于所述第一粗调螺钉螺杆的直径；所述第一粗调螺钉分别穿过所述Y轴上气浮滑块及所述Y轴下气浮滑块上的螺孔与所述Y轴侧气浮滑块螺纹连接；所述Y轴上气浮滑块的底面设置气浮面；所述Y轴侧气浮滑块朝向所述Y轴气浮板的一面设置气浮面；所述Y轴下气浮滑块的顶面设置气浮面；

所述X轴导向组件相对所述Y轴上气浮滑块沿X方向运动设置；

所述X轴导向组件包括设置于所述Y轴上气浮滑块的顶面的X轴上气浮滑块及分别设置于所述Y轴上气浮滑块的X轴向两侧的X轴侧气浮滑块；所述X轴上气浮滑块通过第二粗调螺钉与所述X轴侧气浮滑块连接，所述X轴上气浮滑块上的粗调螺钉的螺孔的孔径小于所述第二粗调螺钉的压紧部的直径，且大于所述第二粗调螺钉螺杆的直径；所述第二粗调螺钉穿过所述X轴上气浮滑块上的螺孔与所述X轴侧气浮滑块螺纹连接；所述X轴上气浮滑块的底面设置气浮面；所述X轴侧气浮滑块朝向所述Y轴上气浮滑块的一面及朝向所述Y轴气浮板的一面设置气浮面；

其中，任意所述X轴上气浮滑块、所述Y轴上气浮滑块及所述Y轴下气浮滑块上还设置有细调螺钉，对应的所述X轴侧气浮滑块及所述Y轴侧气浮滑块上设置有所述细调螺钉的让位孔；所述细调螺钉的让位孔内设置有调整斜面，所述细调螺钉的让位孔的孔径大于所述细调螺钉的螺孔的孔径。

可选地，气浮定位装置还包括Y轴驱动组件和/或X轴驱动组件；

所述Y轴驱动组件包括设置在所述Y轴气浮板与所述Y轴下气浮滑块之间的Y轴直线电机；所述Y轴直线电机包括Y轴直线电机定子及Y轴直线电机动子；所述Y轴直线电机定子设置在所述Y轴气浮板的底面的凹陷内，所述Y轴直线电机动子设置在所述Y轴下气浮滑块的顶面的凹陷内；

所述X轴驱动组件包括设置在所述Y轴上气浮滑块与所述X轴上气浮滑块之间的X轴直线电机；所述X轴直线电机包括X轴直线电机定子及X轴直线电机动子；所述X轴直线电机定子设置在所述Y轴上气浮滑块的顶面的凹陷内，所述X轴直线电机动子设置在所述X轴上气浮滑块的底面。

可选地，所述Y轴上气浮滑块的底面的气浮面包括第一气浮区域及第二气浮区域，且所述第一气浮区域及所述第二气浮区域分别位于所述Y轴上气浮滑块的底面的Y轴向两侧；所述Y轴上气浮滑块的Y轴向两侧设置有位于滑块内部的Y向顶部气道、Y向顶部气道出气孔及Y向顶部气道进气孔；所述Y向顶部气道与所述Y向顶部气道进气孔连通；所述Y向顶部气道出气孔一端与所述Y向顶部气道连通，另一端朝向所述Y轴气浮板；所述Y向顶部气道出气孔位于所述Y轴上气浮滑块的底面的气浮区域内；

所述Y轴下气浮滑块的顶面的气浮面包括第三气浮区域及第四气浮区域，且所述第三气浮区域及第四气浮区域分别位于所述Y轴下气浮滑块的顶面的Y轴向两侧；所述Y轴下气浮滑块的Y轴向两侧设置有位于滑块内部的Y向底部气道及Y向底部气道出气孔；所述Y向底部气道出气孔的一端与所述Y向底部气道连通，另一端朝向所述Y轴气浮板；所述Y向底部气道出气孔位于所述Y轴下气浮滑块的顶面的气浮区域内；

所述Y轴侧气浮滑块的内部设置有第一侧向气道及Y轴侧出气孔；所述Y轴侧出气孔的一端与所述第一侧向气道连通，另一端朝向所述Y轴气浮板。

可选地，所述X轴上气浮滑块的底面的气浮面包括第五气浮区域及第六气浮区域，且所述第五气浮区域及所述第六气浮区域分别位于所述X轴上气浮滑块的底面的X轴向两侧；

所述X轴侧气浮滑块的内部设置有第二侧向气道和X向底部气道；所述第二侧向气道上设置有朝向所述Y轴上气浮滑块的X轴侧气浮滑块出气孔；所述X向底部气道上设置有朝向所述Y轴气浮板的X轴侧气浮滑块底部出气孔。

可选地，所述气浮定位装置还包括Y轴检测组件和/或X轴检测组件；

所述Y轴检测组件包括第一检测传感器及配合所述第一检测传感器的第一光栅尺；所述第一检测传感器设置在所述Y轴下气浮滑块的顶面的凹陷内，所述第一光栅尺设置在所述Y轴气浮板的底面的凹陷内；其中，所述第一检测传感器的运动轨迹与所述第一光栅尺重合；

所述X轴检测组件包括第二检测传感器及配合所述第二检测传感器的第二光栅尺；所述第二检测传感器设置在所述X轴上气浮滑块的底面的凹陷内，所述第二光栅尺设置在所述Y轴上气浮滑块的底面的凹陷内；其中，所述第二检测传感器的运动轨迹与所述第二光栅尺重合。

可选地，所述气浮定位装置还包括预载结构，所述预载结构设置在所述X轴上气浮滑块上。

更可选地，所述预载结构为磁预载结构，所述磁预载结构包括钢条及永磁体；所述钢条沿X轴方向安装于所述Y轴上气浮滑块上，所述永磁体沿X轴方向安装于所述X轴上气浮滑块上，且所述钢条与所述永磁体相对设置。

更可选地，所述预载结构为真空预载结构，所述真空预载结构包括设置在所述X轴上气浮滑块内部的第一气道及设置在所述X轴上气浮滑块的底面的Y轴向两侧的真空预载腔，所述真空预载腔上设置有连通所述第一气道的真空孔。

可选地，所述细调螺钉的让位孔内设置有第一楔形调整块，所述调整斜面为所述第一楔形调整块的斜面。

更可选地，所述细调螺钉的让位孔内还设置有第二楔形调整块；所述第二楔形调整块的斜面与所述第一楔形调整块的斜面相对运动设置。

如上所述，本实用新型的气浮定位装置，具有以下有益效果：

1，本实用新型的气浮定位装置通过设置粗调螺钉及细调螺钉，可以调节X轴侧气浮滑块与Y轴上气浮滑块之间的距离及Y轴侧气浮滑块与Y轴气浮板之间的距离，从而达到合适的气浮间隙，实现精确控制。

2，本实用新型的气浮定位装置中的气道均设置在滑块内部，节省了定位装置的装配空间，实现集约化。

3，本实用新型的气浮定位装置中各气浮面的气道均是独立控制的，互不干扰，控制更精确。

4，本实用新型的气浮定位装置通过设置检测组件提供位置反馈，实现了X向及Y向的精确定位。

附图说明

图1显示为本实用新型的气浮定位装置的立体结构示意图。

图2显示为图1中的气浮定位装置的俯视图。

图3显示为本实用新型的粗调螺钉的安装剖视结构示意图。

图4显示为本实用新型的细调螺钉的一种实现方式的安装剖视结构示意图。

图5显示为本实用新型的细调螺钉的另一种实现方式的安装剖视结构示意图。

图6显示为本实用新型的Y轴上气浮滑块内的气道结构剖面示意图。

图7显示为本实用新型的气浮区域包括的气浮区的示意图。

图8显示为本实用新型的Y轴侧气浮滑块的内部的气道结构剖面示意图。

图9显示为本实用新型的Y轴下气浮滑块的内部的气道结构剖面示意图。

图10显示为本实用新型的Y轴驱动组件及Y轴检测组件的安装位置示意图。

图11显示为本实用新型的X轴导向组件的立体结构示意图。

图12显示为本实用新型的磁预载的安装位置示意图。

图13显示为本实用新型的真空预载的气道结构剖面示意图。

图14显示为本实用新型的X轴上气浮滑块中真空预载的气道结构剖面示意图。

图15显示为本实用新型的X向底部气道结构剖面示意图。

图16显示为本实用新型的第二侧向气道结构剖视示意图。

图17显示为本实用新型的X轴导向组件中的气道配合关系示意图。

图18显示为本实用新型的X轴驱动组件及X轴检测组件的安装位置示意图。

图19显示为图1中的气浮定位装置的左视图。

图20显示为图1中的气浮定位装置的正视图。

元件标号说明

1 Y轴气浮板

11 Y轴上气浮滑块

111a 第一粗调螺钉

111b 螺钉粗调间隙

111c 细调螺钉

111d 让位孔

111e 第一楔形调整块

111f 第二楔形调整块

112 Y向顶部气道

113 Y向顶部气道出气孔

114 Y向顶部气道进气孔

12 Y轴侧气浮滑块

121 第一侧向气道

122 Y轴侧进气口

123 Y轴侧出气孔

13 Y轴下气浮滑块

131 Y向底部气道

132 底部气道进气口

133 第一侧向气道进气孔

134 Y向底部气道出气孔

14 Y轴直线电机定子

15 Y轴直线电机动子

16 第一检测传感器

17 第一光栅尺

2 X轴上气浮滑块

201 X轴侧向滑块正压进气口

202 X轴侧向滑块底部正压进气口

203 X轴上气浮滑块真空预载进气口

204 真空预载腔

205 第三气道

206 第二气道

207 第一气道

21 X轴侧气浮滑块

211 第二侧向气道

212 X向底部气道

213 X轴侧气浮滑块出气孔

214 X轴侧气浮滑块底部出气孔

22 第二粗调螺钉

23 X轴直线电机定子

24 X轴直线电机动子

25 第二检测传感器

26 第二光栅尺

3 密封圈

4 钢条

5 永磁体

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图20。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实施例提供一种气浮定位装置，如图1所示，包括Y轴气浮板1、Y轴导向组件及X轴导向组件。所述Y轴导向组件用于提供沿所述Y轴气浮板1在Y方向的导向运动，所述X轴导向组件用于提供沿所述Y轴气浮板1在X方向的导向运动。作为示例，如图1所示，所述Y轴气浮板1为长方体结构，所述Y轴气浮板1的大小可根据需要设置。

如图1所示，所述Y轴导向组件相对所述Y轴气浮板1沿Y方向运动设置；所述Y轴导向组件包括设置于所述Y轴气浮板1的顶面的Y轴上气浮滑块11、分别设置于所述Y轴气浮板1的Y轴向两侧的Y轴侧气浮滑块12及设置于所述Y轴气浮板1的底面的Y轴下气浮滑块13。作为示例，如图1所示，所述Y轴上气浮滑块11、所述Y轴侧气浮滑块12及所述Y轴下气浮滑块13均为长方体结构，滑块的大小可根据需要设置。

如图1及图2所示，所述Y轴上气浮滑块11及所述Y轴下气浮滑块13分别通过对应的第一粗调螺钉111a与所述Y轴侧气浮滑块12连接；作为示例，如图3所示为所述第一粗调螺钉111a的安装剖视图，所述Y轴上气浮滑块11及所述Y轴下气浮滑块13上的粗调螺钉的螺孔的孔径小于所述第一粗调螺钉111a的压紧部的直径，且大于所述第一粗调螺钉111a螺杆的直径，即存在螺钉粗调间隙111b，通过所述第一粗调螺钉111a调节所述Y轴侧气浮滑块12与所述Y轴气浮板1之间的距离，以达到合适的间隙。作为示例，所述第一粗调螺钉111a在粗调时，先拧松所述第一粗调螺钉111a，然后测量所述Y轴侧气浮滑块12与所述Y轴气浮板1之间的距离，当所述Y轴侧气浮滑块12与所述Y轴气浮板1之间的距离达到设定的数值后，再拧紧所述第一粗调螺钉111a。作为示例，所述第一粗调螺钉111a分别穿过所述Y轴上气浮滑块11及所述Y轴下气浮滑块13上的螺孔与所述Y轴侧气浮滑块12螺纹连接。

具体地，如图1、图2及图4所示，所述Y轴上气浮滑块11及所述Y轴下气浮滑块13上还设置有细调螺钉111c，对应的所述Y轴侧气浮滑块12上设置有所述细调螺钉111c的让位孔111d；所述细调螺钉111c的让位孔111d内设置有调整斜面，，所述细调螺钉111c的让位孔111d的孔径大于所述细调螺钉111c的螺孔的孔径。作为示例，所述细调螺钉111c的数量及斜面可根据需要设置，在此不做限定。作为示例，所述细调螺钉111c为细牙螺纹。

作为本实施例的一种实现方式，如图4所示，所述细调螺钉111c的让位孔111d内设置有第一楔形调整块111e，所述调整斜面为所述第一楔形调整块111e的斜面。作为示例，如图1及图4所示，本实施例中所述第一楔形调整块111e的斜面朝向所述Y轴气浮板1，在细调时，所述细调螺钉111c旋入或旋出，所述细调螺钉111c对所述楔形调整块111e有一个向下或减轻向下的力，所述楔形调整块111e会受到一个沿着X轴方向向内或向外的力，从而带动所述Y轴侧气浮滑块12发生一个沿着X轴方向向内或向外的位移，实现精细调节，以使所述Y轴侧气浮滑块12与所述Y轴气浮板1之间的间距达到预设距离。由于Y轴上气浮滑块11及所述Y轴下气浮滑块13中螺孔孔径大于第一粗调螺钉111a螺杆的直径，在Y轴侧气浮滑块12发生沿X轴方向位移时能够作为避让空间，不会出现卡死现象，以实现精细的调节。

作为本实施例的另一种实现方式，如图5所示，所述细调螺钉111c的让位孔111d内还设置有第二楔形调整块111f；所述第二楔形调整块111f的斜面与所述第一楔形调整块111e的斜面相对运动设置。作为示例，本实施例中，所述调整斜面(所述第一楔形调整块111e的斜面)朝向所述Y轴气浮板1，用于调整所述Y轴侧气浮滑块12与所述Y轴气浮板1之间的间距。作为示例，在细调时，所述细调螺钉111c旋入或旋出，所述细调螺钉111c对所述第二楔形调整块111f有一个向下或减轻向下的力，进而所述第二楔形调整块111f沿着斜面运动挤压所述第一楔形调整块111e，所述第一楔形调整块111e会受到一个沿着X轴方向向内或向外的力，从而带动所述Y轴侧气浮滑块12发生一个沿着X轴方向向内或向外的位移，实现精细调节。作为示例，如图5所示，本实施例中的所述细调螺钉111c为球头结构的螺钉，进而使得所述细调螺钉111c与所述第二楔形调整块111f的接触面积减小，摩擦力小，调节精度高。

如图1和图6所示，所述Y轴上气浮滑块11的底面设置气浮面。作为示例，如图6所示为所述Y轴上气浮滑块11内部的气道结构剖面示意图，所述Y轴上气浮滑块11的底面的气浮面包括第一气浮区域及第二气浮区域(气浮区域即形成气浮的区域，区域内有气孔出口)，且所述第一气浮区域及所述第二气浮区域分别位于所述Y轴上气浮滑块11的底面的Y轴向两侧。本实施例中，所述Y轴上气浮滑块11的Y轴向两侧设置有位于滑块内部的Y向顶部气道112、Y向顶部气道出气孔113及Y向顶部气道进气孔114；所述Y向顶部气道112与所述Y向顶部气道进气孔114连通；所述Y向顶部气道出气孔113一端与所述Y向顶部气道112连通，另一端朝向所述Y轴气浮板1；所述Y向顶部气道出气孔113位于所述Y轴上气浮滑块11的底面的气浮区域内。本实施例中，所述Y向顶部气道进气孔114连接气压控制系统，通过气压控制系统向所述Y向顶部气道112输送气体，使得所述Y轴上气浮滑块11与所述Y轴气浮板1之间形成气浮支撑面；其中，所述Y轴上气浮滑块11的Y轴向两侧的气道连接的气压控制系统可以相同，也可以不同，根据需要设置。作为示例，所述Y向顶部气道出气孔113的数量根据需要设置，在此不做限定。

作为示例，如图7所示，所述气浮区域包含多个气浮区；本实施例中，所述第一气浮区域及所述第二气浮区域均包含三个气浮区，所述第一气浮区域包括气浮区1、气浮区2及气浮区3，所述第二气浮区域包括气浮区4、气浮区5及气浮区6；本实施例中，Y轴向两侧的三个气浮区沿X轴向均匀分布，所述气浮区内出气孔比较密集；所述气浮区的数量及设置位置根据需要设置，在此不做限定。本实用新型的气浮定位装置中的气浮面通过设置气浮区域、气浮区，而不是整个面为气浮面，降低了加工难度，减少了加工成本；同时节省了装配空间，实现集约化。

如图1和图8所示，所述Y轴侧气浮滑块12朝向所述Y轴气浮板1的一面设置气浮面。如图8所示为所述Y轴侧气浮滑块12内部的气道结构剖视示意图，所述Y轴侧气浮滑块12的内部设置有第一侧向气道121及Y轴侧出气孔123；所述Y轴侧出气孔123的一端与所述第一侧向气道121连通，另一端朝向所述Y轴气浮板1。作为示例，所述第一侧向气道121的进气通道设置在所述Y轴下气浮滑块13内部，如图8所示，所述Y轴下气浮滑块13内部设置第一侧向气道进气孔133；所述第一侧向气道进气孔133的进气口与气压控制系统连接，出气口(Y轴侧进气口122)连接第一侧向气道121，用于给所述第一侧向气道121输送气体以形成气浮。作为示例，如图8所示，两个滑块的气道连接处通过密封圈3连接，在对所述Y轴侧气浮滑块12进行精细调节时，所述Y轴侧气浮滑块12会发生沿着X轴方向位移，此时密封圈3可发生弹性形变，从而保证所述Y轴侧气浮滑块12与所述Y轴下气浮滑块13气道连接处的气密性。

如图1和图9所示，所述Y轴下气浮滑块13的顶面设置气浮面。如图9所示为所述Y轴下气浮滑块13内部的气道结构剖视示意图，所述Y轴下气浮滑块13的顶面的气浮面包括第三气浮区域及第四气浮区域，且所述第三气浮区域及第四气浮区域分别位于所述Y轴下气浮滑块13的顶面的Y轴向两侧。作为示例，所述Y轴下气浮滑块13的Y轴向两侧设置有位于滑块内部的Y向底部气道131及Y向底部气道出气孔134；所述Y向底部气道出气孔134的一端与所述Y向底部气道131连通，另一端朝向所述Y轴气浮板1；所述Y向底部气道出气孔134位于所述Y轴下气浮滑块13的顶面的气浮区域内。作为示例，所述第三气浮区域及所述第四气浮区域也可以设置气浮区，设置气浮区的原理同所述第一气浮区域，在此不一一赘述。作为示例，所述Y向底部气道131的底部气道进气口132设置在所述Y轴下气浮滑块13的Y方向，所述底部气道进气口132也可以设置在所述Y轴下气浮滑块13的X方向，在此不做限定。

具体地，气浮定位装置还包括Y轴驱动组件，如图10所示，所述Y轴驱动组件包括设置在所述Y轴气浮板1与所述Y轴下气浮滑块13之间的Y轴直线电机。如图10所示，所述Y轴直线电机包括Y轴直线电机定子14及Y轴直线电机动子15；所述Y轴直线电机定子14设置在所述Y轴气浮板1的底面的凹陷内，所述Y轴直线电机动子15设置在所述Y轴下气浮滑块13的顶面的凹陷内。本实施例中的所述Y轴导向组件中各滑块连接成“口”型，所述Y轴气浮板1嵌在“口”型的所述Y轴导向组件中，所述Y轴导向组件与所述Y轴气浮板1的接触面设置为气浮面，进而所述Y轴导向组件在所述Y轴气浮板1上沿Y轴运动；运动时，所述Y轴气浮板1固定不动，通过所述直线电机将所述Y轴导向组件沿Y轴运动至Y向预设位置。作为示例，本实用新型中的Y轴驱动组件中的电机定子和动子为现有技术，其具体结构及安装方式不做赘述。

具体地，所述气浮定位装置还包括Y轴检测组件。如图10所示，所述Y轴检测组件包括第一检测传感器16及配合所述第一检测传感器16的第一光栅尺17；所述第一检测传感器16设置在所述Y轴下气浮滑块13的顶面的凹陷内，所述第一光栅尺17设置在所述Y轴气浮板1的底面的凹陷内；其中，所述第一检测传感器16的运动轨迹与所述第一光栅尺17重合。作为示例，所述第一检测传感器16与所述第一光栅尺17为现有技术，其具体结构及安装方式不做赘述。作为示例，通过所述Y轴检测组件来定位所述Y轴导向组件的位置，进而实现所述Y轴导向组件的位置的精确反馈，提高控制精度。

如图1及图11所示，所述X轴导向组件相对所述Y轴上气浮滑块11沿X方向运动设置。所述X轴导向组件包括设置于所述Y轴上气浮滑块11的顶面的X轴上气浮滑块2及分别设置于所述Y轴上气浮滑块11的X轴向两侧的X轴侧气浮滑块21。其中，所述X轴上气浮滑块2的顶面预设安装接口，兼做载台，用于承载待测物料。

如图1、图3及图11所示，所述X轴上气浮滑块2通过第二粗调螺钉22与所述X轴侧气浮滑块21连接，所述X轴上气浮滑块2上的粗调螺钉的螺孔的孔径小于所述第二粗调螺钉22的压紧部的直径，且大于所述第二粗调螺钉22螺杆的直径；通过所述第二粗调螺钉22调节所述X轴侧气浮滑块21与所述Y轴上气浮滑块11之间的距离，以达到合适的间隙。作为示例，本实施例中所述的第二粗调螺钉22与所述第一粗调螺钉111a相同，具有螺钉粗调间隙，均能实现粗调功能。作为示例，所述第二粗调螺钉22穿过所述X轴上气浮滑块2上的螺孔与所述X轴侧气浮滑块21螺纹连接。

具体地，如图1、图4、图5及图11所示，所述X轴上气浮滑块2上还设置有细调螺钉111c，对应的所述X轴侧气浮滑块21上设置有所述细调螺钉111c的让位孔；所述细调螺钉111c的让位孔内设置有调整斜面，所述细调螺钉111c的让位孔的孔径大于所述细调螺钉111c的螺孔的孔径。作为示例，所述X轴上气浮滑块2上的细调螺钉111c的设置方法及原理与所述Y轴上气浮滑块11上的细调螺钉111c的相同，在此不一一赘述。

如图1及图11所示，所述气浮定位装置还包括预载结构，所述预载结构设置在所述X轴上气浮滑块2上，用于使所述X轴导向组件不脱离所述Y轴上气浮滑块11的导轨面。

作为本实施例的一种实现方式，如图13、图14及图15所示，所述X轴上气浮滑块2的底面设置气浮面，所述X轴上气浮滑块2的底面的气浮面包括第五气浮区域及第六气浮区域，且所述第五气浮区域及所述第六气浮区域分别位于所述X轴上气浮滑块2的底面的X轴向两侧。所述预载结构为真空预载结构，所述真空预载结构包括设置在所述X轴上气浮滑块2内部的第一气道207及设置在所述X轴上气浮滑块2的底面的Y轴向两侧的真空预载腔204，所述真空预载腔204上设置有连通所述第一气道207的真空孔。作为示例，所述第一气道207的气体进口设置在所述X轴上气浮滑块2的X方向一侧，如图11所示，所述第一气道207的气体进口通过X轴上气浮滑块真空预载进气口203连接真空泵系统。作为示例，通过真空吸附，以使得所述X轴上气浮滑块2不脱离所述Y轴上气浮滑块11的导轨面。本实用新型的预载结构，采用真空预载不会产生热量，真空孔预载区域负荷均匀，控制简单。

作为本实施例的另一种实现方式，区别点仅在于预载结构，如图12所示，所述预载结构为磁预载结构，所述磁预载结构包括钢条4及永磁体5；所述钢条4沿X轴方向安装于所述Y轴上气浮滑块11上，所述永磁体5沿X轴方向安装于所述X轴上气浮滑块2上，且所述钢条4与所述永磁体5相对设置。作为示例，通过设置磁预载结构，所述X轴上气浮滑块2与所述Y轴上气浮滑块11之间产生吸力，以使得所述X轴上气浮滑块2不脱离所述Y轴上气浮滑块11的导轨面。本实用新型的预载结构，通过磁预载不会产生热量，相较于真空预载节省了气道。需要说明的是，在一种可能的实施方式中，所述磁预载结构还可以为电磁铁预载结构，用电磁铁替换所述永磁体5，控制简单。

需要说明的是，在一种可能的实施方式中，所述预载结构还可以为重力预载，通过加重所述X轴上气浮滑块2的质量(用密度大的材料替换密度小的材料，如采用钢件替换铝件)或者在所述X轴上气浮滑块2上安装配重块，以使得所述X轴上气浮滑块2不脱离所述Y轴上气浮滑块11的导轨面，因此可根据实际需要选择。

如图1及图16所示，所述X轴侧气浮滑块21朝向所述Y轴上气浮滑块11的一面及朝向所述Y轴气浮板1的一面设置气浮面。作为示例，所述X轴侧气浮滑块21的内部设置有第二侧向气道211和X向底部气道212；所述第二侧向气道211上设置有朝向所述Y轴上气浮滑块11的X轴侧气浮滑块出气孔213；所述X向底部气道212上设置有朝向所述Y轴气浮板1的X轴侧气浮滑块底部出气孔214。作为示例，所述第二侧向气道211的进气口设置在所述X轴上气浮滑块2的X方向一侧，本实施例中，所述第二侧向气道211的进气口与所述第一气道207的气体进口(如图14所示，所述第一气道207的气体进口X轴上气浮滑块真空预载进气口203)设置在同一侧，如图11所示为X轴侧向滑块正压进气口201；所述X轴侧向滑块正压进气口201连接气压控制系统，用于提供气压。作为示例，所述X轴上气浮滑块2内部设置有第三气道205，所述第三气道205的进气口与所述X轴侧向滑块正压进气口201连接，所述第三气道205与所述第二侧向气道211连通。作为示例，所述X向底部气道212的进气口与所述X轴侧向滑块正压进气口201设置在同一侧，如图11所示为X轴侧向滑块底部正压进气口202；所述X轴侧向滑块底部正压进气口202连接气压控制系统，用于提供气压。作为示例，所述X轴上气浮滑块2内部设置有第二气道206，所述第二气道206与X轴侧向滑块底部正压进气口202连接，所述第二气道206与所述X向底部气道212连通。如图17为所述X轴导向组件的内部气路的配合关系示意图，各气路均设置在滑块的内部，实现了集约化。作为示例，如图13及图16所示，两个滑块的气道连接处通过密封圈3连接，在对所述X轴侧气浮滑块21进行精细调节时，所述X轴侧气浮滑块21会发生沿着Y轴方向位移，此时密封圈3可发生弹性形变，从而保证所述X轴侧气浮滑块21与所述X轴上气浮滑块2气道连接处的气密性。

具体地，气浮定位装置还包括X轴驱动组件。如图18所示，所述X轴驱动组件包括设置在所述Y轴上气浮滑块11与所述X轴上气浮滑块11之间的X轴直线电机；所述X轴直线电机包括X轴直线电机定子23及X轴直线电机动子24；所述X轴直线电机定子23设置在所述Y轴上气浮滑块11的顶面的凹陷内，所述X轴直线电机动子24设置在所述X轴上气浮滑块11的底面。本实施例中的所述X轴导向组件中各滑块连接成“C”字型，所述X轴导向组件与所述Y轴上气浮滑块11的接触面设置气浮面，进而所述X轴导向组件沿所述Y轴上气浮滑块11进行X向运动，运动时，以所述Y轴上气浮滑块11为参考，运动至X向预设位置。需要说明的是，在特定的使用场景中，如气浮只需要Y方向的驱动时，所述气浮定位装置可以只设置所述Y轴驱动组件，不设置所述X轴驱动组件；同理，也可以只设置所述X轴驱动组件，不设置所述Y轴驱动组件，在此不一一赘述。本实施例中，所述Y轴驱动组件与所述X轴驱动组件均设置，从而提供Y向与X向驱动。

具体地，所述气浮定位装置还包括X轴检测组件。如图18所示，所述X轴检测组件包括第二检测传感器25及配合所述第二检测传感器25的第二光栅尺26；所述第二检测传感器25设置在所述X轴上气浮滑块2的底面的凹陷内，所述第二光栅尺26设置在所述Y轴上气浮滑块11的底面的凹陷内；其中，所述第二检测传感器25的运动轨迹与所述第二光栅尺26重合。作为示例，通过所述X轴检测组件来定位所述X轴导向组件的位置，实现所述轴导向组件的位置的精确反馈，提高控制精度。需要说明的是，在特定的使用场景中，如定位时需要Y向精确位置，不需要X向精确位置时，可以只设置所述Y轴检测组件，以提供Y向精确位置，不设置所述X轴检测组件；同理，也可以只设置所述X轴检测组件，而不设置所述Y轴检测组件；在此不一一赘述。本实施例中，所述Y轴检测组件与所述X轴检测组件均设置，从而提供Y向位置和X向位置反馈。

如图19所示为图1中所述气浮定位装置的左视图，图20所示为图1中所述气浮定位装置的正视图，本实用新型所述的气浮定位装置中X轴导向及Y轴导向的气路均设置在滑块内部，实现了集约化，减少了零件数量，降低了装配难度，进而减少了尺寸及空间占有率。

本实用新型的气浮定位装置中各气浮面的供气可以独立控制，互不干扰，控制精确度高。

综上所述，本实用新型提供一种气浮定位装置，包括Y轴气浮板、Y轴导向组件及X轴导向组件；所述Y轴导向组件相对所述Y轴气浮板沿Y方向运动设置；所述Y轴导向组件包括设置于所述Y轴气浮板的顶面的Y轴上气浮滑块、分别设置于所述Y轴气浮板的Y轴向两侧的Y轴侧气浮滑块及设置于所述Y轴气浮板的底面的Y轴下气浮滑块；所述Y轴上气浮滑块及所述Y轴下气浮滑块分别通过对应的第一粗调螺钉与所述Y轴侧气浮滑块连接，所述Y轴上气浮滑块及所述Y轴下气浮滑块上的粗调螺钉的螺孔的孔径小于所述第一粗调螺钉的压紧部的直径，且大于所述第一粗调螺钉螺杆的直径；所述第一粗调螺钉分别穿过所述Y轴上气浮滑块及所述Y轴下气浮滑块上的螺孔与所述Y轴侧气浮滑块螺纹连接；所述Y轴上气浮滑块的底面设置气浮面；所述Y轴侧气浮滑块朝向所述Y轴气浮板的一面设置气浮面；所述Y轴下气浮滑块的顶面设置气浮面；所述X轴导向组件相对所述Y轴上气浮滑块沿X方向运动设置；所述X轴导向组件包括设置于所述Y轴上气浮滑块的顶面的X轴上气浮滑块及分别设置于所述Y轴上气浮滑块的X轴向两侧的X轴侧气浮滑块；所述X轴上气浮滑块通过第二粗调螺钉与所述X轴侧气浮滑块连接，所述X轴上气浮滑块上的粗调螺钉的螺孔的孔径小于所述第二粗调螺钉的压紧部的直径，且大于所述第二粗调螺钉螺杆的直径；所述第二粗调螺钉穿过所述X轴上气浮滑块上的螺孔与所述X轴侧气浮滑块螺纹连接；所述X轴上气浮滑块的底面设置气浮面；所述X轴侧气浮滑块朝向所述Y轴上气浮滑块的一面及朝向所述Y轴气浮板的一面设置气浮面；其中，任意所述X轴上气浮滑块、所述Y轴上气浮滑块及所述Y轴下气浮滑块上还设置有细调螺钉，对应的所述X轴侧气浮滑块及所述Y轴侧气浮滑块上设置有所述细调螺钉的让位孔；所述细调螺钉的让位孔内设置有调整斜面，所述细调螺钉的让位孔的孔径大于所述细调螺钉的螺孔的孔径。本实用新型的气浮定位装置通过设置粗调螺钉及细调螺钉，可以调节X轴侧气浮滑块与Y轴上气浮滑块之间的距离及Y轴侧气浮滑块与Y轴气浮板之间的距离，从而达到合适的气浮间隙，实现精确控制；本实用新型的气浮定位装置中的气道均设置在滑块内部，节省了定位装置的装配空间，实现集约化。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种气浮定位装置，其特征在于，所述气浮定位装置至少包括：Y轴气浮板(1)、Y轴导向组件及X轴导向组件；

所述Y轴导向组件相对所述Y轴气浮板(1)沿Y方向运动设置；

所述Y轴导向组件包括设置于所述Y轴气浮板(1)的顶面的Y轴上气浮滑块(11)、分别设置于所述Y轴气浮板(1)的Y轴向两侧的Y轴侧气浮滑块(12)及设置于所述Y轴气浮板(1)的底面的Y轴下气浮滑块(13)；所述Y轴上气浮滑块(11)及所述Y轴下气浮滑块(13)分别通过对应的第一粗调螺钉(111a)与所述Y轴侧气浮滑块(12)连接，所述Y轴上气浮滑块(11)及所述Y轴下气浮滑块(13)上的粗调螺钉的螺孔的孔径小于所述第一粗调螺钉(111a)的压紧部的直径，且大于所述第一粗调螺钉(111a)螺杆的直径；所述第一粗调螺钉(111a)分别穿过所述Y轴上气浮滑块(11)及所述Y轴下气浮滑块(13)上的螺孔与所述Y轴侧气浮滑块(12)螺纹连接；所述Y轴上气浮滑块(11)的底面设置气浮面；所述Y轴侧气浮滑块(12)朝向所述Y轴气浮板(1)的一面设置气浮面；所述Y轴下气浮滑块(13)的顶面设置气浮面；

所述X轴导向组件相对所述Y轴上气浮滑块(11)沿X方向运动设置；

所述X轴导向组件包括设置于所述Y轴上气浮滑块(11)的顶面的X轴上气浮滑块(2)及分别设置于所述Y轴上气浮滑块(11)的X轴向两侧的X轴侧气浮滑块(21)；所述X轴上气浮滑块(2)通过第二粗调螺钉(22)与所述X轴侧气浮滑块(21)连接，所述X轴上气浮滑块(2)上的粗调螺钉的螺孔的孔径小于所述第二粗调螺钉(22)的压紧部的直径，且大于所述第二粗调螺钉(22)螺杆的直径；所述第二粗调螺钉(22)穿过所述X轴上气浮滑块(2)上的螺孔与所述X轴侧气浮滑块(21)螺纹连接；所述X轴上气浮滑块(2)的底面设置气浮面；所述X轴侧气浮滑块(21)朝向所述Y轴上气浮滑块(11)的一面及朝向所述Y轴气浮板(1)的一面设置气浮面；

其中，任意所述X轴上气浮滑块(2)、所述Y轴上气浮滑块(11)及所述Y轴下气浮滑块(13)上还设置有细调螺钉(111c)，对应的所述X轴侧气浮滑块(21)及所述Y轴侧气浮滑块(12)上设置有所述细调螺钉(111c)的让位孔；所述细调螺钉(111c)的让位孔内设置有调整斜面，所述细调螺钉(111c)的让位孔的孔径大于所述细调螺钉(111c)的螺孔的孔径。

2.根据权利要求1所述的气浮定位装置，其特征在于：所述气浮定位装置还包括Y轴驱动组件和/或X轴驱动组件；

所述Y轴驱动组件包括设置在所述Y轴气浮板(1)与所述Y轴下气浮滑块(13)之间的Y轴直线电机；所述Y轴直线电机包括Y轴直线电机定子(14)及Y轴直线电机动子(15)；所述Y轴直线电机定子(14)设置在所述Y轴气浮板(1)的底面的凹陷内，所述Y轴直线电机动子(15)设置在所述Y轴下气浮滑块(13)的顶面的凹陷内；

所述X轴驱动组件包括设置在所述Y轴上气浮滑块(11)与所述X轴上气浮滑块(11)之间的X轴直线电机；所述X轴直线电机包括X轴直线电机定子(23)及X轴直线电机动子(24)；所述X轴直线电机定子(23)设置在所述Y轴上气浮滑块(11)的顶面的凹陷内，所述X轴直线电机动子(24)设置在所述X轴上气浮滑块(11)的底面。

3.根据权利要求1所述的气浮定位装置，其特征在于：

所述Y轴上气浮滑块(11)的底面的气浮面包括第一气浮区域及第二气浮区域，且所述第一气浮区域及所述第二气浮区域分别位于所述Y轴上气浮滑块(11)的底面的Y轴向两侧；所述Y轴上气浮滑块(11)的Y轴向两侧设置有位于滑块内部的Y向顶部气道(112)、Y向顶部气道出气孔(113)及Y向顶部气道进气孔(114)；所述Y向顶部气道(112)与所述Y向顶部气道进气孔(114)连通；所述Y向顶部气道出气孔(113)一端与所述Y向顶部气道(112)连通，另一端朝向所述Y轴气浮板(1)；所述Y向顶部气道出气孔(113)位于所述Y轴上气浮滑块(11)的底面的气浮区域内；

所述Y轴下气浮滑块(13)的顶面的气浮面包括第三气浮区域及第四气浮区域，且所述第三气浮区域及第四气浮区域分别位于所述Y轴下气浮滑块(13)的顶面的Y轴向两侧；所述Y轴下气浮滑块(13)的Y轴向两侧设置有位于滑块内部的Y向底部气道(131)及Y向底部气道出气孔(134)；所述Y向底部气道出气孔(134)的一端与所述Y向底部气道(131)连通，另一端朝向所述Y轴气浮板(1)；所述Y向底部气道出气孔(134)位于所述Y轴下气浮滑块(13)的顶面的气浮区域内；

所述Y轴侧气浮滑块(12)的内部设置有第一侧向气道(121)及Y轴侧出气孔(123)；所述Y轴侧出气孔(123)的一端与所述第一侧向气道(121)连通，另一端朝向所述Y轴气浮板(1)。

4.根据权利要求1所述的气浮定位装置，其特征在于：

所述X轴上气浮滑块(2)的底面的气浮面包括第五气浮区域及第六气浮区域，且所述第五气浮区域及所述第六气浮区域分别位于所述X轴上气浮滑块(2)的底面的X轴向两侧；

所述X轴侧气浮滑块(21)的内部设置有第二侧向气道(211)和X向底部气道(212)；所述第二侧向气道(211)上设置有朝向所述Y轴上气浮滑块(11)的X轴侧气浮滑块出气孔(213)；所述X向底部气道(212)上设置有朝向所述Y轴气浮板(1)的X轴侧气浮滑块底部出气孔(214)。

5.根据权利要求1所述的气浮定位装置，其特征在于：所述气浮定位装置还包括Y轴检测组件和/或X轴检测组件；

所述Y轴检测组件包括第一检测传感器(16)及配合所述第一检测传感器(16)的第一光栅尺(17)；所述第一检测传感器(16)设置在所述Y轴下气浮滑块(13)的顶面的凹陷内，所述第一光栅尺(17)设置在所述Y轴气浮板(1)的底面的凹陷内；其中，所述第一检测传感器(16)的运动轨迹与所述第一光栅尺(17)重合；

所述X轴检测组件包括第二检测传感器(25)及配合所述第二检测传感器(25)的第二光栅尺(26)；所述第二检测传感器(25)设置在所述X轴上气浮滑块(2)的底面的凹陷内，所述第二光栅尺(26)设置在所述Y轴上气浮滑块(11)的底面的凹陷内；其中，所述第二检测传感器(25)的运动轨迹与所述第二光栅尺(26)重合。

6.根据权利要求1所述的气浮定位装置，其特征在于：所述气浮定位装置还包括预载结构，所述预载结构设置在所述X轴上气浮滑块(2)上。

7.根据权利要求6所述的气浮定位装置，其特征在于：所述预载结构为磁预载结构，所述磁预载结构包括钢条(4)及永磁体(5)；所述钢条(4)沿X轴方向安装于所述Y轴上气浮滑块(11)上，所述永磁体(5)沿X轴方向安装于所述X轴上气浮滑块(2)上，且所述钢条(4)与所述永磁体(5)相对设置。

8.根据权利要求6所述的气浮定位装置，其特征在于：所述预载结构为真空预载结构，所述真空预载结构包括设置在所述X轴上气浮滑块(2)内部的第一气道(207)及设置在所述X轴上气浮滑块(2)的底面的Y轴向两侧的真空预载腔(204)，所述真空预载腔(204)上设置有连通所述第一气道(207)的真空孔。

9.根据权利要求1所述的气浮定位装置，其特征在于：所述细调螺钉(111c)的让位孔内设置有第一楔形调整块(111e)，所述调整斜面为所述第一楔形调整块(111e)的斜面。

10.根据权利要求9所述的气浮定位装置，其特征在于：所述细调螺钉(111c)的让位孔内还设置有第二楔形调整块(111f)；所述第二楔形调整块(111f)的斜面与所述第一楔形调整块(111e)的斜面相对运动设置。

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