[实用新型]不受气管扰动影响的长距离气浮直线导轨

说明书

技术领域

本实用新型涉及气浮装置，尤其是一种实现长距离的无摩擦气浮导轨。

背景技术

直线运动导轨的作用是用来支撑和引导运动部件，按给定的方向做往复直线运动。依按摩擦性质而定，直线运动导轨可以分为滑动摩擦导轨、滚动摩擦导轨、弹性摩擦导轨、流体摩擦导轨等种类。当运动件沿着承导件作直线运动时，承导件上的导轨起支撑和导向的作用，即支承运动件和保证运动件在外力(载荷及运动件本身的重量)的作用下，沿给定的方向进行直线运动。

气浮导轨属于直线导轨的一种，是采用压缩气体产生气膜，实现导轨和滑块的无摩擦运动。

气浮导轨具有摩擦阻力小、运动精度高、清洁无污染等特点，近年来在测量仪器、精密机械中得到了广泛的应用。简单地说，气浮导轨由气浮轴和气浮套组成，气浮套与气浮轴之间的气隙要求为微米级，因此气浮轴的同轴度加工精度要求非常高。另一方面，由于受到重力作用，对气浮轴材料的弯曲刚度要求很高。随着运动件移动距离的增加，气浮轴的长度增加，因为气浮轴是细长杆件，要保证气浮轴长度全长与气浮套之间的间隙，加工难度很大。因此，能应用在长距离场合下气浮轴几乎无法加工。

如申请号为200710035021.7的“超长气浮导轨的安装方法及装置”，为了实现超长气浮导轨，需要将多条气浮导轨连接，保证接缝精度而提出的一种安装方法及装置。该方案实现非常困难，不便于安装、使用及维护。

另一方面，为保证气浮，必须有一定压力的压缩气体进入轴与轴套之间从而产生气膜。接入方式有两种，轴供气或轴套供气。对于轴向运动来说，通常采用轴套供气，即压缩气体通过气管连接到气浮套，气浮套内侧气孔排出气体从而产生气膜。这类方式连接方便、耗气量小。如果采用气浮轴供气，即压缩气体通过气管接入气浮轴，气浮轴外侧气孔排出气体与气浮套间产生气膜。这种方式对于轴向运动来说，由于气浮轴比气浮套长得多，必须保证整个气浮套运动范围内都有气孔，因此气体泄漏量大，随着气浮轴的长度增加泄漏量十分巨大，导致实际工程应用上无法实现。但不论采用哪种方式供气，压缩气体都必须通过气管连接，当气浮轴或气浮套做轴向运动时，气管也需要做运动，会导致气管弯曲，因气管具有一定的刚度，这就可能会带来附加力的影响。所产生的附加力必然会传递到运动件，从而对运动件空间位置及运动造成影响。

发明内容

为了克服现有的气浮导轨的无法实现长距离、滑块运动过程中因气管弯曲而对滑块运动产生的阻力影响、可靠性较低，安装、使用及维护困难的不足，本实用新型提供了一种能有效实现长距离、消除气管弯曲而对滑块运动产生的阻力影响、可靠性高、安装使用以及维护方便的长距离气浮导轨。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种不受气管扰动影响的长距离气浮直线导轨，包括气浮轴和气浮套，所述气浮套套装在所述气浮轴上，所述气浮套至少有两个，所述气浮套均与贮气套密封连接，贮气套连接承导件，所述承导件与运动件随动，所述长距离气浮直线导轨还包括用以提供长距离运动的支撑与导向的长距离直线导轨，所述长距离直线导轨上可滑动地安装滑块，所述滑块与所述气浮轴固定连接，所述贮气套与气浮轴之间为贮气腔，所述气浮轴的轴心开有进气通道，所述进气通道连接压缩气体进气管，所述进气通道与所述贮气腔连通，所述贮气腔设有出气口，所述出气口通过连接气管与各个气浮套的进气口连通。

所述气浮轴的两端分别套装安装座，所述安装座与所述滑块固定连接。

所述长距离气浮直线导轨还包括用以判断承导件偏离气浮轴中间位置是否达到设定值的位置传感器，所述位置传感器安装在安装座与气浮套之间。

所述位置传感器为霍尔传感器和永磁铁，所述霍尔传感器安装在所述安装座上，所述永磁铁安装在气浮套靠近安装座的外侧。当然，也可以采用诸如光电传感器、光栅编码器之类的其他位置传感器或其它非接触式接近开关。

所述气浮套与贮气套之间通过O型圈对贮气套密封。

本实用新型采用的基本技术思路为：利用常规直线导轨技术，保证大范围运动时直线导轨的精度，结合小范围气浮导轨技术，实现导轨运动的无摩擦。并通过主动控制普通直线导轨滑块运动，从而跟随承导件运动，保证承导件运动时始终在气浮导轨范围内，从而实现长距离的无摩擦直线运动。

承导件与导轨间实现无摩擦运动，根据检测气浮套位置，主动控制滚珠丝杠带动直线导轨滑块运动，保证气浮承导件位于气浮轴中心附近。这样就能够保证承导件在长距离移动情况下始终保持无摩擦。所述滑块控制单元除了使用滚珠丝杠外，还可以通过同步带、皮带或钢丝绳等各类常规方式控制滑块移动。