[发明专利]一种静压气浮导轨摩擦力大小的检测方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种静压气浮导轨摩擦阻力大小的检测方法，属于精密设备的性能检测领域。

背景技术：

气浮平台因具有精度高、无摩擦、无磨损、无需保养、环境适应能力强、低速时不出现爬行和滞后等卓越性能而广泛应用于微电子制造及其测量领域。通过优化结构参数及相应的位置伺服控制系统，目前气浮平台的定位精度已经达到纳米级，最大加速度超过10g，行程大于1000mm，满足诸多微电子制造及其测量设备对运动定位载体的要求。随着微电子制造及其测量技术的飞速发展，对运动平台的行程、定位精度、速度和加速度的要求不断提高，气浮导轨的摩擦力特性对平台性能的影响逐渐显著。由于气体的粘性系统约为液体的千分之一左右，采用传统的摩擦力测量方法不能检测气浮导轨的摩擦力大小，目前还没有气浮导轨摩擦力大小的测量方法及相应的测量装置。因此，在控制系统中不能融入摩擦力对于运动定位精度产生的不利影响。同时，也给分析系统的动力学模型带来困难。

因此，检测静压气浮导轨的摩擦力大小对于分析气浮导轨的性能、优化气浮导轨的结构参数以及提高超精密气浮平台的运动定位性能等都具有重要意义。

发明内容：

本发明之目的是，提出一种检测静压气浮导轨摩擦力大小的方法。

为了实现本发明之目的，拟采用以下技术方案，

由导轨和滑套组成的气浮导轨，其特征在于，

A、在结构上，导轨呈首尾相接的圆形结构，

B、在检测方法上，首先，测量滑套在导轨上运动的初始速度，当滑套在导轨上运动直到停止后，测量滑套在导轨上运动的总路程，滑套初始动能损失即为气浮导轨摩擦力在导轨上运动所做的功。

本发明的特点：

本发明的导轨呈首尾相接的圆形结构，通过测量滑套的初始运动速度，计算滑套所具有的动能，当滑套在导轨上运动停止后，根据能量守恒的原理，摩擦力所做的功等于滑套所具有的初始动能，根据滑套在导轨上运动的路程计算出摩擦力的大小。

附图说明：

图1示意了滑套定位在圆形导轨上的俯视图。

图2是图1的侧视图。

1、导轨；2、滑套；P、滑套运动的方向。

具体实施方式：

本发明由导轨1和滑套2组成的气浮导轨，在结构上，导轨1呈首尾相接的圆形结构，为实现滑套2能够在导轨1上运动足够的路程创造了条件。

在检测气浮导轨的摩擦力时，将本发明的滑套2安装在首尾相接的圆形导轨1上，首先，使导轨1上的滑套2沿着P方向运动，然后停止向滑套2提供P方向运动的动力并同时测量滑套2在导轨1上运动到该时刻的初始速度，计算滑套2此时具有的动能，由于气浮导轨摩擦力消耗初始动能，最终滑套2在导轨1上运动一定路程后停止，测量滑套2在导轨1上运动的总路程，根据能量守恒的原理，滑套2的动能损失即为该摩擦力在导轨1上运动所做的功。