[发明专利]一种分体式气足及平面导向装置

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域的设备，特别涉及一种应用于为精密运动台提供气浮支撑的分体式气足及平面导向装置。

背景技术

气足是为精密运动台提供气浮轴承支撑、保证运动台在平台上作无摩擦运动的关键部件，其结构主要由气浮结构和预紧力结构组成。

传统的气足结构为一体式气足结构，即气浮结构和真空预紧力结构由一块气足板加工成一体。方形气足板的底面四个角为气浮结构，中心为真空预紧力结构。气足工作时，气浮结构通入正压气体，在气足与大理石平台之间形成气膜，使气足受到气浮力N的支撑，保证气足在大理石平台上作无摩擦运动；真空预紧力结构则通入负压气体，使气足受到与气浮力N方向相反的真空预紧力F作用。通过调节气浮力N和真空预紧力F的大小，可以调节气足的气浮刚度。如果提高气足的气浮刚度，需要同时增加气浮压力N和真空预紧力F，而增加真空预紧力F会导致气足板中部产生弯曲，由于气浮的气膜厚度δ一般只有几微米到十几微米，因此，当弯曲量σ过大使气足板中部与平台接触时，气足运动将产生机械摩擦，使气浮结构失去作用。

美国专利US5760564提出一种4趾气足导向结构方案，它由四个单独的气浮垫组合安装的方式实现运动台的平面导向功能。这种方案依靠运动机构的自身重力作为气浮预载力，气浮刚度和气膜的厚度均难以提高，给导向面的要求极高，结构制造较难。

美国专利US5204712提出一种圆形整体式气足导向结构方案，其组成包括正压悬浮和真空预载构建平面导向机构。这种方案真空负压区较难提供更大的预载力以提高气足刚度，正压和负压配合容易导致气足产生较大的变形，从而产生气振、气膜变化、刚度变化等问题。

现有的这些技术中的真空预紧力结构采用真空式，需要提供气路结构，且对于较大面积的吸附，真空预紧力结构变形较大，另外真空预紧力结构也可能导致真空泄露，不能提供足够大的气浮刚度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分体式气足及平面导向装置，以解决现有技术中的诸如气足板变形，真空泄露等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种分体式气足，用于支撑运动台在平台上方作无摩擦运动，包括，

多个气浮结构，所述气浮结构之间通过第一簧片连接，所述气浮结构为阶梯状；

磁预载结构，所述磁预载结构与所述气浮结构分体式连接，置于气浮结构的阶梯上，所述磁预载结构包括磁预载板和分布于其内的磁铁阵列。

可选的，对于所述的分体式气足，所述第一簧片在各气浮结构的排列方向上的刚性比其垂直于各气浮结构排列方向的刚性高。

可选的，对于所述的分体式气足，还包括第二簧片，所述第二簧片连接所述磁预载板和所述气浮结构。

可选的，对于所述的分体式气足，所述第二簧片在各气浮结构的排列方向上的刚性比其垂直于各气浮结构排列方向的刚性高。

可选的，对于所述的分体式气足，所述第二簧片包括本体和垂向连接部，所述本体的一侧与所述气浮结构连接，另一侧通过所述垂向连接部与所述磁预载板连接。

可选的，对于所述的分体式气足，所述磁预载结构的厚度小于所述气浮结构的厚度。

可选的，对于所述的分体式气足，所述磁铁阵列为多个。

可选的，对于所述的分体式气足，所述磁铁阵列为对称结构。

可选的，对于所述的分体式气足，所述磁铁阵列为上下对称结构。

可选的，对于所述的分体式气足，所述磁铁阵列为左右对称结构。

可选的，对于所述的分体式气足，所述磁铁阵列为上下左右对称结构。

可选的，对于所述的分体式气足，所述磁铁阵列为NS阵列。

可选的，对于所述的分体式气足，所述磁铁阵列为Halbach阵列。

可选的，对于所述的分体式气足，所述磁预载板上设有用于装配所述磁铁阵列的凹槽。

可选的，对于所述的分体式气足，所述气浮结构为四个。

可选的，对于所述的分体式气足，所述磁预载结构为多个。

本发明提供一种平面导向装置，包括如上所述的分体式气足及平台；

所述磁预载板通过所述磁铁阵列和所述平台之间的磁预紧力与所述气浮结构压紧；所述磁预载结构受到的磁预紧力在所述各气浮结构上的作用点分别对应位于各气浮结构的中心。

可选的，对于所述的平面导向装置，所述平台为硅钢导轨平台。

可选的，对于所述的平面导向装置，所述硅钢导轨平台的硅钢片横向和纵向交叉叠合。

可选的，对于所述的平面导向装置，所述硅钢导轨平台的上表面涂有一层树脂。