[发明专利]一种气浮共面真空预压平台

说明书

技术领域

本发明涉及气浮定位平台技术领域，特别是涉及一种气浮共面真空预压平台。

背景技术

高精度和高分辨率的精密位移工作台系统在现代军工、航海、电子制造等高科技产业和科学研究领域内占有极为重要的地位，一些精密、超精密切削加工、精密检测、超大规模集成电路生产中都用到高精度的精密位移工作台。

超精密气浮工作台系统是当前主流光刻机的核心子系统，要求具有纳米级的重复定位精度与同步运动精度。工作台和导轨之间以一层极薄的气体隔开，以气体为润滑剂的气浮导轨系统，具有高精度、低摩擦、长寿命等优点，其精度比滚珠直线导轨高两个数量级，气浮导轨结构在超精密工件台系统中应用广泛。

但在应用中发现普通的静压气浮导轨在竖直方向上会有振幅为纳米级的微幅振动，频率从几十赫兹到几千赫兹，且这种振动频率位于控制带宽之内，属于闭环之外的扰动，控制系统对这种振动的抑制作用很小，超精密气浮工作台系统一旦使能，振动将会被激发放大，大大降低系统的控制精度；另外，普通的静压气浮导轨承载能力较低、刚度低，且稳定性不够。

因此如何提高气浮工作台的运动精度、稳定性和承载能力，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种气浮共面真空预压平台，其具有较高的运动精度、稳定性和较大承载能力。

为解决上述技术问题，本发明提供一种气浮共面真空预压平台，包括水平底座，固定在所述底座上且平行设置的两个第一基座，以及设在两个所述第一基座之间且延伸方向垂直于所述第一基座的第二基座，两个所述第一基座上均套有与其滑动连接的第一气浮导轨，所述第二基座上套有与其滑动连接的第二气浮导轨，且所述第二基座的两端分别与两个所述第一气浮导轨固定连接，还包括用于驱动所述第一气浮导轨沿所述第一基座滑动的第一直线电机，和用于驱动所述第二气浮导轨沿所述第二基座滑动的第二直线电机，所述第一直线电机的定子固定在所述底座上，所述第一直线电机的动子与所述第一气浮导轨连接，所述第二直线电机的定子安装在所述第二基座上，所述第二直线电机的动子与所述第二气浮导轨连接，所述第二气浮导轨为真空预压式气浮导轨。

优选地，所述底座上设有用于测量所述第一气浮导轨滑动位移的第一光栅尺组件；所述第二基座上还安装有用于测量所述第二气浮导轨滑动位移的第二光栅尺组件。

优选地，所述底座上还安装有用于限制所述第一气浮导轨位移的第一光电限位传感器；所述第二基座上安装有用于限制所述第二气浮导轨位移的第二光电限位传感器。

优选地，所述第一直线电机的定子设在所述第一基座的外侧，所述第一直线电机的动子上设有动子固定座，所述第一直线电机的动子通过所述动子固定座与所述第一气浮导轨的外侧连接。

优选地，所述第二基座的两端通过过渡板与两个所述第一气浮导轨的内侧连接。

优选地，所述第二基座的两侧底部安装有用于产生正压以使所述第二基座竖直悬浮的气浮支撑座。

优选地，所述第一基座的横截面为T型。

优选地，所述底座为大理石底座。

优选地，所述第一基座与所述底座螺栓连接，所述气浮支撑座与所述第二基座螺栓连接。

本发明提供的气浮共面真空预压平台，包括水平底座，固定在底座上且平行设置的两个第一基座，以及设在两个第一基座之间且延伸方向垂直于第一基座的第二基座，两个第一基座上均套有与其滑动连接的第一气浮导轨，第二基座上套有与其滑动连接的第二气浮导轨，且第二基座的两端分别与两个第一气浮导轨固定连接，还包括用于驱动第一气浮导轨沿第一基座滑动的第一直线电机，和用于驱动第二气浮导轨沿第二基座滑动的第二直线电机，第一直线电机的定子固定在底座上，第一直线电机的动子与第一气浮导轨连接，第二直线电机的定子安装在第二基座上，第二直线电机的动子与第二气浮导轨连接，第二气浮导轨为真空预压式气浮导轨。

工作时，沿Y方向滑动的两个第一气浮导轨通入气体，在两个第一直线电机的带动下，两个第一气浮导轨能够带动第一基座沿Y方向实现低摩擦运动；第二气浮导轨为真空预压式气浮导轨，通过调节导轨内真空气体与气浮气体的压力比，可以使第二气浮导轨与第二基座之间产生气膜间隙，在第二直线电机的带动下，第二气浮导轨能够沿X方向实现低摩擦运动，并且其中的真空气体可以使第二气浮导轨吸附于底座平面，从而限制第二气浮导轨垂直方向的自由度，并防止气体窜动。