[发明专利]一种应用于超精密龙门式检测平台的气浮导轨

说明书

本发明提供了一种应用于超精密龙门式检测平台的气浮导轨，包括：龙门架，直线电机安装在龙门架设置的“U”形安装槽内，套接在龙门架上的气浮滑块，气浮滑块包括侧向真空预压气浮支承组件和顶部气浮支承件，顶部气浮支承件通过螺栓固定在侧向真空预压气浮支承组件的顶部且顶部气浮支承件与直线电机的动子固定连接。本应用于超精密龙门式检测平台的气浮导轨可以实现气浮滑块与龙门架的无摩擦接触，并且通过直线电机直接驱动，可以确保气浮滑块的实时制动和停止，提高气浮滑块移动的精确性。

技术领域

本发明涉及一种气浮导轨，具体涉及一种应用于超精密龙门式检测平台的气浮导轨。

背景技术

三维精密测量技术是一种基于精密运动平台的精确检测技术，是超精密机加工行业确保工件质量的重要一环，其具有测量精度高、稳定性好、通用性强(能测长度、角度、形位公差等)、可多维测量、测量效率高等特点。在结构设计方面，根据适用对象以及测量精度要求的不同，现有三维精密测量气浮平台主要结构形式有龙门式、桥式、悬臂式三种类型，且以移动龙门式结构应用较多，现代移动龙门式精密测量运动平台多采用直线滚动导轨式结构，直线滚动导轨式龙门式超精密定位平台，由于导轨面间是刚性接触，抗震性差，阻力大，且对于导轨、滚子材料性能及加工精度要求严格。在超精密测量领域，由于对于精度的严格要求，直线滚动导轨的龙门式结构由于上述的缺点，不能满足超精密测量的需求。

传统龙门式坐标测量机等测量机的垂直方向的移动基本采用的是将驱动装置置于龙门悬臂梁上，对于大型测量机，测量机悬臂梁行程的增加会导致龙门架的跨度和高度变大，因此龙门架的质量会增加很多，龙门也会因自重的变形量也相应变大，测量机动态性能变差，其在运动精度及存在阿贝误差(阿贝误差是指测量仪器的轴线与待测工件的轴线须在同一直线上，否则即产生误差，此误差称为阿贝误差)等方面的缺陷一直是一大难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种应用于超精密龙门式检测平台的气浮导轨，采用直线电机驱动气浮滑块的运行结构，可以实现无摩擦、实时制动及停止，减少龙门架上横向测量时的阿贝误差。

本发明采用以下方案实现本发明，一种应用于超精密龙门式检测平台的气浮导轨，包括：龙门架，所述龙门架顶部设置有“U”形安装槽，直线电机安装在所述“U”形安装槽内，所述直线电机包括直线定子和动子，直线定子固定在安装槽底部，动子安装在直线定子上；套接在龙门架上的气浮滑块，所述气浮滑块包括侧向真空预压气浮支承组件和顶部气浮支承件，所述侧向真空预压气浮支承组件由三个独立的方形真空预压气浮支承件拼接而成，三个独立的方形真空预压气浮支承件分别对应龙门架的前侧面、底面和后侧面，所述方形真空预压气浮支承件包括轴套壳和第一气浮微孔盖板，所述轴套壳内部设置有第一真空吸附腔，第一真空吸附腔的中心开设有第一抽气孔，轴套壳的侧壁上设置有第一泄气孔，所述第一抽气孔与第一泄气孔之间通过管道连接，第一真空吸附腔的周侧设置有多个呈“回”字形分布且向外渐扩的第一气膜腔，轴套壳的侧壁上设置有第一进气孔，所述第一进气孔与每个第一气膜腔连通，第一气浮微孔盖板盖覆在第一气膜腔上，第一气浮微孔盖板与第一真空吸附腔和轴套壳接触处均以密封胶密封连接；顶部气浮支承件通过螺栓固定在侧向真空预压气浮支承组件的顶部且顶部气浮支承件与直线电机的动子固定连接，所述顶部气浮支承件包括壳体，壳体内侧盖覆有盖板，壳体上设置有两个并行间隔分布的气浮腔体，气浮腔体内开设有第二气膜腔，第二气膜腔表面盖覆有第二气浮微孔盖板，壳体端边上还设置有与气浮腔体对应的第二进气孔，所述第二进气孔与第二气膜腔通过进气管连通，每个气浮腔体的左右两端均设置有一个第二真空吸附腔，每个第二真空吸附腔的中心均设置有第二抽气孔，壳体端边上对应设置有第二泄气孔，第二抽气孔与第二泄气孔之间通过抽真空管连接。

优选的，所述第一气浮微孔盖板和第二气浮微孔盖板均为表面均匀开设有直径为1-5μm微孔的石墨板或者陶瓷板。

优选的，龙门架“U”形安装槽的侧壁上安装有光栅检测尺，所述光栅检测尺与直线电机正对设置。

优选的，所述光栅检测尺的左右端边上均安装有光电限位开关。