[发明专利]空气静压导轨及空气静压导轨的控制方法

说明书

本发明提供了一种空气静压导轨，所述空气静压导轨包括导轨、设置在所述导轨上侧的顶板、设置在所述导轨下侧的底板、设置在所述导轨两侧的两个侧板、气控组件，所述顶板、底板和侧板上均设有气道和节流器，所述节流器设置在气道靠近所述导轨的一侧，所述气控组件包括控制板和多个进气接口，多个所述进气接口与所述气道连接，以向所述气道内注入空气，所述顶板和底板上的气道相互独立，所述控制板控制进入空气压力以改变所述顶板和底板与所述导轨之间的气膜厚度。本发明的空气静压导轨，可以对运行的底板和顶板进行运动补偿，适合高精度的检测。

技术领域

本发明涉及一种空气静压导轨及空气静压导轨的控制方法。

背景技术

空气静压导轨由于其摩擦因数小，运动性能优异，对环境无污染的特点，常用于测量设备上。随着高精密检测设备的逐渐普及，测量的范围越来越大，对测量设备的各轴的空气静压导轨，提出了更高的要求。

随着测试的范围增大，横梁的长度不断加长，横梁会在自重的作用下，发生弯曲变形，从而影响滑块的运动精度。

目前最常见的方法是采用高刚度/质量比的材料，如陶瓷材料，通过优异的材料性能来减少变形；但是采用陶瓷材料的导轨，一方面陶瓷材料成本昂贵，难以加工，不能做复杂的形状；另一反面，材料的性能并不能完全抑制变形，在一些高精度要求的情况下，仍不能满足需求。

有鉴于此，有必要对现有的空气静压导轨予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空气静压导轨，以解决现有空气静压导轨检测精度不够高的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种空气静压导轨，所述空气静压导轨包括导轨、设置在所述导轨上侧的顶板、设置在所述导轨下侧的底板、设置在所述导轨两侧的两个侧板、气控组件，所述顶板、底板和侧板上均设有气道和节流器，所述节流器设置在气道靠近所述导轨的一侧，所述气控组件包括控制板和多个进气接口，多个所述进气接口与所述气道连接，以向所述气道内注入空气，所述顶板和底板上的气道相互独立，所述控制板控制进入空气压力以改变所述顶板和底板与所述导轨之间的气膜厚度。

作为本发明的进一步改进，所述顶板、底板和两个侧板上均设有多个节流器。

作为本发明的进一步改进，所述气控组件包括与所述顶板上的进气接口连接的第一控制阀门、与两个所述侧板上的进气接口连接的第二控制阀门和与所述底板上的进气接口连接的第三控制阀门，所述第一控制阀门、第二控制阀门和第三控制阀门均与所述控制板电性连接。

作为本发明的进一步改进，所述气控组件还包括空气压缩机，所述空气压缩机与所述第一控制阀门、第二控制阀门和第三控制阀门连接。

作为本发明的进一步改进，所述导轨的一个侧边贴有光栅尺条，靠近光栅尺条的一侧的侧板内部设有光栅尺读数头，用以读取所述光栅尺条上的数据。

作为本发明的进一步改进，所述空气静压导轨还包括控制器，所述控制器与光栅尺读数头和控制板电性连接。

作为本发明的进一步改进，所述导轨采用太空铝材料材料制得。

本发明还提供上述空气静压导轨的控制方法，所述空气静压导轨的控制方法包括如下步骤：

所述光栅尺读数头读取所述光栅尺条的上数据；

根据挠度公式w＝qx/24EI*(-2lx2+x3+l3)，计算出挠度变形为w₀；

所述控制板控制进入气压，以使得顶板和导轨之间的间隔为h₁，底板和导轨之间的间隔为h₂，使得h₁-h₂＝2w₀。