[发明专利]一种主动式气浮支承装置

摘要

本发明公开了一种主动式气浮支承装置，包括气浮支承本体、气膜主动调节单元、支承本体检测单元和驱动控制单元，其中支承本体检测装置测量气浮支承的状态，驱动控制系统根据检测信号生成控制信号，驱动控制气膜主动调节装置产生主动作用，动态调节气浮支承表面的气膜形态，由此动态调整气浮支承装置的气膜间隙压强分布，从而提高气浮支承的动刚度特性。通过本发明，能够显著提高气浮支承的动刚度特性，并达到稳定气浮支承的目的；此外，按照本发明的主动式气浮支承装置还具备结构紧凑、便于操控和高精度的特点，因而尤其适用于对支承动刚度要求高的超精密加工或高速主轴等场合。

主权项

一种主动式气浮支承装置，其特征在于，该装置包括气浮支承本体（1）、气膜主动调节单元（2）、支承本体检测单元（3）和驱动控制单元（4），其中：所述气浮支承本体（1）为内部开设有气体通道的轴承结构（11），并在气体通道面向气浮导轨（6）的出气口中安装有节流器（12）；所述气膜主动调节单元（2）呈现压电执行器的形式，其固定安装在气浮支承本体（1）的出气口一侧，并与该侧面加工形成为连续平整的表面以其共同作为气浮支承的工作面；当压缩气体经由节流器（12）流入该工作面与气浮导轨（6）之间的间隙时，形成气浮气膜并使得气浮支承本体（1）及与之固定的运动部件悬浮于气浮导轨（6）上部；所述支承本体检测单元（3）包括位置传感器、以及速度传感器和加速度传感器中的一种，它们固定设置在气浮支承本体（1）或者所述运动部件上，分别用于实时检测气浮支承本体（1）相对于气膜支承方向的位置变化值以及速度变化值或加速度变化值；所述驱动控制单元（4）则根据支承本体检测单元（3）所测得的数值，相应驱动与之相连的气膜主动调节单元（2）产生变形；以此方式，使得气浮支承工作面的整体形状也即气浮气膜形状发生变化，同时改变气浮气膜的压强分布，从而实现对气浮支承动刚度的主动调控过程。