专利名称：一种气浮式定位平台的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械技术领域，涉及一种定位平台，特别是一种气浮式定位平台。
背景技术：
随着精密加工技术和数字控制技术的迅速发展，对微位移工作台的定位精度、运 行速度、行程和自动化程度等都提出了很高的要求。高精度和高分辨率的精密微位移系统 在近代尖端工业生产和科学研究领域内占有极其重要的地位，它是直接影响精密、超精密 切削加工水平、精密测量水平及超大规模集成电路生产水平的关键环节，同时它的各项技 术指标是各国高技术发展水平的重要标志。作为微细加工设备中的关键部分，工作台的发 展趋势是高速度、高精度、大行程，但是大行程和高精度也是矛盾的，行程越大，要求在相同 的精度下对工作台的运行误差越敏感，这对零部件的加工和安装精度以及控制精度的要求 相应提高。为实现精密加工的技术要求，市场上出现了在加工设备上应用气体静压支承方式 来提高工作台的精度。气体静压支承是以气体为润滑剂的一种静压支承。气体静压支承具 有摩擦、磨损、发热极小，工作精度高，工作范围广等优点。但是由于静压支承结构都存在加 工精度要求高、加工困难、制造成本高等缺陷，所以未能在各种精密定位平台上广泛应用。发明内容本实用新型的目的是针对现有的定位平台的上述问题，提供一种定位精度高，制 造、装配方便的气浮式定位平台。本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现一种气浮式定位平台，包括底座、 工作台和两块支撑板，所述的两块支撑板平行设置在底座上并与底座固连，所述的工作台 设置在底座上，其特征在于，所述的工作台和底座之间设有能使工作台沿Y方向上移动的 气浮导轨一和能使工作台沿X方向上移动的气浮导轨二，气浮导轨一与气浮导轨二设置成 T型结构，所述的气浮导轨一设置在两块支撑板之间，且两端分别与支撑板固连，在底座上 设有真空载荷空气轴承，气浮导轨二位于真空载荷空气轴承上。本气浮式定位平台的工作台设置在两根气浮式导轨之上，工作台能沿气浮导轨一 在Y方向上来回移动，同时又能沿气浮导轨二在X方向移动，通过真空载荷空气轴承作为工 作台的支承，使工作台在X方向或Y方向上移动时具有较好的垂直跳动，提高工作台的精度 和承载能力。在上述的气浮式定位平台中，所述的气浮导轨一外套接有两个气浮套，所述的气 浮套以气浮导轨二为中心对称设置，所述的气浮导轨二的一端连接在两个气浮套上。气浮 导轨一上设置两个气浮套来支承气浮导轨一，一方面用以提高承载能力；另一方面，使气浮 导轨一能具有更好的定位精度。在上述的气浮式定位平台中，所述的气浮导轨二外套接有一个气浮套，上述的工 作台设置在气浮套上。设置气浮套来支承气浮导轨二，用以提高承载能力，保证气浮导轨二具有较好的位置精度。在上述的气浮式定位平台中，所述的底座上设有定位连接块，上述的气浮导轨二 的另一端与定位连接块固连。在上述的气浮式定位平台中，所述的定位连接块与气浮导轨一的气浮套之间设有 两根滑轨，所述的滑轨与气浮导轨二平行设置并对称的分布在气浮导轨二的两侧，一端连 接在气浮套上，另一端与定位连接块固连。在上述的气浮式定位平台中，所述的气浮导轨二与气浮导轨一的气浮套之间设有 连接板，所述的连接板与气浮导轨一上的气浮套固连，上述的气浮导轨二、滑轨的一端固连 在连接板上。设置连接板，方便气浮导轨二和滑轨安装。在上述的气浮式定位平台中，所述的气浮套上连接有驱动装置和反馈装置，所述 的驱动装置和反馈装置形成闭环系统。驱动装置实现工作台的移动，反馈装置保证工作台 能准确的定位。在上述的气浮式定位平台中，所述的驱动装置为压电陶瓷电机。压电陶瓷电机步 进分辨率高，具有很高的运动精度，从而满足定位平台的高精密的要求。根据实际需要可以 选择其它电机。在上述的气浮式定位平台中，所述的反馈装置包括光栅条和光栅检测头。与现有技术相比，本实用新型的气浮式定位平台具有以下优点1、两根气浮导轨采用T型结构，同以往的H型结构相比，它减少了一个纵向导轨， 简化了结构，降低了平台的安装难度和加工成本；2、选用气浮套作为两根导轨的支撑，采用平面气浮真空载荷空气轴承作为工作台 的平面支承，保证了整个工作台的垂直跳动，提高了工作台的精度和承载能力；3、底座选用大理石材质，提高了平台的阻尼，也减小了热膨胀系数，减小了振动、 温度变化对平台精度的影响。
图1是本实用新型的气浮式定位平台的立体结构示意图。图2是本实用新型的气浮式定位平台的主视图。图3是本实用新型的气浮式定位平台的A-A剖视图。图4是本实用新型的气浮式定位平台的左视图。图中，1、底座；2、电机垫块；3、支撑板；4、工作台；5、连接板；6、真空载荷空气轴 承；7、气浮导轨一 ；8、气浮导轨二 ；9、气浮套；10、定位连接块；11、滑轨；12、压板；13、光栅 检测头支撑板；14、电机陶瓷条；15、压电陶瓷电机；16、光栅条；17、光栅检测头。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型的气浮式定位平台，包括底座1、工作台4、支撑板 3、气浮导轨一 7、气浮导轨二 8、气浮套9、真空载荷空气轴承6、驱动装置和反馈装置。底座1选用大理石材质制成，表面光洁度高。两块呈L型的支撑板3通过螺栓固 连在底座1的上表面上，两块支撑板3平行设置。如图4所示，气浮导轨一 7设在两块支撑板3之间，两端分别位于支撑板3上，通过压板12将气浮导轨一 7固连在支撑板3上，两个气浮套9分开套接在气浮导轨一 7上， 并在气浮套9两侧设有连接板5，通过连接板5使两气浮套9连为一体。在其中的一块连接 板5上设有光栅条16和电机陶瓷条14。气浮导轨二 8与气浮导轨一 7设置成T型结构，在气浮导轨二 8外套接有一个气 浮套9，气浮套9设置在真空载荷空气轴承6上，气浮导轨二 8的一端固连在连接板5上，另 一端与定位连接块10连接。如图3所示，定位连接块10与连接板5之间设有两根滑轨11，滑轨11与气浮导轨 二 8平行设置并对称的分布在气浮导轨二 8的两侧，滑轨11的一端连接在连接板5上，另 一端与定位连接块10固连，且在其中一根滑轨11上设有电机陶瓷条14，另一根滑轨11上 设有光栅条16。在气浮套9上连接有驱动装置和反馈装置，驱动装置和反馈装置形成闭环系统。 驱动装置包括一压电陶瓷电机15，气浮导轨一 7处的电机设置在电机垫块2上，气浮导轨二 8处的电机设置在滑轨11上。反馈装置包括光栅检测头17，气浮导轨一 7处的光栅检测头 17设在两块支撑板3之间的光栅检测头17支撑板13上，光栅检测头17支撑板13两端分 别与支撑板3连接，光栅检测头17与光栅条16设在同一水平高度；气浮导轨二 8处的光栅 检测头17设置在具有光栅条16的一侧的滑轨11处，并与光栅条16设置在同一高度上。工作台4设置在气浮导轨二 8的气浮套9上，启动气浮导轨二 8处的压电陶瓷电 机15时，压电陶瓷电机15通过触头摩擦电机陶瓷条14驱动气浮套9滑动，从而使工作台4 能同气浮导轨二 8上的气浮套9 一起沿气浮导轨二 8在X方向上来回移动；启动气浮导轨 一 7处的压电陶瓷电机15时，压电陶瓷电机15通过触头摩擦电机陶瓷条14驱动气浮导轨 一 7上的两个气浮套9滑动，因为气浮导轨二 8固连在气浮导轨一 7上的气浮套9上，所以 工作台4与气浮导轨一 7 —起沿气浮导轨一 7在Y方向上来回移动。采用气浮支承具有摩 擦、磨损、发热极小，工作精度高的特点，将工作台4设置在由气浮套9和真空载荷空气轴承 6作为支承的导轨上，底座1又选用具有光滑的表面大理石材质制作，所以能保证工作台4 具有较高的定位精度；其次，工作台4的重力都直接作用在真空载荷空气轴承6上，避免了 气浮导轨一 7和气浮导轨二 8的平面跳动误差对整个平台的跳动误差的影响；另外，两根气 浮导轨采用T型结构，同以往的H型结构相比，它减少了一个纵向导轨，简化了结构，降低了 平台的安装难度和加工成本。
权利要求1.一种气浮式定位平台，包括底座(1)、工作台(4)和两块支撑板(3)，所述的两块支撑 板(3)平行设置在底座(1)上并与底座(1)固连，所述的工作台(4)设置在底座(1)上，其 特征在于，所述的工作台(4)和底座(1)之间设有能使工作台(4)沿Y方向上移动的气浮 导轨一(7)和能使工作台(4)沿X方向上移动的气浮导轨二(8)，气浮导轨一(7)与气浮导 轨二(8)设置成T型结构，所述的气浮导轨一(7)设置在两块支撑板C3)之间，且两端分别 与支撑板(3)固连，在底座(1)上设有真空载荷空气轴承(6)，气浮导轨二(8)位于真空载 荷空气轴承(6)上。
2.如权利要求1所述的气浮式定位平台，其特征在于，所述的气浮导轨一(7)外套接有 两个气浮套(9)，所述的气浮套(9)以气浮导轨二(8)为中心对称设置，所述的气浮导轨二 (8)的一端连接在两个气浮套(9)上。
3.如权利要求1所述的气浮式定位平台，其特征在于，所述的气浮导轨二(8)外套接有 一个气浮套(9)，上述的工作台(4)设置在气浮套(9)上。
4.如权利要求1或2或3所述的气浮式定位平台，其特征在于，所述的底座(1)上设有 定位连接块(10)，上述的气浮导轨二(8)的另一端与定位连接块(10)固连。
5.如权利要求4所述的气浮式定位平台，其特征在于，所述的定位连接块(10)与气浮 导轨一(7)的气浮套(9)之间设有两根滑轨(11)，所述的滑轨(11)与气浮导轨二(8)平行 设置并对称的分布在气浮导轨二(8)的两侧，一端连接在气浮套(9)上，另一端与定位连接 块(10)固连。
6.如权利要求5所述的气浮式定位平台，其特征在于，所述的气浮导轨二(8)与气浮导 轨一(7)的气浮套(9)之间设有连接板(5)，所述的连接板( 与气浮导轨一(7)上的气浮 套(9)固连，上述的气浮导轨二(8)、滑轨(11)的一端固连在连接板(5)上。
7.如权利要求2或3所述的气浮式定位平台，其特征在于，所述的气浮套(9)上连接有 驱动装置和反馈装置，所述的驱动装置和反馈装置形成闭环系统。
8.如权利要求7所述的气浮式定位平台，其特征在于，所述的驱动装置为压电陶瓷电 机(15)。
9.如权利要求7所述的气浮式定位平台，其特征在于，所述的反馈装置包括光栅条 (16)和光栅检测头(17)。
专利摘要本实用新型提供了一种气浮式定位平台，属于机械技术领域。它解决了现在有的定位平台精度差、制造困难的问题。本气浮式定位平台包括底座、工作台和两块支撑板，两块支撑板平行设置在底座上并与底座固连，工作台和底座之间设有T型结构的气浮导轨一和气浮导轨二，气浮导轨一设置在两块支撑板之间并与支撑板固连，在底座上设有真空载荷空气轴承，气浮导轨二位于真空载荷空气轴承上。本气浮式定位平台由两根T型结构气浮导轨作为支撑，采用平面气浮真空载荷空气轴承作为工作台的平面支撑，大理石材质作为底座，不但结构简单，而且降低了平台的安装难度，提高了平台的阻尼，保证了整个工作台的垂直跳动，提高了工作台的精度和承载能力。
文档编号H01L21/68GK201833188SQ20102018125
公开日2011年5月18日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者杨国哲, 林海波 申请人:杨国哲, 林海波