双锥形气体静压转台的制作方法

本发明属于超精密测量和加工技术领域，具体涉及一种双锥形气体静压转台。

背景技术：

气体静压转台是现代机械制造行业轴盘类零件形位误差测量和半导体行业平面类零件加工技术中的核心单元部件，高回转精度、定位精度和加减速是其核心技术要求。

为实现上述技术要求，需要严格控制转动部件的质量并降低转台的总体高度。

技术实现要素：

本发明提出了一种双锥形气体静压转台，解决了现有技术中转台质量较大，转台高度较高的问题。

为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种双锥形气体静压转台，包括转台台面，与转台台面连接的力矩电机转子安装轴，套设连接于力矩电机转子安装轴外侧的力矩电机转子，套设于力矩电机转子外侧的力矩电机定子，还包括气浮连接组件、角位移测量组件和转台底座，所述气浮连接组件位于转台台面和角位移测量组件之间，且气浮连接组件与外部气源连接，以为气浮连接组件提供压力气源，使气浮连接组件的上部和转台台面之间、气浮连接组件的下部与角位移测量组件之间形成压力气膜，构成气体静压轴承，满足径向和轴向承载；所述气浮连接组件套设连接在力矩电机定子上，且气浮连接组件与转台底座连接；所述角位移测量组件位于转台底座的内部，且角位移测量组件的上部与力矩电机转子安装轴连接，角位移测量组件的下部与转台底座连接。所述角位移测量组件为力矩电机转子和力矩电机定子提供角度位移、速度和加速度信号。

进一步地，所述气浮连接组件包括上静压块、静压块粘接座、下静压块和气管接头，所述静压块粘接座套设连接在力矩电机定子上，且静压块粘接座和力矩电机定子不随力矩电机转子安装轴一起旋转；所述上静压块位于转台台面和静压块粘接座之间，上静压块的下部与静压块粘接座粘接，上静压块的上部与转台台面的内壁相配合，且上静压块与转台台面之间具有微小间隙；所述下静压块位于角位移测量组件的下静压盘和静压块粘接座之间，下静压块的上部与静压块粘接座粘接，下静压块的下部与下静压盘相配合，且下静压块与下静压盘之间具有微小间隙；所述静压块粘接座的内部设有气道，所述气管接头通过气道与静压块粘接座连接，且气管接头与外部气源连接，并为上静压块和下静压块提供压力气源，使转台台面和上静压块、角位移测量组件与下静压块之间形成压力气膜，构成气体静压轴承，满足径向和轴向承载。

为了进一步降低双锥形气体静压转台的整体高度和转动体质量，并有效降低误差传递系数和提高角加速度，所述静压块粘接座与力矩电机定子通过力矩电机定子压圈固定连接。

优选地，所述上静压块是由高强度石墨制成的锥形上静压块；所述下静压块是由高强度石墨制成的锥形下静压块。

为了增大上静压块与气体的接触面，所述上静压块的下部设有凹槽i，所述凹槽i与气道相通；为了增大下静压块与气体的接触面，所述下静压块的上部设有凹槽ii，所述凹槽ii与气道相通。

进一步地，所述角位移测量组件包括下静压盘、圆光栅、读数头安装座和读数头，所述下静压盘的上部与力矩电机转子安装轴连接，下静压盘的上部与气浮连接组件的下部相配合，且下静压盘随力矩电机转子安装轴一起旋转；所述圆光栅套设连接在下静压盘的下部，且圆光栅随下静压盘一起旋转；所述读数头与圆光栅相配合，且读数头与读数头安装座连接；所述读数头安装座位于转台底座的内部，并与转台底座固定连接。

具体地，所述转台底座包括底部盖板和转台架，所述转台架的底部设有通孔，且转台架的上部与气浮连接组件固定连接，转台架的下部与角位移测量组件固定连接；所述底部盖板与通孔相配合，且底部盖板与转台架固定连接。

为了便于固定所述双锥形气体静压转台，所述转台架的底部设有沉孔。

本发明中所述转台台面、力矩电机转子安装轴、力矩电机转子，下静压盘和圆光栅组成了双锥形气体静压转台的转动体，力矩电机转子和力矩电机定子为所述转动体提供转动力矩；所述上静压块、静压块粘接座、下静压块、转台底座、气管接头、底部盖板、读数头安装座和读数头，八者构成双锥形气体静压转台的固定体；圆光栅和读数头为力矩电机转子和力矩电机定子提供角度位移、速度和加速度信号。

本发明的有益效果：

本发明采用转台台面、力矩电机转子安装轴、下静压盘、静压块粘接座、锥形上静压块和锥形下静压块构成气体静压转台的气浮支承轴承，在满足径向和轴向承载的前提下，降低了转台的整体高度和转子质量；将力矩电机定子与静压块粘接座直接连接，根据圆光栅和读数头提供的角位移信息，为转动体提供转动力矩，并进一步降低了转台的整体高度，从而满足气体静压转台的高精度和高加速度的技术目标。

另外，双锥形气体静压转台采用两个锥面作为气浮支承面，可以有效地降低转动体的质量和气体静压转台的整体高度，保证要求的回转精度、定位精度和加减速要求，尤其适用于超精密测量和加工设备的回转运动。总之，本发明具有整体高度低和转动体质量小的特点，可以满足高回转精度、定位精度和角加速度的技术要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的主视图。

图中，1为转台台面，2为下静压盘，3为第零螺钉，4为第一螺钉，5为第二螺钉，6为力矩电机转子安装轴，7为圆光栅，8为第三螺钉，9为第四螺钉，10为第五螺钉，11为第六螺钉，12为第七螺钉，13为力矩电机转子，14为第八螺钉，15为第九螺钉，16为第十螺钉，17为读数头安装座，18为读数头，19为力矩电机定子，20为力矩电机定子压圈，21为第十一螺钉，22为底部盖板，23为第十二螺钉，24为下静压块，25为上静压块，26为静压块粘接座，27为转台底座，28为气管接头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：如图1至2所示，一种双锥形气体静压转台，包括转台台面1，通过第二螺钉5和第五螺钉10与转台台面1固定连接的力矩电机转子安装轴6，通过第一螺钉4和第七螺钉12套设连接在力矩电机转子安装轴6外侧的力矩电机转子13，套设于力矩电机转子13外侧的力矩电机定子19，还包括气浮连接组件、角位移测量组件和转台底座27，所述气浮连接组件包括上静压块25、静压块粘接座26、下静压块24和气管接头28，所述角位移测量组件包括下静压盘2、圆光栅7、读数头安装座17和读数头18。

所述静压块粘接座26套设连接在力矩电机定子19上，且静压块粘接座26和力矩电机定子19不随力矩电机转子安装轴6一起旋转；所述上静压块25位于转台台面1和静压块粘接座26之间，上静压块25的下部通过环氧树脂胶与静压块粘接座26粘接，上静压块25的上部与转台台面1的内侧相配合，且上静压块25与转台台面1之间具有微小间隙；所述下静压块24位于下静压盘2和静压块粘接座26之间，且下静压块24的上部通过环氧树脂胶与静压块粘接座26粘接，下静压块24的下部与下静压盘2的上部相配合，且下静压块24与下静压盘2之间具有微小间隙；所述静压块粘接座26的内部还设有气道，所述气管接头28通过气道与静压块粘接座26螺纹连接，且气管接头28与外部气源连接，并为上静压块25和下静压块24提供压力气源，使转台台面1和上静压块25、下静压盘2与下静压块24之间形成压力气膜，构成气体静压轴承，满足径向和轴向承载。

所述下静压盘2位于转台底座27的内部，且下静压盘2的上部通过第零螺钉3和第六螺钉11与力矩电机转子安装轴6固定连接，下静压盘2随力矩电机转子安装轴6一起旋转；所述圆光栅7通过第三螺钉8和第四螺钉9套设连接在下静压盘2的下部，圆光栅7随下静压盘2一起旋转；所述读数头18与圆光栅7相配合，且读数头18与读数头安装座17连接；所述读数头安装座17位于转台底座27的内部，并通过第十螺钉16与转台底座27固定连接；所述转台底座27与静压块粘接座26配合连接。

为了进一步降低双锥形气体静压转台的整体高度和转动体质量，并有效降低误差传递系数和提高角加速度，所述力矩电机定子压圈20通过第十一螺钉21和第九螺钉15将静压块粘接座26与力矩电机定子19固定连接。

优选地，所述上静压块25是由高强度石墨制成的锥形上静压块；所述下静压块24是由高强度石墨制成的锥形下静压块。

为了增大上静压块25与气体的接触面，所述上静压块25的下部设有凹槽i，所述凹槽i与气道相通；为了增大下静压块24与气体的接触面，所述下静压块24的上部设有凹槽ii，所述凹槽ii与气道相通。

进一步地，所述转台底座27包括底部盖板22和转台架，所述转台架的底部设有通孔，且转台架的上部通过第八螺钉14与静压块粘接座26固定连接，转台架的下部通过第十螺钉16与角位移测量组件固定连接；所述底部盖板22与通孔相配合，且底部盖板22通过第十二螺钉23与转台架固定连接。

为了便于固定所述双锥形气体静压转台，所述转台架的底部设有沉孔。本实施例中，转台架的底部为四边形，四角均设有沉孔。

所述转台台面1、力矩电机转子安装轴6、力矩电机转子13，下静压盘2和圆光栅7组成了双锥形气体静压转台的转动体，力矩电机转子13和力矩电机定子19为所述转动体提供转动力矩；所述上静压块25、静压块粘接座26、下静压块24、转台底座27、气管接头28、底部盖板22、读数头安装座17和读数头18构成双锥形气体静压转台的固定体；圆光栅7和读数头18为力矩电机转子13和力矩电机定子19提供角度位移、速度和加速度信号。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。