一种二自由度高精度大行程气浮工件台的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种二自由度高精度大行程气浮工件台，包括大理石底座，X向运动台，Y向运动台；所述大理石底座位于X向运动台和Y向运动台的底部，用于支撑整个X向运动台和Y向运动台；Y向运动台架设在X向运动台上，Y向运动台、X向运动台通过X向运动台的X横梁实现耦合，完成X向运动向Y向运动台传递，使该工件台具有XY两自由度运动功能；Y向运动台架在X向运动台上，构成一个“H”型两自由度大行程气浮工件台；该工件台采用了直线电机驱动和无摩擦的气浮导轨导向，使系统可以实现高速度，大行程的运动和高精度的定位。
【专利说明】一种二自由度高精度大行程气浮工件台
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于光刻领域两自由度大行程高精度定位平台的【技术领域】，特别是一种一种二自由度高精度大行程气浮工件台，可实现X向和Y向两自由度大行程驱动和高精度定位的运动平台。
【背景技术】
[0002]专利CN201110438625.2揭示了一种二维气浮运动台，驱动机构由旋转电机+丝杆组成，导轨由气浮导轨组成。但是该发明的两维运动机构在空间上是层叠布置的，因此高度大，重心高，不利于实现高精度微纳定位；驱动机构采用的是丝杆有如下问题:
[0003]a)气浮性能调试困难，无法直接判断气浮是否有干涉等问题；
[0004]b)丝杆的机械硬接触，导致基座振动会直接传递给运动部件，无法体现气浮导轨的优势。
[0005]专利CN1701925A揭示了一种带双边直线电机同步驱动的H型气浮工件台，能实现高速运动和精密定位。但是该发明的气浮导轨采用高封闭式的刚性结构，要求加工精度高，装调困难，同时还采用了双边导轨导向，高刚性连接，也要求导轨和基座以及气浮单元的加工精度十分严格，装调难度极大，因为不利于该发明的工程实现。
[0006]专利CN201010508109.8揭示了一种气浮垫以及由该气浮垫组装的气浮导轨，该发明解决了导轨平行度误差导致气膜变化的问题，但是该气浮垫的气浮刚度实际上是由压力腔决定的，由于空气的可压缩性，其刚度有限，不适合用于主导向导轨；
[0007]专利CN201010508116.8揭示的气浮导轨，本质上是也是高刚性的封闭式气浮结构，要求加工精度高；另外该发明还把通常做成整体式的气浮块分成若干个小块，也增加了加工难度，不利于工程实现和产品开发。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种大行程，高精度的二自由度气浮工件台。该工件台XY向均由直线电机驱动，气浮导轨导向和光栅尺测量，可以实现IOOnm级定位和高速大行程运动。该工件台可以直接用于微米级光刻线宽的硅片定位台，也可以作为一个宏动台配合高精度微动台实现数纳米的定位精度，用于纳米级光刻线宽的娃片定位台。
[0009]本发明提供的一种二自由度高精度大行程气浮工件台采用的技术方案包括:大理石底座、X向运动台和Y向运动台；所述大理石底座位于X向运动台和Y向运动台的底部，用于支撑整个X向运动台和Y向运动台；Y向运动台架设在X向运动台上，Y向运动台、X向运动台通过X向运动台的X横梁实现I禹合，完成X向运动向Y向运动台传递，使该工件台具有XY两自由度运动功能。
[0010]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0011]1、本发明由所述直线电机驱动，没有中间传动机构，同时电机动定子之间也无机械接触，使得该工件台能实现高速度运动，电机本生也不产生附加机械接触力；[0012]2、本发明采用了所述气浮导向结构，使导向机构没有任何摩擦力，使系统不会产生任何爬行现象，也不产生任何非线性扰动，使该工件台能实现高精度定位；
[0013]3、本发明所述的侧向气浮组件所述气浮垫采用了球头连接结构，使气浮垫具有自我调整能力，确保气膜不变，不产生气振，也降低了加工精度要求；同时四个气浮垫两两对向安装，使得该气浮结构同时具有较高的气浮刚度。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图la、图1b为本发明的总体结构立体示意图；
[0015]图2是图1a的左视图；
[0016]图3是图2的I标号局部放大图；
[0017]图4是图2的Π标号局部放大图；
[0018]图5是图2的B-B剖视图；
[0019]图6为图1a的A-A剖视图。
[0020]部件标号说明:
[0021]1-大理石底座；100-X向运动台；101a，b，c, d_第一 X向缓冲垫、第二 X向缓冲垫、第三X向缓冲垫、第四X向缓冲垫；
[0022]102-扁平气浮导轨；103-大理石长条；
[0023]104a，b-第一 X向直线电机、第二 X向直线电机；
[0024]105a, b_第一 X向光栅尺、第二 X向光栅尺；
[0025]106-X横梁；107-后侧动子连接板；108-前侧动子连接板；
[0026]109a, b_第一 X向光栅尺座、第二 X向光栅尺座；
[0027]110a, b_第一 X电机定子安装板、第二 X电机定子安装板；
[0028]111-第一 X向气膜；112-第二 X向气膜；
[0029]200-侧向气浮组件；201_L形连接板；202_L形气浮导轨；
[0030]203a, b_第一锁紧螺母、第二锁紧螺母；
[0031 ]204a, b_第一球头螺杆、第二球头螺杆；
[0032]205a, b, c, d_第一气浮垫、第二气浮垫、第三气浮垫、第四气浮垫；
[0033]206-a, b, c, d_第一气膜、第二气膜、第三气膜、第四气膜；
[0034]207a, b_第一球头连接杆、第二球头连接杆。
[0035]300-Y向运动台；301-Y向直线电机；302_气足连接板；
[0036]303-Υ向光栅尺；304_气足底板；
[0037]305a, b_第一气足侧板、第二气足侧板；
[0038]306a, b_第一 Y向气膜、第二 Y向气膜；
[0039]307-第三Y向气膜；
[0040]308a, b_第一 Y向缓冲垫、第二 Y向缓冲垫。
[0041]309-Y动子连接板。
【具体实施方式】
[0042]为了使本发明的上述目的，特点和优点更加明显易懂，下面对本发明的具体实施做详细说明。
[0043]如图la、图1b所示，本发明二自由度高精度大行程气浮工件台由大理石底座1，X向运动台100和Y向运动台300组成。大理石底座I位于X向运动台100和Y向运动台300的底部，用于支撑整个X向运动台100和Y向运动台300 ；Y向运动台300架设在X向运动台100上，Y向运动台300、Χ向运动台100通过X横梁106实现耦合，完成X向运动向Y向运动台传递，使该工件台具有XY两自由度运动功能；其中:
[0044]所述X向运动台100如图la、图lb，图2，图3，图4所示，由第一 X向缓冲垫101a、第二 X向缓冲垫101b、第三X向缓冲垫101c、第四X向缓冲垫101d、扁平气浮导轨102、大理石长条103、第一 X向直线电机104a、第二 X向直线电机104b、第一 X向光栅尺105a、第二 X向光栅尺105b、X横梁106、后侧动子连接板107、前侧动子连接板108、第一 X向光栅尺座109a、第二 X向光栅尺座109b、第一 X电机定子安装板110a、第二 X电机定子安装板110b、第一 X向气膜111，第二 X向气膜112和侧向气浮组件200组成第一层运动台并位于大理石底座I上表面上；其中:
[0045]扁平气浮导轨102位于大理石底座I上面,在扁平气浮导轨102通入压缩空气后，在扁平气浮导轨102和大理石底座I之间形成第二 X向气膜112 ;侧向气浮组件200的L形气浮导轨202位于大理石底座I上面，在L形气浮导轨202通入压缩空气后，在L形气浮导轨202和大理石底座I之间形成第一 X向气膜111 ;扁平气浮导轨102和L形气浮导轨202位于X横梁106的两端并连接为一体,进而由第二 X向气膜112和第一 X向气膜111共同构成X向运动台100的垂向支撑；在大理石底座I 一端的表面上安装大理石长条103，作为X向运动台100的水平向导向基架，同时穿过侧向气浮组件200的中心；所述侧向气浮组件200是X向运动台100的侧向气浮导向结构，使X向运动台100沿X向运动，大理石长条103置于侧向气浮组件200的凹槽中，同时在大理石长条103两侧面与侧向气浮组件200之间形成气膜206，用于实现对X向运动台100沿X向运动的导向；第一 X向直线电机104a、第二 X向直线电机104b，布置在X向运动台100的两端，第二 X向直线电机104b的动子部分与前侧动子连接板108的一端连接，前侧动子连接板108的另一端和X横梁106的一端连接；第一 X向直线电机104a的动子部分与后侧动子连接板107的一端连接；后侧动子连接板107的另一端与L形连接板201的一端连接；L形连接板201的另一端与L形气浮导轨202的一端连接；L形气浮导轨202的另一端与X横梁106的另一端连接，实现第一 X向直线电机104a和第二 X向直线电机104b的连接，进而构成双边驱动结构；第二 X向直线电机104b的定子部分与第二 X电机定子安装板IlOb刚性连接，第二 X电机定子安装板IlOb与大理石底座I的另一端的上表面固定连接，实现第二 X向直线电机104b的定子部分与大理石底座I的另一端的上表面固定连接；同样，第一 X向直线电机104a的定子部分与第一 X电机定子安装板IlOa刚性连接,第一 X电机定子安装板IlOa又和大理石底座I的另一端的上表面固定连接，实现第一 X向直线电机104a的定子部分与大理石底座I另一端的上表面固定连接；
[0046]具有第一 X向光栅尺105a和第二 X向光栅尺105b分别安装在X向运动台100的两端，其中第二 X向光栅尺105b布置在X向运动台100的前端，第一 X向光栅尺105a布置在X向运动台100的后端；其中，第一 X向光栅尺105a的读头部分与后侧动子连接板107连接形成连接体，且所述连接体与X向运动台100的运动部分连为一体且跟随X向运动台100运动；第一 X向光栅尺105a的刻度尺部分粘接在第一 X向光栅尺座109a上，第一 X向光栅尺座109a与第一 X电机定子安装板I IOa连为一体,进而完成第一 X向光栅尺105a的刻度尺部分与X向运动台100的非运动部分的连接，实现X向运动台的位移测量；同样，第二 X向光栅尺105b的读头部分与前侧动子连接板108连接形成连接体，且所述连接体与X向运动台100的运动部分连为一体且跟随X向运动台100运动，第二 X向光栅尺105b的刻度尺部分粘接在第二 X向光栅尺座109b上，第二 X向光栅尺座109b与第二 X电机定子安装板IlOb连为一体，进而完成第二 X向光栅尺105b的刻度尺部分与X向运动台100的非运动部分的连接，实现X向运动台的位移测量；
[0047]具有第一 X向缓冲垫101a、第二 X向缓冲垫101b、第三X向缓冲垫IOlc和第四X向缓冲垫IOld分别与大理石底座I连接，且分布在大理石底座I的四个边角位置上。
[0048]所述第一 X向缓冲垫IOla和第二 X向缓冲垫IOlb为一组，作为X向运动台100在X轴正向机械限位；所述第三X向缓冲垫IOlc和第四X向缓冲垫IOld为一组，作为X向运动台100在X轴负向机械限位。
[0049]如图5所示，侧向气浮组件200和大理石长条103组成了 X向运动台100的X向气浮导向结构，其中侧向气浮组件200包括所述侧向气浮组件200由L形连接板201、L形气浮导轨202、第一锁紧螺母203a、第二锁紧螺母203b、第一球头螺杆204a、第二球头螺杆204b、第一气浮垫205a、第二气浮垫205b、第三气浮垫205c、第四气浮垫205d、第一气膜206a、第二气膜206b、第三气膜206c、第四气膜206d、第一球头连接杆207a和第二球头连接杆207b组成；其中:
[0050]L形气浮导轨202与L形连接板201连接形成一个倒“U”型结构；第一球头连接杆207a和第二球头连接杆207b穿过L形气浮导轨202开设的圆孔并固定连接，第一球头连接杆207a和第二球头连接杆207b的球头部分直接压在第二气浮垫205b、第三气浮垫205c对应的球形凹槽里，第二气浮垫205b、第三气浮垫205c布置在大理石长条103的前侧并形成第二气膜206b、第三气膜206c ;第一球头螺杆204a、第二球头螺杆204b通过螺纹连接方式旋入L形连接板201对应的螺孔里，并直接压紧在第一气浮垫205a、第四气浮垫205d对应的球形凹槽里，并通过第一锁紧螺母203a、第二锁紧螺母203b锁紧在L形连接板201上，第一气浮垫205a、第四气浮垫205d和大理石长条103之间形成第一气膜206a、第四气膜206d ;第一气膜206a、第四气膜206d位于大理石长条103的一侧,第二气膜206b、第三气膜206c位于大理石长条103的另一侧形成双向气浮,实现导向功能；
[0051]所述第一气浮垫205a、第二气浮垫205b、第三气浮垫205c、第四气浮垫205d两两对向安装，布置在大理石长条103的两侧，分别形成第一气膜206a、第二气膜206b、第三气膜206c、第四气膜206d，构成双向气浮，实现X向运动台100的X向导向；其中:
[0052]所述第一气浮垫205a、第二气浮垫205b、第三气浮垫205c、第四气浮垫205d的连接结构为球头结构，使气浮垫根据大理石长条103的面形做调整，确保气膜厚度不变，进而确保气膜刚度不变，用于避免气振。
[0053]所述Y向运动台300如图la、图lb、图2和图6所示，由Y向直线电机301、气足连接板302、Y向光栅尺303、气足底板304、第一气足侧板305a、第二气足侧板305b、第一Y向气膜306a、第二 Y向气膜306b，第三Y向气膜307、第一 Y向缓冲垫308a、第二 Y向缓冲垫308b和Y动子连接板309组成第二层运动台；其中:第一气足侧板305a、第二气足侧板305b位于气足连接板302和气足底板304之间并刚性连接构成一个整体；第一气足侧板305a与X横梁106之间形成第一 Y向气膜306a，第二气足侧板305b与X横梁106之间形成第二 Y向气膜306b，第一 Y向气膜306a和第二 Y向气膜306b形成了 Y向运动台300的Y向无摩擦气浮导向结构，同时也是X向运动向Y向运动台300传递的耦合结构；气足底板304和大理石底座I之间在气足底板304通入压缩空气后形成第三Y向气膜307，实现Y向运动台300的垂向支撑；
[0054]Y向直线电机301的定子部分嵌置于X横梁106凹槽中且固定连接，所述动子部分与Y动子连接板309连接，Y动子连接板309与气足连接板302连接，气足连接板302的左侧与第二气足侧板305b连接，气足连接板302的右侧与第一气足侧板305a连接，气足底板304的一端连接第一气足侧板305a，气足底板304的另一端连接第二气足侧板305b，形成一个封闭型气浮结构，在X横梁106左侧与第二气足侧板305b之间形成第二 Y向气膜306b，在X横梁106右侧与第一气足侧板305a之间形成第一 Y向气膜306a，进而实现Y向运动台300的Y向导向；
[0055]第一 Y向缓冲垫308a、第二 Y向缓冲垫308b布置在X横梁106的两端，实现Y向运动台300的两端的机械限位。其中:
[0056]所述第一 Y向缓冲垫308a布置在Y轴正向。所述第二 Y向缓冲垫308b布置在Y轴负向，实现Y向运动台300的两端限位。
[0057]该发明使用了直线电机驱动，气浮导轨导向，使得该发明驱动机构没有机械接触，没有中间传动机构，使该发明能实现高的运动速度，同时由于使用了气浮导轨技术，使导向机构没有任何摩擦，进而系统不会产生爬行现象，不会因导向机构产生任何非线性扰动，最终使该发明能实现纳米级定位精度，满足光刻领域对工件台行程大，速度快，精度高的要求。
[0058]本发明未详细阐述部分属于本领域技术的公知技术。
[0059]以上所述，仅为本发明中的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内。
【权利要求】
1.一种二自由度高精度大行程气浮工件台，其特征在于，包括:大理石底座(l)、x向运动台(100)和Y向运动台(300);所述大理石底座⑴位于X向运动台(100)和Y向运动台(300)的底部，用于支撑整个X向运动台(100)和Y向运动台(300) ；Y向运动台(300)架设在X向运动台(100)上，Y向运动台(300)、X向运动台(100)通过X向运动台(100)的X横梁(106)实现耦合，完成X向运动向Y向运动台传递，使该工件台具有XY两自由度运动功能。
2.根据权利要求1所述的二自由度高精度大行程气浮工件台，其特征在于，所述X向运动台(100)由第一 X向缓冲垫(101a)、第二 X向缓冲垫(101b)、第三X向缓冲垫(IOlc)、第四X向缓冲垫(IOld)、扁平气浮导轨(102)、大理石长条(103)、第一 X向直线电机(104a)、第二 X向直线电机(104b)、第一 X向光栅尺(105a)、第二 X向光栅尺(105b)、X横梁(106)、后侧动子连接板(107)、前侧动子连接板(108)、第一X向光栅尺座(109a)、第二X向光栅尺座(109b)、第一 X电机定子安装板(IlOa)、第二 X电机定子安装板(IlOb)、第一 X向气膜(111)、第二 X向气膜(112)和侧向气浮组件(200)组成第一层运动台；其中: 扁平气浮导轨(102)位于大理石底座(1)上面，在扁平气浮导轨(102)通入压缩空气后，在扁平气浮导轨(102)和大理石底座(1)之间形成第二 X向气膜(112);侧向气浮组件(200)的L形气浮导轨(202)位于大理石底座(1)上面，在L形气浮导轨(202)通入压缩空气后，在L形气浮导轨(202)和大理石底座(1)之间形成第一 X向气膜(111);扁平气浮导轨(102)和L形气浮导轨(202)位于X横梁(106)的两端并连接为一体，进而由第二 X向气膜(112)和第一 X向气膜(111)共同构成X向运动台(100)的垂向支撑；在大理石底座(I)一端的表面上安装大理石长条(103)，作为X向运动台(100)的水平向导向基架，同时穿过侧向气浮组件(200)的中心；所述侧向气浮组件(200)是X向运动台(100)的侧向气浮导向结构，使X向运动台(100)沿X向运动，大理石长条(103)置于侧向气浮组件(200)的凹槽中，同时在大理石长条(103)两侧面与侧向气浮组件(200)之间形成气膜(206)，用于实现对X向运动 台(100)沿X向运动的导向；第一 X向直线电机(104a)和第二 X向直线电机(104b)，布置在X向运动台(100)的两端，第二 X向直线电机(104b)的动子部分与前侧动子连接板(108)的一端连接，前侧动子连接板(108)的另一端和X横梁(106)的一端连接；第一 X向直线电机(104a)的动子部分与后侧动子连接板(107)的一端连接；后侧动子连接板(107)的另一端与L形连接板(201)的一端连接山形连接板(201)的另一端与L形气浮导轨(202)的一端连接；L形气浮导轨(202)的另一端与X横梁(106)的另一端连接，实现第一 X向直线电机(104a)和第二 X向直线电机(104b)的连接，进而构成双边驱动结构；第二 X向直线电机(104b)的定子部分与第二 X电机定子安装板(IlOb)刚性连接，第二 X电机定子安装板(IlOb)与大理石底座(1)的另一端的上表面固定连接，实现第二 X向直线电机(104b)的定子部分与大理石底座(1)的另一端的上表面固定连接；同样，第一 X向直线电机(104a)的定子部分与第一 X电机定子安装板(IlOa)刚性连接,第一 X电机定子安装板(IlOa)又和大理石底座(1)的另一端的上表面固定连接，实现第一 X向直线电机(104a)的定子部分与大理石底座(1)另一端的上表面固定连接； 具有第一 X向光栅尺(105a)和第二 X向光栅尺(105b)分别安装在X向运动台(100)的两端，其中第二 X向光栅尺(105b)布置在X向运动台(100)的前端，第一 X向光栅尺(105a)布置在X向运动台(100)的后端；其中，第一 X向光栅尺(105a)的读头部分与后侧动子连接板(107)连接形成连接体，且所述连接体与X向运动台(100)的运动部分连为一体且跟随X向运动台(100)运动；第一 X向光栅尺(105a)的刻度尺部分粘接在第一 X向光栅尺座(109a)上,第一 X向光栅尺座(109a)与第一 X电机定子安装板(IlOa)连为一体，进而完成第一 X向光栅尺(105a)的刻度尺部分与X向运动台(100)的非运动部分的连接，实现X向运动台的位移测量；同样，第二 X向光栅尺(105b)的读头部分与前侧动子连接板(108)连接形成连接体，且所述连接体与X向运动台(100)的运动部分连为一体且跟随X向运动台(100)运动，第二 X向光栅尺(105b)的刻度尺部分粘接在第二 X向光栅尺座(109b)上，第二 X向光栅尺座(109b)与第二 X电机定子安装板(IlOb)连为一体，进而完成第二 X向光栅尺(105b)的刻度尺部分与X向运动台(100)的非运动部分的连接,实现X向运动台的位移测量； 具有第一 X向缓冲垫(IOla)、第二 X向缓冲垫(IOlb)、第三X向缓冲垫(IOlc)和第四X向缓冲垫(IOld)分别与大理石底座(1)连接，且分布在大理石底座(1)的四个边角位置上。
3.根据权利要求2所述的二自由度高精度大行程气浮工件台，其特征在于，所述X向缓冲垫(IOla)和X向缓冲垫(IOlb)为一组，作为X向运动台(100)在X轴正向机械限位。
4.根据权利要求2所述的二自由度高精度大行程气浮工件台，其特征在于，所述X向缓冲垫(IOlc)和X向缓冲垫(IOld)为一组，作为X向运动台(100)在X轴负向机械限位。
5.根据权利要求1所述的二自由度高精度大行程气浮工件台，其特征在于，所述Y向运动台(300)由Y向直线电机(301)、气足连接板(302)、Y向光栅尺(303)、气足底板(304)、第一气足侧板(305a)、第二气足侧板(305b)、第一 Y向气膜(306a)、第二 Y向气膜(306b)、第三Y向气膜(307)、第一 Y向缓冲垫(308a)、第二 Y向缓冲垫(308b)和Y动子连接板(309)组成第二层运动台 ；其中: 第一气足侧板(305a)、第二气足侧板(305b)位于气足连接板(302)和气足底板(304)之间并刚性连接构成一个整体；第一气足侧板(305a)与X横梁(106)之间形成第一 Y向气膜(306a)，第二气足侧板(305b)与X横梁(106)之间形成第二 Y向气膜(306b)，第一 Y向气膜(306a)和第二 Y向气膜(306b)形成了 Y向运动台(300)的Y向无摩擦气浮导向结构，同时也是X向运动向Y向运动台(300)传递的耦合结构；气足底板(304)和大理石底座(1)之间在气足底板(304)通入压缩空气后形成第三Y向气膜(307)，实现Y向运动台(300)的垂向支撑； Y向直线电机(301)的定子部分嵌置于X横梁(106)凹槽中且固定连接，所述动子部分与Y动子连接板(309)连接，Y动子连接板(309)与气足连接板(302)连接，气足连接板(302)的左侧与第二气足侧板(305b)连接，气足连接板(302)的右侧与第一气足侧板(305a)连接，气足底板(304)的一端连接第一气足侧板(305a)，气足底板(304)的另一端连接第二气足侧板(305b)，形成一个封闭型气浮结构，在X横梁(106)左侧与第二气足侧板(305b)之间形成第二 Y向气膜(306b)，在X横梁(106)右侧与第一气足侧板(305a)之间形成第一 Y向气膜(306a)，进而实现Y向运动台(300)的Y向导向； 第一 Y向缓冲垫(308a)、第二 Y向缓冲垫(308b)布置在X横梁(106)的两端，实现Y向运动台(300)的两端的机械限位。
6.根据权利要求5所述的二自由度高精度大行程气浮工件台，其特征在于，所述第一Y向缓冲垫(308a)布置在Y轴正向。
7. 根据权利要求5所述的二自由度高精度大行程气浮工件台，其特征在于，所述第二Y向缓冲垫(308b)布置在Y轴负向。
8.根据权利要求1所述的二自由度高精度大行程气浮工件台，其特征在于:所述侧向气浮组件(200)由L形连接板(201)、L形气浮导轨(202)、第一锁紧螺母(203a)、第二锁紧螺母(203b)、第一球头螺杆(204a)、第二球头螺杆(204b)、第一气浮垫(205a)、第二气浮垫(205b)、第三气浮垫(205c)、第四气浮垫(205d)、第一气膜(206a)、第二气膜(206b)、第三气膜(206c)、第四气膜(206d)、第一球头连接杆(207a)和第二球头连接杆(207b)组成；其中: L形气浮导轨(202)与L形连接板(201)连接形成一个倒“U”型结构；第一球头连接杆(207a)和第二球头连接杆(207b)穿过L形气浮导轨(202)开设的圆孔并固定连接，第一球头连接杆(207a)和第二球头连接杆(207b)的球头部分直接压在第二气浮垫(205b)、第三气浮垫(205c)对应的球形凹槽里，第二气浮垫(205b)、第三气浮垫(205c)布置在大理石长条(103)的前侧并形成第二气膜(206b)、第三气膜(206c);第一球头螺杆(204a)、第二球头螺杆(204b)通过螺纹连接方式旋入L形连接板(201)对应的螺孔里，并直接压紧在第一气浮垫(205a)、第二气浮垫(205b)对应的球形凹槽里，并通过第一锁紧螺母(203a)、第二锁紧螺母(203b)锁紧在L形连接板(201)上，第一气浮垫(205a)、第二气浮垫(205b)和大理石长条(103)之间形成第一气膜(206a)、第四气膜(206d);第一气膜(206a)、第四气膜(206d)位于大理石长条(103)的一侧，第二气膜(206b)、第三气膜(206c)位于大理石长条(103)的另一侧形成双向气浮,实现导向功能； 所述第一气浮垫(205a)、第二气浮垫(205b)、第三气浮垫(205c)、第四气浮垫(205d)两两对向安装，布置在大理石长条(103)的两侧，分别形成第一气膜(206a)、第二气膜(206b)、第三气膜(206c)、第四气膜(206d)，构成双向气浮，实现X向运动台(100)的X向导向。
9.根据权利要求1所述的二自由度高精度大行程气浮工件台，其特征在于:所述第一气浮垫(205a)、第二气浮垫(205b)、第三气浮垫(205c)、第四气浮垫(205d)的连接结构为球头结构，使气浮垫根据大理石长条(103)的面形做调整，确保气膜厚度不变，进而确保气膜刚度不变，用于避免气振。
【文档编号】G03F7/20GK103592824SQ201310630092
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】周清华 申请人:中国科学院光电技术研究所