一种空气静压导轨气浮振动实验平台的检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种空气静压导轨气浮振动实验平台的检测装置，属于精密设备性能的检测领域。
【背景技术】
[0002]气体静压气浮导轨具有摩擦功耗低、运动精度高、低速时不出现爬行和蠕动、运动平稳、寿命长、无污染等一系列优点，广泛应用于三坐标测量机、超精密机床、电子加工、医疗器械领域。近年来，出现在应用于光刻机超精密气浮台平面上的静压气浮轴承，要求具有纳米级的运动定位精度。在实际使用过程中，从高气压气体的入口至出口的极短时间内，气体流态发生多次改变，从而引发气浮块振动。因流态引发的气浮块的振动分为以下两种形式，其一为微振动，它主要是由于气膜内部与支撑台面之间各点作用力分布不均匀产生的气膜间隙在平衡位置附近发生一定微幅值的有规律的上下或偏摆振动，振动幅值为几纳米到几十纳米之间，频率从几十赫兹到几千赫兹，对流场反作用不大，是一种稳态振动。但是随着超精密运动平台对运动精度要求的不断提高，微振动已经成为制约气浮支撑技术发展的重大问题。其二，当系统内部或者外部受到某种干扰，其频率与轴承系统的固有频率时，轴承会出现高频率的振动嘯叫，学术界称为气锤振动现象，气锤振动幅值大，破坏气膜内气体流态，严重影响静压导轨的使用精度。气浮导轨这种特有的振动现象是制约其提高定位精度、进给精度、加工精度、和测量精度的重大问题，测量标定振动的幅值、频率、加速度对于提高静压导轨的使用精度和从根本上研究解决气浮振动的方法具有重大意义，本专利提出一种空气静压导轨气浮振动实验平台搭建与检测装置，可以检测不同类型节流器的气浮块，在不同进气压力和不同气膜厚度下的振动特性。
[0003]公开号为CN102261984A的中国发明专利介绍了一种静压汽浮轴承振动特性的检测装置，加载利用安装在支架上的压力气腔和丝杠，该方法导致由于高压进气气体引发的静压轴承的振动传递到系统振动，测量振动误差较大。
[0004]相比之下，本专利采用配重块加载，在加载稳定后进行振动测试，可以有效减小由于负载变化时产生的干扰信号对测试结果的影响，减小测量误差，提高测量精度，保证测量结果准确性。
【发明内容】
[0005]针对现有技术测量振动误差较大等不足，本实用新型提供了一种空气静压导轨气浮振动实验平台的检测装置。
[0006]本实用新型的技术方案是:一种空气静压导轨气浮振动实验平台的检测装置，包括隔振平台1、支撑平台2、气浮块3、气浮块进气管4、压力调节阀5、压力表6、配重块7、位移传感器8、压膜传感器9、振动传感器I 10、振动传感器II 11、气膜间隙调整垫片12、压片13、过渡板14、支架15、激光干涉仪16、180°反射镜17、90°反射镜18、基座19 ;
[0007]所述隔振平台I安放于基座19上，支撑平台2放置于水平的隔振平台I上，压膜传感器9固定在支撑平台2中心位置，压力调节阀5和压力表6安装于气浮块进气管4上，气浮块进气管4安装于气浮块3 —侧，配重块7放置于气浮块3上，过渡板14通过压片13安装于配重块7上，振动传感器I 10与振动传感器II 11分别通过螺纹连接安装于过渡板14的竖直与水平方向，位移传感器8固定于支撑平台2和气浮块3上，气膜间隙调整垫片12放置于支撑平台2已经刻画好的位置，180°反射镜17通过压片13放置于配重块7上，90°反射镜18安装于支架15上且位于180°反射镜17正上方，激光干涉仪16安装在90°反射镜18 —侧且激光干涉仪16接收器的位置与90°反射镜18同高，可以保证振动特征测量的准确性。
[0008]所述支撑平台2为大理石支撑平台。
[0009]所述配重块7与气浮块3的直径相同，从而实现垂直方向上测试装置的质心与其几何圆心重合，保证该装置的测试精度。
[0010]所述气膜间隙调整垫片12为微米金属化薄膜(I微米-19微米)。
[0011]本实用新型的工作原理是:
[0012]在检测气膜间隙不同对于微振动的影响时，利用压力调节阀5控制节流器进气孔压力，保证每次实验时具有相同的进气压力，添加不同质量的配重块7。在检测不同进气压力对微振动的影响时，增加不同的气膜间隙调整垫片12控制气膜间隙，利用压力调节阀5控制节流器进气孔压力，保证每次实验时具有不同的进气压力，此时每次试验应配有相同质量的配重块7。在检测气膜间隙不同对于气锤振动的影响时，利用压力调节阀5控制节流器进气孔压力，直至静压导轨发出低鸣的嗡嗡声，保证每次实验时具有相同的进气压力，添加不同质量的配重块7。在检测不同进气压力对气锤振动的影响时，增加不同的气膜间隙调整垫片12控制气膜间隙，利用压力调节阀5控制节流器进气孔压力，直至静压导轨发出低鸣的嗡嗡声，此后试验控制压力调节阀，使压力不断增加，此时每次试验应配有相同质量的配重块7。利用位移传感器8测量大理石支撑平台2的上表面与气浮块3的下表面垂直距离即气膜间隙厚度，利用压膜传感器测量气膜内压力分布状况，振动传感器I 10与振动传感器II 11分别测量气浮块水平与竖直方向的加速度信号，利用激光干涉仪16测量振动的幅值特性。
[0013]本实用新型的有益效果是:压力调节方便，便于通过数据观察进气压力对振动特性的影响；便于实现不同的气膜厚度的调节，气膜厚度对微振动的影响实验结果更加真实可靠；装置工艺简洁，操作便捷；试验台整体搭建方便、经济可行。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构示意图；
[0015]图2为本实用新型中气浮块与气膜间隙微调垫片安装示意图的俯视图；
[0016]图中各标号:1_隔振平台；2_支撑平台；3_气浮块；4_气浮块进气管；5_压力调节阀；6_压力表；7_配重块；8_位移传感器；9_压膜传感器；10_振动传感器I ;11_振动传感器II ; 12-气膜间隙调整垫片；13_压片；14-过渡板；15_支架；16-激光干涉仪；17-180°反射镜；18-90°反射镜；19-基座。
【具体实施方式】
[0017]实施例1:如图1-2所示，一种空气静压导轨气浮振动实验平台的检测装置，包括隔振平台1、支撑平台2、气浮块3、气浮块进气管4、压力调节阀5、压力表6、配重块7、位移传感器8、压膜传感器9、振动传感器I 10、振动传感器II 11、气膜间隙调整垫片12、压片13、过渡板14、支架15、激光干涉仪16、180°反射镜17、90°反射镜18、基座19 ;
[0018]所述隔振平台I安放于基座19上，支撑平台2放置于水平的隔振平台I上，压膜传感器9固定在支撑平台2中心位置，压力调节阀5和压力表6安装于气浮块进气管4上，气浮块进气管4安装于气浮块3 —侧，配重块7放置于气浮块3上，过渡板14通过压片13安装于配重块7上，振动传感器I 10与振动传感器II 11分别通过螺纹连接安装于过渡板14的竖直与水平方向，位移传感器8固定于支撑平台2和气浮块3上，气膜间隙调整垫片12放置于支撑平台2已经刻画好的位置，180°反射镜17通过压片13放置于配重块7上，90°反射镜18安装于支架15上且位于180°反射镜17正上方，激光干涉仪16安装在90°反射镜18 —侧且激光干涉仪16接收器的位置与90°反射镜18同高。
[0019]所述支撑平台2为大理石支撑平台。