平面氣浮導(dǎo)軌誤差均化的共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氣浮導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)誤差技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種平面氣浮導(dǎo)軌誤差均化的共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)隨著電子技術(shù)、宇航、生物工程等學(xué)科的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，尤其隨著微電子技術(shù)向大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路方向發(fā)展，機(jī)械零件的加工趨于復(fù)雜化，精密化，機(jī)械裝置也越來(lái)越趨于自動(dòng)化，智能化，精密化，越來(lái)越多的零件表面需要有精確的參數(shù)才能保證使用中的精確性與穩(wěn)定性。因此精密超精密表面測(cè)量技術(shù)也越來(lái)越受到人們的重視，各種類型的表面測(cè)量?jī)x器相繼被人們開(kāi)發(fā)出來(lái)?；跉飧?dǎo)軌具有高精密運(yùn)行的特點(diǎn)，其被廣泛應(yīng)用在超精密測(cè)量?jī)x器中。為了進(jìn)一步提高儀器測(cè)量精度，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)氣浮的誤差均化作用對(duì)精度有重要影響。所謂誤差均化效應(yīng)即:當(dāng)高壓高速氣體在支撐件和被支承件的接觸表面之間高速流過(guò)時(shí)，便產(chǎn)生具有一定壓力的氣膜，把被支承件浮起，只有當(dāng)氣膜厚度h大于兩個(gè)表面的平面度誤差之和時(shí)，被支承件才會(huì)處于懸浮狀態(tài)，達(dá)到純氣體摩擦，氣膜厚度h起到了氣體均化作用，當(dāng)被支撐件在支撐面上移動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于在一個(gè)高剛度高平整度的氣膜上移動(dòng)，氣膜厚度消除了兩工件之間的短周期誤差，從而提高了工件之間的移動(dòng)精度。目前對(duì)氣體的誤差均化作用研究大多限于一維，也有人理論上去研究二維平面誤差均化作用，所用的結(jié)構(gòu)是X方向直線導(dǎo)軌和Y方向直線導(dǎo)軌堆疊串聯(lián)而成的導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)。由于兩導(dǎo)軌誤差累加及直線導(dǎo)軌的作用，此機(jī)構(gòu)并不能充分利用氣體的誤差均化效應(yīng)來(lái)進(jìn)一步提高導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種平面氣浮導(dǎo)軌誤差均化的共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)方法及裝置。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明實(shí)施例提供一種平面氣浮導(dǎo)軌誤差均化的共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)方法，該共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括設(shè)置有第一動(dòng)直線導(dǎo)軌的第一靜直線導(dǎo)軌、設(shè)置有第二動(dòng)直線導(dǎo)軌的第二靜直線導(dǎo)軌、靜平面氣浮導(dǎo)軌、動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌，所述第二靜直線導(dǎo)軌垂直設(shè)置在第一動(dòng)直線導(dǎo)軌上，所述第二動(dòng)直線導(dǎo)軌的一側(cè)通過(guò)連接機(jī)構(gòu)與動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌連接；所述第一靜直線導(dǎo)軌、第二靜直線導(dǎo)軌、動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌均設(shè)置在靜平面氣浮導(dǎo)軌上方；
該共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)方法為:當(dāng)高壓高速氣體在靜平面氣浮導(dǎo)軌和動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌的接觸表面之間高速流過(guò)時(shí)，產(chǎn)生具有壓力的氣膜把所述動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌撐起，當(dāng)氣膜厚度h大于兩個(gè)表面的平面度誤差之和時(shí)，所述動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌會(huì)處于懸浮狀態(tài)，達(dá)到純氣體摩擦；當(dāng)所述動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌在靜平面氣浮導(dǎo)軌上移動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于在一個(gè)高剛度高平整度的氣膜上移動(dòng)。
[0005]上述方案中，所述共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)方法具體為:所述第一動(dòng)直線導(dǎo)軌在第一靜直線導(dǎo)軌上往復(fù)滑動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)所述第二動(dòng)靜直線導(dǎo)軌、第二動(dòng)直線導(dǎo)軌及動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌也在X方向上產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述第二動(dòng)直線導(dǎo)軌在第二靜直線導(dǎo)軌上往復(fù)滑動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)所述動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌在Y方向上產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述第一動(dòng)直線導(dǎo)軌和第一靜直線導(dǎo)軌組成X方向的解耦機(jī)構(gòu)，所述第二動(dòng)直線導(dǎo)軌和第二靜直線導(dǎo)軌組成Y方向的解耦機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了 X，Y方向的運(yùn)動(dòng)相互不干涉。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種平面氣浮導(dǎo)軌誤差均化的共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，該共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括設(shè)置有第一動(dòng)直線導(dǎo)軌的第一靜直線導(dǎo)軌、設(shè)置有第二動(dòng)直線導(dǎo)軌的第二靜直線導(dǎo)軌、靜平面氣浮導(dǎo)軌、動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌，所述第二靜直線導(dǎo)軌垂直設(shè)置在第一動(dòng)直線導(dǎo)軌上，所述第二動(dòng)直線導(dǎo)軌的一側(cè)通過(guò)連接機(jī)構(gòu)與動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌連接；所述第一靜直線導(dǎo)軌、第二靜直線導(dǎo)軌、動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌均設(shè)置在靜平面氣浮導(dǎo)軌上方。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
(I)本發(fā)明提出了 X-Y 二維平面內(nèi)的氣體誤差均化原理，更大限度的發(fā)揮氣體誤差均化的效果。
[0008](2)本發(fā)明將二維平面內(nèi)的誤差均化效應(yīng)運(yùn)用到新型共基面并聯(lián)X-Y運(yùn)動(dòng)氣浮平臺(tái)中，可以更好地提高平面導(dǎo)向精度，可以廣泛的應(yīng)用到精密超精密測(cè)量?jī)x器中。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供一種平面氣浮導(dǎo)軌誤差均化的共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)方法的空氣靜壓原理圖。
[0010]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供一種平面氣浮導(dǎo)軌誤差均化的共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0012]如圖1所示，當(dāng)高壓高速氣體在支撐件和被支承件的接觸表面之間高速流過(guò)時(shí)，便產(chǎn)生具有一定壓力的氣膜，把被支承件浮起，只有當(dāng)氣膜厚度h大于兩個(gè)表面的平面度誤差之和時(shí)，被支承件才會(huì)處于懸浮狀態(tài)，達(dá)到純氣體摩擦，氣膜厚度h起到了氣體均化作用，當(dāng)被支撐件在支撐面上移動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于在一個(gè)高剛度高平整度的氣膜上移動(dòng)，氣膜厚度消除了兩工件之間的短周期誤差，從而提高了工件之間的移動(dòng)精度，本發(fā)明是在χ-γ二維平面內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)氣體潤(rùn)滑兼誤差均化效應(yīng)。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例提供一種平面氣浮導(dǎo)軌誤差均化的共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)方法，如圖2所示，該共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括設(shè)置有第一動(dòng)直線導(dǎo)軌I的第一靜直線導(dǎo)軌3、設(shè)置有第二動(dòng)直線導(dǎo)軌7的第二靜直線導(dǎo)軌6、靜平面氣浮導(dǎo)軌2、動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌4，所述第二靜直線導(dǎo)軌6垂直設(shè)置在第一動(dòng)直線導(dǎo)軌I上，所述第二動(dòng)直線導(dǎo)軌7的一側(cè)通過(guò)連接機(jī)構(gòu)5與動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌4連接；所述第一靜直線導(dǎo)軌3、第二靜直線導(dǎo)軌6、動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌4均設(shè)置在靜平面氣浮導(dǎo)軌2上方；
該共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)方法為:當(dāng)高壓高速氣體在靜平面氣浮導(dǎo)軌2和動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌4的接觸表面之間高速流過(guò)時(shí)，產(chǎn)生具有壓力的氣膜把所述動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌4撐起，當(dāng)氣膜厚度h大于兩個(gè)表面的平面度誤差之和時(shí)，所述動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌4會(huì)處于懸浮狀態(tài)，達(dá)到純氣體摩擦；當(dāng)所述動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌4在靜平面氣浮導(dǎo)軌2上移動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于在一個(gè)高剛度高平整度的氣膜上移動(dòng)，氣膜厚度h消除了兩工件之間的短周期誤差，從而提高了平面導(dǎo)軌的移動(dòng)精度，實(shí)現(xiàn)氣浮誤差均化。
[0014]所述共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)方法具體為:所述第一動(dòng)直線導(dǎo)軌I在第一靜直線導(dǎo)軌3上往復(fù)滑動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)所述第二動(dòng)靜直線導(dǎo)軌6、第二動(dòng)直線導(dǎo)軌7及動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌4也在X方向上產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述第二動(dòng)直線導(dǎo)軌7在第二靜直線導(dǎo)軌6上往復(fù)滑動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)所述動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌4在Y方向上產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述第一動(dòng)直線導(dǎo)軌I和第一靜直線導(dǎo)軌3組成X方向的解耦機(jī)構(gòu)，所述第二動(dòng)直線導(dǎo)軌7和第二靜直線導(dǎo)軌6組成Y方向的解耦機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了 X，Y方向的運(yùn)動(dòng)相互不干涉。
[0015]所述連接單元5為柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)，通氣狀態(tài)時(shí)，所述動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌4和靜平面氣浮導(dǎo)軌2之間為完全氣膜接觸。所述動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌4在氣體為潤(rùn)滑介質(zhì)的條件下很好的實(shí)現(xiàn)了二維平面內(nèi)的誤差均化效應(yīng)，提高了平面導(dǎo)向精度。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種平面氣浮導(dǎo)軌誤差均化的共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，如圖2所示，該共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括設(shè)置有第一動(dòng)直線導(dǎo)軌I的第一靜直線導(dǎo)軌3、設(shè)置有第二動(dòng)直線導(dǎo)軌7的第二靜直線導(dǎo)軌6、靜平面氣浮導(dǎo)軌2、動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌4，所述第二靜直線導(dǎo)軌6垂直設(shè)置在第一動(dòng)直線導(dǎo)軌I上，所述第二動(dòng)直線導(dǎo)軌7的一側(cè)通過(guò)連接機(jī)構(gòu)5與動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌4連接；所述第一靜直線導(dǎo)軌3、第二靜直線導(dǎo)軌6、動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌4均設(shè)置在靜平面氣浮導(dǎo)軌2上方。
[0017]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種平面氣浮導(dǎo)軌誤差均化的共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)方法，其特征在于，該共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括設(shè)置有第一動(dòng)直線導(dǎo)軌(I)的第一靜直線導(dǎo)軌(3)、設(shè)置有第二動(dòng)直線導(dǎo)軌(7)的第二靜直線導(dǎo)軌(6)、靜平面氣浮導(dǎo)軌(2)、動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌(4)，所述第二靜直線導(dǎo)軌(6)垂直設(shè)置在第一動(dòng)直線導(dǎo)軌(I)上，所述第二動(dòng)直線導(dǎo)軌(7)的一側(cè)通過(guò)連接機(jī)構(gòu)(5)與動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌(4)連接；所述第一靜直線導(dǎo)軌(3)、第二靜直線導(dǎo)軌(6)、動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌(4)均設(shè)置在靜平面氣浮導(dǎo)軌(2)上方； 該共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)方法為:當(dāng)高壓高速氣體在靜平面氣浮導(dǎo)軌(2)和動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌(4)的接觸表面之間高速流過(guò)時(shí)，產(chǎn)生具有壓力的氣膜把所述動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌(4)撐起，當(dāng)氣膜厚度h大于兩個(gè)表面的平面度誤差之和時(shí)，所述動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌(4)會(huì)處于懸浮狀態(tài)，達(dá)到純氣體摩擦；當(dāng)所述動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌(4)在靜平面氣浮導(dǎo)軌(2)上移動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于在一個(gè)高剛度高平整度的氣膜上移動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面氣浮導(dǎo)軌誤差均化的共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)方法，其特征在于，所述共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)方法具體為:所述第一動(dòng)直線導(dǎo)軌(I)在第一靜直線導(dǎo)軌(3)上往復(fù)滑動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)所述第二動(dòng)靜直線導(dǎo)軌(6)、第二動(dòng)直線導(dǎo)軌(7)及動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌(4)也在X方向上產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述第二動(dòng)直線導(dǎo)軌(7)在第二靜直線導(dǎo)軌(6)上往復(fù)滑動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)所述動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌(4)在Y方向上產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述第一動(dòng)直線導(dǎo)軌(I)和第一靜直線導(dǎo)軌(3)組成X方向的解耦機(jī)構(gòu)，所述第二動(dòng)直線導(dǎo)軌(7)和第二靜直線導(dǎo)軌(6)組成Y方向的解耦機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了 X，Y方向的運(yùn)動(dòng)相互不干涉。3.—種平面氣浮導(dǎo)軌誤差均化的共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，該共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括設(shè)置有第一動(dòng)直線導(dǎo)軌(I)的第一靜直線導(dǎo)軌(3)、設(shè)置有第二動(dòng)直線導(dǎo)軌(7)的第二靜直線導(dǎo)軌(6)、靜平面氣浮導(dǎo)軌(2)、動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌(4)，所述第二靜直線導(dǎo)軌(6)垂直設(shè)置在第一動(dòng)直線導(dǎo)軌(I)上，所述第二動(dòng)直線導(dǎo)軌(7 )的一側(cè)通過(guò)連接機(jī)構(gòu)(5 )與動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌(4)連接；所述第一靜直線導(dǎo)軌(3)、第二靜直線導(dǎo)軌(6)、動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌(4)均設(shè)置在靜平面氣浮導(dǎo)軌(2)上方。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種平面氣浮導(dǎo)軌誤差均化的共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)方法，當(dāng)高壓高速氣體在靜平面氣浮導(dǎo)軌和動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌的接觸表面之間高速流過(guò)時(shí)，產(chǎn)生具有壓力的氣膜把所述動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌撐起，當(dāng)氣膜厚度h大于兩個(gè)表面的平面度誤差之和時(shí)，所述動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌會(huì)處于懸浮狀態(tài)，達(dá)到純氣體摩擦；當(dāng)所述動(dòng)平面氣浮導(dǎo)軌在靜平面氣浮導(dǎo)軌上移動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于在一個(gè)高剛度高平整度的氣膜上移動(dòng)；本發(fā)明還公開(kāi)了一種平面氣浮導(dǎo)軌誤差均化的共基面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，本發(fā)明利用氣體作為均化介質(zhì)，以共基面平面氣浮導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)二維X-Y平面內(nèi)的氣體誤差均化，更大限度發(fā)揮誤差均化效應(yīng)，從而指導(dǎo)實(shí)踐，大大提高氣浮導(dǎo)軌的運(yùn)行精密度。
【IPC分類】B23Q1/38, B25H1/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105149973
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510641040
【發(fā)明人】張君安, 劉錫堯, 劉波, 趙曉龍
【申請(qǐng)人】西安工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年9月30日