光波超精密——直線花崗石氣浮導(dǎo)軌

該微結(jié)構(gòu)能有效地應(yīng)用于超精密機(jī)床的動(dòng)靜導(dǎo)軌表面，可有效地降低氣浮導(dǎo)軌間隙內(nèi)高速氣體的流動(dòng)阻力，提高機(jī)床定位精度和系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)速度。以計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法(CFD)為基礎(chǔ)(Computational fluid dynamics, CFD)，應(yīng)用雷諾平均方程和帶旋流修正的k-：湍流模型，建立了導(dǎo)軌微結(jié)構(gòu)表面流體動(dòng)力減阻分析模型，并結(jié)合流場(chǎng)分析和阻力分析，尋找符合氣浮導(dǎo)軌功能要求的微結(jié)構(gòu)表面。本文研究了導(dǎo)軌表面微溝槽的形狀和幾何特征參數(shù)對(duì)減阻效果的影響規(guī)律，并通過識(shí)別各種因素對(duì)減阻效果的影響規(guī)律，分析了矩形、 V形、 U形、 V形、Space-V形等四種微結(jié)構(gòu)表面形態(tài)，確定了z適ui合超精密機(jī)床氣浮導(dǎo)軌減阻要求的微溝槽形狀。然后，通過研究導(dǎo)軌氣浮表面微結(jié)構(gòu)減阻功能表面的幾何特性(構(gòu)型、尺寸、形狀、位置等)對(duì)減阻的影響規(guī)律，對(duì)氣浮導(dǎo)軌微結(jié)構(gòu)功能表面的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

光波超精密空氣導(dǎo)軌——直線花崗石氣浮導(dǎo)軌

氣浮式導(dǎo)軌利用空氣的粘性，把外壓縮空氣通過節(jié)流器引入導(dǎo)軌和滑塊之間的間隙，形成具有超高剛度的氣膜間隙，使負(fù)載得以平穩(wěn)運(yùn)行i。

氣浮式導(dǎo)軌電子制造設(shè)備工業(yè)中超精密測(cè)量和實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，如光刻機(jī)、貼片機(jī)等納米和亞微米工業(yè)磨擦系數(shù)接近零，永i不磨損。

持久的精i確度，出廠精i確度即永i久精i確度

導(dǎo)向器永i不磨損，因此不存在售后問題，無需返修，更不用全套更換。

精i確度永不丟失，導(dǎo)軌無需人工校正，補(bǔ)償。

計(jì)量準(zhǔn)確。由于氣膜剛度大、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、振幅小、振動(dòng)頻率接近，所以可以完全避免和消除高精度測(cè)量中振動(dòng)對(duì)測(cè)量精度的影響，摩擦力小，低速運(yùn)動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生爬行抖動(dòng)現(xiàn)象。隨動(dòng)電機(jī)快速性好，適應(yīng)頻繁啟停測(cè)試要求

使用直線導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)：省去全套壓縮空氣設(shè)備和氣動(dòng)控制組件，成本更低，適合使用在無氣源環(huán)境中；剛性更好，承載能力更強(qiáng)；比普通球軸承受單個(gè)滾珠疵點(diǎn)影響更小，且具有一定勻差效果

使用直線式球?qū)к壍娜秉c(diǎn)：由于鋼球和導(dǎo)軌的原因，測(cè)量機(jī)的測(cè)量精度略低，摩擦系數(shù)大，另外其安裝、調(diào)整找正對(duì)整機(jī)性能的影響也較大。

本發(fā)明均采用氣浮軸承，使移動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)不受磨擦，其原理是從氣浮塊的小孔中噴出壓縮空氣，在氣浮塊與導(dǎo)軌之間形成一定厚度的氣膜，該氣膜使移動(dòng)軸的每軸運(yùn)動(dòng)不受磨擦，保證了三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的正常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和測(cè)量精度。氣浮塊的正常漂浮狀態(tài)對(duì)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的正常工作至關(guān)重要。

空氣潤(rùn)滑直線軸無摩擦和無滯滑運(yùn)動(dòng)的氣浮軸承，這些系統(tǒng)以高精度、極重復(fù)精度和同步性著稱.每一個(gè)獨(dú)立的軸可提供導(dǎo)軌覆蓋層，或在我們的ez-2485無摩擦平衡缸上作為 z軸操作.我們的氣體潤(rùn)滑軸承交叉軸臺(tái)和多軸系統(tǒng)也可配直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，并可根據(jù)您的應(yīng)用，通過導(dǎo)軌覆蓋層，使其免受污垢和灰塵的侵襲.氣體潤(rùn)滑軸承軸還可用于極高加速和速度的應(yīng)用.這些系統(tǒng)可作為一個(gè)綜合設(shè)備應(yīng)用于您的控制系統(tǒng)，或通過通訊接口作為獨(dú)立設(shè)備安裝內(nèi)部控制系統(tǒng)。

光波超精密技術(shù)研究院——直線花崗石氣浮導(dǎo)軌

氣體靜壓導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)部件和支撐部件通過氣膜彼此隔離，當(dāng)壓縮空氣靜壓導(dǎo)軌和支撐表面之間的空隙中排出時(shí)就形成了氣膜。這種氣浮墊通常在一組導(dǎo)軌中放置幾個(gè)。圖1為普通氣浮墊片工作原理圖。潔凈、干燥、恒壓的壓縮空氣從氣源向外通過節(jié)流器進(jìn)入氣腔，沿封氣朝向外流動(dòng)，在封氣面和承導(dǎo)面之間形成有承載能力的氣膜。在密封面處，氣腔承載力之和將氣浮墊和與其連接的平臺(tái)浮起。工況下承載力與載荷處于平衡狀態(tài)，從而產(chǎn)生氣體摩擦。負(fù)荷增大時(shí)，氣膜厚度降低，而負(fù)荷增大時(shí)，氣膜厚度增加；氣膜既起承壓作用，又起潤(rùn)滑作用。

光波超精密氣浮導(dǎo)軌——直線花崗石氣浮導(dǎo)軌

空氣靜壓導(dǎo)軌是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)實(shí)現(xiàn)三維運(yùn)動(dòng)測(cè)量的重要組成部分。早期研制的三坐標(biāo)摩擦導(dǎo)軌，大多采用滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌，因其摩擦阻力大，較易磨損，靜、動(dòng)摩擦系數(shù)差異較大，且在低速時(shí)容易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，已不能滿足測(cè)量精度和速度的不斷提高，因而逐漸用空氣靜壓導(dǎo)軌代替滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌。風(fēng)壓式導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，運(yùn)行平穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)精度高，磨損小，是目前三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)中使用zui廣泛的一種導(dǎo)軌形式。

空氣靜壓導(dǎo)軌的工作原理空氣靜壓導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)部件和承載部件通過氣膜相互隔離，氣膜是在壓縮空氣從氣浮器和承導(dǎo)面之間的空隙排放出來的。這種氣浮墊通常在一組導(dǎo)軌中放置幾個(gè)。圖1為普通氣浮墊片工作原理圖。潔凈、干燥、恒壓的壓縮空氣從氣源向外通過節(jié)流器進(jìn)入氣腔，沿封氣朝向外流動(dòng)，在封氣面和承導(dǎo)面之間形成有承載能力的氣膜。

氣浮導(dǎo)軌副由氣浮塊和承導(dǎo)面組成，每個(gè)承導(dǎo)面至少有兩個(gè)氣浮塊，氣浮塊與承導(dǎo)面間隙中氣體壓力 p的分布狀態(tài)能左右氣浮塊的性能。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到：供氣量一定時(shí)，氣浮塊所受負(fù)荷增大，氣浮厚度減?。划?dāng)負(fù)荷減少時(shí)，氣浮厚度增大。

高精度工作臺(tái)常用導(dǎo)軌有滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓力導(dǎo)軌等，滾動(dòng)導(dǎo)軌的使用已有多年歷史，滾動(dòng)導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)精度可達(dá)微米級(jí)，摩擦系數(shù)可降至0.002~0.003。滾動(dòng)式導(dǎo)軌具有滾動(dòng)摩擦阻力小，不存在爬行漂浮現(xiàn)象，但其摩擦系數(shù)大，抗沖擊性能差，運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，使用壽命低等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中還存在不足。

機(jī)導(dǎo)是傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，也是傳動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一.由于空氣粘性低，不易爬行、振動(dòng)小、熱穩(wěn)定性好、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，因此本試驗(yàn)裝置采用空氣靜壓導(dǎo)軌設(shè)計(jì).空氣靜壓導(dǎo)軌是將具有一定壓力的空氣通過節(jié)流器送入導(dǎo)軌間隙，通過靜壓使導(dǎo)軌懸浮起來，在導(dǎo)軌面之間形成一層極薄的氣膜，氣膜厚度基本保持恒定。