光波超精密技術(shù)研究院——超精密機床靜壓氣浮導軌

氣體靜壓導軌的運動部件和支撐部件通過氣膜彼此隔離，當壓縮空氣靜壓導軌和支撐表面之間的空隙中排出時就形成了氣膜。這種氣浮墊通常在一組導軌中放置幾個。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)流器進入氣腔，沿封氣朝向外流動，在封氣面和承導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。負荷增大時，氣膜厚度降低，而負荷增大時，氣膜厚度增加；氣膜既起承壓作用，又起潤滑作用。

光波超精密氣浮導軌——超精密機床靜壓氣浮導軌

空氣靜壓導軌是三坐標測量機實現(xiàn)三維運動測量的重要組成部分。早期研制的三坐標摩擦導軌，大多采用滑動摩擦導軌，因其摩擦阻力大，較易磨損，靜、動摩擦系數(shù)差異較大，且在低速時容易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，已不能滿足測量精度和速度的不斷提高，因而逐漸用空氣靜壓導軌代替滑動摩擦導軌。風壓式導軌摩擦系數(shù)小，運行平穩(wěn)，運動精度高，磨損小，是目前三坐標測量機中使用zui廣泛的一種導軌形式。

空氣靜壓導軌的工作原理空氣靜壓導軌的運動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面之間的空隙排放出來的。這種氣浮墊通常在一組導軌中放置幾個。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)流器進入氣腔，沿封氣朝向外流動，在封氣面和承導面之間形成有承載能力的氣膜。

空氣靜壓導軌的運動部件和支撐部件通過氣膜彼此隔離，當壓縮空氣從氣浮板和支撐表面之間的空隙中排出時就形成了氣膜。這種氣浮墊通常在一組導軌中放置幾個。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)流器進入氣腔，沿封氣朝向外流動，在封氣面和承導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浮起。工況下承載力與載荷處于平衡狀態(tài)，從而產(chǎn)生空氣摩擦。負荷增大時，氣膜厚度降低，而負荷增大時，氣膜厚度增加；氣膜既起承壓作用，又起潤滑作用。

大尺寸精密花崗石氣浮導軌系統(tǒng)作為標準基準工作平臺，主要用于大尺寸測量設(shè)備的示值校準。通過拓展（安裝長度基準器激光或光柵）常應(yīng)用于大尺寸測量設(shè)備（如：激光跟蹤儀）的距離示值校準、空間尺寸測量示值校準、動態(tài)示值校準；激光準直儀的準直精度調(diào)試及校準；手持式激光掃描儀、激光測距儀的定位精度校準；通過安裝影像系統(tǒng)可以實現(xiàn)線紋尺、鋼卷尺等測量儀器和設(shè)備的測試與校準等。

安置設(shè)備的房間的使用面積要求（盡量滿足）：長度實際需求 5 米；寬度≥4 米；高度 3.5 米。

設(shè)備安置房間應(yīng)遠離跑道，周圍無震源，墻體不為外墻，周圍建立防帶。具體要求請建筑設(shè)計人員根據(jù)長距離精密計量及校準防震的通用要求設(shè)計。若該校準實驗室能建于地下是較為理想的（1、能實現(xiàn)大尺寸校準實驗室所需要的穩(wěn)定的環(huán)境溫度要求；2、易于實現(xiàn)大尺寸精密校準所需要的每小時溫度的變化量要求；3、能節(jié)約能源等）。

氣源要求

供氣壓力： >0.7 MPa

耗氣量： 1.5M3/min

氣源的出口溫度：20±4 ℃

推薦：使用空壓機 冷凍干燥機 二級過濾。

溫度要求

溫度要求： 20℃±2℃ (精度校驗應(yīng)滿足 20℃±1℃)

溫度時間梯度：≤0.8℃/小時&≤1℃/24 小時  

溫度空間梯度: ≤0.6℃/m

注意:不應(yīng)受到太陽照射，不應(yīng)靠近暖氣，不應(yīng)靠近進出通道。溫度將會直接影響測量精度及穩(wěn)定性。

濕度要求：

空氣相對濕度： 40%-70%

推薦：現(xiàn)場請至少配備一個高靈敏度干濕溫度計。

注意：過高濕度會導致機器表面、電機凝結(jié)水份，增大測量設(shè)備故障概率降低使用壽命。空調(diào)的進回風系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)繞開精密導軌的主校準測量區(qū)域。

光波超精密——超精密機床靜壓氣浮導軌

滑移導軌的特點是導軌和滑動件之間采用介質(zhì)，介質(zhì)的種類包括固體抗摩擦材料、油和空氣等，因此滑移導軌也分為不同類型。

zui為常見的防摩擦導軌是在運動部件上安裝固體防摩擦材料，如 PVC或銅混和材料，用以降低導軌的摩擦?？鼓Σ列圆牧蠎?yīng)設(shè)計有油槽，以滿足運動部件與導軌表面之間的油潤滑或其他潤滑形式的要求。

應(yīng)用zui廣的是液壓介質(zhì)，其典型代表是靜壓導軌。受壓時，液壓油進入滑動件的溝槽，在滑動件與導軌之間形成一層油膜，將滑動件與導軌隔開，可大大降低滑動件受到的摩擦，從而實現(xiàn)潤滑。

靜壓式導軌對于大載荷下的潤滑有很好的效果，對于偏心載荷也有一定的補償作用。例如，一臺加工機床在加工一臺大型砂型箱時，砂型箱正向機床行程的末端移動，這時靜壓導軌能增大油壓，使導軌精i確地保持水平載荷狀態(tài)。該技術(shù)還被一些臥式鏜銑床用來補償深孔加工時主軸轉(zhuǎn)速的下降。

使用油作介質(zhì)的另一種導軌是動壓導軌，它與靜壓導軌的不同之處在于，它不使用壓力，而是使用油的粘性，以避免動壓部件與導軌直接接觸。這種優(yōu)點是液壓油泵可以節(jié)省。

氣體也是滑動導軌與滑動部件之間的常用介質(zhì)，它又分為靜壓導軌和氣動動壓導軌兩種形式，其工作原理與液壓導軌中的靜壓力導軌和動壓力導軌相似。

可調(diào)性是直線滑動導軌特有的優(yōu)點。依據(jù)導軌的使用情況，直線滑行導軌系統(tǒng)都將配備可調(diào)邊，有一個或多個。因為運動部件要沿直線導軌的側(cè)向運動，必須保證運動部件與導軌的側(cè)向緊密接觸，所以導軌要有可調(diào)節(jié)功能。