光波超精密——靜壓氣動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)軌

根據(jù)檢測(cè)方法的不同，可以對(duì)導(dǎo)軌直線(xiàn)度進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)一般的導(dǎo)軌直線(xiàn)度，通常采用水平儀測(cè)距和橋板測(cè)距兩種方法，根據(jù)得到的一條近似于導(dǎo)軌實(shí)際線(xiàn)的誤差曲線(xiàn)，確定導(dǎo)軌直線(xiàn)度誤差。

但在測(cè)量高精度導(dǎo)軌直線(xiàn)度時(shí)，導(dǎo)軌本身的直線(xiàn)度等級(jí)會(huì)與檢測(cè)工具的直線(xiàn)度等級(jí)達(dá)到一個(gè)數(shù)量級(jí)，此時(shí)使用距法就不能將導(dǎo)軌與工具的直線(xiàn)度誤差分離，這時(shí)就需要一種不使用基準(zhǔn)的高精度測(cè)量方法或技巧來(lái)有效地分離誤差，一般常用的是“直尺反測(cè)誤差分離法”。

光波超精密氣浮導(dǎo)軌廠(chǎng)家——靜壓氣動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)軌

當(dāng)前導(dǎo)軌直線(xiàn)度的常用檢測(cè)方法有：

有基準(zhǔn)測(cè)量：將被測(cè)直線(xiàn)與選定的標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)相比較

無(wú)基準(zhǔn)測(cè)量：在被測(cè)表面上取一定量的測(cè)點(diǎn)，用某種方法處理測(cè)量數(shù)據(jù)

用于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上的導(dǎo)向裝置有：滑動(dòng)導(dǎo)向裝置、滾動(dòng)導(dǎo)向裝置和氣浮導(dǎo)向裝置?；壘雀撸休d能力強(qiáng)，但低速運(yùn)行時(shí)摩擦阻力大，容易產(chǎn)生爬行，也不易在高速下運(yùn)行，有逐漸被氣浮導(dǎo)軌取代的趨勢(shì)。現(xiàn)在大多數(shù)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)都采用安氣靜壓導(dǎo)軌，也叫氣浮式導(dǎo)軌，其優(yōu)點(diǎn)是制作簡(jiǎn)單，精度高，摩擦系數(shù)小，工作平穩(wěn)。地基的實(shí)施結(jié)構(gòu)形式：由建筑設(shè)計(jì)人員根據(jù)精密導(dǎo)軌所在設(shè)備安裝的地質(zhì)條件及必需保持的穩(wěn)定性精度的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造。

基于氣體動(dòng)靜壓效應(yīng)，氣浮導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦、無(wú)振動(dòng)的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。其特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)精i確，清潔無(wú)污染。由于均化誤差的作用，可采用較低的加工精度獲得較高的定位精度。

一般采用伺服驅(qū)動(dòng)、傳感器、閉環(huán)系統(tǒng)的方式實(shí)現(xiàn)高精度位移定位。氣浮導(dǎo)軌廣泛應(yīng)用于測(cè)量?jī)x器和精密機(jī)械中，超精密工作臺(tái)常用的導(dǎo)軌有滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓力導(dǎo)軌等，滾動(dòng)導(dǎo)軌的使用已用多年，滾動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)精度可達(dá)微米級(jí)，摩擦因數(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。氣浮導(dǎo)軌利用空氣的粘性，把外壓縮空氣通過(guò)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。

光波超精密空氣導(dǎo)軌——靜壓氣動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)軌

與普通滾動(dòng)導(dǎo)軌相比，氣浮導(dǎo)軌具有以下優(yōu)點(diǎn)

導(dǎo)軌面之間為氣體潤(rùn)滑，其摩擦系數(shù)極i小(約0.0005左右)，因此可以大大降低傳動(dòng)功率；

由于系非接觸摩擦，所以導(dǎo)軌磨損極i小，壽命長(zhǎng)，可長(zhǎng)期保持制造精度，減少維修工作量；

氣膜具有誤差均化作用，可提高導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)精度；

(4)氣膜厚度與速度幾乎沒(méi)有關(guān)系，即使在非常低的速度下也不會(huì)產(chǎn)生爬行，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)；

(5)在不增加冷卻措施的情況下，幾乎不產(chǎn)生熱量，不發(fā)生粘度變化。

光波超精密技術(shù)研究院——靜壓氣動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)軌

閉式靜壓導(dǎo)軌具有如下特點(diǎn)：

(1)能夠承受正反向的載荷，能夠承受偏載荷以及顛覆力矩的能力比較強(qiáng)；

(2)氣膜剛度較高，所以對(duì)導(dǎo)軌本身的結(jié)構(gòu)的剛度要求比較高；

(3)導(dǎo)軌制造及調(diào)整比較復(fù)雜；

(4)為了減少功率的損耗，閉式靜壓導(dǎo)軌一般是采用不等面積氣腔的結(jié)構(gòu)。

同時(shí)氣浮導(dǎo)軌按安裝特征可以分為平面封閉型、圓筒封閉型、重力平衡型和真空預(yù)載荷型。

光波超精密氣浮導(dǎo)軌——靜壓氣動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)軌

實(shí)踐中，氣浮墊的性能比較復(fù)雜，受多種因素的影響。對(duì)于要求較高精度的氣浮導(dǎo)軌，應(yīng)考慮以下實(shí)際因素：(1)向空氣軸承提供的氣體壓力越大，其承載能力和剛度也越大；風(fēng)門(mén)型式對(duì)氣動(dòng)導(dǎo)軌承載性能的影響程度決定了工作臺(tái)精度和整體承載性能?？偟墓鈮毫κ?.30.6MPa。(2)可通過(guò)增加節(jié)流孔數(shù)量來(lái)提高空氣軸承的承載能力和剛度。通常節(jié)流孔布置在氣浮墊的中間位置。改進(jìn)氣浮軸承的特性，可適當(dāng)調(diào)整氣膜厚度和節(jié)流孔直徑的大小，這種方法既簡(jiǎn)單又有效。

空氣靜壓導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)部件和支撐部件通過(guò)氣膜彼此隔離，當(dāng)壓縮空氣從氣浮板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(guò)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)生空氣摩擦。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；改進(jìn)氣浮軸承的特性，可適當(dāng)調(diào)整氣膜厚度和節(jié)流孔直徑的大小，這種方法既簡(jiǎn)單又有效。氣膜既起承壓作用，又起潤(rùn)滑作用。

大尺寸精密花崗石氣浮導(dǎo)軌系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)工作平臺(tái)，主要用于大尺寸測(cè)量設(shè)備的示值校準(zhǔn)。通過(guò)拓展（安裝長(zhǎng)度基準(zhǔn)器激光或光柵）常應(yīng)用于大尺寸測(cè)量設(shè)備（如：激光跟蹤儀）的距離示值校準(zhǔn)、空間尺寸測(cè)量示值校準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)示值校準(zhǔn)；激光準(zhǔn)直儀的準(zhǔn)直精度調(diào)試及校準(zhǔn)；手持式激光掃描儀、激光測(cè)距儀的定位精度校準(zhǔn)；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。通過(guò)安裝影像系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)線(xiàn)紋尺、鋼卷尺等測(cè)量?jī)x器和設(shè)備的測(cè)試與校準(zhǔn)等。