本實用新型屬于超精密加工機床領域，涉及一種氣浮導軌平臺，具體涉及具有載物補償功能的氣浮導軌平臺。

背景技術：

隨著國防工業(yè)和航天工業(yè)的快速發(fā)展，世界各國尤其是發(fā)達國家對機械加工特別是精密與超精密加工提出了更高要求。高精度導軌作為加工機床的核心部件更是成為了熱門的研究內容。在各類導軌中，氣浮導軌憑借其高精度、低摩擦和潔凈等特點得到了廣泛的關注。然而，要想獲得更高的氣浮導軌運動精度，除了采取一系列措施(如采用高精度軸套、良好的動平衡和優(yōu)化結構等)達到高精度的方案外，另一個比較經濟、有效的方案是在線監(jiān)測氣浮導軌平臺的運動精度，并通過準確控制供氣系統(tǒng)輸入的氣體壓強對監(jiān)測結果實施在線補償，進而實現(xiàn)載物重力補償和提高氣浮導軌平臺運動精度的功能。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種具有載物補償功能的氣浮導軌平臺，將導軌、氣浮軸套和線性位移傳感器集成于一體，形成一套具有實時檢測功能的高精度氣浮導軌平臺系統(tǒng)，能對氣浮導軌平臺進行載物重力補償，提高氣浮導軌平臺的精度。

本實用新型包括供氣模塊、驅動模塊、底座、導軌、氣嘴、載物臺和n個氣浮模塊，n≥4；所述的導軌固定在底座上；所述的氣浮模塊由氣浮軸套、O型密封圈、小孔節(jié)流器、線性位移傳感器和氣浮塊組成；氣浮塊的中心開設有氣浮軸套安裝孔和傳感器安裝孔，氣浮軸套安裝孔的孔壁開設氣嘴安裝孔，傳感器安裝孔的孔壁開設導線孔；氣浮軸套安裝孔內設置氣浮軸套；所述氣浮軸套的兩端與氣浮塊兩端均安裝有O型密封圈；傳感器安裝孔內設置線性位移傳感器，線性位移傳感器的電源線及數(shù)據線從導線孔穿出；線性位移傳感器的檢測面與底座的上表面平行；每個氣浮模塊的氣嘴安裝孔內放置一個氣嘴，供氣模塊給各個氣嘴供氣；載物臺與所有氣浮模塊的氣浮塊頂部均通過螺釘連接，驅動模塊通過絲杠螺母副或帶傳動機構驅動載物臺。

所述的氣浮軸套中心開設的導軌安裝孔與導軌間隙配合；氣浮軸套的外圓面開設有沿軸向布置的多個環(huán)形槽；每個環(huán)形槽底部開設通氣孔組；通氣孔組為沿圓周等角度但不均布的多個通氣孔，氣浮軸套位于下部的通氣孔多于位于上部的通氣孔；通氣孔的內端與氣浮軸套的導軌安裝孔連通；每個通氣孔內設置一個小孔節(jié)流器；所有環(huán)形槽的側部相通，并與氣浮塊的氣嘴安裝孔連通。

所述的供氣模塊包括空氣壓縮機、氣體過濾器、油霧分離器和n個精密減壓閥；空氣壓縮機的輸出口與氣體過濾器的輸入口連通，氣體過濾器的輸出口與油霧分離器的輸入口連通，油霧分離器的輸出口與n個精密減壓閥的輸入口均連通；每個精密減壓閥的輸出口與一個氣嘴的外端連接。

所述的小孔節(jié)流器開設有集氣孔、降壓孔和穩(wěn)壓孔；集氣孔的外端與氣浮軸套上對應的通氣孔外端連通；降壓孔的兩端分別與集氣孔的內端和穩(wěn)壓孔的外端連通；穩(wěn)壓孔的內端與氣浮軸套上對應的通氣孔內端連通。

所述導軌的外圓面、氣浮軸套的導軌安裝孔孔壁、底座的上表面、載物臺的底面以及氣浮塊的上、下表面均為超精密加工面。

本實用新型的有益效果為：

1、本實用新型將導軌、氣浮軸套和線性位移傳感器集成于一體，形成一套具有實時檢測功能的高精度氣浮導軌平臺系統(tǒng)，它能實時獲取氣浮模塊高度信號，并對氣浮導軌平臺的載物臺高度進行實時反饋和補償，提高機床的加工精度。

2、本實用新型的氣浮軸套周向具有不均布通氣孔且與導軌間隙配合，不均布通氣孔中均設有小孔節(jié)流器，能通過改變輸入氣體的壓強來控制平臺的高度；結構緊湊、安裝方便、檢測精度高。

3、本實用新型的環(huán)形槽保證了輸入小孔節(jié)流器的空氣壓強相等且穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構立體圖；

圖2為本實用新型中供氣模塊的流程圖；

圖3為本實用新型中氣浮模塊的爆炸圖；

圖4-1為本實用新型中氣浮塊的示意圖；

圖4-2為圖4-1的A-A剖視圖；

圖5為本實用新型中氣浮軸套的結構立體圖；

圖6為本實用新型中小孔節(jié)流器的剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，一種具有載物補償功能的氣浮導軌平臺，包括供氣模塊、驅動模塊、底座1、導軌2、氣嘴3、載物臺4和n個氣浮模塊5，n≥4；導軌2固定在底座1上。

如圖2所示，供氣模塊包括空氣壓縮機6、氣體過濾器7、油霧分離器8和n個精密減壓閥9；空氣壓縮機6的輸出口與氣體過濾器7的輸入口連通，氣體過濾器7的輸出口與油霧分離器8的輸入口連通，油霧分離器8的輸出口與n個精密減壓閥9的輸入口均連通；每個精密減壓閥9的輸出口與一個氣嘴3的外端連接。

如圖3、4-1和4-2所示，氣浮模塊5由氣浮軸套5-1、O型密封圈5-2、小孔節(jié)流器5-3、線性位移傳感器5-4和氣浮塊5-5組成；氣浮塊5-5的中心開設有氣浮軸套安裝孔和傳感器安裝孔B，氣浮軸套安裝孔的孔壁開設氣嘴安裝孔A，傳感器安裝孔B的孔壁開設導線孔C；氣浮軸套安裝孔內設置氣浮軸套5-1；氣浮軸套5-1的兩端與氣浮塊5-5兩端均安裝有O型密封圈5-2；傳感器安裝孔B內設置線性位移傳感器5-4，線性位移傳感器5-4的電源線及數(shù)據線從導線孔C穿出；線性位移傳感器5-4的檢測面D與底座1的上表面1-1平行。每個氣浮模塊5的氣嘴安裝孔A內放置一個氣嘴3，供氣模塊通過氣嘴3給各個氣浮模塊5供氣；載物臺4與所有氣浮模塊的氣浮塊5-5頂部均通過螺釘連接，驅動模塊通過絲杠螺母副或帶傳動機構驅動載物臺4。

如圖5所示，氣浮軸套5-1中心開設的導軌安裝孔J與導軌2間隙配合；氣浮軸套5-1的外圓面開設有沿軸向布置的多個環(huán)形槽I；每個環(huán)形槽I底部開設通氣孔組；通氣孔組為沿圓周等角度但不均布的多個通氣孔H，氣浮軸套5-1位于下部的通氣孔多于位于上部的通氣孔；通氣孔的內端與氣浮軸套的導軌安裝孔連通；每個通氣孔H內設置一個小孔節(jié)流器5-3；所有環(huán)形槽I的側部相通，并與氣浮塊5-5的氣嘴安裝孔A連通。

如圖6所示，小孔節(jié)流器5-3開設有集氣孔E、降壓孔F和穩(wěn)壓孔G；集氣孔E的外端與氣浮軸套5-1上對應的通氣孔外端連通；降壓孔F的兩端分別與集氣孔E的內端和穩(wěn)壓孔G的外端連通；穩(wěn)壓孔G的內端與氣浮軸套5-1上對應的通氣孔內端連通。

導軌2的外圓面、氣浮軸套5-1的導軌安裝孔J孔壁、底座1的上表面1-1、載物臺4的底面以及氣浮塊5-5的上、下表面均為超精密加工面。

該具有載物補償功能的氣浮導軌平臺的工作原理：

高壓氣體通過氣嘴3進入環(huán)形槽I中；環(huán)形槽I中的高壓氣體分流至各個小孔節(jié)流器5-3的集氣孔E中，經增壓孔F增壓和穩(wěn)壓孔G穩(wěn)壓后噴至導軌2與氣浮軸套5-1的導軌安裝孔J間隙中，形成具有支承能力的壓力氣膜，從而實現(xiàn)氣浮軸套5-1對載物臺4的徑向支承；通氣孔組的通氣孔H對稱設置在氣浮軸套5-1的豎直中性面(豎直方向上過氣浮軸套5-1中心的面)兩側，使得氣浮塊5-5兩側所受徑向力相互平衡；每個通氣孔組的通氣孔H沿圓周等角度分布但下部多于上部，因此可以通過改變供氣模塊提供的氣體壓強來改變氣浮模塊5與底座上表面1-1之間的距離；線性位移傳感器5-4內置于氣浮塊5-5中，其檢測面D與底座1的上表面1-1平行，進而可以實時檢測出氣浮塊5-5與底座上表面的距離，獲取檢測信號后可通過改變單個精密減壓閥9的氣體壓強來單獨調節(jié)每個氣浮塊5-5的高度，從而達到重力補償?shù)哪康模嗫商岣邭飧∑脚_的精度。

以上內容只屬于本實用新型的具體實例，其它與本實用新型原理相似的平臺均在該專利的保護范圍內。