一种阻尼可调的精密直驱气浮平台制造技术

本发明专利技术提供了一种阻尼可调的精密直驱气浮平台，平台的气浮左支承机构、气浮右支承机构与大理石底座固定连接，工作台与气浮左支承机构、气浮右支承机构连接；光栅读数头固定安装在工作台侧面，光栅尺与气浮右支承机构固定连接；直线电机安装过渡板连接在工作台的底部，驱动用直线电机动子、阻尼用直线电机动子与直线电机安装过渡板固定连接，驱动用直线电机定子、阻尼用直线电机定子与大理石底座固定连接；本发明专利技术为阻尼可调的高精度定位装置，结构简单，操作方便。

A precise and adjustable precision direct drive air floatation platform

The invention provides a damping adjustable precision direct drive air floatation platform, right supporting mechanism and the supporting mechanism, the left floating marble base platform is fixedly connected with the connection table and the left air support mechanism, air right supporting mechanism; grating reading head is fixed on the side table, the grating is fixedly connected with the air right bearing mechanism; linear motor mounting plate is connected with the transition table at the bottom, driven by linear motor driven, damped linear motor rotor and the motor mounting plate is fixedly connected with the transition, driven by a linear motor stator, damping of linear motor stator and the marble pedestal is fixedly connected; the invention is a high precision adjustable damping device, simple structure, convenient operation.

【技术实现步骤摘要】
一种阻尼可调的精密直驱气浮平台
本专利技术属于精密定位装置领域，具体涉及一种具有阻尼可调功能、可实现高精度定位的气浮平台。
技术介绍
直驱气浮平台是一种高精度定位装置，它采用直线电机驱动、空气轴承支承，直驱气浮平台具有极低摩擦、无爬行、极高运动精度和直线电机驱动的高刚度、宽调速范围、高动态性能的优点，真正地实现了无摩擦和“零传动”，被越来越多地应用到如微纳加工、IC封装、大面板液晶显示器制造和检测、光学扫描检测等领域中。但气浮支承阻尼小，直驱气浮平台是一个易受干扰的低阻尼系统，因此，提高系统的阻尼有利于获得更优良的振动抑制性能和高精度的定位以及高动态性能。目前国内外气浮系统阻尼的提升方法有：改进气浮轴承的结构（CN2208639Y），由于气浮轴承阻尼低是固有特性，该类方法提升阻尼值有限；磁流变液阻尼（CN105650191A）、油膜阻尼，这类外加阻尼器结构较复杂，同时阻尼可调性差，工程应用性不强。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种阻尼可调的精密直驱气浮平台。本专利技术的阻尼可调的精密直驱气浮平台，包含大理石基座、气浮左支承机构、工作台、直线电机安装过渡板、气浮右支承机构、光栅读数头、驱动用直线电机动子、驱动用直线电机定子、阻尼用直线电机动子、阻尼用直线电机定子、光栅尺、第一电阻调节旋钮、第一可调电阻、第二电阻调节旋钮、第二可调电阻、第三电阻调节旋钮、第三可调电阻、阻尼电机线圈线缆；其连接关系是：所述的气浮左支承机构、气浮右支承机构与大理石底座固定连接，工作台与气浮左支承机构、气浮右支承机构连接；光栅读数头固定安装在工作台侧面，光栅尺与气浮右支承机构固定连接；在工作台运动时，通过读数头检测工作台的位置；直线电机安装过渡板连接在工作台的底部，驱动用直线电机动子、阻尼用直线电机动子与直线电机安装过渡板固定连接，驱动用直线电机定子、阻尼用直线电机定子与大理石底座固定连接；第一可调电阻、第二可调电阻、第三可调电阻进行三角型连接，再与阻尼电机线圈线缆连接作为三相负载。阻尼用直线电机安装在工作台底部，与驱动用直线电机平行安装。阻尼用直线电机与采用三角形连接的第一可调电阻、第二可调电阻、第三可调电阻连接。本专利技术的阻尼可调的精密直驱气浮平台，基座实现平台高刚性支撑；左右气浮支承机构安装在基座上，实现工作平台的气浮支承；驱动及阻尼用直线电机的定子安装在基座上，驱动及阻尼用直线电机的动子安装在工作台上，驱动用直线电机用于气浮平台的驱动，阻尼用直线电机与可调电阻实现运动过程中的阻尼。在工作台运动过程中，阻尼用直线电机动子线圈以速度随工作台运动，线圈在磁场中切割磁力线，产生电动势E，电动势施E加到线圈及负载电阻R上会产生电流I，电流I在永磁场B的作用下产生电磁阻力F，电磁阻力F与负载电阻R、运行速度有关，当调节外界负载电阻R值，其阻尼系数会改变。直线电机阻尼力方向与运动方向相反，在运动方向上产生阻尼效果，相当于在运动时的能量能够通过阻尼直线电机进行耗散，这样可快速抑制运动方向的振动。本专利技术通过调节电机动子线圈外接电阻调节电动势产生的电流，从而调节阻尼力，具有阻尼可调、结构简单，操作方便的特点。本专利技术的用于气浮平台阻尼调整的有益效果是：采用气浮支承导轨、直线电机驱动，可实现高动态性能及低速稳定运动，采用直线电机阻尼后，提高了系统的阻尼比，有效的抑制了平台的振动，并且可根据不同的负载调节阻尼，获得最优的振动性能。应用在具有低速稳定性能要求的金刚石飞切机床上有利于提高被加工件的面形精度和表面质量，使被加工零件表面少缺陷、甚至无缺陷。附图说明图1为本专利技术的阻尼可调的精密直驱气浮平台结构主视图；图2为本专利技术的阻尼可调的精密直驱气浮平台侧视图；图中1.大理石基座2.气浮左支承机构3.工作台4.直线电机安装过渡板5.气浮左支承机构6.光栅读数头7.驱动用直线电机动子8.驱动用直线电机定子9.阻尼用直线电机动子10.阻尼用直线电机定子11.光栅尺12.第一电阻调节旋钮13.第一可调电阻14.第二电阻调节旋钮15.第二可调电阻16.第三电阻调节旋钮17.第三可调电阻18.阻尼电机线圈线缆。具体实施方式图1为本专利技术的阻尼可调的精密直驱气浮平台结构主视图，图2为本专利技术的阻尼可调的精密直驱气浮平台侧视图。从图1、2中可以看出，本专利技术的阻尼可调的精密直驱气浮平台包含大理石基座1、气浮左支承机构2、工作台3、直线电机安装过渡板4、气浮右支承机构5、光栅读数头6、驱动用直线电机动子7、驱动用直线电机定子8、阻尼用直线电机动子9、阻尼用直线电机定子10、光栅尺11、第一电阻调节旋钮12、第一可调电阻13、第二电阻调节旋钮14、第二可调电阻15、第三电阻调节旋钮16、第三可调电阻17、阻尼电机线圈线缆18。其连接关系是：所述的气浮左支承机构2、气浮右支承机构5通过螺钉与大理石底座1固定连接，工作台3与气浮左支承机构2、气浮右支承机构5通过螺钉联接，在通入气体后，工作台3可以相对大理石底座1在图1中垂直纸面的方向运动；光栅读数头6通过螺钉安装在工作台3侧面，光栅尺11通过螺钉压紧在气浮右支承机构5上，在工作台3运动时，通过读数头检测工作台的位置；直线电机安装过渡板4通过螺钉连接在工作台3的底部，驱动用直线电机动子7、阻尼用直线电机动子9与直线电机安装过渡板4通过螺钉固定连接，驱动用直线电机定子8、阻尼用直线电机定子10与大理石底座1通过螺钉固定连接，在电机使能情况下，驱动用直线电机动子7与驱动用直线电机定子8之间产生电磁推力，提供精密直驱气浮平台运动动力，在平台运动过程中，阻尼用直线电机动子9与阻尼用直线电机定子10之间产生阻尼力，起到阻尼效果；第一可调电阻、第二可调电阻、第三可调电阻三角型连接，通过阻尼电机线圈线缆连接作为三相负载。本专利技术的用于阻尼调整的工作过程是这样的：在精密直驱气浮平台工作前，通过旋转调节第一电阻调节旋钮13、第一电阻调节旋钮15、第一电阻调节旋钮17实现阻尼电机负载的电阻值调节，在调节过程，采用万用表测量第一电阻14、第二电阻16、第三电阻17的电阻值，保证三相负载电阻值相等，通过调节三相负载电阻值，可以实现精密直驱气浮平台阻尼力的调节，满足不同工作状态下的阻尼要求，三相负载电阻值越小，产生的阻尼力越大。在精密直驱气浮平台工作时，驱动用直线电机动子7与驱动用直线电机定子8之间产生电磁推力，平台产生运动，在运动过程中，阻尼用直线电机动子9与阻尼用直线电机定子10之间产生与速度相关的阻尼力，外部控制器通过光栅读数头6获得光栅位置反馈，然后在阻尼力的作用下进行闭环调节，实现精密位置运动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻尼可调的精密直驱气浮平台，其特征在于：所述的平台包含大理石基座（1）、气浮左支承机构（2）、工作台（3）、直线电机安装过渡板（4）、气浮右支承机构（5）、光栅读数头（6）、驱动用直线电机动子（7）、驱动用直线电机定子（8）、阻尼用直线电机动子（9）、阻尼用直线电机定子（10）、光栅尺（11）、第一电阻调节旋钮（12）、第一可调电阻（13）、第二电阻调节旋钮（14）、第二可调电阻（15）、第三电阻调节旋钮（16）、第三可调电阻（17）、阻尼电机线圈线缆（18）；其连接关系是：所述的气浮左支承机构（2）、气浮右支承机构（5）与大理石底座（1）固定连接，工作台（3）与气浮左支承机构（2）、气浮右支承机构（5）连接；光栅读数头（6）固定安装在工作台（3）侧面，光栅尺（11）与气浮右支承机构（5）固定连接；在工作台（3）运动时，通过读数头（6）检测工作台（3）的位置；直线电机安装过渡板（4）连接在工作台（3）的底部，驱动用直线电机动子（7）、阻尼用直线电机动子（9）与直线电机安装过渡板（4）固定连接，驱动用直线电机定子（8）、阻尼用直线电机定子（10）与大理石底座（1）固定连接；第一可调电阻（17）、第二可调电阻（15）、第三可调电阻（13）进行三角型连接，再与阻尼电机线圈线缆（18）连接作为三相负载。...

【技术特征摘要】
1.一种阻尼可调的精密直驱气浮平台，其特征在于：所述的平台包含大理石基座（1）、气浮左支承机构（2）、工作台（3）、直线电机安装过渡板（4）、气浮右支承机构（5）、光栅读数头（6）、驱动用直线电机动子（7）、驱动用直线电机定子（8）、阻尼用直线电机动子（9）、阻尼用直线电机定子（10）、光栅尺（11）、第一电阻调节旋钮（12）、第一可调电阻（13）、第二电阻调节旋钮（14）、第二可调电阻（15）、第三电阻调节旋钮（16）、第三可调电阻（17）、阻尼电机线圈线缆（18）；其连接关系是：所述的气浮左支承机构（2）、气浮右支承机构（5）与大理石底座（1）固定连接，工作台（3）与气浮左支承机构（2）、气浮右支承机构（5）连接；光栅读数头（6）固定安装在工作台（3）侧面，光栅尺（11）与气浮右支承机构（5）固...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东生，张连新，阳红，王宝瑞，刘有海，宋颖慧，张敏，吕磊，戴晓静，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51