精密高刚度二维气浮工作台的设计与分析

(西安工业大学机电工程学院， 陕西西安 710021)

引言

随着现代制造工程技术的飞速发展和科学技术的快速进步，我国对机械加工技术及加工精度提出了更高的要求，这也使得精密直驱气体静压导轨组件有了进一步的研究及应用。精密直驱气体静压导轨副是利用气体润滑原理而研制出来的精密机械组件，其将直线电机作为驱动元件，并利用压缩气体产生的压力将动导轨悬浮起来和静导轨实现零接触，因此动静导轨之间没有机械摩擦，同时其借助气膜的气体误差均化作用，能减小导轨表面轮廓误差影响，使其能达到很高的运行直线度。气体静压导轨还能产生很高的气浮力，其结构简单，设计灵活，且由于润滑介质是空气，比较清洁也不会产生发热的现象。所以采用气体静压导轨副作为二维气浮工作台的支撑元件为其实现精密直线运动奠定了技术基础[1-2]。基于方箱的精密高刚度二维气浮工作台是通过对气体静压导轨、气体静压轴承的设计研发以及大量实验检测和调试的经验基础之上，设计的一种拥有高刚度、大承载以及精密运动直线度的二维工作台，具有适应性强、应用场合广、安装维护方便的特点。对用于精密测量、精密加工的精密设备的运动直线精度、承载刚度、运行速度、行程、自动化程度和可靠性等方面都有着重要的指导和借鉴意义。

1 结构设计

1.1 总体方案设计

研究设计的基于方箱的精密高刚度二维气浮工作台主要包括气浮导轨与方箱一体化设计、气动系统设计、驱动系统设计。……