光波超精密技術研究院——光柵氣浮直線導軌

氣浮導軌是傳動系統(tǒng)運動的基礎，是傳動系統(tǒng)的關鍵部件之一。因其空氣粘滯低、不易爬行、振動小、熱穩(wěn)定性好、不污染環(huán)境等優(yōu)點。因此這次測試裝置采用空氣靜壓導軌進行設計。氣靜壓力導軌是指通過書流器將有一定壓力的空氣輸送到導軌間隙內，利用氣靜壓力使導軌懸浮，在導軌表面之間形成一層極薄的氣膜，而氣膜厚度基本不變的純空氣摩擦滑動導軌。氣浮導軌副由氣浮塊和承導面組成，每個承導面上至少有兩個氣浮塊。壓力為導向器工作時，氣源氣流通過進氣孔受到節(jié)流作用，氣體從進氣孔流出后壓力下降，然后進入承載氣膜，并向四周擴散流動，氣體壓力從承載板外邊界流出，下降到環(huán)境壓力，在承載板與工作臺面之間形成平均厚度為h的氣膜。

光波超精密氣浮導軌——光柵氣浮直線導軌

相同尺寸的空氣軸承，工作時氣膜厚度和節(jié)流孔直徑減少，可使軸承的剛度提高，但如果節(jié)流孔過小，就會給加工制造增加難度，并且容易出現堵塞現象，因此，在空氣軸承的具體設計中，還應考慮使用環(huán)境、加工水平等實際因素?？諝廨S承如果發(fā)生傾斜，氣膜不均勻將降低空氣浮力軸承的剛度，因此在使用時應盡量避免這種現象。氣浮導軌在設計時，可盡可能將同一方向的空氣軸承分散開來。從加工成本和導軌寬度兩個方面考慮，將微結構布局區(qū)長度設置在5mm，微結構布局區(qū)后，仍保持原有的光滑表面。

靜壓氣浮導軌是由氣浮塊、導軌等部件組成。氣浮運動時，氣浮塊與導軌間有壓縮氣體流動形成的氣浮薄膜，這種氣浮薄膜的存在，使氣浮塊與導軌面不直接接觸，減少了摩擦，因而廣泛應用于精密機床、測量機等精密機械。

設備基本配置：裝置主要由高精度花崗石導軌組系統(tǒng)、精密氣浮工作臺系統(tǒng)、移動驅動系統(tǒng)、長導軌電、氣傳輸隨動系統(tǒng)、CCD 影像系統(tǒng)、溫度補償系統(tǒng)。

自動驅動功能和影像測量功能的配置

3、設備的簡單規(guī)格：3.1、精密導軌采用高精度花崗巖組拼接，長度按客戶需求，高精度直線導軌的工作面應無劃傷、裂紋、夾層、銹蝕等影響設備氣浮位移性和設備絕i對穩(wěn)定性的質量缺陷。

導軌直線度：水平方向：0.003 mm/m 4000mm 0.015 mm； 若裝置行程 6 米以上即需要拼接，單根導軌長度 4 米。

3.2 、導軌前端獨立的工作臺（不小于 1000x630）mm，安置備用鑲嵌件（螺紋孔），以放置激光測量系統(tǒng)。

3.3 、主支撐采用專用調整工裝，氣浮支撐調整裝置，每根導軌 3 個，其余采用 5 個輔助千斤頂支撐。3.4、滑動工作臺系統(tǒng)：滑動工作臺為氣浮結構。

3.4.1. 手動方式可實現微調，保證對線及其他定位（自動方式另有方案）。

3.4.2. 氣浮滑動工作臺上具有安裝附件的螺紋孔，便于安裝光學附件及標準  裝置。

3.4.3. 氣吸附滑動工作臺承載能力大于 50 ㎏。

光波超精密——光柵氣浮直線導軌

在移動部件與導軌接觸面相對的一側放置斜鐵是zui常用的調節(jié)方法。圓錐條狀塊狀鐵塊。若滑動件或導軌磨損，接觸面之間產生間隙，可通過調整傾斜鐵片，精i確補償導軌，消除運動件與導軌之間的間隙。

機床廠已開發(fā)出斜鐵自動調節(jié)的專利技術，并被廣泛采用。這種技術的基本原理是使斜鐵保持一個固定的彈簧壓力，一旦移動部件或導軌系統(tǒng)磨損，斜鐵就能自動消除間隙。

滾動式導向是一種直線導向。滾動式直線滑軌是一種滾動式導軌，它由鋼i珠在滑塊和滑軌之間無限滾動，使負載平臺在滑軌上可以輕松地進行高精度的直線運動，其摩擦系數可降低到傳統(tǒng)滾動式導引的1/50，從而可以輕松地達到微米定位精度。

滾動式軌道的優(yōu)點

靈敏度高，其動摩擦因數與靜摩擦因數相差很小，因而運動平穩(wěn)，在低速運動時不易發(fā)生爬行。

定位精度較高，重復定位的精度可以達到0.2微米。

摩擦阻力小，移動輕，磨損小，保持精度高。

滾動式導軌特別適用于要求機床工作部件運動均勻、運動靈敏、定位準確的場合。

滾動式軌道分類

采用滾珠為滾動體，運動靈敏度好，定位準確；但其承載能力和剛度較小，一般通過預緊法來提高承載能力和剛度。為避免因導軌凹陷引起的精度損失，一般采用淬火鋼制作導軌表面。對于運動部件質量不大、切削力不大的數控機床，采用滾珠導軌。

其承載能力和剛度均大于滾珠導軌，但對其安裝要求較高。不好的安裝方式會導致導軌的偏移和側滑，加速磨損，降低精度。當前，數控機床，尤其是大負荷機床，普遍采用滾柱導軌。

靜壓導軌對大負荷運動的潤滑具有良好的效果，對偏心負荷也具有一定的補償作用。比如，某加工機床在加工一個大型砂型箱時，砂型箱正好運動到機床行程的末端，此時靜壓導軌能夠增大油壓，使導軌仍然準確保持水平負載的狀態(tài)。有些臥式鏜銑床也使用這種技術，用于補償深孔加工時主軸轉速的下降。光波超精密——光柵氣浮直線導軌氣浮導軌的幾何精度包括：導軌在垂直面和水平面之間的直線度，導軌面之間的平行度，導軌間的垂直度。

另一種利用油作為介質的導軌是動壓導軌，它與靜壓導軌的區(qū)別在于，它不是利用壓力，而是利用油的粘度來避免移動組件與導軌之間發(fā)生直接接觸。這樣的好處是可以節(jié)省液壓油泵。

空氣也是一種滑動導軌與滑動組件之間的常用介質，它也分為兩種形式，氣動靜壓導軌和氣動動壓導軌，其工作原理與液壓導軌中的靜壓導軌和動壓導軌類似。

氣浮導軌組成部分

(1)導軌座和溜板；

(2)節(jié)流器，如小孔節(jié)流器、毛細管節(jié)流器、、薄膜反饋節(jié)流器等；

(3)供氣系統(tǒng)及調節(jié)裝置。

閉式靜壓導軌具有如下特點：

(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；

(2)氣膜剛度較高，所以對導軌本身的結構的剛度要求比較高；

(3)導軌制造及調整比較復雜；

(4)為了減少功率的損耗，閉式靜壓導軌一般是采用不等面積氣腔的結構。