[发明专利]一种精密丝杠驱动式环型气体静压导轨

说明书

本发明一种精密丝杠驱动式环型气体静压导轨，包括气体静压导轨条，分别设置在气体静压导轨条上部和两侧的气体静压导轨溜板，下部的气体静压导轨下溜板，设置在气体静压导轨条上的精密丝杠传动装置，以及连接在两侧的气体静压导轨溜板上的传动支架；精密丝杠传动装置包括由伺服电机驱动的精密丝杠，与精密丝杠配合的精密丝杠螺母，以及固定设置在精密丝杠螺母上的丝杠螺母连接座；精密丝杠平行于环型气体静压导轨设置，丝杠螺母连接座垂直于精密丝杠向上设置；传动支架上端固定有两个球型顶紧块，两个球型顶紧块的球面正对，与丝杠螺母连接座形成沿导轨运动方向的双向点接触，精密丝杠两端连接的伺服电机座和轴承座分别固定在气体静压导轨条上。

技术领域

本发明属于超精密制造装备领域，涉及光学元件加工中的超精密铣削、研抛加工机床，具体为一种精密丝杠驱动式环型气体静压导轨。

背景技术

制造业是国民经济的支柱产业，而超精密加工技术又是制造业发展的最重要牵引。超精密铣削、磨削作为超精密加工技术中的很重要一环，气体静压导轨副是超精密加工机床中保证加工精度的核心部件之一，要求部件高精度、高稳定性、经济性等。

目前在高端光学加工工艺中采用的超精密铣削机床主要用超精密气体静压导轨实现元件的铣削进给，不过基本都采用的是直线电机来驱动的，而在超精密研抛加工机床主要用传统的滑动导轨来实现修整和测量运动，对技术人员的经验依赖较大，目前已经向智能化发展，已经有小部分前沿单位已经开始采用超精密气体静压导轨来实现具有高要求的研抛加工机床，也采用的是直线电机来驱动的。直线电机本身具有高速度、高灵敏性、行程不受限等优点，但由于直线电机极容易受到端部效应、负载变化的影响，造成系统的不稳定和性能的下降；且使用成本较高，需要高端数控系统、光栅闭环控制，本身价格贵，限制超精密铣削机床、研磨机床的推广使用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种精密丝杠驱动式环型气体静压导轨，精度高，可靠性高，推广性强，抗干扰能力强。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种精密丝杠驱动式环型气体静压导轨，包括气体静压导轨条，分别设置在气体静压导轨条上部和两侧的气体静压导轨溜板，设置在气体静压导轨条下部的气体静压导轨下溜板，设置在气体静压导轨条上的精密丝杠传动装置，以及连接在两侧的气体静压导轨溜板上的传动支架；所述的气体静压导轨下溜板和气体静压导轨溜板组装形成气体静压导轨滑动副，与气体静压导轨条环抱形成一副环型气体静压导轨；所述的精密丝杠传动装置包括由伺服电机驱动的精密丝杠，与精密丝杠配合的精密丝杠螺母，以及固定设置在精密丝杠螺母上的丝杠螺母连接座；精密丝杠平行于环型气体静压导轨设置，丝杠螺母连接座垂直于精密丝杠向上设置；所述的传动支架上端固定有两个球型顶紧块，两个球型顶紧块的球面正对，与丝杠螺母连接座形成沿导轨运动方向的双向点接触，精密丝杠两端连接的伺服电机座和轴承座分别固定在气体静压导轨条上。

优选的，两个球型顶紧块间的间隙比丝杠螺母连接座被顶紧侧的厚度略大，且双向点接触的位置仅单向顶紧。

优选的，气体静压导轨滑动副环抱气体静压导轨条后，各向间隙小于10μm。

优选的，气体静压导轨下溜板上对称设置有多个气体静压导轨圆形气浮块固定套，与气体静压导轨圆形气浮块固定套通过螺纹固定的圆形气浮块顶紧块，以及设置在气体静压导轨下溜板内侧沿导轨方向呈直线放置的多个气体静压导轨圆形气浮块；

所述的气体静压导轨圆形气浮块包括圆形气浮块固定板和圆形气浮块节流块；圆形气浮块固定板的内侧设置圆形气浮块节流块，与气体静压导轨下溜板的气体接口连通，外侧通过设置的球窝与对应的圆形气浮块顶紧块顶紧配合；气体静压导轨圆形气浮块与气体静压导轨条下端面形成间隙配合。

进一步，圆形气浮块节流块为圆形，一面开有多个环槽和一个中心圆槽，圆槽和环槽彼此间通过多个沿圆径向均布的长槽相连通，此面与圆形气浮块固定板内侧的凹槽粘接，另一面呈平面作为静压面。