一種空氣靜壓導(dǎo)軌氣浮振動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺的檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種空氣靜壓導(dǎo)軌氣浮振動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺的檢測裝置，屬于精密設(shè)備性能的檢測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體靜壓氣浮導(dǎo)軌具有摩擦功耗低、運(yùn)動(dòng)精度高、低速時(shí)不出現(xiàn)爬行和蠕動(dòng)、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、壽命長、無污染等一系列優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于三坐標(biāo)測量機(jī)、超精密機(jī)床、電子加工、醫(yī)療器械領(lǐng)域。近年來，出現(xiàn)在應(yīng)用于光刻機(jī)超精密氣浮臺平面上的靜壓氣浮軸承，要求具有納米級的運(yùn)動(dòng)定位精度。在實(shí)際使用過程中，從高氣壓氣體的入口至出口的極短時(shí)間內(nèi)，氣體流態(tài)發(fā)生多次改變，從而引發(fā)氣浮塊振動(dòng)。因流態(tài)引發(fā)的氣浮塊的振動(dòng)分為以下兩種形式，其一為微振動(dòng)，它主要是由于氣膜內(nèi)部與支撐臺面之間各點(diǎn)作用力分布不均勻產(chǎn)生的氣膜間隙在平衡位置附近發(fā)生一定微幅值的有規(guī)律的上下或偏擺振動(dòng)，振動(dòng)幅值為幾納米到幾十納米之間，頻率從幾十赫茲到幾千赫茲，對流場反作用不大，是一種穩(wěn)態(tài)振動(dòng)。但是隨著超精密運(yùn)動(dòng)平臺對運(yùn)動(dòng)精度要求的不斷提高，微振動(dòng)已經(jīng)成為制約氣浮支撐技術(shù)發(fā)展的重大問題。其二，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部或者外部受到某種干擾，其頻率與軸承系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，軸承會(huì)出現(xiàn)高頻率的振動(dòng)嘯叫，學(xué)術(shù)界稱為氣錘振動(dòng)現(xiàn)象，氣錘振動(dòng)幅值大，破壞氣膜內(nèi)氣體流態(tài)，嚴(yán)重影響靜壓導(dǎo)軌的使用精度。氣浮導(dǎo)軌這種特有的振動(dòng)現(xiàn)象是制約其提高定位精度、進(jìn)給精度、加工精度、和測量精度的重大問題，測量標(biāo)定振動(dòng)的幅值、頻率、加速度對于提高靜壓導(dǎo)軌的使用精度和從根本上研究解決氣浮振動(dòng)的方法具有重大意義，本專利提出一種空氣靜壓導(dǎo)軌氣浮振動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺搭建與檢測裝置，可以檢測不同類型節(jié)流器的氣浮塊，在不同進(jìn)氣壓力和不同氣膜厚度下的振動(dòng)特性。
[0003]公開號為CN102261984A的中國發(fā)明專利介紹了一種靜壓汽浮軸承振動(dòng)特性的檢測裝置，加載利用安裝在支架上的壓力氣腔和絲杠，該方法導(dǎo)致由于高壓進(jìn)氣氣體引發(fā)的靜壓軸承的振動(dòng)傳遞到系統(tǒng)振動(dòng)，測量振動(dòng)誤差較大。
[0004]相比之下，本專利采用配重塊加載，在加載穩(wěn)定后進(jìn)行振動(dòng)測試，可以有效減小由于負(fù)載變化時(shí)產(chǎn)生的干擾信號對測試結(jié)果的影響，減小測量誤差，提高測量精度，保證測量結(jié)果準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)測量振動(dòng)誤差較大等不足，本實(shí)用新型提供了一種空氣靜壓導(dǎo)軌氣浮振動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺的檢測裝置。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種空氣靜壓導(dǎo)軌氣浮振動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺的檢測裝置，包括隔振平臺1、支撐平臺2、氣浮塊3、氣浮塊進(jìn)氣管4、壓力調(diào)節(jié)閥5、壓力表6、配重塊7、位移傳感器8、壓膜傳感器9、振動(dòng)傳感器I 10、振動(dòng)傳感器II 11、氣膜間隙調(diào)整墊片12、壓片13、過渡板14、支架15、激光干涉儀16、180°反射鏡17、90°反射鏡18、基座19 ;
[0007]所述隔振平臺I安放于基座19上，支撐平臺2放置于水平的隔振平臺I上，壓膜傳感器9固定在支撐平臺2中心位置，壓力調(diào)節(jié)閥5和壓力表6安裝于氣浮塊進(jìn)氣管4上，氣浮塊進(jìn)氣管4安裝于氣浮塊3 —側(cè)，配重塊7放置于氣浮塊3上，過渡板14通過壓片13安裝于配重塊7上，振動(dòng)傳感器I 10與振動(dòng)傳感器II 11分別通過螺紋連接安裝于過渡板14的豎直與水平方向，位移傳感器8固定于支撐平臺2和氣浮塊3上，氣膜間隙調(diào)整墊片12放置于支撐平臺2已經(jīng)刻畫好的位置，180°反射鏡17通過壓片13放置于配重塊7上，90°反射鏡18安裝于支架15上且位于180°反射鏡17正上方，激光干涉儀16安裝在90°反射鏡18 —側(cè)且激光干涉儀16接收器的位置與90°反射鏡18同高，可以保證振動(dòng)特征測量的準(zhǔn)確性。
[0008]所述支撐平臺2為大理石支撐平臺。
[0009]所述配重塊7與氣浮塊3的直徑相同，從而實(shí)現(xiàn)垂直方向上測試裝置的質(zhì)心與其幾何圓心重合，保證該裝置的測試精度。
[0010]所述氣膜間隙調(diào)整墊片12為微米金屬化薄膜(I微米-19微米)。
[0011]本實(shí)用新型的工作原理是:
[0012]在檢測氣膜間隙不同對于微振動(dòng)的影響時(shí)，利用壓力調(diào)節(jié)閥5控制節(jié)流器進(jìn)氣孔壓力，保證每次實(shí)驗(yàn)時(shí)具有相同的進(jìn)氣壓力，添加不同質(zhì)量的配重塊7。在檢測不同進(jìn)氣壓力對微振動(dòng)的影響時(shí)，增加不同的氣膜間隙調(diào)整墊片12控制氣膜間隙，利用壓力調(diào)節(jié)閥5控制節(jié)流器進(jìn)氣孔壓力，保證每次實(shí)驗(yàn)時(shí)具有不同的進(jìn)氣壓力，此時(shí)每次試驗(yàn)應(yīng)配有相同質(zhì)量的配重塊7。在檢測氣膜間隙不同對于氣錘振動(dòng)的影響時(shí)，利用壓力調(diào)節(jié)閥5控制節(jié)流器進(jìn)氣孔壓力，直至靜壓導(dǎo)軌發(fā)出低鳴的嗡嗡聲，保證每次實(shí)驗(yàn)時(shí)具有相同的進(jìn)氣壓力，添加不同質(zhì)量的配重塊7。在檢測不同進(jìn)氣壓力對氣錘振動(dòng)的影響時(shí)，增加不同的氣膜間隙調(diào)整墊片12控制氣膜間隙，利用壓力調(diào)節(jié)閥5控制節(jié)流器進(jìn)氣孔壓力，直至靜壓導(dǎo)軌發(fā)出低鳴的嗡嗡聲，此后試驗(yàn)控制壓力調(diào)節(jié)閥，使壓力不斷增加，此時(shí)每次試驗(yàn)應(yīng)配有相同質(zhì)量的配重塊7。利用位移傳感器8測量大理石支撐平臺2的上表面與氣浮塊3的下表面垂直距離即氣膜間隙厚度，利用壓膜傳感器測量氣膜內(nèi)壓力分布狀況，振動(dòng)傳感器I 10與振動(dòng)傳感器II 11分別測量氣浮塊水平與豎直方向的加速度信號，利用激光干涉儀16測量振動(dòng)的幅值特性。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:壓力調(diào)節(jié)方便，便于通過數(shù)據(jù)觀察進(jìn)氣壓力對振動(dòng)特性的影響；便于實(shí)現(xiàn)不同的氣膜厚度的調(diào)節(jié)，氣膜厚度對微振動(dòng)的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加真實(shí)可靠；裝置工藝簡潔，操作便捷；試驗(yàn)臺整體搭建方便、經(jīng)濟(jì)可行。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型中氣浮塊與氣膜間隙微調(diào)墊片安裝示意圖的俯視圖；
[0016]圖中各標(biāo)號:1_隔振平臺；2_支撐平臺；3_氣浮塊；4_氣浮塊進(jìn)氣管；5_壓力調(diào)節(jié)閥；6_壓力表；7_配重塊；8_位移傳感器；9_壓膜傳感器；10_振動(dòng)傳感器I ;11_振動(dòng)傳感器II ; 12-氣膜間隙調(diào)整墊片；13_壓片；14-過渡板；15_支架；16-激光干涉儀；17-180°反射鏡；18-90°反射鏡；19-基座。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1:如圖1-2所示，一種空氣靜壓導(dǎo)軌氣浮振動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺的檢測裝置，包括隔振平臺1、支撐平臺2、氣浮塊3、氣浮塊進(jìn)氣管4、壓力調(diào)節(jié)閥5、壓力表6、配重塊7、位移傳感器8、壓膜傳感器9、振動(dòng)傳感器I 10、振動(dòng)傳感器II 11、氣膜間隙調(diào)整墊片12、壓片13、過渡板14、支架15、激光干涉儀16、180°反射鏡17、90°反射鏡18、基座19 ;
[0018]所述隔振平臺I安放于基座19上，支撐平臺2放置于水平的隔振平臺I上，壓膜傳感器9固定在支撐平臺2中心位置，壓力調(diào)節(jié)閥5和壓力表6安裝于氣浮塊進(jìn)氣管4上，氣浮塊進(jìn)氣管4安裝于氣浮塊3 —側(cè)，配重塊7放置于氣浮塊3上，過渡板14通過壓片13安裝于配重塊7上，振動(dòng)傳感器I 10與振動(dòng)傳感器II 11分別通過螺紋連接安裝于過渡板14的豎直與水平方向，位移傳感器8固定于支撐平臺2和氣浮塊3上，氣膜間隙調(diào)整墊片12放置于支撐平臺2已經(jīng)刻畫好的位置，180°反射鏡17通過壓片13放置于配重塊7上，90°反射鏡18安裝于支架15上且位于180°反射鏡17正上方，激光干涉儀16安裝在90°反射鏡18 —側(cè)且激光干涉儀16接收器的位置與90°反射鏡18同高。
[0019]所述支撐平臺2為大理石支撐平臺。