氣浮定位平臺是一種用于機(jī)械工程領(lǐng)域的分析儀器,PBA超精密氣浮平臺的主要構(gòu)成部分,包括底座、導(dǎo)軌、氣浮滑塊和頂板等,采用PBA直線電機(jī)驅(qū)動。
超精密氣浮平臺按導(dǎo)軌形式可分為機(jī)械式、磁懸浮式和氣浮式等,它是一個機(jī)電一體化系統(tǒng),是集靜壓氣體導(dǎo)軌技術(shù)、直線驅(qū)動技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、動靜態(tài)特性分析與優(yōu)化、自動控制原理、測試與實(shí)驗分析等多種技術(shù)于一體的綜合技術(shù),其中,控制系統(tǒng)是定位平臺能否實(shí)現(xiàn)高速精度定位的關(guān)鍵。機(jī)械式導(dǎo)軌由于摩擦、死區(qū)等特性難以達(dá)到超精密的定位要求,而磁懸浮式和氣浮式導(dǎo)軌因為沒有摩擦,故能實(shí)現(xiàn)超精密定位。磁懸浮式導(dǎo)軌需要高性能的控制系統(tǒng),制造成本較高,氣浮式導(dǎo)軌則具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕便和設(shè)計靈活等優(yōu)點(diǎn)。超精密氣浮定位平臺在工作中會受到驅(qū)動系統(tǒng)的沖擊力、負(fù)載的慣性力、氣體的脈動力等復(fù)雜載荷的作用,還會受到環(huán)境振動的干擾,對于需要微米、亞微米甚至納米級定位精度的定位平臺,如果其結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性設(shè)計不好,在工作中發(fā)生共振,將嚴(yán)重影響其定位精度。
超精密氣浮定位平臺大多以花崗巖作為氣浮臺主要材料,花崗巖力學(xué)穩(wěn)定性好,經(jīng)過億萬年的天然力學(xué)平衡,其內(nèi)應(yīng)力基本上消失,內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,能夠長期保持較好的穩(wěn)定性?;◢弾r自身形狀受溫度影響非常小,熱膨脹系數(shù)非常小,導(dǎo)熱率也較低,因此對于周圍環(huán)境的要求較低,同時花崗巖易于加工,吸震性好。相對于金屬制品,不用考慮生銹,腐蝕等其他因素的影響??梢缘玫奖容^穩(wěn)定的氣浮機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)壓縮空氣從節(jié)流孔噴出時將超精密加工實(shí)驗臺均勻浮起的懸浮系統(tǒng)。

