精密氣浮定位平臺的主要部件，包括底座、導(dǎo)軌、氣浮滑塊和頂板，由直線電機(jī)驅(qū)動。定位平臺的懸掛工作原理是將一定壓力的壓縮空氣引入供氣通道，氣體通過節(jié)流孔在氣浮滑塊與導(dǎo)軌及底座的相對表面形成約10μm的氣膜，產(chǎn)生一定的浮力。




 

　　空氣膜支撐空氣滑動滑塊和由頂板組成的滑動臺以進(jìn)行一維直線運(yùn)動。當(dāng)懸浮力與實驗平臺的重量平衡時，運(yùn)動平臺處于穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)。當(dāng)氣浮滑塊隨著系統(tǒng)負(fù)載變化或外部干擾時，系統(tǒng)通過改變氣浮滑塊與導(dǎo)軌之間的間隙來改變懸浮力以實現(xiàn)再平衡，具有一定的自調(diào)節(jié)能力?？諝饽ぶ慰諝饣瑒踊瑝K和由頂板組成的滑動臺以進(jìn)行一維直線運(yùn)動。

　　滑臺由氣浮導(dǎo)軌和頂板組成。它是一種精密定位部件，它承載需要精確定位的部件或工具，并且標(biāo)尺的讀取頭也安裝在頂板的側(cè)面，因此它也必須設(shè)計成高剛性。因此，利用三維建模軟件Pro/E的參數(shù)化建模方法構(gòu)造零件的三維模型，通過修改三維零件的結(jié)構(gòu)特點，使機(jī)構(gòu)的空間布局合理化，以滿足裝配和制造的要求。然后將該模型引入ANSYS，對所設(shè)計的平臺進(jìn)行靜力和動力分析，找出最佳設(shè)計參數(shù)的組合，進(jìn)行有限元模態(tài)分析，檢查其動剛度，并分析相關(guān)參數(shù)對結(jié)構(gòu)剛度的影響。其影響最終使超精密氣浮定位平臺滿足動態(tài)剛度要求。

　　通過仿真分析和實驗驗證方法，研究了小孔節(jié)流靜壓空氣軸承的幾何參數(shù)對軸承性能的影響，得到了軸承承載力高、剛度小、氣體流量小的幾何參數(shù)的合理比例。同時，給出了軸承設(shè)計的簡便方法，并預(yù)測軸承是否存在超音速氣流。氣浮導(dǎo)軌是由氣體作為潤滑劑支撐的導(dǎo)軌。它具有承載力高、剛度高、速度快、精度高、無摩擦、無污染等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于精密機(jī)械中。

　　氣浮導(dǎo)軌作為氣浮平臺系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其孔口直徑、節(jié)流閥分布、油膜厚度等與導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的承載力、剛度和穩(wěn)定性密切相關(guān)。為了避免大的浮面和大量的孔，導(dǎo)軌的加工難度和制造成本增加，內(nèi)部氣體流出導(dǎo)軌的時間，以及導(dǎo)致導(dǎo)軌被卡住的灰塵、熱變形和外力的危險增加，需要節(jié)流孔。優(yōu)化了直徑、數(shù)量、分布和膜厚，使導(dǎo)軌性能滿足要求，氣浮面積和孔數(shù)最小。仿真結(jié)果表明，計算結(jié)果是可靠的。空氣承軌的承載能力受到壓力和扭矩的影響。滿足設(shè)計要求。

　　氣浮工作臺由直線電機(jī)直接驅(qū)動，大大提高了機(jī)床的加工能力，適應(yīng)了高精度、高速設(shè)備的發(fā)展需求，已成為高精度、高速技術(shù)研究的熱點。直線驅(qū)動高速精密氣浮平臺要求定位精度高、運(yùn)行速度快、運(yùn)行穩(wěn)定。氣浮導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和運(yùn)動控制性能影響氣浮平臺的定位性能、速度和加速度運(yùn)動特性。穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。對于氣浮導(dǎo)軌，摩擦阻尼小，容易產(chǎn)生振動。

　　通過調(diào)節(jié)控制器中的速度回路參數(shù)，并在位置環(huán)中加入差動控制，以改善系統(tǒng)的阻尼，提高了平臺的性能。速度環(huán)采用極點配置，并加入適當(dāng)?shù)那梆佈a(bǔ)償，以獲得較高的加速度和定位精度。