两轴直线伺服气浮工作台的设计与研究

发布时间：2020-08-20 14:56

【摘要】：运动工作台作为数控设备的核心组件,得到了业内的广泛关注。本文设计了一款两轴精密运动工作台,用于轻载的中、小型数控设备中,并可根据精度、负载和测量或加工方式等不同,进行导轨的再设计与电机的重新选型。本文以半导体器件、微小型零件等的几何参数测量机为例,展开设计与分析,为此类工作台的研究做了一些参考性工作。首先,根据拟定的技术要求,确定此工作台为直线电机与气浮导轨相结合的H型布局形式,之后,完成气浮导轨的设计与直线电机的选型,并运用Soldiworks三维软件,实现运动工作台的建模。基于气体润滑理论,运用解析和有限元法分析导轨气膜,得到不同供气情况下压力场分布,完善了节流器布局并开设均压槽,均化压力,提高承载性能。利用FLUENT与MATLAB分别分析润滑参数对刚度与气锤自激的影响,综合考虑刚度与稳定性,提出参数优选意见,为设计出性能优良的气浮导轨提供了有力的依据。对工作台进行静力与模态分析,得到导轨在负载、压力场作用下的变形和工作台的振动特性满足设计要求。针对工作台热变形问题,提出改进方案,结果显示,两种方案均使热变形量明显下降,小于许用变形量,为此类工作台热变形的改善提供了参考。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG659
【图文】：

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a) 静压型导轨 b) 动压型导轨图 1-1 动压与静压导轨原理图外，可将静压导轨、动压导轨与卸荷导轨中的流体卸荷导轨统称为润滑介质的不同可以将其分为气浮润滑导轨与液体润滑导轨。其中液滑介质是润滑油等液体，有着剪切力大、温升快、不环保、结构复便等缺点，使液体润滑导轨在中小型机械设备领域的发展中受到局限滑导轨的润滑介质是气体，在运动过程中是纯气体摩擦，动摩擦系极小或几乎为零。相比其它类型的导轨，气体润滑导轨运动平稳、精度高，寿命更长，维护简单方便，优势非常明显。虽然承载能力相来，在轻载的精密设备当中的应用体现出强大的生命力[11]。内外研究现状概述国外研究现状

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图 1-2 天津大学研制的精密运动工作台哈尔滨工业大学的王立松、董申等研究了一种技术，采用直线电机实现粗动台的移动，电致驱动，在运动行程是 500 mm时，可以达到小于究内容运动工作台为研究对象，以半导体器件、微小设计一款直线伺服气浮工作台。具体研究内容设计。结合国内外研究现状拟定的技术指标，构形式及布局方式，设计气浮导轨并对直线电性能分析。基于气体润滑原理，运用解析与 F下压力场的分布状况，完善了节流器布局并开

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学特性有着影响，进而影响整体的性根据工作台的设计要求，通过对驱动工作台结构。析加工与检测设备的运动执行部分，是，运动工作台由机械运动部件、位移反部件是指机械结构形式与驱动连接方递与变换；位移反馈设备起到检测、作用是接收传感设备的各种运动信号能受其各组成部分共同影响，所以，中体现[7]。

【参考文献】