CN102817915A

CN102817915A - 大型精密转台气浮组件

Info

Publication number: CN102817915A
Application number: CN2012103212807A
Authority: CN
Inventors: 黎启胜; 张瑞杰; 张映梅; 卢永刚; 王云; 刘伟; 贾晓英
Original assignee: General Engineering Research Institute China Academy of Engineering Physics
Current assignee: General Engineering Research Institute China Academy of Engineering Physics
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2012-12-12

Abstract

本发明公开了一种大型精密转台气浮组件，包括气浮支架及套装于该气浮支架上的气浮轴套，所述气浮支架包括立筒及设置于立筒底部的承座；所述气浮轴套包括底座及设置于底座上的轴筒；所述轴筒套装于所述立筒外，所述底座置于所述承座上；所述承座的顶面和所述立筒的筒壁上设置有内外相通的出气孔，所述承座上设置有内外相通的进气孔，所述出气孔和所述进气孔相通。使用时，高压气体从进气孔进入，从出气孔排出，所以在气浮支架与气浮轴套之间形成一层具有刚性的气膜，既能通过气浮轴套承载大型重物，又能实现气浮轴套相对于气浮支架的无摩擦或小摩擦转动，并使气浮轴套不会发生转动偏心，保持被承载物平稳转动。

Description

大型精密转台气浮组件

技术领域

本发明涉及一种大型转台的附属设备，尤其涉及一种能够承载大型重物且能保持平稳转动的大型精密转台的气浮组件。

背景技术

转台设备现已广泛应用于制造业，如数控液压转台等。转台设备中能够承载大型重物的为大型转台。

在现有大型转台中，多采用简单机械装置作为旋转装置，如轴承连接装置，这些传统的旋转装置在承载工件重量较小时没有问题，但在承载大型重物时，这种装置就容易出现故障，如：由于被承载物难以保持与轴承设备在重心上的同轴，导致无法使承载物平稳移动，如旋转中的离心现象；由于承载物很重，所以旋转装置中的旋转接触面之间的摩擦也较大，导致磨损比较严重，轻者缩短旋转装置的寿命，重者在旋转过程中出现安全事故。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能够承载大型重物且能保持平稳转动的大型精密转台的气浮组件。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明包括气浮支架及套装于该气浮支架上的气浮轴套，所述气浮支架包括立筒及设置于立筒底部的承座；所述气浮轴套包括底座及设置于底座上的轴筒；所述轴筒套装于所述立筒外，所述底座置于所述承座上；所述承座的顶面和所述立筒的筒壁上设置有内外相通的出气孔，所述承座上设置有内外相通的进气孔，所述出气孔和所述进气孔相通。

在气浮支架的立筒外壁与气浮轴套的轴筒内壁之间、气浮支架的承座上面与气浮轴套的底座下面之间共同形成一个腔体，所述腔体的空隙极小，一般不到一毫米，甚至小至几十微米。使用时，重型工件安装在气浮轴套上，进气孔与高压恒压供气装置的出气管连接；高压气体从进气孔进入，从所述气浮支架的立筒圆周外表面和承座上表面喷出，在上述腔体内形成一层具有刚性的气膜，所述气模既能使气浮轴套承载大型重物，又能实现气浮轴套相对于气浮支架的无摩擦或小摩擦转动，并使气浮轴套不会发生转动偏心，保持被承载物平稳转动。

具体地，所述出气孔为多个，均匀分布于所述承座的顶面和所述立筒的筒壁上，所述进气孔为多个且分布于所述承座的侧面。

所述出气孔与所述进气孔之间的相通结构有两种：

其一，所有的所述出气孔和所述进气孔均相通；其二，每一个所述进气孔与多个所述出气孔为一个气流通道，同一个气流通道内的进气孔和出气孔相通。这两种结构均能实现同样的功能，应用中根据高压恒压供气装置的气压选择合适的结构。

进一步，所述气浮组件还包括光栅连接环、圆环光栅、读数支架和读数头，所述光栅连接环安装于所述轴筒的上端，所述圆环光栅安装于所述光栅连接环的上端，所述光栅连接环上和所述圆环光栅上均匀设置有多个上下方向且相互对应的光孔；所述读数支架安装于所述立筒的上端，所述读数头安装于所述读数支架上，所述读数头的位置与所述圆环光栅上的光孔的位置相对应。

应用中，读数头的信号输出端与中央控制器的感应信号输入端连接。读数头通过读数支架安装在立筒上，处于静止状态；圆环光栅通过光栅连接环安装在轴筒上，处于旋转运动状态。由于圆环光栅上有均匀分布的光孔，所以读数头能够感应到光孔的位置，并将此信号传输给中央控制器，中央控制器根据该信号计算出轴筒的精确旋转角度，并通过旋转驱动装置控制气浮轴套实现高精度旋转。

作为优选，所述读数头为有源光传感器。

本发明的有益效果在于：

本发明通过气浮轴套套装于气浮支架外面的结构，并在气浮支架上设置进气孔和出气孔，从而在气浮支架与气浮轴套之间形成一层具有刚性的气膜，实现了大型重物承载和无摩擦或小摩擦转动，并保持被承载物平稳转动；

本发明将读数头通过读数支架安装在立筒上，将具有均匀分布光孔的圆环光栅通过光栅连接环安装在轴筒上，实现了读数头对圆环光栅的精确感应，从而获得轴筒的精确旋转角度，并通过旋转驱动装置控制气浮轴套实现高精度旋转，达到对重物工件的高精度旋转控制的目的。

附图说明

图1是本发明所述气浮支架、读数头和读数支架的立体装配图；

图2是本发明所述气浮轴套、圆环光栅和光栅连接环的立体装配图；

图3是本发明所述气浮组件的主视图；

图4是图3中的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步具体描述：

如图1、图2、图3和图4所示，本发明包括气浮支架、读数支架2、读数头1、气浮轴套、光栅连接环8和圆环光栅7，所述气浮轴套套装于所述气浮支架上的，所述气浮支架包括立筒3及设置于立筒3的底部的承座5，读数支架2安装于立筒3的上端，读数头1安装于读数支架2上；所述气浮轴套包括底座10及设置于底座10上的轴筒9，光栅连接环8安装于轴筒9的上端，圆环光栅7安装于光栅连接环8的上端，光栅连接环8上和圆环光栅7上均匀设置有多个上下方向且相互对应的光孔；读数头1的位置与圆环光栅7上的光孔的位置相对应；轴筒9套装于立筒3外，底座10置于承座5上；承座5的顶面和立筒3的筒壁上设置有内外相通的出气孔4，承座5上设置有内外相通的进气孔6，出气孔4和进气孔6相通；读数头1为有源光传感器。

如图1所示，出气孔4为多个，均匀分布于承座5的顶面和立筒3的筒壁上，进气孔6为多个且分布于承座5的侧面；承座5的俯视图外形可以为圆形、方形等对称形状。

结合图1，出气孔4与进气孔6之间的相通结构有两种：

其一，所有的出气孔4和进气孔6均相通；其二，每一个进气孔6与多个出气孔4为一个气流通道，同一个气流通道内的进气孔6和出气孔4相通。这两种结构均能实现同样的功能，应用中根据为进气孔6提供气压的高压恒压供气装置（图中未示出）的气压选择合适的结构。

如图3和图4所示，在气浮支架的立筒3的外壁与气浮轴套的轴筒9的内壁之间、气浮支架的承座5的上面与气浮轴套的底座10下面之间共同形成一个腔体，该腔体的空隙极小，一般不到一毫米，甚至小至几十微米，所以图中也未示出。

应用中，重型工件（图中未示出）安装在气浮轴套上，进气孔6与高压恒压供气装置（图中未示出）的出气管连接；读数头1的信号输出端与中央控制器（图中未示出）的感应信号输入端连接。高压气体从进气孔6进入，从该气浮支架的立筒3的圆周外表面和承座5的上表面喷出，在上述腔体内形成一层具有刚性的气膜（图中未示出），该气模对气浮轴套提供向上的支撑力，以及轴向的束缚力，既能使气浮轴套承载大型重物，又能实现气浮轴套相对于气浮支架的无摩擦或小摩擦转动，并使气浮轴套不会发生转动偏心，保持被承载物平稳转动。

读数头1通过读数支架2安装在立筒3上，处于静止状态；圆环光栅7通过光栅连接环8安装在轴筒9上，处于旋转运动状态。由于圆环光栅7上有均匀分布的光孔，所以读数头1能够感应到光孔的位置，读到穿过的光脉冲数，形成脉冲信号，并将此信号传输给中央控制器，中央控制器根据该信号计算出轴筒9的精确旋转角度，并通过旋转驱动装置（图中未示出）控制气浮轴套实现高精度旋转，从而达到对重物工件的高精度旋转控制的目的。

Claims

1.一种大型精密转台气浮组件，其特征在于：包括气浮支架及套装于该气浮支架上的气浮轴套，所述气浮支架包括立筒及设置于立筒底部的承座；所述气浮轴套包括底座及设置于底座上的轴筒；所述轴筒套装于所述立筒外，所述底座置于所述承座上；所述承座的顶面和所述立筒的筒壁上设置有内外相通的出气孔，所述承座上设置有内外相通的进气孔，所述出气孔和所述进气孔相通。

2.根据权利要求1所述的大型精密转台气浮组件，其特征在于：所述出气孔为多个，均匀分布于所述承座的顶面和所述立筒的筒壁上，所述进气孔为多个且分布于所述承座的侧面。

3.根据权利要求2所述的大型精密转台气浮组件，其特征在于：所有的所述出气孔和所述进气孔均相通。

4.根据权利要求2所述的大型精密转台气浮组件，其特征在于：每一个所述进气孔与多个所述出气孔为一个气流通道，同一个气流通道内的进气孔和出气孔相通。

5.根据权利要求1所述的大型精密转台气浮组件，其特征在于：所述气浮组件还包括光栅连接环、圆环光栅、读数支架和读数头，所述光栅连接环安装于所述轴筒的上端，所述圆环光栅安装于所述光栅连接环的上端，所述光栅连接环上和所述圆环光栅上均匀设置有多个上下方向且相互对应的光孔；所述读数支架安装于所述立筒的上端，所述读数头安装于所述读数支架上，所述读数头的位置与所述圆环光栅上的光孔的位置相对应。

6.根据权利要求5所述的大型精密转台气浮组件，其特征在于：所述读数头为有源光传感器。