鹿 菡，张君安，冯凌华，卢志伟，刘 波

(西安工业大学 机电工程学院，陕西 西安 710021)

引言

静压气体导轨和直线电机驱动技术的超精密气浮定位工作平台，是以气体作为润滑剂，在工作平台和静止导轨面之间产生气膜，使两者在无接触的情况下实现相对运动的支撑元件[1-2]。静压气体导轨具有结构简单、制造容易和便于推广的特点，且适用于摩擦小、速度快、精度高和无污染的场合[2-3]。因此，静压气浮导轨被广泛应用于空间技术、精密测量设备以及精密、超精密工程等领域。在生产加工过程中，气浮平台常常需要长时间连续工作，而导轨的刚度和耗气量就是气浮平台性能的重要指标[1-4]。本研究的对象为基于方箱的一种高精度、高刚度、大承载的二维气浮工作台[3]；主要针对基于方箱的X-Y高精度高刚度气浮工作台中的两类气浮导轨，采用MATLAB软件分别对整体闭式及开式静压气浮导轨的静态特性进行数值仿真。为了验证数值仿真结果的正确性，选取电感测微仪、砝码等测量设备进行气浮导轨承载力的实验验证。

1 二维气浮工作台物理模型及控制方程

1.1 物理模型

本研究的对象是基于方箱的X-Y高精度高刚度气浮工作台的Y向气浮导轨，气浮工作台总体结构如图1所示[3]。节流器通过钢套镶嵌在花岗岩滑块上，加工好滑块组合装配成气浮导轨，可近似地认为各个气膜面是直接连接的。

1.X轴静导轨 2.方箱 3.光栅 4.Y轴动滑架5.X轴直线电机 6.Y轴直线电机 7.花岗岩平台图1 基于方箱的X-Y气浮工作台总体结构