一种气浮刹车装置、运动装置及气浮刹车装置的控制方法与流程

本发明涉及精密设备，具体涉及一种气浮刹车装置、运动装置及气浮刹车装置的控制方法。

背景技术：

1、在半导体精密设备中，包括滑动配合的移动台和固定台，移动台能够相对固定台上的导向结构移动。现有技术中，移动台与导向结构之间的导向面与刹车面为同一个面，刹车次数过多会对导向面产生磨损，进而影响导向面的精度。

2、同时，由于移动台和固定台是应用于精密设备的，两者之间的位置关系精度要求高，稍有偏移，对后续使用影响很大。当对移动台进行刹车操作时，移动台直接吸附在固定台上，移动台的工作高度发生改变，移动台与固定台的相对位置也随之发生变化；当再次启动时，移动台的位置相较于原来的位置难免有所偏差，很难保证位置精度。若想要保证之前移动台的垂向高度，就需要额外的垂向自由度模块去调节，增加了整个装置的尺寸及生产成本。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种气浮刹车装置、运动装置及气浮刹车装置的控制方法，以避免导向面过度磨损对导向精度产生的影响。

2、为了实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种气浮刹车装置，包括：

3、移动台，具有底板、第一侧板、顶板以及第二侧板；底板、第一侧板、顶板及第二侧板沿顺时针方向上依次连接，以围合形成一闭环空间；底板包括第一表面和第二表面，第一表面与顶板相背离，第二表面与顶板相对；移动台的闭环空间用于套接导向结构，并与导向结构滑动配合；导向结构与第一侧板、第二侧板相对的侧面形成为导向面，与底板相对的底面形成为刹车面；

4、第二导向气浮结构，设置于所述底板上，且所述第二导向气浮结构的气浮面设置于所述底板的第二表面，所述第二导向气浮结构的气浮面上设置有正压区和负压区，所述正压区环绕所述负压区设置，在所述第二导向气浮结构工作时，同时在所述正压区和负压区内通入气体；

5、气浮刹车结构，设置于底板上，并能相对于底板沿垂直于底板的方向上往复浮动，气浮刹车结构的气浮面与导向结构的刹车面相对，通过对气浮刹车结构的气浮面与导向结构的刹车面之间作用力的调整，控制气浮刹车结构的气浮面与导向结构的刹车面的分离或吸附。

6、可选地，气浮刹车装置还包括：

7、至少一对第一导向气浮结构，在一对第一导向气浮结构中，一个第一导向气浮结构设置于第一侧板上，另一个设置于第二侧板上，两个第一导向气浮结构相对设置，且每个第一导向气浮结构的气浮面与导向结构的导向面相对。

8、可选地，两个第一导向气浮结构分别设置于第一侧板及第二侧板的外壁上，且分别与第一侧板及第二侧板固定连接；或者，两个第一导向气浮结构分别设置于第一侧板及第二侧板的内部，第一侧板、第二侧板与导向结构相对的面形成为气浮面。

9、可选地，气浮刹车结构包括：

10、预紧组件，设置于底板内，且自底板的第一表面延伸至底板的第二表面上；

11、柔性连接片，固定设置于底板的第二表面上，并覆盖预紧组件；

12、气浮结构，设置于柔性连接片背离预紧组件的一侧，与柔性连接片固定连接，当气浮结构的气浮面与导向结构相吸附时，预紧组件通过预紧力顶紧柔性连接片上的气浮结构。

13、可选地，预紧组件包括：

14、调节螺杆，沿底板的厚度方向上自底板的第一表面向底板的内部延伸；

15、弹性元件，在底板的内部与调节螺杆的一端接触，并沿底板的厚度方向上向底板的第二表面延伸，至与柔性连接片接触。

16、可选地，底板的第二表面上设置有避空结构，柔性连接片部分覆盖避空结构，气浮结构与避空结构对应设置，且气浮结构在底板的表面的垂向投影位于避空结构内。

17、可选地，避空结构形成为自底板的第二表面向第一表面的方向上凹陷的凹槽；或者，避空结构形成为自底板的第二表面向第一表面贯穿的通孔。

18、可选地，气浮结构的气浮面设置有气浮部及预载部，气浮部上开设有多个气浮孔，气浮孔喷出正压气体向气浮刹车结构与导向结构之间施加推力，通过预载部向气浮刹车结构与导向结构之间施加吸力。

19、可选地，气浮部还包括均压槽，均压槽设置于气浮孔的周围，与气浮孔相连通。

20、可选地，气浮结构的气浮部设置有正压进气接口，气浮结构的预载部设置有负压抽气接口，正压进气接口连接有正压气源，负压抽气接口连接有负压气源。

21、可选地，气浮结构还包括第一控制阀、第二控制阀以及控制器，第一控制阀设置于正压进气接口与正压气源之间，第二控制阀设置于负压进气接口与负压气源之间，控制器与第一控制阀及第二控制阀控制连接。

22、本发明还提供一种运动装置，包括：

23、固定台，具有中间台面以及自中间台面的两端向垂直于中间台面的方向延伸的凸台；

24、导向结构，导向结构的两端分别搭接于凸台上；

25、上述气浮刹车装置，套接于导向结构上，且气浮刹车装置的移动台的底板与中间台面对应平行。

26、可选地，运动装置还包括：

27、驱动装置，具有驱动定子及驱动动子，驱动定子与导向结构固定连接，驱动动子与移动台的顶板固定连接。

28、本发明还提供一种气浮刹车装置的控制方法，控制方法采用上述的运动装置实现，控制方法包括：

29、当接收到移动指令时，控制气浮刹车装置的气浮结构内气浮部的气浮推力大于预载部的预载吸力，使移动台的底板与导向结构的刹车面分离，实现气浮状态；

30、当接收到停止指令时，控制所述气浮刹车装置的气浮结构内气浮部的气浮推力大于预载部的预载吸力，使气浮结构的气浮面在预载吸力的作用下与导向结构的底部相吸附，实现刹车状态；

31、在处于气浮状态或者刹车状态时，控制第一导向气浮结构与第二导向气浮结构的气浮面始终喷出正压气体，以使第一导向气浮结构与导向结构的导向面之间始终保持间距，第二导向气浮结构的气浮面与导向结构之间始终保持间距。

32、与现有技术相比，本发明所述的气浮刹车装置、运动装置及气浮刹车装置的控制方法至少具备如下有益效果：

33、本发明所述的气浮刹车装置包括移动台及气浮刹车结构。移动台的第一侧板、第二侧板与导向结构的侧面相对，使导向结构的侧面形成导向面，气浮刹车结构设置在底板的第二表面上，气浮刹车结构的气浮面与导向结构的底面相对，使导向结构的底面形成刹车面。由此，能够将气浮刹车装置的导向面和刹车面区分开，避免频繁刹车导致的导向面磨损，对导向精度产生的影响。同时，气浮刹车结构在刹车时，移动台与导向结构在xy平面上增加了一个刹车面，也就同时能够抑制移动台在x、y方向上的抖动。

34、并且，由于气浮刹车结构设置在底板上，通过气浮刹车结构的微浮动吸附导向结构的底面可实现刹车，在刹车情况下，不会改变垂向工作高度或工作位置，故不需要额外增加垂向自由度模块再去调整垂向高度，进而保证整个装置尺寸小，成本低。

35、进一步地，移动台的第一侧板和第二侧板上设置有两对第一导向气浮结构，每对第一导向气浮结构分别设置于第一侧板及第二侧板的外壁上，且分别与第一侧板及第二侧板固定连接，第一导向气浮结构能够保证移动台在y方向的位置不变，具有导向作用。在底板的内部设置第二导向气浮结构，并且第二导向气浮结构的气浮面形成在底板的第二表面，无论移动台是处于移动状态还是刹车状态，控制第二导向气浮结构始终处于气浮状态，保证移动台在z方向上位置固定，避免重启时，移动台由于z方向上的位置偏差导致位置精度变差，进而影响检测或者加工时对焦或刀精度。同时，避免增加运动整定时间，影响工作效率。

36、本发明所述的运动装置包括上述气浮刹车装置，气浮刹车装置的控制方法由上述气浮刹车装置完成，同样地也具备上述效果。