一种Z轴位移调节平台及方法与流程

本发明涉及精密光学仪器，具体涉及一种z轴位移调节平台及方法。

背景技术：

1、z轴调节平台作为精密运动控制设备的核心组成部分，主要进行垂直方向（z轴）的高精度位移调节，广泛应用于光学测量、半导体制造、精密加工等多个高端领域，是支撑高端装备制造业向精密化、智能化升级的关键基础部件，逐渐的，对z轴调节平台也提出了更高精度的定位要求。

2、z轴调节平台在结构上多由丝杠和滑轨配合传动调节，丝杠螺纹在加工过程中不可避免地存在螺距误差、牙型半角误差等制造偏差，这些误差在螺纹配合传动中会累积转化为竖直方向的位移偏差，直接影响调节精度，导致回程间隙大、定位误差高，而且由于现有调节平台结构复杂且庞大，不利于在空间有限的工况下工作，同时在长期使用后稳定性及精度都有所下降。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种z轴位移调节平台及方法。

2、一种z轴位移调节平台，包括：滑移单元和升降单元，所述滑移单元包括支撑单元、丝杆和滑移块，丝杆包括光杠部和螺纹部，光杠部安装在支撑单元上，螺纹部与滑移块连接，升降单元沿竖直方向滑动设置在支撑单元上，升降单元的底面与丝杆之间存在夹角，升降单元的底面与滑移块滑动连接，丝杆上还设置有消隙单元用于消除丝杆上螺纹部在传动过程产生的间隙。

3、进一步地，所述消隙单元包括弹簧套和消隙弹簧，弹簧套安装在丝杆上的螺纹部，消隙弹簧安装在弹簧套和滑移块之间。

4、进一步地，所述滑移块上的上块与升降单元的底面平行，滑移块上的下块与水平面平行。

5、进一步地，所述滑移块上设置有第一止转块，第一止转块安装在丝杆上的螺纹部，第一止转块上开设有止转槽口，弹簧套上设置有第二止转块，第二止转块与止转槽口配合安装。

6、进一步地，所述升降单元的底面与丝杆之间的夹角满足：。

7、进一步地，所述升降单元包括上导轨、上滑块和升降块，上滑块滑动安装在上导轨上，上滑块与上块连接，上导轨与升降块连接。

8、进一步地，所述滑移单元还包括下导轨和下滑块，下滑块滑动安装在下导轨上，下滑块与下块连接。

9、进一步地，所述支撑单元包括底板、挡板、轴承和压圈，底板位于丝杆的下方，丝杆的四周及顶部均拼接安装有挡板，底板和挡板连接，轴承的外环安装在挡板上，轴承的内环与丝杆上的光杠部配合安装，压圈安装在轴承和挡板之间，调节平台还包括交叉滚子导轨，交叉滚子导轨安装在升降块和挡板之间。

10、进一步地，所述丝杆上的光杠部上开设有切削平面，切削平面上设置有挡片，丝杆上还安装有手钮，手钮上开设有槽孔，挡片和光杠部配合安装在槽孔上。

11、本发明还包括一种z轴位移调节方法，该方法是基于上述任一项所述的一种z轴位移调节平台所实现的，转动丝杆，螺纹部与滑移块配合带动滑移块沿着丝杆滑动，由于升降单元的底面与丝杆之间存在夹角，滑移块带动升降单元进行竖直方向的位移调节。

12、本发明技术方案，具有如下优点：

13、本发明提供的技术方案中，通过丝杆上的螺纹部与滑移块连接，升降单元的底面与丝杆之间存在夹角，且升降单元的底面与滑移块滑动连接，从而使滑移块带动升降单元进行竖直方向的位移调节，结构简单，调节精度高，竖直方向调节精度小于等于10微米，除此之外，丝杆上还设置有消隙单元用于消除丝杆上螺纹部在传动过程产生的间隙，消隙单元与滑移块和升降单元之间的耦合能有效控制回程间隙和定位误差，即使在长期工作后也能有效保证稳定性及精度。

1.一种z轴位移调节平台，包括：滑移单元和升降单元，其特征在于，所述滑移单元包括支撑单元、丝杆（13）和滑移块（4），丝杆（13）包括光杠部和螺纹部，光杠部安装在支撑单元上，螺纹部与滑移块（4）连接，升降单元沿竖直方向滑动设置在支撑单元上，升降单元的底面与丝杆（13）之间存在夹角，升降单元的底面与滑移块（4）滑动连接，丝杆（13）上还设置有消隙单元用于消除丝杆（13）上螺纹部在传动过程产生的间隙。

2.根据权利要求1所述的一种z轴位移调节平台，其特征在于，所述消隙单元包括弹簧套（5）和消隙弹簧（6），弹簧套（5）安装在丝杆（13）上的螺纹部，消隙弹簧（6）安装在弹簧套（5）和滑移块（4）之间。

3.根据权利要求1所述的一种z轴位移调节平台，其特征在于，所述滑移块（4）上的上块（401）与升降单元的底面平行，滑移块（4）上的下块（402）与水平面平行。

4.根据权利要求2所述的一种z轴位移调节平台，其特征在于，所述滑移块（4）上设置有第一止转块（403），第一止转块（403）安装在丝杆（13）上的螺纹部，第一止转块（403）上开设有止转槽口，弹簧套（5）上设置有第二止转块（501），第二止转块（501）与止转槽口配合安装。

5.根据权利要求1所述的一种z轴位移调节平台，其特征在于，所述升降单元的底面与丝杆（13）之间的夹角满足：。

6.根据权利要求3所述的一种z轴位移调节平台，其特征在于，所述升降单元包括上导轨（8）、上滑块（16）和升降块（7），上滑块（16）滑动安装在上导轨（8）上，上滑块（16）与上块（401）连接，上导轨（8）与升降块（7）连接。

7.根据权利要求3所述的一种z轴位移调节平台，其特征在于，所述滑移单元还包括下导轨（14）和下滑块（17），下滑块（17）滑动安装在下导轨（14）上，下滑块（17）与下块（402）连接。

8.根据权利要求6所述的一种z轴位移调节平台，其特征在于，所述支撑单元包括底板（1）、挡板（2）、轴承（9）和压圈（10），底板（1）位于丝杆（13）的下方，丝杆（13）的四周及顶部均拼接安装有挡板（2），底板（1）和挡板（2）连接，轴承（9）的外环安装在挡板（2）上，轴承（9）的内环与丝杆（13）上的光杠部配合安装，压圈（10）安装在轴承（9）和挡板（2）之间，调节平台还包括交叉滚子导轨（15），交叉滚子导轨（15）安装在升降块（7）和挡板（2）之间。

9.根据权利要求1所述的一种z轴位移调节平台，其特征在于，所述丝杆（13）上的光杠部上开设有切削平面，切削平面上设置有挡片（11），丝杆（13）上还安装有手钮（3），手钮（3）上开设有槽孔（301），挡片（11）和光杠部配合安装在槽孔（301）上。

10.一种z轴位移调节方法，该方法是基于权利要求1~9任一项所述的一种z轴位移调节平台所实现的，其特征在于，转动丝杆（13），螺纹部与滑移块（4）配合带动滑移块（4）沿着丝杆（13）滑动，由于升降单元的底面与丝杆（13）之间存在夹角，滑移块（4）带动升降单元进行竖直方向的位移调节。