光学气浮隔微振平台技术基本要求.doc

ICS17.020A52备案号：DB23黑龙江省地方标准DB 23/ XXXXXXXXX光学气浮隔微振平台技术基本要求Optical platform with air floating vibration technology basic requirementsXXXX - XX - XX发布XXXX - XX - XX实施黑龙江省质量技术监督局发布DB23/ XXXXXXXXX目次前言III1范围12规范性引用文件13术语和定义14型式与基本参数24.1分类24.1.1控制类型24.1.2平台结构类型24.2基本参数24.2.1供气气源参数24.2.2供电电源参数25技术要求25.1正常工作环境条件要求35.2外观和结构要求35.3固有频率35.4振动传递率35.5平台表面平面度35.6承载35.7平台浮起不感带范围35.8平台浮起稳定时间46检验条件47检验方法47.1外观质量47.2外形尺寸47.3隔振性能指标检验方法47.3.1固有频率检验47.3.2振动传递率：57.4平台浮起不感带57.5平台表面平面度58产品出厂检验59标志、包装和使用说明书59.1标志和标签59.1.1每个产品应有铭牌或相当于铭牌的标志，应清晰、牢固地标明下列内容69.1.2所有标志均应规范、清晰和持久69.2产品使用说明书69.3包装和运输69.3.1包装69.3.2运输7前言本标准编制过程中主要依据GB/T1.1-2009进行。本标准为新制定标准，目前没有与之等同的国际标准、国家标准及行业标准。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准规定了本系列产品生产过程中应共同遵循的基本原则。本标准的目的在于帮助读者对光学气浮隔微振平台标准的使用有一个基本了解。本标准提出并定义了用于光学气浮隔微振平台的通用概念。本标准对制造商进行光学气浮隔微振平台特性评价并提出技术要求有指导意义。本标准对制定光学气浮隔微振平台标准有指导作用。在阅读或使用光学气浮隔微振平台标准时应随时参考本标准。本标准由黑龙江省质量技术监督局提出并归口。本标准负责起草单位：哈尔滨工业大学、国家量仪产品质量监督检验中心。本标准参加起草单位：哈尔滨超精密装备工程技术中心有限公司。本标准主要起草人：谭久彬、王雷、韩正阳。本标准参加起草人：赵勃、崔俊宁、田丰。7光学气浮隔微振平台技术基本要求1 范围本标准规定了光学气浮隔微振平台的术语和定义、型式与基本参数、要求、检验方法、标志与包装等。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 23717.1-2009 机械振动与冲击 装有敏感设备建筑物内的振动与冲击 第1部分：测量与评价。GB/T 23717.2-2009 机械振动与冲击 装有敏感设备建筑物内的振动与冲击 第2部分：分级。GB/T 14412-2005 机械振动与冲击 加速度计的机械安装。GB 50463-2008 隔振设计规范。GB/T 20029仪器、设备用橡胶隔振垫。GB/T 12085.13-2010 光学和光学仪器环境试验方法第13部分：冲击、碰撞或自由跌落与高温、低温综合试验。GB/T 11337-89 平面度误差检测。3 术语和定义JJF1001-2011、GB/T 17163-2008 及International vocabulary of metrology-Basic and generalconcepts and associated terms(VIM)中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1隔振器 vibration isolator具有衰减振动功能的支承元件。3.2阻尼器 damper能量损耗的方法减小振动幅值的装置。3.3振动传递率 vibration transmissibility在正弦扫描振动时，某一频率下振动系统的输出量（力、位移、速度或加速度）与同量纲的输入量的比值。对于非线性隔振系统还应注明振动输入的量级。3.4固有频率 natural frequency由系统本身的质量和刚度所决定的频率。3.5平台浮起不感带 non-operation band of air bearing vibration isolation 平台浮起后各支撑点的高度差。4 型式与基本参数4.1 分类4.1.1 控制类型a) 主动控制类型 设备装置中包含有位移执行器、位移传感器、加速度传感器和气压压力计等；控制系统根据平台台面或地面上的振动信号（幅值、速度或加速度）控制位移执行器抑制振动信号。b) 被动控制类型 设备装置中包含有位移传感器和气动元件等，控制系统依据位移传感器控制气动元件给隔振器冲放气，仅实现平台的浮起与落下功能。4.1.2 平台结构类型a) 平板型平台台体形状为长方体。b) “T”型平台台体横截面为“T”型结构，如图1所示。21 1平台； 2 空气弹簧隔振器图1 “T”型隔振平台示意图4.2 基本参数4.2.1 供气气源参数a) 供气压力范围：0.08MPa 0.90MPa。b) 干燥洁净的压缩空气。4.2.2 供电电源参数交流电源220V，允许偏差：-10% +10%。5 技术要求5.1 正常工作环境条件要求a) 工作环境温度：-10 +40；b) 相对湿度： 5%RH80%RH；c) 大气压压力： 0.08Mpa0.90Mpa；d) 使用环境的其他要求e) 使用环境不应有易燃、易爆的介质，不应有大量的水蒸气和严重的霉菌。5.2 外观和结构要求a) 结构设计美观，便于安装、检修和观察；b) 空气弹簧外表面橡胶无瘤块、裂纹、飞边、气泡和其他缺陷；c) 平台表面均布螺纹孔阵列，表面平整；d) 产品内各部件的安装及装配符合图样和工艺要求；e) 空气弹簧位于平台下方，平台由若干空气弹簧支撑。5.3 固有频率a) 水平固有频率2Hz；b) 垂向固有频率2Hz。光学气浮隔微振平台在额定载荷下的固有频率fn按式（1）计算。 （1）式中：K0 光学气浮隔微振平台空气弹簧刚度，N/m。 M 光学气浮隔微振平台台体及额定载荷的质量，kg。5.4 振动传递率在振动频率2Hz处，光学气浮隔微振平台台面上振动信号幅值相对地面上振动信号幅值振动衰减98%（振动衰减98%2Hz）。 （2）式中： TA 传递率；A 光学气浮隔振平台台面上响应幅值，N、m、m/s、m/s2；A0 地面上响应幅值，N、m、m/s、m/s2。5.5 平台表面平面度平台台面任一100mm100mm面积范围内平面度2m。5.6 承载光学气浮隔微振平台承载200kg。5.7 平台浮起不感带范围不感带范围2mm。5.8 平台浮起稳定时间a) 平台从充气到指定高度后，平台稳定下来可供正常使用，所需要的时间为t1，t1应该30min。b) 平台浮起稳定后，经过一段时间需要补气，补气后平台稳定时间为t2，t220s。6 检验条件检验所需环境条件如下：a) 光学气浮隔微振平台的动态性能（即隔微振性能）应以额定载荷（容差5%）的刚性负载进行检验；b) 环境温度：201；c) 环境湿度：30%RH65%RH；d) 其它要求：电源电压、气源气压与流量等应符合使用说明书的要求，测量装置周围无影响检验的强电磁场。7 检验方法7.1 外观质量用目测的方法观察外观，平台表面是否有划痕；空气弹簧外表面橡胶有无瘤块、裂纹、飞边、气泡以及其它缺陷；平台表面是否平整等。7.2 外形尺寸用钢卷尺测量光学气浮隔微振平台的外形尺寸长宽高。选用的钢卷尺测量精度为（0.3+0.2L）mm，L是以m为单位的长度值；测量范围0mm20000mm。7.3 隔振性能指标检验方法采用加速度传感器，由于振动的幅值通常较小，因此采用的传感器应该具有较高的灵敏度。灵敏度需达到100mV/（m/s2），传感器通频带0.25Hz350Hz。传感器的安放需要依据GB/T 14412的规定执行。7.3.1 固有频率检验光学气浮隔微振平台固有频率检验项目可参考5.3节所示，包括垂向固有频率检验和水平固有频率检验等。a) 垂向固有频率首先将超低频加速度传感器垂直放置在光学气浮隔微振平台台面中央区域；接着对平台表面垂直方向施加激励，使光学气浮隔微振平台自由振荡。开始记录超低频加速度传感器输出信号，直至平台稳定下来。通过对超低频加速度传感器的时域信号进行傅里叶频谱分析，得到频域信号，取信号中最大幅值对应的频率为垂向固有频率fv。b) 水平固有频率首先将超低频加速度传感器横向放置在光学气浮隔微振平台台面中央区域；接着对平台表面水平方向施加激励，使光学气浮隔微振平台自由振荡。开始记录超低频加速度传感器输出信号，直至平台稳定下来。通过对超低频加速度传感器的时域信号进行傅里叶频谱分析，得到频域信号，取信号中最大幅值对应的频率为水平固有频率（水平固有频率分两个方向的水平固有频率fH1、 fH2）。7.3.2 振动传递率：利用基础激振法测出各频率下位移响应幅值X0及基础激振位移幅值u0，按公式（3）计算传递率TA，绘出TA与/n关系曲线，即为传递率曲线: (3)式中：损耗因子。 TA传递率。7.4 平台浮起不感带采用光学隔微振平台本身自带的高度方向的刻度尺或额外在高度方向安装分辨力不低于0.1mm的刻度尺，对超大型气浮隔微振装置的不感带进行检验，所采用的刻度尺可以是光栅尺等形式。使光学隔微振平台开始充气，直到台体完全浮起且进入稳定状态。在此过程中，观察光学隔微振平台的工作状态，其在高度方向具有一个工作区间，在此工作区间内所有空气弹簧保持不充/放气状态，台体处于稳定状态、不进行高度与姿态控制。通过刻度尺读出该工作区间的大小，即为光学隔微振平台的不感带。7.5 平台表面平面度将固定有水平仪的桥板置于被测平台上，按图2所示首尾衔接地拖动桥板，测出被测平面上相邻两点连线相对测量基面的倾斜角，通过数据处理求出平面度误差，数据处理参考GB 11337-89 平面度误差检测。水平仪测量分辨率优于5m/m。1水平仪； 2桥板； 3被测平台图2 平面度测量示意图8 产品出厂检验a) 每台产品均应进行出厂检验；b) 出厂检验项目，应为产品企业标准规定的出厂检验项目；c) 出厂检验的合格判定为全部检验项目合格。9 标志、包装和使用说明书9.1 标志和标签9.1.1 每个产品应有铭牌或相当于铭牌的标志，应清晰、牢固地标明下列内容a) 产品名称和型号；b) 产品规格（需要时）；c) 产品主要技术参数，如平台台体尺寸、承载额定值以及固有频率等；d) 产品出厂编号；e) 产品制造厂名称和商标；f) 产品执行的标准编号（需要时）。9.1.2 所有标志均应规范、清晰和持久9.2 产品使用说明书 产品安装使用说明书一般应提供以下信息：a) 产品型号及名称；b) 产品执行的标准代号及名称；c) 主要用途及适用范围；d) 使用条件；e) 产品主要特点；f) 产品原理、结构及工作特性；g) 主要性能及技术参数；h) 安装、接线、调试方法；i) 运行前的准备及操作方法；j) 软件的安装、操作及维护；k) 故障分析及排除方法；l) 安全注意事项；m) 产品接口、附件及配套情况；n) 维护与保养方法；o) 运输及储存；p) 开箱及检查；q) 质量保证及服务；r) 附图：外形图、安装图、开孔图、原理图和接线图等s) 其它必要的说明。9.3 包装和运输产品的包装方式、包装材料、运输和储存应符合JB/T7828-1995的规定，应有能保证产品各零部件在运输过程中不致遭到脏污、损坏、变形、受潮、腐蚀的措施。对于其中高度传感器、气动元件、电磁阀、加速度传感器、集成电路、主动执行器和