机身导轨座组合体是玻璃基板光学检测仪器的承载部件,为光学检测仪器的气浮支承系统、光学检测系统以及运动控制系统等提供安装基础,是确保仪器运行精度的关键。本文根据国家重大仪器开发专项“大型玻璃基板光学检测仪器”任务书下达的有关性能指标要求,对仪器的机身导轨座组合体进行了结构设计与优化,主要研究工作包括:(1)设计了一种双层隔振支承机身导轨座组合体,复合导轨座与底座之间采用空气弹簧隔振支承,导轨选用超精密级不锈钢免润滑滚动导轨,导轨运动采用直线电机驱动,机身与导轨座分别采用优质碳素结构钢和不锈钢材料设计。(2)根据工程力学理论,推导出了简支约束条件下螺钉联结的复合导轨座的弯曲变形方程,以复合导轨座受力弯曲变形≤0.01mm、隔振频率≤2.4Hz以及满足各零件装配要求为目标,确定了复合导轨座的设计模型,对复合导轨座截面尺寸进行了设计计算;利用有限元软件Workbench进行静力学仿真,并对复合导轨座进行结构优化设计;设计了双层隔振支承机身的底座结构。(3)对玻璃基板光学检测仪器工程样机的机身导轨座组合体中的主要部件进行了设计,包括对滚动导轨、直线电机以及空气弹簧等重要零部件进行了选型计算。通过对研制的玻璃基板光学检测仪器工程样机的机身导轨座组合体测试实验,导轨运行直线度≤0.01mm/m,机身隔振频率≤2.4Hz,机身导轨座组合体与气浮支承系统、光学检测系统以及运动控制系统等配合良好。