本发明属于电主轴，具体而言，涉及一种电主轴及电主轴维护方法。
背景技术：
1、电主轴是电动机与主轴融合在一起的产物，电动机的转子即为主轴的旋转部分，理论上可以把电主轴看作一台高速电动机；其中，电气浮主轴作为一种高精度的加工件，被运用在如晶圆薄化等对于精度和承载性能都有较高要求的设备中，作为晶圆薄化等设备中的核心零部件，在加工过程中，对电气浮主轴的端面以及轴向跳动量要求控制在纳米级别。
2、现有的电气浮主轴的精度通常与电气浮主轴中气浮轴承的性能相关，其工作原理是在气浮轴承与相对的运动平面之间形成气膜，气膜将气浮轴承顶起而使其处于悬浮状态，对主轴起到润滑和支撑的作用。气浮轴承在使用过程中需要依靠供气源进行供气，然而供气源中不可避免含有部分微小杂质，长久使用后，容易造成气膜收缩甚至堵塞，降低电气浮主轴的稳定性。
3、基于上述内容，本技术要解决的技术问题是：如何提高电气浮主轴的稳定性。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种电主轴及电主轴维护方法，解决了现有技术电气浮主轴的稳定性较差的问题。本技术方案的技术效果是：提高电气浮主轴的稳定性。
2、本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种电主轴，包括：机壳；转子，所述转子安装于所述机壳内，所述转子在所述机壳内具有转动自由度；定子，所述定子固定安装于所述机壳内，且所述定子套设于所述转子外侧；以及气浮轴承，所述气浮轴承安装于所述机壳内，用于支撑所述转子，所述气浮轴承包括：轴承本体；第一气体通道，所述第一气体通道设置于所述轴承本体上，所述第一气体通道与所述转子之间形成有气膜以承载所述转子；活动件，所述活动件设置于所述轴承本体与所述气膜之间，所述活动件具有活动自由度以调整所述气膜的厚度。
3、可以理解的是，机壳用于装载转子、定子以及气浮轴承，转子在定子的作用下得以旋转，气浮轴承可以与转子之间形成气膜，从而利用气膜承载支撑转子，并且气膜由空气形成，转子的转动摩擦力较小，可以输出较高的转速以满足各种加工设备的需求。其中，气浮轴承内设有第一气体通道，通过设置第一气体通道以通入气体，气体经过转子与气浮轴承的间隙而形成气膜，再由气浮轴承的两侧流出。本技术通过在气浮轴承上设置可活动的活动件，使得转子与活动件之间的间隙可调，从而自由控制气膜的厚度。当气膜收缩或者堵塞时，可以增加活动件与转子的间隙，从而增加该间隙的气流流量，快速将杂质颗粒清除，并且，当气膜厚度过大呈现不稳定时，同样可以减小活动件与转子的间隙，从而减小该间隙的气体流量，以此维持承载稳定性。需要注意的是，活动件优选为平板状或块状，活动件上靠近气膜的一面为平面，以此保证活动件与转子之间的气膜受力均匀。
4、在上述的电主轴中，所述轴承本体内还设有支撑部，所述活动件活动连接于支撑部，且所述活动件与所述支撑部之间形成有腔室，所述腔室连通有第二气体通道，所述第二气体通道可向所述腔室通气或抽气以驱动所述活动件活动。可以理解的是，通过第二气体通道执行通气操作，可以增加腔室的气压，从而利用气压驱动活动件向靠近气膜方向活动以减小气膜厚度；第二气体通过执行抽气操作，可以减小腔室的气压，从而利用气体负压驱动活动件向远离气膜方向活动以增加气膜厚度。
5、在上述的电主轴中，所述活动件与所述支撑部之间通过弹性件连接，所述弹性件以供所述活动件弹性活动。可以理解的是，通过利用弹性件将活动件与支撑部连接，可以防止活动件受到气压作用而脱离轴承本体，并且，弹性件还具有弹性恢复的特性，可以缓冲气压作用。
6、在上述的电主轴中，所述第二气体通道上设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔用于连通所述第二气体通道与所述腔室，所述第二通孔用于连通所述第二气体通道与所述气膜。可以理解的是，气体可经第二气体通道、第一通孔至腔室实现增压，或由腔室至第一通孔、第二气体通道抽出实现减压，气膜处的气体可经过第二通孔、第二气体通道后脱离气浮轴承。
7、在上述的电主轴中，所述第二通孔具有第一状态和第二状态，所述第一状态下，所述第二通孔与所述腔室连通，所述第二状态下，所述第二通孔与所述气膜连通，所述第二通孔的第一状态和第二状态由所述活动件活动切换。可以理解的是，第一状态下，活动件的位置更靠近气膜，气膜厚度较小，活动件相较于第二通孔更远离第一通孔，或者活动件端部封堵第二通孔，保证气膜无法与第二通孔相通，且腔室体积较大；第二状态下，活动件的位置更靠近第一通孔且远离气膜，气膜厚度较大，活动件位于第二通孔与第一通孔之间，保证气膜与第二通孔相通，且腔室体积减小，第二通孔无法与腔室连通。第一状态下，腔室的气体可同时从第一通孔和第二通孔进入第二气体通道，或者仅从第一通孔进入第二气体通道，第二状态下，气膜处的气体经过第二通孔、第二气体通道后排出至轴承本体外。
8、在上述的电主轴中，所述第二通孔的孔径不小于3微米。可以理解的是，当第二通孔的孔径不小于3微米时，可以允许微小杂质颗粒通过，从而进入第二气体通道后排出至气浮轴承外。
9、在上述的电主轴中，还包括转速检测单元，所述转速检测单元作用于所述转子以检测所述转子的转速，且所述第二气体通道外接有控气件，所述控气件与所述转速检测单元通信连接。可以理解的是，控气件用于向第二气体通道通入气体或从第二气体通道抽离气体，控气件的操作取决于转速检测单元的检测信息，当转速检测单元检测到转子的转速为异常时，表征气膜厚度较小或气膜堵塞，需要执行抽离气体操作，当转速检测单元检测到转子的转速为正常时，表征气膜厚度正常，向第二气体通道内注入适量气体后，维持腔室内的气压平衡即可。在一些实施方式中，转速检测单元还可与定子或定子的驱动件通信连接，通过向定子或定子的驱动件发送堵塞信号，从而停止驱动转子转动，避免电主轴卡死损伤。
10、本发明的另一目的还在于提供一种电主轴维护方法，应用于前述的电主轴，具体包括以下步骤：
11、获取转子的转速；
12、基于转子的转速，识别判断气膜状态；
13、根据气膜状态，执行气膜调整操作或正常供气操作，所述气膜调整操作包括：调整活动件的位置。
14、可以理解的是，由于气膜厚度减小，会增加转子的转动摩擦力，从而降低转子的转速，通过获取转子的转速信息，可以判断气膜的状态，基于气膜状态，可以执行不同的操作，如气膜调整操作或正常供气操作。具体的，气膜调整操作可以是调整活动件的位置，从而调整活动件与转子之间的间隙，从而调整气膜厚度。
15、在上述的电主轴维护方法中，所述基于转子的转速，识别判断气膜状态包括：
16、转子的实际转速v≥第一标准转速v1，则确定气膜处于正常状态；
17、转子的实际转速v<第一标准转速v1，则确定气膜处于异常状态；
18、其中，所述异常状态包括气膜收缩和气膜堵塞。
19、可以理解的是，设定一个第一标准转速v1，当气膜处于正常状态下，转子的实际转速v大于等于第一标准转速v1，当气膜处于异常状态下，转子的实际转速v低于第一标准转速v1。异常状态还包括气膜收缩和气膜堵塞两种状况，其中，气膜堵塞是极限情况，转子的实际转速远小于第一标准转速v1，但大于气膜收缩下的转速，在一些实施方式中，也可以设定第二标准转速v2以区法判断是否为气膜收缩或气膜堵塞。
20、在上述的电主轴维护方法中，所述气膜堵塞时，执行以下步骤：
21、调整活动件的位置，以使堵塞颗粒具有脱离气膜的趋势；
22、执行抽气操作，将气膜的堵塞颗粒抽离气浮轴承。
23、可以理解的是，通过调整活动件的位置，以形成一条可供堵塞颗粒脱离气膜的通道，从而具有脱离气膜的趋势，具体的，执行抽气操作可以从第二气体通道抽气，使得堵塞颗粒从第二气体通道脱离。
24、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
25、1、本技术通过在气浮轴承上设置可活动的活动件，使得转子与活动件之间的间隙可调，从而自由控制气膜的厚度，当气膜收缩或者堵塞时，可以增加活动件与转子的间隙，从而增加该间隙的气流流量，快速将杂质颗粒清除，并且，当气膜厚度过大呈现不稳定时，同样可以减小活动件与转子的间隙，从而减小该间隙的气体流量，以此维持承载稳定性；
26、2、本技术利用弹性件将活动件与支撑部连接，可以防止活动件受到气压作用而脱离轴承本体，并且，弹性件还具有弹性恢复的特性，可以缓冲气压作用；
27、3、本技术通过第二通孔与活动件配合，以使第二通孔在第一状态和第二状态之间进行切换，第二状态下，可以将第二通孔与气膜接通，气膜处的堵塞颗粒可被第二气体通道的负压吸入，并从轴承本体外侧排出，降低堵塞清理难度，延长了电主轴的使用寿命；
28、4、本技术通过设置转速检测单元与控气件通信连接，转速检测单元获取转子转速，并发送控气件，配合控气件控制第二气体通道执行抽气/通气操作，保证电主轴工作状态的稳定性。
1.一种电主轴，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电主轴，其特征在于，所述轴承本体(410)内还设有支撑部(440)，所述活动件(430)活动连接于支撑部(440)，且所述活动件(430)与所述支撑部(440)之间形成有腔室(450)，所述腔室(450)连通有第二气体通道(460)，所述第二气体通道(460)可向所述腔室(450)通气或抽气以驱动所述活动件(430)活动。
3.根据权利要求2所述的电主轴，其特征在于，所述活动件(430)与所述支撑部(440)之间通过弹性件(470)连接，所述弹性件(470)以供所述活动件(430)弹性活动。
4.根据权利要求2所述的电主轴，其特征在于，所述第二气体通道(460)上设有第一通孔(461)和第二通孔(462)，所述第一通孔(461)用于连通所述第二气体通道(460)与所述腔室(450)，所述第二通孔(462)用于连通所述第二气体通道(460)与所述气膜(f)。
5.根据权利要求4所述的电主轴，其特征在于，所述第二通孔(462)具有第一状态和第二状态，所述第一状态下，所述第二通孔(462)与所述腔室(450)连通；所述第二状态下，所述第二通孔(462)与所述气膜(f)连通，所述第二通孔(462)的第一状态和第二状态由所述活动件(430)活动切换。
6.根据权利要求4所述的电主轴，其特征在于，所述第二通孔(462)的孔径不小于3微米。
7.根据权利要求2所述的电主轴，其特征在于，还包括转速检测单元(500)，所述转速检测单元(500)作用于所述转子(200)以检测所述转子(200)的转速，且所述第二气体通道(460)外接有控气件(600)，所述控气件(600)与所述转速检测单元(500)通信连接。
8.一种电主轴维护方法，应用于权利要求1-7任意一项所述的电主轴，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的电主轴维护方法，其特征在于，所述基于转子(200)的转速，识别判断气膜(f)状态包括：
10.根据权利要求9所述的电主轴维护方法，其特征在于，所述气膜(f)堵塞时，执行以下步骤：
