De 6 factoren waarmee u rekening moet houden voor een perfecte nanopositionering
Als je nog niet eerder een nanopositioneringssysteem hebt gebruikt, of al een tijdje reden hebt gehad om er een te specificeren, dan is het de moeite waard om de tijd te nemen om enkele van de belangrijkste factoren te overwegen die een succesvolle aankoop zullen garanderen.Deze factoren zijn van toepassing op alle toepassingen in industriële precisieproductie, wetenschap en onderzoek, fotonica en satellietinstrumentatie.
1. Constructie van apparaten voor nanopositionering
De wetenschap van nanopositionering, met een uitzonderlijke resolutie in het nanometer- en subnanometerbereik, en responspercentages gemeten in minder dan milliseconden, hangt fundamenteel af van de stabiliteit, precisie en herhaalbaarheid van de mechanische en elektronische technologie die in elk systeem wordt gebruikt.
De eerste sleutelfactor waarmee rekening moet worden gehouden bij het kiezen van een nieuw systeem, moet daarom de kwaliteit van het ontwerp en de fabricage zijn.Precisie-engineering en aandacht voor detail zullen duidelijk zijn, wat tot uiting komt in de constructiemethoden, gebruikte materialen en de lay-out van onderdelen zoals podia, sensoren, bekabeling en buigingen.Deze moeten zo zijn ontworpen dat ze een robuuste en solide constructie vormen, die vrij is van buiging en vervorming onder druk of tijdens beweging, interferentie door externe bronnen of omgevingseffecten zoals thermische uitzetting en samentrekking.
Het systeem moet ook worden geconstrueerd om aan de eisen van elke toepassing te voldoen;de omstandigheden waaronder een systeem dat wordt gebruikt voor de optische inspectie van halfgeleiderwafels, zal bijvoorbeeld totaal andere werkingscriteria hebben dan een systeem dat bedoeld is voor gebruik in gebieden met ultrahoog vacuüm of hoge straling.
2.Het bewegingsprofiel
Naast het begrijpen van de vereisten van de toepassing, is het ook belangrijk om rekening te houden met het bewegingsprofiel dat nodig zal zijn.Hierbij dient rekening gehouden te worden met:
De vereiste slaglengte voor elke bewegingsas
Het aantal en de combinatie van bewegingsassen: x, y en z, plus kantelen en kantelen
De snelheid van reizen
Dynamische beweging: bijvoorbeeld de noodzaak om in beide richtingen langs elke as te scannen, de vereiste van een constante of getrapte beweging, of het voordeel van het direct vastleggen van beelden;dwz terwijl het aangesloten instrument in beweging is.
3.Frequentierespons
Frequentierespons is in wezen een indicatie van de snelheid waarmee een apparaat reageert op een ingangssignaal bij een bepaalde frequentie.Piëzosystemen reageren snel op commandosignalen, waarbij hogere resonantiefrequenties zorgen voor snellere responssnelheden, grotere stabiliteit en bandbreedte.Er moet echter worden erkend dat de resonantiefrequentie voor een nanopositioneringsapparaat kan worden beïnvloed door de toegepaste belasting, waarbij een toename van de belasting de resonantiefrequentie vermindert en dus de snelheid en nauwkeurigheid van de nanopositioner.
4. Settling en stijgtijd
Nanopositioneringssystemen verplaatsen extreem kleine afstanden, met hoge snelheden.Dit betekent dat de insteltijd een cruciaal element kan zijn.Dit is de tijd die nodig is voordat beweging tot een acceptabel niveau is gedaald voordat vervolgens een afbeelding of meting kan worden gemaakt.
Ter vergelijking: stijgtijd is het verstreken interval voor een nanopositioneringsfase om tussen twee commandopunten te bewegen;dit is normaal gesproken veel sneller dan de bezinkingstijd en, belangrijker nog, omvat niet de tijd die nodig is om de nanopositioneringsfase te bezinken.
Beide factoren zijn van invloed op de nauwkeurigheid en herhaalbaarheid en moeten in elke systeemspecificatie worden opgenomen.
5.Digitale controle
Het oplossen van de uitdagingen van frequentierespons, samen met instel- en stijgtijden, hangt grotendeels af van de juiste keuze van de systeemcontroller.Tegenwoordig zijn dit uiterst geavanceerde digitale apparaten die integreren met nauwkeurige capacitieve detectiemechanismen om uitzonderlijke controle te produceren bij positienauwkeurigheden van minder dan een micron en hoge snelheden.
Onze nieuwste Queensgate-snelheidsregelaars met gesloten lus gebruiken bijvoorbeeld digitale notch-filtering in combinatie met nauwkeurig mechanisch podiumontwerp.Deze aanpak zorgt ervoor dat de resonantiefrequenties consistent blijven, zelfs bij significante belastingsveranderingen, terwijl snelle stijgtijden en korte stabilisatietijden worden geboden - die allemaal worden bereikt met uitstekende niveaus van herhaalbaarheid en betrouwbaarheid.
6. Pas op voor specificatie!
Houd er ten slotte rekening mee dat verschillende fabrikanten er vaak voor kiezen om systeemspecificaties op verschillende manieren te presenteren, waardoor het moeilijk kan zijn om elkaar te vergelijken.Bovendien kan een systeem in sommige gevallen goed presteren op bepaalde criteria – meestal de criteria die door de leverancier worden gepromoot – maar slecht functioneren op andere gebieden.Als deze laatste niet cruciaal zijn voor uw specifieke toepassing, zou dit geen probleem moeten zijn;het is echter evengoed mogelijk dat als ze over het hoofd worden gezien, ze een nadelige invloed kunnen hebben op de kwaliteit van uw latere productie- of onderzoeksactiviteiten.
Onze aanbeveling is altijd om met verschillende leveranciers te praten om een evenwichtig beeld te krijgen alvorens te beslissen over het nanopositioneringssysteem dat het beste aan uw behoeften voldoet.Als toonaangevende fabrikant, die al jaren nanopositioneringssystemen ontwerpt en produceert, waaronder podia, piëzo-actuatoren, capacitieve sensoren en elektronica, geven we altijd graag advies en informatie over de verschillende nanopositioneringstechnologieën en -apparaten die beschikbaar zijn.
Posttijd: 22 mei 2023