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Übersicht

PIglide Luftlager-Technologie

Nanometer Präzision, Bewegung in mehreren Achsen

  • Reibungslose Präzision
  • Scannen mit konstanter Geschwindigkeit
  • Hohe Führungsgenauigkeit
  • Aktive Führungsfehler-Kompensation
Funktionsprinzip

Funktionsprinzip

Ein magnetischer Direktantrieb und hochauflösende, berührungslos messende Nanometrologie-Encoder können eine luftgelagerte bewegte Plattform innerhalb weniger Nanometer linear oder weniger Bogensekunden rotatorisch positionieren. Ist die mechanische Reibung minimiert, tritt kein Hystereseeffekt oder Umkehrspiel auf. Die Bewegung  wird so in höchstem Maße wiederholbar, wodurch diese Positioniersysteme  ideal für Aufgaben in Inspektionssystemen oder der Präzisionsfertigung geeignet sind.

Eigenschaften

Eigenschaften

Luftlager eliminieren Reibungseffekte in der Führung für Präzisions-Positioniersysteme. Bewegungsauflösung und Wiederholgenauigkeit können innerhalb der Sensorauflösung erzielt werden. Ähnliche Eigenschaften werden durch Festkörpergelenke (Flexures) erreicht, wie sie PI in piezobasierten Nanopositioniersystemen einsetzt werden, allerdings nur für Stellwege bis zu etwa einem Millimeter.

Scannen mit konstanter Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit kann stabil auf weniger als 0,01 % geregelt werden, da keine mechanischen Elemente in der Führung den gleichmäßigen Verlauf der Bewegung beeinflussen. Davon profitieren Anwendungen wie Sensortests, Tomografie, Waferscanning und Oberflächeninspektion. 

Hohe Führungsgenauigkeit

Lineare Luftlager besitzen eine hohe Geradheit und Ebenheit im Bereich von wenigen 100 oder gar 10 Nanometern und Verkippungswerte unterhalb einer Bogensekunde. Darüber hinaus ist die Wiederholgenauigkeit der Bewegung entsprechend hoch. Das garantiert optimale technische Voraussetzungen für Anwendungen in Inspektionssystemen für Optiken oder Halbleiter oder in der Medizintechnik.

PI Air Bearing Operating Principle
Der Schlitten hebt ab und ist frei beweglich. Gegenkräfte zwischen einem druckbeauftragten Luftfilm und einem Vakuumbereich sorgen für die Vorspannung
PI Air Bearing Operating Principle
Der Schlitten zentriert sich lateral und schaltet in den Servomodus. Gegenkräfte von der linken und rechten Luftlagerungen sorgen für die Vorspannung
Fehlerkompensation

Aktive Führungsfehler-Kompensation

Fehlerkompensation

PI hat im System des PIglide HS Planarscanner einen Algorithmus zur aktiven Kompensation von Führungsfehlern um die Z-Achse implementiert. Dazu besitzen die X- und die Y-Achse eine getrennte Ansteuerung und eine getrennte Positionsregelung für lineare und rotatorische Bewegungen. 

  • Verbesserte dynamische Linearität
  • Einfaches Mappen der Fehler
  • Entkoppelte Bewegung ohne Matritzen
  • Flexibles Design mit bis zu 1° Rotationswinkel

Das Mappen und Ausgleichen der Fehler kann für folgende Achsen vorgenommen werden:

  • Eine Achse (Geradheit und Gieren) für Planarscanner
  • Bewegte Achse (Geradheit und Gieren) für einachsige Versteller mit zwei Direktantrieben
  • XY-Orthogonalität für Planarscanner

Anpassungsfähigkeit

PI liefert optimalen Service für die kundenspezifische Auslegung von luftgelagerten Positioniersystemen. Dafür stehen Entwicklertools, eigene, anpassbare Antriebs- und Sensortechnologien sowie geeignete Fertigungstechnologien zur Verfügung.

PI Air Bearing Aktive Führungsfehler-Kompensation
Die Ankopplung der oberen Achse ermöglicht eine lateral Entkopplung bis zu ±0,5 Grad ohne auf die Gesamtsteifigkeit des Systems zu verzichten
Produkte

Produkte

Die PIglide Produktlinien werden derzeit federführend von PI in den USA entwickelt und auf die spezifischen Anforderungen angepasst:

  • Linearversteller
  • Drehversteller
  • XY-Planarscanner
  • Lineare und Drehlager ohne Antrieb
  • Halbkugel-Lager
  • Luftgelagerte Spindeln

Die Anpassungen können auch für internationale Industriekunden vorgenommen werden. PI bedient mit der PIglide Technologie sowohl die Industrie als auch Forschungsbereiche.

>> zum PI USA Produktportfolio

PI PIglide Planar Scanner
PIglide Planarscanner
PIglide RB: Lineares Luftlager
Reibungsfrei, ideal für Positionierung, Scanning, Metrologie
PIglide LC Linearversteller mit Luftlager
Hochleistungs-Nanopositioniersystem mit günstigem Preis
PIglide AT1 Linearversteller mit Luftlager
Hochleistungs-Nanopositioniertisch mit kleiner Bauform
PIglide AT3 Linearversteller mit Luftlager
Hochleistungs-Nanopositioniertisch
PIglide MB Miniatur-Linearversteller mit Luftlager
Hohe Leistung, Reinraum-kompatibel, anpassbar
PIglide LC Linearversteller mit Luftlager
Hochleistungs-Nanopositioniersystem mit günstigem Preis
PIglide HS Planarscanner mit Luftlager
XY Positioniersystem mit 1 nm Auflösung
PIglide HB: Hemisphärisches Luftlager
Reibungsfrei, ideal für rotatorische Bewegung auf drei Achsen
PIglide Filter und Druckregler
Zubehör für Luftlager und Luftlagertische

Erfahrung mit Luftlagertechnologie

PI greift mit dem neuen Geschäftsfeld in den USA auf insgesamt 200 Mannjahre Erfahrung zurück, wenn es um die Entwicklung und Fertigung von Luftlagern geht. PI kann daher hochpräzise, luftgelagerte Positionierversteller und Motion-Control-Systeme kundenspezifisch anpassen und anbieten.  Seit vier Jahrzehnten bietet PI Positioniersysteme mit piezokeramischer oder klassischer Antriebstechnik an. Die neuen Möglichkeiten, großhubige Systeme mit Luftlagern auszustatten, sind daher eine logische Ergänzung der Produktportfolios.

Downloads

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Brochure: PIglide Air Bearing Technology
Nanometer Precision, Multi-Axis Motion, Standard and Custom Design
Pdf 2.3 M BRO46E
Whitepaper: Air Bearings: When to Use and When to Avoid in Your Motion Application
All Positioning Stages are not Created Equal. Author: Matt Reck, PI
Pdf 2.7 M WP4003 2015-09