PIglide Luftlager-Technologie

Nanometer Präzision, Bewegung in mehreren Achsen

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

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

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 eingesetzt werden, allerdings nur für Stellwege bis zu etwa zehn 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.


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 Matrizen
  • 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.

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 des Produktportfolios.

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Produkte

PI A-65x
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A-65x PIglide HB: Hemisphärisches Luftlager

Reibungsfrei, ideal für rotatorische Bewegung auf drei Achsen

  • Reinraumtauglich
  • Geringe Trägheit
  • Durchmesser bis zu 300 mm
  • Rotationsfreiheit in drei Richtungen
  • Lasten bis zu 635 kg
  • Kippbereich bis zu ±45°
  • Betriebsdruck von 30 bis 90 bar
  • Ideal für Satellitenlagenregelung und Simulation der Schwerelosigkeit
PI A-121
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A-121 PIglide AT1 Linearversteller mit Luftlager

Hochleistungs-Nanopositioniertisch mit kleiner Bauform

  • Ideal für Scan-Anwendungen oder Positionieren mit hoher Präzision
  • Reinraumtauglich
  • Kundenspezifische Anpassungen möglich
  • Größe der bewegten Plattform 115 mm × 115 mm
  • Niedrige Bauhöhe 60 mm
PI A-141
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A-141 PIglide MB Miniatur-Linearversteller mit Luftlager

Hohe Leistung, Reinraum-kompatibel, anpassbar

  • Tischgröße 57 mm x 83 mm
  • Bauhöhe 38 mm
  • Stellwege bis zu 40 mm
  • Max. Nutzlast 3,5 kg
  • Kontaktlose vorgelastete Luftlager
  • Eisenloser Cogging-freie Linearmotor
  • Integrierter optischer Linearencoder
  • Auflösungen bis zu 20 nm
  • Geschwindigkeit bis zu 0,5 m/sec
  • Beschleunigung bis zu 0,75 g
A311 IS XY Planar Stage
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A-311 PIglide IS: XY-Planarscanner mit Luftlager

Kompaktes XY-Hochleistungs-Nanopositioniersystem

  • Ideal für Scan-Anwendungen oder Positionieren mit hoher Auflösung
  • Reinraumtauglich
  • Kundenspezifische Anpassungen möglich
  • Stellwege bis 200 mm × 200 mm
  • Belastbarkeit bis 15 kg
  • Kontaktlose vorgespannte Luftlager
  • Niedrige Bauhöhe
  • Auflösung bis 1 nm
  • Geschwindigkeit bis 1m/s
  • Beschleunigung bis 1g
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A-322 PIglide™ HS Planarscanner mit Luftlager

XY Positioniersystem mit 1 nm Auflösung

  • Anforderungsspezifische Anpassungen möglich
  • Stellwege bis 500 mm x 1000 mm
  • Belastbarkeit 15 kg
  • Auflösung bis 1 nm
  • Geschwindigkeit bis 1 m/s, Beschleunigung bis 1 g
  • Geradheit / Ebenheit bis 0,25 µm
  • Aktive Führungsfehlerkompensation
  • Reinraumkomaptibel
PI A-123
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A-123 PIglide AT3 Linearversteller mit Luftlager

Hochleistungs-Nanopositioniertisch

  • Ideal für Scan-Anwendungen oder Positionieren mit hoher Präzision
  • Reinraumtauglich
  • Kundenspezifische Anpassungen möglich
  • Größe der bewegten Plattform 210 mm × 210 mm
  • Stellwege 50 mm bis 750 mm
  • Belastbarkeit bis 35 kg
  • Kontaktlose vorgespannte Luftlager
  • Eisenloser Cogging-freier Linearmotor
  • Integrierter optischer Linearencoder
  • Auflösung bis 1 nm
  • Geschwindigkeit bis 1 m/sec
  • Beschleunigung bis 3 g
  • Wartungsfrei

Downloads

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Brochure: PIglide Air Bearing Technology

Nanometer Precision, Multi-Axis Motion, Stadard and Custom Design
BRO46
Englisch
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Whitepaper: Air Bearings: When to Use and When to Avoid in Your Motion Applicaiton

All Positioning Stages are not Created Equal. Author: Matt Reck, PI
WP4003 2015-09
Englisch
pdf - 3 MB