雷尼紹光柵如何助力提升空氣軸承運(yùn)動(dòng)平臺(tái)精度？
作者：山東LED顯示屏廠家 發(fā)布時(shí)間：2023-02-27 17:26 瀏覽次數(shù) :
得益于空氣軸承幾近于零的摩擦力，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)可以進(jìn)行很微小的位移；而且空氣軸承運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中的空氣氣膜對(duì)平臺(tái)底座、滑座等組件表面的精度誤差具有平均效應(yīng)，這意味著更好的平面度和直線(xiàn)度，因此更容易確保出色的速度穩(wěn)定性。但是，必須依靠光柵來(lái)提供精確的位置反饋。
以東佑達(dá)的一款高性能空氣軸承龍門(mén)雙驅(qū)平臺(tái)為例。該平臺(tái)采用RESOLUTE系列光柵，配用RELA系列因鋼柵尺。平臺(tái)的重復(fù)精度達(dá)1 μm；橫梁的扭擺角小于3角秒；最高速度達(dá)1 m/s；X軸和Y軸行程分別為350 mm和1200 mm；光柵讀數(shù)頭分辨率為50 nm，通過(guò)BiSS? C通信協(xié)議連接到控制器上。
鄧副總說(shuō)道：“雷尼紹的光柵產(chǎn)品種類(lèi)繁多，無(wú)論是RESOLUTE絕對(duì)式光柵，還是QUANTiC、VIONiC、ATOM等增量式光柵，都在東佑達(dá)不同規(guī)格的空氣軸承運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上發(fā)揮著重要作用。事實(shí)上，不同產(chǎn)業(yè)對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)定位系統(tǒng)的規(guī)格要求不同。在絕大部分情況下，雷尼紹都能提供相應(yīng)規(guī)格的光柵產(chǎn)品；采用雷尼紹光柵系統(tǒng)以來(lái)，至今沒(méi)有收到客戶(hù)反映光柵出現(xiàn)故障的情況，因此雷尼紹光柵的性能非常值得信賴(lài)。”
空氣軸承優(yōu)點(diǎn)很多，包括不發(fā)塵、不發(fā)熱、零噪音、無(wú)跳動(dòng)、非接觸式特性等，輕松幫助運(yùn)動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)更高加速度。不過(guò)，也需要配合高精度光柵才能打造高性能的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。在選擇光柵時(shí)，需要考慮實(shí)際應(yīng)用及工作環(huán)境等因素的影響：
溫度 — 溫度變化會(huì)造成光柵熱脹冷縮，從而影響精度，尤其是要求達(dá)到微米甚至納米級(jí)的定位精度時(shí)。因此，空氣軸承運(yùn)動(dòng)平臺(tái)大都采用對(duì)溫度變化不敏感的材料，如花崗巖基材和RELA因鋼柵尺等熱膨脹系數(shù)接近零的組件。
細(xì)分誤差 (SDE) — 細(xì)分誤差的高低直接影響讀數(shù)頭移動(dòng)的流暢性，SDE數(shù)值越低表示移動(dòng)的流暢性越高。AOI檢測(cè)和印刷等這些需要進(jìn)行高速掃描的應(yīng)用都要求低SDE。雷尼紹RESOLUTE系列和VIONiC系列的SDE分別小于30 nm和10 nm，絕對(duì)能滿(mǎn)足大部分應(yīng)用要求。
抖動(dòng) — 抖動(dòng)決定讀數(shù)頭停頓時(shí)的穩(wěn)定性，抖動(dòng)值越大表示讀數(shù)頭在停頓時(shí)抖動(dòng)的幅度越大。VIONiC系列的抖動(dòng)僅為1.6 nm RMS，適用于需要讀數(shù)頭高速移動(dòng)和停頓的應(yīng)用。
東佑達(dá)的空氣軸承運(yùn)動(dòng)平臺(tái)針對(duì)量產(chǎn)高端市場(chǎng)，主要銷(xiāo)往中國(guó)大陸、中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)、日本、美國(guó)及東南亞等國(guó)家和地區(qū)。東佑達(dá)的產(chǎn)品線(xiàn)還包括電動(dòng)缸、直線(xiàn)電機(jī)模塊和伺服驅(qū)動(dòng)等其他產(chǎn)品。其中超過(guò)95%的直線(xiàn)電機(jī)產(chǎn)品都采用雷尼紹QUANTiC系列光柵，分別提供1、0.1、0.5 μm分辨率型號(hào)， 行程范圍從80 mm到8 m，推力從30到1000 N。
有別于其他廠商以抽檢的方式進(jìn)行質(zhì)量控制，東佑達(dá)采取全檢方式，即每一臺(tái)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在出廠前都必須使用雷尼紹XL-80激光干涉儀進(jìn)行檢測(cè)和校準(zhǔn)，然后生成報(bào)告交給客戶(hù)。一些大型平臺(tái)到達(dá)客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)后會(huì)使用XL-80再次進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保精度無(wú)誤。
東佑達(dá)當(dāng)初認(rèn)識(shí)雷尼紹是從標(biāo)志性的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)頭產(chǎn)品開(kāi)始的，后來(lái)更成為光柵以及激光干涉儀的客戶(hù)。選擇雷尼紹光柵是因?yàn)槔啄峤B的業(yè)界口碑良好，在安裝便捷性和產(chǎn)品穩(wěn)定性方面都符合他們的要求，而且技術(shù)支持非常出色。
鄧副總總結(jié)道：“雷尼紹的激光干涉儀在業(yè)界被高度認(rèn)可，測(cè)試報(bào)告對(duì)客戶(hù)而言十分具有說(shuō)服力。由于運(yùn)動(dòng)平臺(tái)產(chǎn)量大，我們目前已購(gòu)買(mǎi)了5臺(tái)XL-80激光干涉儀，而且每天都在使用。
此外，我們也看過(guò)雷尼紹XM-60多光束激光干涉儀的演示，的確能大幅提升運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的檢測(cè)效率，尤其是對(duì)于6個(gè)自由度都需要校準(zhǔn)的精密平臺(tái)，我們后續(xù)會(huì)與雷尼紹相關(guān)專(zhuān)家進(jìn)一步了解該產(chǎn)品。東佑達(dá)未來(lái)會(huì)將更多的資源投放在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上，包括標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的空氣軸承模塊以及采用空氣軸承的直驅(qū)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，以滿(mǎn)足像MICRO LED等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求。”
