Hannover Messe 2010 Linearaktoren für die Nanopositionierung

Mit den Nexline-Antrieben der Serie N-216 hat die Firma Physik Instrumente jetzt neue Hochlast-Linearaktoren im Programm, die Stellwege von20 mm, Schubkräfte bis zu 600 N und Positioniergenauigkeiten im Nanometerbereich miteinander kombinieren. Der Bericht beschreibt Funktionsweise und Anwendungsbereiche der Präzisionsantriebe.

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Piezokeramische Schreitantriebe, die gros­se Stellwege mit Auflösungen von besser als 1 Nanometer (0,001 µm) kombinieren, erschliessen sich in der Nanopositionierung viele Einsatzbereiche. Halbleiterfertigung, Testeinrichtungen und Waferinspektion gehören ebenso dazu wie Nanolithografie oder Nanometrologie sowie auch aktive Schwingungsdämpfung, beispielsweise im Maschinenbau.

Die beschriebenen Präzisionsantriebe werden direkt dort eingesetzt, wo die Bewegung benötigt wird, auch an schwer zugänglichen Stellen, weil sie sehr robust und zuverlässig sind. Dass sie zudem selbst von starken Magnetfeldern nicht beeinträchtigt werden und Lasten auch im unbestromten Zustand sicher halten, macht sie für weitere anspruchsvolle Anwendungen interessant, so beispielsweise im Weltraum.

Unvorstellbar hohe Positioniergenauigkeiten

Die Antriebe der Serie N-216 (Bild 1) kombinieren Stellwege von 20 mm, Zug- beziehungsweise Schubkräfte bis zu 600 N und Positioniergenauigkeiten im Nanometerbereich. Sie eignen sich sowohl für einen geregelten als auch für den ungeregelten Betrieb. Der integrierte Encoder der regelbaren Ausführungen bietet eine Auflösung von 5 Nanometer (nm) über den gesamten Stellweg. Im ungeregelten Betrieb werden Positionsauflösungen bis zu 30 Picometer erreicht.

Um die Antriebe optimal an die jeweilige Applikation anpassen zu können, stehen zwei unterschiedliche Controller zur Wahl. Der E-755 bietet alle Funktionen für eine nanometergenaue Positionierung und deckt damit die meisten Anwendungen gut ab. Der E-712 als zweite Variante hat zusätzlich verfeinerte Linearisierungsalgorithmen für einen extrem gleichmässigen Lauf und erlaubt schnellere Vorschubbewegungen mit maximaler Kraft.