ベースまたはハウジング、ガイド システム、および駆動機構で構成されるリニア モーション システムは、ほぼすべての用途に適合するさまざまな設計と構成で利用できます。また、その設計は非常に多様であるため、主要な構造と動作原理に従って分類されることがよくあります。好例: 「アクチュエータ」という用語は通常、ガイドと駆動機構を囲むアルミニウム製ハウジングを備えた直線運動システムを指します。「テーブル」または「XY テーブル」と呼ばれるシステムは、通常、ガイドおよび駆動コンポーネントが取り付けられる平らなベースプレートを使用して設計されています。「リニアステージ」または「リニア並進ステージ」は通常、リニアテーブルと構造は似ていますが、位置決めと移動の誤差を最小限に抑えるように設計されたシステムを指します。
線形運動システムでは、線形誤差、角度誤差、平面誤差という 3 種類の誤差が発生する可能性があります。
線形誤差は、位置決めの精度と再現性における誤差であり、目的の位置に到達するシステムの能力に影響を与えます。
一般にロール、ピッチ、ヨーと呼ばれる角度誤差には、それぞれ X 軸、Y 軸、Z 軸を中心とした回転が含まれます。角度誤差はアッベ誤差を引き起こす可能性があります。アッベ誤差は、リニアガイド (角度誤差の原因) と測定装置のツールポイントの間の距離など、距離によって増幅される角度誤差です。角度誤差はステージが動いていないときでも存在するため、測定や焦点合わせなどの静的な操作に悪影響を与える可能性があることに注意することが重要です。
平面誤差は 2 つの方向で発生します。水平面内の移動の偏差 (真直度と呼ばれます) と垂直面内の移動の偏差 (平面度と呼ばれます) です。
リニア ステージの構成要素についてのルールや厳密なガイドラインはありませんが、リニア モーション システムの最も正確なカテゴリとして広く認識されています。システムがリニアステージと呼ばれる場合、そのシステムは高い位置決め精度と再現性を提供するだけでなく、角度誤差や平面誤差も低いと一般に理解されています。このレベルのパフォーマンスを達成するために、ステージ設計で使用されるコンポーネントの構造と種類に関してメーカーが通常従ういくつかの原則があります。
このリニア ステージは、リニア モーター ドライブを備えたプロファイル レール循環ベアリングを使用しています。
まず、一般にアルミニウムの押し出し材やプレートをベースとして使用する他のリニア モーション システムとは異なり、リニア ステージは精密に研磨されたベースから始まります。最高レベルの平面度、真直度、剛性を実現するように設計されたステージでは、多くの場合、スチールまたは花崗岩で作られたベースが使用されますが、一部の設計ではアルミニウムが使用されています。また、スチールと花崗岩はアルミニウムよりも熱膨張係数が低いため、極端な温度または変化する温度の環境でも優れた寸法安定性を示します。
リニア ガイド システムは移動の真直性と平坦性にも貢献するため、リニア ステージに最適なガイド機構は高精度プロファイル レールです。クロスローラースライド、 またエアベアリング。これらのガイド システムは、角度誤差を低減するために非常に硬いサポートも提供します。角度誤差は、誤差の原点 (ガイド) と注目点 (ツーリング ポイントまたは荷重位置) の間にオフセットがある場合にアッベ誤差につながる可能性があります。
多くの種類のリニアモーションシステムは高精度の駆動機構を使用しますが、リニアステージでは圧倒的に高精度ボールネジまたはリニアモーターのいずれかの技術が使用されます。リニア モーターは、機械的なドライブトレインやドライブとモーター間のカップリングに固有のコンプライアンスとバックラッシュを排除するため、通常、最高レベルの位置決め精度と再現性を提供します。サブミクロンの位置決めタスクの特殊なケースでは、ピエゾアクチュエータまたボイスコイルモーター非常に正確で再現性のある動作のため、通常は駆動機構として選択されます。
「リニアステージ」という用語は単軸モーションシステムを意味しますが、ステージを組み合わせて XY ステージなどの多軸システムを形成することもできます。平面ステージ、ガントリーステージ。
この 2 軸ガントリー ステージは、セラミック ベース上でエア ベアリングとリニア モーターを使用します。
画像クレジット: Aerotech
投稿時間: 2023 年 3 月 29 日