Los 6 factores a tener en cuenta para un nanoposicionamiento perfecto
Si no ha usado previamente un sistema de nanoposicionamiento, o tuvo motivos para especificar uno por un tiempo, entonces vale la pena tomarse un tiempo para considerar algunos de los factores clave que asegurarán una compra exitosa.Estos factores se aplican a todas las aplicaciones en fabricación industrial de precisión, ciencia e investigación, fotónica e instrumentación satelital.
1.Construcción de dispositivos de nanoposicionamiento
La ciencia del nanoposicionamiento, con una resolución excepcional en el rango nanométrico y subnanómetro, y tasas de respuesta medidas en submilisegundos, depende fundamentalmente de la estabilidad, precisión y repetibilidad de la tecnología mecánica y electrónica utilizada en cada sistema.
Por lo tanto, el primer factor clave a tener en cuenta al elegir un nuevo sistema debe ser la calidad de su diseño y fabricación.La ingeniería de precisión y la atención al detalle serán evidentes, reflejándose en los métodos de construcción, los materiales utilizados y la disposición de los componentes, como etapas, sensores, cableado y flexiones.Estos deben diseñarse para crear una estructura robusta y sólida, que esté libre de flexión y distorsión bajo presión o durante el movimiento, interferencia de fuentes extrañas o efectos ambientales como la expansión y contracción térmica.
El sistema también debe construirse para satisfacer las demandas de cada aplicación;por ejemplo, las condiciones bajo las cuales un sistema utilizado para la inspección óptica de obleas de semiconductores tendrá criterios operativos completamente diferentes a uno destinado a ser utilizado en áreas de ultra alto vacío o alta radiación.
2.El perfil de movimiento
Además de comprender las demandas de la aplicación, también es importante considerar el perfil de movimiento que se necesitará.Esto debe tener en cuenta:
La longitud de carrera necesaria para cada eje de movimiento
El número y combinación de ejes de movimiento: x, y y z, además de punta e inclinación
La velocidad de viaje
Movimiento dinámico: por ejemplo, la necesidad de escanear en ambas direcciones a lo largo de cada eje, el requisito de movimiento constante o escalonado, o la ventaja de capturar imágenes sobre la marcha;es decir, mientras el instrumento adjunto está en movimiento.
3. Respuesta de frecuencia
La respuesta de frecuencia es esencialmente una indicación de la velocidad con la que un dispositivo responde a una señal de entrada en una frecuencia dada.Los sistemas piezoeléctricos responden rápidamente a las señales de comando, con frecuencias resonantes más altas que producen tasas de respuesta más rápidas, mayor estabilidad y ancho de banda.Sin embargo, debe reconocerse que la frecuencia de resonancia de un dispositivo de nanoposicionamiento puede verse afectada por la carga aplicada, con un aumento en la carga que reduce la frecuencia de resonancia y, por lo tanto, la velocidad y la precisión del nanoposicionador.
4.Tiempo de asentamiento y subida
Los sistemas de nanoposicionamiento mueven distancias extremadamente pequeñas, a altas velocidades.Esto significa que el tiempo de asentamiento puede ser un elemento crucial.Este es el tiempo que tarda el movimiento en disminuir a un nivel aceptable antes de que se pueda tomar una imagen o una medición posteriormente.
En comparación, el tiempo de subida es el intervalo transcurrido para que una etapa de nanoposicionamiento se mueva entre dos puntos de comando;esto es normalmente mucho más rápido que el tiempo de asentamiento y, lo que es más importante, no incluye el tiempo requerido para que se asiente la etapa de nanoposicionamiento.
Ambos factores afectan la precisión y la repetibilidad y deben incluirse en cualquier especificación del sistema.
5. control digital
Resolver los desafíos de la respuesta de frecuencia, junto con los tiempos de establecimiento y subida, depende en gran medida de la elección correcta del controlador del sistema.Hoy en día, estos son dispositivos digitales extremadamente avanzados que se integran con mecanismos de detección capacitivos de precisión para producir un control excepcional con precisiones posicionales submicrónicas y altas velocidades.
Como ejemplo, nuestros últimos controladores de velocidad de circuito cerrado de Queensgate utilizan filtrado de muesca digital junto con un diseño de escenario mecánico de precisión.Este enfoque garantiza que las frecuencias resonantes permanezcan constantes incluso bajo cambios significativos de carga, al tiempo que proporciona tiempos de subida rápidos y tiempos de establecimiento cortos, todo lo cual se logra con niveles sobresalientes de repetibilidad y confiabilidad.
6. ¡Cuidado con la técnica!
Finalmente, tenga en cuenta que los diferentes fabricantes a menudo eligen presentar las especificaciones del sistema de diferentes maneras, lo que puede dificultar la comparación entre dispositivos similares.Además, en algunos casos, un sistema puede funcionar bien para criterios particulares, generalmente los promovidos por el proveedor, pero funcionar mal en otras áreas.Si estos últimos no son cruciales para su aplicación específica, entonces esto no debería ser un problema;sin embargo, es igualmente posible que, si se pasan por alto, puedan tener un impacto perjudicial en la calidad de sus actividades posteriores de producción o investigación.
Nuestra recomendación es siempre hablar con varios proveedores para obtener una visión equilibrada antes de decidirse por el sistema de nanoposicionamiento que mejor se adapte a sus necesidades.Como fabricante líder, que ha estado diseñando y fabricando sistemas de nanoposicionamiento, que incluyen etapas, actuadores piezoeléctricos, sensores capacitivos y componentes electrónicos, siempre nos complace brindar asesoramiento e información sobre las diferentes tecnologías y dispositivos de nanoposicionamiento disponibles.
Hora de publicación: 22 de mayo de 2023