Hallo zusammen, ich suche einen Kreuztisch, mit dem ich leichte Lasten (nur ein paar Gramm) in zwei Richtungen verfahren kann. Ich bin Elektrotechniker und habe von Mechanik und Maschinenbau wenig Ahnung, vielleicht könnt ihr mir weiterhelfen? Jedenfalls: -Der Tisch soll in beiden Achsen um ca 8cm verfahrbar sein -Keine hohe Geschwindigkeit erforderlich, etwa 1cm/s wäre schon Luxus. -Manuell ist okay, falls die Konstruktion das Dranbasteln von Schrittmotoren zulässt. -Knackpunkt: Genauigkeit sollte mindestens 2µm betragen, noch besser wäre toll. Die Genauigkeit muss nicht "out of the box" so gut sein, ich könnte mittels Michelson-Interferometer die Abweichungen ausmessen und in der Ansteuerung kompensieren. Aber danach muss ich den Punkt wiederholt auf mindestens 2µm genau anfahren können. Jetzt habe ich schon "normale" Präzisions-Kreuztische gefunden, die über eine Art Mikrometerschraube verfahren werden. Wenn da eine Umdrehung 1mm Vorschub macht sind das bei üblichen 200 Schritten pro Umdrehung des Motors 1000µm / 200schritte = 5 µm/schritt. Ich müsste also Mikroschrittbetrieb nutzen. Soweit kein Problem, aber ich habe nicht die Erfahrung bzw. das Know-How zu beurteilen, ob das mechanische System dieser kleinen Winkeländerung des Motors auch folgen wird. Sprich: Wenn ich z.B einen Viertelschritt gehe, wird das System sich wirklich 5/4 µm bewegen, oder wird es sich eher so verhalten, dass es nur "alle paar Schritte" auf die neue Position ruckeln wird? (Ich glaube das Stichwort ist "Losbrechmoment", nicht wahr? aber wie gesagt, bin nicht vom Fach...) Also, eurer Meinung nach machbar oder Dummfug? Beste Grüße Ben
Schau dich mal bei http://www.smaract.de/ um. Ich hab jetzt auf die schnelle nur Linearmanipulatoren gefunden, keine kompletten Kreuztische. Evtl. kannst du daraus aber selber was basteln. http://www.thorlabs.de/ kannst du auch mal durchsuchen. Bedenke auch, dass du dir bei 80mm Weg und 2µm Wiederholgenauigkeit auch Gedanken um eine stabile Temperatur machen musst. Je nach Material und Konstruktion kommen da schnell auch bei geringen Temperaturschwankungen einige Mikrometer zusammen.
Micos hat solche Tische mit Glasmaßstab im Programm... http://www.pimicos.com/index,de.html Hat aber auch seinen Preis...
Hi, ich danke euch für die Links, das ist sehr hilfreich. So wie ich das sehe scheinen die meisten Geräte in dieser Präzisionsklasse closed loop zu arbeiten, also mit hochgenauen (100nm) Linearencodern. Das macht es natürlich teuer. Ich frage mich, ob ich bei meiner statischen und immer gleichen Last eine für mich genügend genaue Positionierung auch open loop mit Steppern hinbekomme. Wichtig ist erstmal, dass scheinbar mit Gewindetrieben/Mikrometerschrauben überhaupt mechanisch so feine Auflösungen angefahren werden können. Den Rest muss ich wohl ausprobieren, denn mein Budget ist zu klein für fertig motorisierte Kreuztische mit Linearencodern. Gruß Ben
Bei kleinem Budget auch mal bei Gebrauchtwarenhändlern wie http://www.helmut-singer.de schauen (einfach nach Kreuztisch bzw. Lineartisch suchen). Präzisionsmechanik ist zwar im Gegensatz zu Elektronik nie billig, aber man findet doch ab und an was interessantes. z.B. ein Lineartisch von PI: M510.12 für 950€. Davon zwei Stück und man alle Anforderungen erfüllt. Es gibt aber gerade auch ein paar manuelle Kreuztische. Die elekttrischen haben leider nur einen Verfahrweg von 2mm.
Eine Spindel macht keine 2u repetitiv, wegen der hysterese, aber Piezo linear antriebe machen das. Such nach Piezo linear antrieb oder so. http://www.physikinstrumente.com/en/products/micropositioning/index.php Allenfalls waere auch ein Hexapod etwas fuer das kleine budget ?
Siebzehn Zu Fuenfzehn schrieb: > Eine Spindel macht keine 2u repetitiv, wegen der hysterese, Positionierungen im µm-Bereich macht man grundsätzlich nur von einer Seite aus. Das lernt man als Lehrling schon im ersten Lehrjahr. :-)
Hallo Ben, > -Manuell ist okay, falls die Konstruktion das Dranbasteln von > Schrittmotoren zulässt. > -Knackpunkt: Genauigkeit sollte mindestens 2µm betragen, noch besser > wäre toll. Die Genauigkeit muss nicht "out of the box" so gut sein, [..] > Jetzt habe ich schon "normale" Präzisions-Kreuztische gefunden, die über > eine Art Mikrometerschraube verfahren werden. Wenn da eine Umdrehung 1mm > Vorschub macht sind das bei üblichen 200 Schritten pro Umdrehung des > Motors 1000µm / 200schritte = 5 µm/schritt. Ich müsste also > Mikroschrittbetrieb nutzen. Soweit kein Problem, aber ich habe nicht die > Erfahrung bzw. das Know-How zu beurteilen, ob das mechanische System > dieser kleinen Winkeländerung des Motors auch folgen wird. Mikroschritt erhöht die Auflösung, nicht die Genauigkeit [1]. In Hinblick auf die Genauigkeit musst du erstmal schauen, was die Spindel so an Fehlern mit sich bringt. Wenn du das System dann mit einem Schrittmotor antreibst, kommt noch ein Last abhängiger Fehler dazu, der im ungünstigesten Fall +/-1 Vollschritt sein kann. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann [1] http://www.schrittmotor-blog.de/die-bedeutung-des-lastwinkels-bei-schrittmotoren/
Thorsten Ostermann schrieb: > Mikroschritt erhöht die Auflösung, nicht die Genauigkeit [1]. hier aber kein Problem: Er will die Position mit einem Interferrometer bestimmen und kann dementsprechend nachregeln.
uuhh ... Null budget, aber ein Interferometer ... ein Selbstbau mit einem diodenlaser womoeglich. Was soll das Ganze denn werden ?
Es hat schon einen Grund wieso man bei diesen Genauigkeiten die Position regelt und nicht einfach steuern kann... wenn du auch noch Wiederholgenaugikeit im Bereich > Stunden brauchst kannst du dir auch noch eine Klimakammer mit 293K +/- 0.5K zulegen...ansonsten sind solche Präzisions-Positionierungen wirklich sinnfrei... Sag uns doch erst einmal wieso du soetwas machen möchtest und vor allem wofür du es brauchst...evtl gibt es andere Möglichkeiten oder du musst sehr viel €€€ in die Hand nehmen...
Andi ... schrieb: > eine Klimakammer mit 293K +/- 0.5K zulegen...ansonsten sind solche > Präzisions-Positionierungen wirklich sinnfrei... Nun, man kann durchaus Positionierungen im Nanometerbereich in normal klimatisierten Räumen (+-2K) durchführen. Es kommt ganz darauf an, was Ben überhaupt machen will. Auch Messungen mit Interferrometern sind nicht beliebig genau, da die Lichtge- schwindigkeit vom durchleuchteten Medium abhängt. Da muss man manchmal Korrekturen reinrechnen. Gruss Harald
Hallo, Schreiber schrieb: > hier aber kein Problem: Er will die Position mit einem Interferrometer > bestimmen und kann dementsprechend nachregeln. Allerdings nicht im Betrieb, nur vorher bei einer Referenzfahrt. Ich würde erstmal eine Tabelle erstellen, wie viele Interferenzmaxima jeweils zwischen den (Mikro-)Schritten liegen. Die Tabelle kann man dann direkt nutzen oder auf weniger Datenpunkte reduzieren und dazwischen stückweise linear approximieren. Das kommt aber auf den Inhalt der Tabelle an (auf die Krümmung des Graphen). Anfahren der Punkte immer von der selben Seite ist klar, wegen backlash. Siebzehn Zu Fuenfzehn schrieb: > uuhh ... Null budget, aber ein Interferometer ... ein Selbstbau mit > einem diodenlaser womoeglich. > Nein, He-Ne-Laser auf optischem Tisch. Die Geräte, die ich nutzen kann, gehören der Uni. Aber den präzisen xy-Tisch will ich behalten und muss ihn dementsprechend auch selber Zahlen. Daher kommt diese komische Mischung aus teurem Messequipment und geringem Budget. > Was soll das Ganze denn werden ? Kennt ihr den Platinenbelichter von http://www.diyouware.com/ ? Die benutzen einen BluRay-Pickup als Laserlichtquelle. Bevor jetzt alle schreien "Ja aber du braucht doch keine 2µm für Platinen, wenn du anschließent isotrop ätzen musst" - ja, stimmt, aber einen Bluraylaser in seinem optischen System kann man quasi Beugungsbegrenzt fokussieren, bei der dort vorhandenen numerischen Apertur auf unter 600nm spot size. Und damit ist es eigentlich nurnoch eine Frage der lateralen Genauigkeit, ob man damit auch Photoresists aus der Mikroelektronik belichten kann. Und das will ich machen, denn es spart die Fertigung teurer Chrommasken zur Herstellung von Halbleiterbauelementen. Natürlich kann ich damit keinen aktuellen 22nm-Prozess machen, aber vielleicht irgendwas im unteren µm-Bereich, damit wären wir technologisch am Anfang der 70er ;) Warum? Weil ich es kann (hoffentlich)... Gruß Ben Viele Grüße Ben
Vergiss es. Die Position muss in diesem Fall online nachgemessen und gesteuert werden, dh mit laufendem Interferometer. Das ist insofern ja kein Problem, da dich die beiden Wellenlaengen ja gut trennen lassen. Allenfalls kann man sich mit einen Piezolinear Antrieb von New Focus behelfen. Die haben Submikron aufloesung. Allerdings wuerd ich auch da interferometrisch online nachmessen. http://www.newport.com/New-Focus-Motorized-Actuators/994943/1033/content.aspx Reinraum brauchst du dann auch. Jeder Staubpartikel ist zu gross.
Zu der Lösung mit Schrittmotor und Spindel: Schau dich mal hier um: http://www.thorlabs.de/navigation.cfm?guide_id=2060 Da findest du relativ genaue Angaben zu Wiederholgenauigkeit, Spiel, minimaler Schrittgröße. Ohne erheblichen Mehraufwand wirst du auch bei einem Eigenbau keine besseren Werte erreichen. Eine online-Messung mit Interferometer halte ich nur dann für Sinnvoll, wenn das Interferometer kompakt und stabil in den Verschiebemechanismus integriert ist. Bei einem Freistrahlaufbau auf einem optischen Tisch mit evtl. wenig geeigneten Komponenten wirst du auf Dauer schon Abweichungen im Mikrometerbereich erzeugen.
Markus R. schrieb: > Da findest du relativ genaue Angaben zu Wiederholgenauigkeit, Spiel, > minimaler Schrittgröße. Ohne erheblichen Mehraufwand wirst du auch bei > einem Eigenbau keine besseren Werte erreichen. M.W. wird ein solcher Tisch gern als Meisterstück von Feinmechanikern oder Werkzeugbauern hergestellt. :-) Gruss Harald
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