NSK visar sin kompetens inom mikropositionering

Som expert på rörelsekontroll förser NSK ofta kunder med manipulatorer och positionerare som uppfyller noggrannhetskraven för mikrometer och till och med nanometer. Sådana lösningar utför finpositionering på mikroskopnivå, vilket kräver tillämpning av avancerad teknik och kunskap. Ett exempel på detta är NSK:s Nanopositioner, som exemplifierar företagets expertis inom integrerad mekatronik och precisionsbaserad drivteknik. Denna kunskap är resultatet av många decennier vilka har varit banbrytande i utvecklingen av relaterad teknik som lager, linjära rörelsesprodukter och bildbehandlingslösningar.

Marknadens efterfrågan på positioneringsmekanism med nanometernoggrannhet fortsätter att expandera inom sektorer som inkluderar halvledartillverkning, bioteknik, optisk kommunikation och mikro-elektromekanik (MEMS), för att lista några få. Noggranna positioneringssteg som är avsedda att uppfylla dessa krav har funnits under en tid och omfattar exempelvis kulskruvar, stegmotorer och piezoelektriska element. Dessa lösningar saknar dock i allmänhet styvhet och saknar den ultrahöga detaljskärpa som behövs vid höga hastigheter.

NSK:s Nanopositioner löser dessa utmaningar. Enheten har en egenutvecklad kulskruv med fast ändlager med piezoelektriskt element och ger noggrann positionering på nanometernivå och höga hastigheter utan att kompromissa med mekanisk styvhet. Maxhastigheten är 72 mm/s, medan detaljskärpan är 5 nm och positioneringsnoggrannheten är ±15 nm.

Bland de viktigaste egenskaperna hos Nanopositioner är dess konfiguration och systemstruktur. Konventionella finpositioneringssteg använder ett staplat piezoelektriskt element som en form av piezoelektriskt ställdon, men denna design är känslig för spänning, moment och radiella krafter. Utplaceringen av tryckfjädrar kan motverka denna effekt, men de saknar tillräcklig styvhet och kan hindra höghastighetsdrift.

Istället innehåller NSK Nanopositioner ett piezoelektriskt element i en kulskruv med fast ändlager. Att montera det piezoelektriska elementet på samma axel som de förinstallerade lagren innebär att oönskade moment eller radiella krafter inte uppstår. Dessutom innebär den förinstallerade lagerförspänningen som kompressionskraft på det piezoelektriska elementet att spänning undviks, medan styvheten är orubblig.

Nanopositioner erbjuder enkel applicering i XYZ-positioneringssteg. Som exempel är anordningen kärnan i ett beprövat NSK-mikromanöversystem för finpositionering. Med förmågan att hantera föremål så små som en enda cell är systemet idealiskt för en mängd olika medicinska vetenskapliga och biotekniska tillämpningar, medan nanotekniker tycker att systemet är användbart vid montering av mikroskopiska verktyg.

Nanopositioner drivs av en roterande motor och ger den nödvändiga kontrollen för finpositionering för olika inställningar och mikromanipulatorer, vilket säkerställer enkel manövrering och hög noggrann rörelse för olika stegfästen.

Två typer av NSK Nanopositioner finns tillgängliga: M-serien med ett kompakt enaxligt steg; och CD-serien med XY-bord med dubbla axlar.

1) Strukturen i NSK:s Nanopositioner tar bort radiella, moment- och spänningskrafter som finns i många konventionella motsvarigheter.

  Mer information…