Les 6 facteurs à considérer pour un nanopositionnement parfait
Si vous n'avez jamais utilisé de système de nanopositionnement auparavant, ou si vous avez eu des raisons d'en spécifier un pendant un certain temps, il vaut la peine de prendre le temps de considérer certains des facteurs clés qui assureront un achat réussi.Ces facteurs s'appliquent à toutes les applications dans la fabrication industrielle de précision, la science et la recherche, la photonique et l'instrumentation satellitaire.
1.Construction de dispositifs de nanopositionnement
La science du nanopositionnement, avec une résolution exceptionnelle dans la gamme nanométrique et sub-nanométrique, et des taux de réponse mesurés en sous-millisecondes, dépend fondamentalement de la stabilité, de la précision et de la répétabilité de la technologie mécanique et électronique utilisée dans chaque système.
Le premier facteur clé à considérer lors du choix d'un nouveau système doit donc être la qualité de sa conception et de sa fabrication.L'ingénierie de précision et l'attention portée aux détails seront évidentes, se reflétant dans les méthodes de construction, les matériaux utilisés et la disposition des composants tels que les étages, les capteurs, le câblage et les flexions.Ceux-ci doivent être conçus pour créer une structure robuste et solide, exempte de flexion et de distorsion sous pression ou pendant le mouvement, d'interférences provenant de sources étrangères ou d'effets environnementaux tels que la dilatation et la contraction thermiques.
Le système doit également être construit pour répondre aux exigences de chaque application ;par exemple, les conditions dans lesquelles un système utilisé pour l'inspection optique de plaquettes semi-conductrices aura des critères de fonctionnement complètement différents de ceux destinés à être utilisés dans des zones d'ultra-vide ou de rayonnement élevé.
2.Le profil de mouvement
En plus de comprendre les exigences de l'application, il est également important de prendre en compte le profil de mouvement qui sera nécessaire.Celle-ci doit tenir compte :
La longueur de course requise pour chaque axe de mouvement
Le nombre et la combinaison des axes de mouvement : x, y et z, plus la pointe et l'inclinaison
La vitesse de déplacement
Mouvement dynamique : par exemple, la nécessité de numériser dans les deux sens le long de chaque axe, l'exigence d'un mouvement constant ou par paliers, ou l'avantage de capturer des images à la volée ;c'est-à-dire pendant que l'instrument attaché est en mouvement.
3. Réponse en fréquence
La réponse en fréquence est essentiellement une indication de la vitesse à laquelle un appareil répond à un signal d'entrée à une fréquence donnée.Les systèmes piézo répondent rapidement aux signaux de commande, avec des fréquences de résonance plus élevées produisant des taux de réponse plus rapides, une plus grande stabilité et une plus grande bande passante.Il convient toutefois de reconnaître que la fréquence de résonance d'un dispositif de nanopositionnement peut être affectée par la charge appliquée, une augmentation de la charge réduisant la fréquence de résonance et donc la vitesse et la précision du nanopositionneur.
4. Temps de stabilisation et de montée
Les systèmes de nanopositionnement se déplacent sur des distances extrêmement petites, à des vitesses élevées.Cela signifie que le temps de stabilisation peut être un élément crucial.Il s'agit du temps qu'il faut pour que le mouvement diminue à un niveau acceptable avant qu'une image ou une mesure puisse ensuite être prise.
Par comparaison, le temps de montée est l'intervalle écoulé pour qu'un étage de nanopositionnement se déplace entre deux points de commande ;ceci est normalement beaucoup plus rapide que le temps de stabilisation et, surtout, n'inclut pas le temps nécessaire à l'étape de nanopositionnement pour se stabiliser.
Ces deux facteurs affectent la précision et la répétabilité et doivent être inclus dans toute spécification de système.
5.Contrôle numérique
La résolution des défis de la réponse en fréquence, ainsi que des temps de stabilisation et de montée, dépend en grande partie du choix correct du contrôleur de système.Aujourd'hui, ce sont des dispositifs numériques extrêmement avancés qui s'intègrent à des mécanismes de détection capacitifs de précision pour produire un contrôle exceptionnel avec des précisions de position inférieures au micron et des vitesses élevées.
Par exemple, nos derniers contrôleurs de vitesse en boucle fermée Queensgate utilisent un filtrage coupe-bande numérique en conjonction avec une conception d'étage mécanique de précision.Cette approche garantit que les fréquences de résonance restent constantes même en cas de changements importants de charge, tout en offrant des temps de montée rapides et des temps de stabilisation courts, le tout avec des niveaux exceptionnels de répétabilité et de fiabilité.
6. Méfiez-vous des spécifications !
Enfin, sachez que différents fabricants choisissent souvent de présenter les spécifications du système de différentes manières, ce qui peut rendre difficile la comparaison à l'identique.De plus, dans certains cas, un système peut bien fonctionner pour des critères particuliers - généralement ceux promus par le fournisseur - mais fonctionner mal dans d'autres domaines.Si ces derniers ne sont pas cruciaux pour votre application spécifique, cela ne devrait pas être un problème ;il est cependant tout aussi possible que, s'ils sont ignorés, ils puissent potentiellement avoir un impact négatif sur la qualité de vos activités de production ou de recherche ultérieures.
Notre recommandation est toujours de parler à plusieurs fournisseurs pour obtenir une vue équilibrée avant de décider du système de nanopositionnement qui répond le mieux à vos besoins.En tant que fabricant leader, qui conçoit et fabrique des systèmes de nanopositionnement - y compris des platines, des actionneurs piézo, des capteurs capacitifs et de l'électronique, nous sommes toujours heureux de fournir des conseils et des informations sur les différentes technologies et dispositifs de nanopositionnement disponibles.
Heure de publication : 22 mai 2023