QNP3 Three-Axis, Parallel Kinematic, XYZ Piezo Nanopositioning Stages

説明

設計の主な特徴

  • 最大移動量240 μm x 240 μm x 25 μm
  • 最大66 mm x 66 mmの大きな正方形クリアアパーチャ
  • パラレルキネマティック設計による優れた多軸精度
  • 高剛性・ハイダイナミックによる高プロセススループット
  • 高精度で摩擦なしのたわみガイド
  • 特許出願中のデザインによる比類ない幾何学的特性
  • 長い耐用期間
  • すぐれた位置決め分解能と直線性を実現した直接測定式静電容量センサオプション
  • 開ループおよび真空バージョン

QNP3シリーズのXYZパラレルキネマティック、ピエゾ位置決めステージは、コンパクトな薄型パッケージにサブナノメートル分解能、高ダイナミックス、優れた幾何学的特性を持ち合わせています。 QNP3シリーズのピエゾステージは、200μm×200μm×20μmまでの閉ループ移動(開ループは240μm×240μm×25μmまで)で、大型のクリアアパーチャを標準装備しています。 このデザインは、光学および走査プローブ顕微鏡検査、または、3 DoF操作でパーツへの両面アクセスを必要とする検査/製造用途に理想的です。

高精度平行キネマティックデザイン

QNP3ピエゾステージは、パラレルキネマティック屈曲および最高レベルの多軸精度を確実にする計測デザインを採用しています。 高剛性および長寿命を確保するFEAに最適化した高精度な屈曲に導かれるQNP3ステージは、クラス最高の剛性および共振周波数によって高プロセススループットと高速閉ループ応答をもたらします。

特許出願中のドライブデザインを活用しているため、アッベ原理に準拠した計測システムを保持しながらXとYのヨー誤差を最小化します。 このデザインは、XY移動量空間全体にわたって比類ない位置決め性能をもたらします。 Z軸アクチュエータおよび容量センサーは、幾何学的誤差を最小限に抑えて垂直方向にアッベ原理に準拠したフィードバックを提供するように設計されています。

サブナノメートルパフォーマンス

QNP3ピエゾステージは、閉ループフィードバック(-C)または開ループ(フィードバックなし)で提供します。 独特の容量センサー並行計測デザインが位置決めキャリッジ出力を直接計測するため、サブナノメートル分解能、0.01%未満の直線性誤差、一桁ナノメートルの繰り返し精度を可能にします。

超精密コントロール

AerotechのQシリーズのコントローラとドライブと組み合わせると、QNP3ステージはサブナノメートルの位置決め分解能、インポジション安定性(ジッター)、および高い位置決め帯域幅を実現します。 弊社のDynamic Controls ToolboxやMotion Designerのパッケージをはじめとしたソフトウェアオプションでは、学習制御、高調波消去、コマンドシェーピングなど、高度でありながら使いやすいツールが多数搭載されています。こうしたツールによって誤差の追跡が強化され、ステップや整定時間を高速に制御できます。 OEMドライブのオプションも用意しています。 Aerotechのコントローラアーキテクチャは、ピエゾステージ、サーボ、ステッパー、ガルバノ間の高速緊密制御の同期モーションを容易に可能にします。

デザインオプション

オプションの取付板により、ヤード・ポンド法またはメートル法のブレッドボード光学テーブルに正面取り付けできます。 頑丈なテーブルトップオプションも用意しています。 QNP3ピエゾステージは、ご要望に応じてカスタム材料および真空対応バージョンを提供しています。


QNP3プロット1
QNP3プロット2
QNP3プロット3
QNP3プロット4
QNP3 Settle Chart

仕様

機械的仕様

モデルQNP3-100XYAZ-030-10QNP3-100XYAZ-100-10QNP3-150XYAZ-200-20
閉ループ移動量(X x Y x Z) 30 μm x 30 μm x 10 μm 100 µm x 100 µm x 10 µm 200 um x 200 um x 20 um
開ループ移動、-30 ~+150 V(1) 36 μm x 36 μm x 12 μm 120 µm x 120 µm x 12 µm 240 um x 240 um x 25 um
分解能(2) 閉ループ 0.1 nm (XY); 0.15 nm (Z) 0.30 nm (XY); 0.15 nm (Z) 0.4 nm (XY)、0.15 nm (Z)
開ループ 0.03 nm (XY); 0.05 nm (Z) 0.15 nm (XY); 0.05 nm (Z) 0.2 nm (XY)、0.1 nm (Z)
直線性(3,4) 0.02% (XY); 0.04% (Z) 0.01% (XY); 0.02% (Z) 0.01% (XY); 0.02% (Z)
双方向繰り返し精度(5) 4 nm (XY); 3 nm (Z) 2 nm (XY); 1 nm (Z) 2 nm (XY)、2 nm (Z)
直線性 25 nm (XY); 50 nm (Z) <10 nm (XY); <20 nm (Z) 10 nm (XY)、40 nm (Z)
2D平坦性 (完全XY移動量にわたる) 10 nm <5 nm <10 nm
ピッチ 10 μrad (2.1 arc sec) (XY)
6 μrad (1.2 arc sec) (Z)
2 µrad (0.4 秒角) (XY)、6 µrad (1.2 秒角) (Z) 2 urad (0.4 秒角) (XY)、6 urad (1.2 秒角) (Z)
ヨー 5 μrad (1 arc sec) (XY)
5 μrad (1 arc sec) (Z)
10 µrad (2.1 arc sec) (XY); 5 µrad (1 arc sec) (Z) 20 urad (4 秒角) (XY)、6 urad (1.2 秒角) (Z)
剛性(運動方向)(6) 10 N/μm (XY); 25 N/μm (Z) 1.9 N/µm (XY); 13 N/µm (Z) 1.3 N/µm (XY)、8.7 N/um (Z)
無負荷の共振周波数(6) 1850 Hz (XY); 2200 Hz (Z) 490 Hz (XY); 1425 Hz (Z) 330 Hz (XY)、910 Hz (Z)
共振周波数(200gの荷重)(6) 950 Hz (XY); 1390 Hz (Z) 350 Hz (XY); 910 Hz (Z) 260 Hz (XY)、670 Hz (Z)
最大ペイロード(7) 1 kg 1 kg 3 kg
最大加速度(無負荷)(8 400 m/s2 (XY); 2000 m/s2 (Z) 115 m/s2 (XY); 2000 m/s2 (Z) 35 m/s2 (XY)、1000 m/s2
移動質量(アンロード) 0.24 kg (XY); 0.05 kg (Z) 0.21 kg (XY)、0.05 kg (Z) 0.58 kg (XY)、0.10 kg
ステージ質量 0.53 kg 0.56 kg 1.3 kg
材料 アルマイト(9) アルマイト(9) アルマイト(9)
MTBF (平均故障間隔) 30,000時間 30,000時間 30,000時間
  1. 値は±10%。
  2. 分解能の説明については、ピエゾエンジニアリングリファレンスセクション4.2をご覧ください。
  3. 各ステージで認定済み(閉ループフィードバックモデルのみ)。
  4. 外部の計測器で、キャリッジの上、約15 mm地点を計測。直線性および精度仕様の説明については、ピエゾエンジニアリングリファレンスセクション4.1をご覧ください。
  5. 1シグマ値(標準偏差)に規定(閉ループフィードバックモデルのみ)。双方向繰り返し精度の説明については、ピエゾエンジニアリングリファレンスセクション4.3をご覧ください。
  6. 値は±20%。
  7. 軸積み込み用の軸向きが記載されています。
  8. 記載された最大加速度はステージの機械的な限界です。 達成可能な加速度は、選択した増幅度と移動パラメータによって決まります。
  9. 外装はアルマイト処理です。 内部構造には、ステンレススチールコンポーネントが一部使用されています。 その他の材料はご要望に応じて提供します。
  10. 掲載した仕様は指定がない限り、軸ごとの値です。

電気的特性

モデルQNP3-100XYAZ-030-10QNP3-100XYAZ-100-10QNP3-150XYAZ-200-20
ドライブシステム ピエゾ多層スタック アクチュエータ
フィードバック 閉ループ: 容量センサー(-C)
開ループ: なし(-)
最大電圧 -30 V to +150 V
ピエゾスタック静電容量(1) 4.6 μF (per axis) (XY); 2 μF (Z) 3.2 µF (XY, per axis); 2 µF (Z) 6.4 uF (XY、軸あたり)、4.8 uF (Z)
  1. 値は±20%

推奨コントローラ

Ensemble Ensemble QLAB
Ensemble QDe
Ensemble QLe
Ensemble QL(1)
A3200 Ndrive QLe
Ndrive QL(1)
  1. 断りのない限り、QLAB、QDe、またはQLeドライブは記載の仕様を満たすことが必須となっています。 QLドライブをご利用の場合、弊社まで仕様に関してお問い合わせください。

寸法

注文情報

QNP3シリーズ 2軸XYZピエゾナノ位置決めステージ

オプション 説明
QNP3-100XYAZ-030-10 QNP3 three-axis XYZ piezo nanopositioning stage, 30 μm x 30 μm x 10 μm closed-loop travel
QNP3-100XYAZ-100-10 QNP3 3軸XYZピエゾナノ位置決めステージ、100 µm x 100 µm x 10 µm閉ループ移動
QNP3-150XYAZ-200-20 QNP3 3軸XYZピエゾナノ位置決めステージ、200 µm x 200 µm x 20 µm閉ループ移動

フィードバック(オプション)

オプション 説明
-C 静電容量センサーのフィードバック

取付板(オプション)

オプション 説明
-MP ヤード・ポンド法およびメートル法の光学ブレッドボードテーブル用取付板

テーブルトップ(オプション)

オプション 説明
-TT1 メートル法のソリッドテーブルトップ、アパーチャをカバー

統合(必須)

Aerotechは、標準とカスタムの両方の統合サービスを提供し、お客様のシステムをできるだけ早く完全に運用できるよう支援します。 このシステムでは、次の標準統合オプションを使用できます。 必要な統合レベルがわからない場合、または御社のシステムにカスタム統合サポートが必要な場合は、Aerotechにご相談ください。

-TAS 統合 - システムとしてテスト
一緒に使用される完全なシステム(例: ドライブ、コントローラ、ステージ)として、コンポーネントグループのテスト、統合、および文書化を行います。 これには、パラメータファイルの生成、システムチューニング、およびシステム構成の文書化が含まれます。
-TAC 統合 - コンポーネントとしてテスト
個々のアイテムを一緒に出荷される個別のコンポーネントとしてテストおよび統合します。 これは通常、スペアパーツ、交換部品、または一緒に使用されないアイテムに使用されます。 こうしたコンポーネントは、より大きいシステムの一部である場合もあればそうでない場合もあります。