PlanarHDX - 2軸、SiC、平面型エアベアリングステージ

説明

設計の主な特徴

  • 高力学、超精密運動性能向けの先端SiC構造
  • 最大速度1.5 m/s、最大加速度5 g
  • 独自のリアクションマス設計によって、迅速なターンアラウンドと移動&整定時間を実現
  • アクティブおよびパッシブの絶縁システムオプション
  • エンコーダまたはレーザー干渉計フィードバック
  • リニアモーターの温度管理の向上
  • 高度なコントロールソリューションが高スループットを提供

半導体製造などのハイテク分野で超精密位置決めシステムを供給してきたAerotechの長い歴史は、主要なモーション技術の継続的発展・向上を可能にしました。 こうして培った技術を応用して、Aerotechは市場にある平面型エアベアリングプラットフォームで最も高度なPlanarHDXを開発しました。 PlanarHDX はFEAに最適化されたSiC構造と最大限に向上されたエアベアリング補正技術を使って設計されており、他に例を見ない形状特性と位置決め精度を保ちながら、非常に優れたダイナミックパフォーマンスを実現します。

超精密設計

PlanarHDX の構造要素は、アルミの5倍の剛性(弾性係数/密度)と約1/5の熱膨張係数を持つ、先端のSiCセラミックスを使って設計されています。 その結果できあがった材料は、FEAに最適化された構造とともに、高スループットのモーション(最大20 kgのペイロードによる1.5 m/sの走査速度と5 gのピーク加速度)を可能にし、しかも動的追跡や幾何学的性能、熱安定性を犠牲にすることはありません。

Aerotechは、エアベアリングと精密モーションシステム設計における50年近い経験を駆使して、新たに、要件の厳しいハイダイナミックな用途向けに剛性と耐荷重を高めるエアベアリング補正技術を開発しました。 重要な軸受要素に実績のあるエアオンエアプリロードを使用することで、真空プリロード設計に比べ、ターンアラウンドと整定時間が改善されます。

独自のリアクションマス設計によって、絶縁システムやお客様の構造(光学、センサーなど)に伝送されるステップ軸におけるステージ起因力を劇的に減少させます。 こうした動的外力を最小限に抑えることで、移動&整定時間は減少し、処理のスループットが向上します。

用途の要件に応じて、PlanarHDX はパッシブまたはアクティブの絶縁システムと併せて使用可能です。 Z-チップ-チルトまたはZ-θ設計、カスタムウェハー積み卸し機構、ウェハーチャックなどの追加の軸もご用意しています。 機械溶接物、複雑な構造の御影石の土台、または筐体なども提供できます。

高精度フィードバック

PlanarHDX は、標準で各軸に低膨張ガラススケールを備えています。 スケールや読み取りヘッドの位置は、アッベ誤差および熱起因誤差を最小限に抑えるように選択されています。 最高レベルの精度を必要とする用途向けに、Aerotechは、ウェハーチャックまたはワーク保持装置が統合された作業点にあるミラー付きレーザー干渉計フィードバックをご用意できます。 エンコーダおよび干渉計フィードバックの両システムにおいて、熱起因の精度誤差を最低限に抑えつつ高い動的操作を実現できるように、材質と取り付け方法が最適化されています。

非接触型ダイレクトドライブ技術

PlanarHDX の心臓部には、超スムーズモーションのためのアイアンレスフォーサー設計を採用するAerotechのBLMおよびBLMHリニアモーターがあります。 ステップ軸とスキャン軸はともに質量中心付近で動作する複数のモーターを使用し、垂直方向/水平方向の優れた直線性と最小の角度誤差を提供します。 モーターは熱的に隔離されており、高負荷サイクル用途向けには、モーターの加熱が引き起こす熱的誤差を水冷により最小限に抑えることができます。

高度なメカトロニクスソリューション

Aerotechは位置決めシステムの機械構成部品だけでなく、エレクトロニクス素子および制御素子の製造も行っています。 そうすることで、クリティカルな駆動機能やソフトウェア制御機能を緊密に機械装置に連結して、ワンストップソリューションを提供できるだけでなく、比類なき性能を持つ包括的メカトロニクスソリューションを実現します。 方向ゲインスケジュール、反復学習制御、高調波消去といった高度な制御機能の大半は、特定用途でAerotechのコントロールや技術と併せて使うために開発された結果生まれてきました。

AerotechのETM(高スループットモジュール)オプションは、機械基盤の望ましくない動きを直接計測してコントローラに報告するため、PlanarHDX のようなハイダイナミックモーションシステムの位置決め性能向上に役立ちます。 ETMはDynamic Controls ToolboxおよびAerotechのコントローラと連結して、移動&整定時間やコンタリング性能を著しく向上し、既存マシンや新規マシンのスループットを高め、サーボシステムのフレームモーションの影響を大幅に削減します。

仕様

機械的仕様

 PlanarHDX-450-450PlanarHDX-600-600PlanarHDX-750-750
移動範囲(1) 450 mm x 450 mm 600 mm x 600 mm 750 mm x 750 mm
XY精度(2、3) ±100 nm
双方向繰り返し精度(3) ±15 nm
直線性 450 mm当たり200 nm
平坦性 450 mm当たり300 nm
ピッチ/ロール 450 mm当たり10 µrad (2 arc sec)
ヨー 450 mm当たり5 µrad (1 arc sec)
XY直交性 <2 µrad (0.4 arc sec)
最大速度(4) X軸(ステップ) 1.0 m/s
Y軸(スキャン) 1.5 m/s
ピーク加速度(4)
(定格ペイロードで)
X軸(ステップ) 3 g (29 m/s2)
Y軸(スキャン) 5 g (49 m/s2)
RMS加速度(4)
(定格ペイロードで)
X軸(ステップ) 1.1 g (10.8 m/s2)
Y軸(スキャン) 1.2 g (12.8 m/s2)
定格ペイロード
(動的仕様を維持)
20 kg
最大ペイロード(4、5) 40 kg
インポジションジッター(空中)(6) ±2.5 nm (Z)、±5 nm (XおよびY)
一般的なステップ&整定時間(定格ペイロードおよびパッシブの除振)、750 mm x 600 mmのシステムで測定、整定幅は±100 nm 25 mmのステップ - X軸: 150 ms、Y軸: 115 ms
100 mmのステップ - X軸: 245 ms、Y軸: 190 ms
300 mmのステップ - X軸: 450 ms、Y軸: 380 ms
システム動作圧力(7) 550 kPa ±35 kPa
空気消費量(8) 130 SLPM
材料 SiCセラミック、御影石
平均故障間隔 >40,000時間
  1. ご要望に応じて、カスタム移動も提供いたします。
  2. XY精度は450 mm x 450 mmのエリアで測定。 リニアエンコーダオプションに指定されています。 レーザー干渉計フィードバックに関しては、工場にお問い合わせください。
  3. 結果は環境と負荷サイクルに大きく依存します。 <0.1°Cの温度安定性は必須です。
  4. 十分な電圧・電流を備えた適切なアンプを選択する必要があります。
  5. 最大荷重は要求される仕様によって制限されることがあります。
  6. インポジションジッターはピークツーピークで報告されます。 絶縁システムおよび環境条件に大きく依存します。
  7. To protect the air bearing against low pressure, an in-line pressure switch tied to the motion controller ESTOP input is recommended.
  8. 空気供給は清潔に保ち、露点温度-15°Cまで乾燥させ、フィルターを適用して0.25 µm以下に抑える必要があります。 純度99.9%の窒素ガスを推奨します。

電気的特性

 PlanarHDX
ドライブシステム ブラシレスリニアサーボモーター
フィードバック ガラス/Zerodur™リニアエンコーダ
(レーザー干渉計オプション使用可能)
最大バス電圧 DC 340V

推奨コントローラ

 PlanarHDX
多軸 A3200 Npaq 6U
Ndrive HLe
Ndrive HPe

寸法

注文情報

PlanarHDXシリーズ

オプション 説明
PlanarHDX PlanarHDX シリーズは、ハイダイナミックな超精密運動性能を実現する、先端SiCセラミックス製の2軸超高性能エアベアリングステージです。 御影石の土台とケーブル管理を備えたセラミックエアベアリングステージも含まれます。

ステージおよびテーブル

オプション 説明
PlanarHDX-450-450 SiC、平面型エアベアリング、PlanarHDX-450-450
PlanarHDX-600-600 SiC、平面型エアベアリング、PlanarHDX-600-600
PlanarHDX-750-750 SiC、平面型エアベアリング、PlanarHDX-750-750

フィードバック(必須)

オプション 説明
-E1 インクリメンタルガラスエンコーダ、1 Vpp出力
-E2 高精度インクリメンタルガラスエンコーダ、1 Vpp出力
-E3 高精度、低膨張インクリメンタルガラスエンコーダ、1 Vpp出力
-E4 高精度/高分解能の低膨張インクリメンタルガラスエンコーダ、1 Vpp出力
-E5 レーザー干渉計フィードバック

リアクションマス(オプション)

オプション 説明
-RM リアクションマス設計、ステップ軸

モーター冷却(オプション)

オプション 説明
-WC すべてのリニアモーターの水冷

絶縁システム(オプション)

オプション 説明
-ISO1 アクティブな振動絶縁システム。
-ISO2 パッシブな振動絶縁システム。

ケーブル管理(オプション)

オプション 説明
-CMSxxxx お客様の空気ラインのケーブル管理、補助コネクタ、追加の軸など。 詳細は工場にお問い合わせください。

性能等級(必須)

オプション 説明
-PL4 超高精度2D性能

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。