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纳米级精度 | 雅科贝思AAL270系列直线电机气浮平台

时间:2023-02-24 14:17:02来源:雅科贝思精密机电(上海)有限公司

导语:​伴随着产业的不断升级,在航空航天、生物工程制药、医疗、精密机械制造等高科技领域,对于高端设备的要求也越来越高。比如在测试、检测、加工等应用中,对于设备的速度稳定性、几何精度等有着相当高的要求,但传统的机械导轨直线电机平台大多数只能满足微米级精度。

行业背景

  伴随着产业的不断升级,在航空航天、生物工程制药、医疗、精密机械制造等高科技领域,对于高端设备的要求也越来越高。比如在测试、检测、加工等应用中,对于设备的速度稳定性、几何精度等有着相当高的要求,但传统的机械导轨直线电机平台大多数只能满足微米级精度。而气浮导轨直线电机平台能实现纳米级精度,是更好的解决方案。

行业需求

  高精度的测试、检测和加工等应用往往要求一个运动平台具有如下特点:

  ·更高要求的轨迹控制和低速波动

  ·亚微米级、甚至纳米级定位精度和几何精度

  ·尽可能少的外力影响,如摩擦力、线缆阻力等

  ·集成高柔屏蔽线缆

  ·直驱

  ·使用寿命长

  ·可靠性更高

解决方案

  雅科贝思针对此类需求研发了直线电机气浮平台——AAL270系列。该系列集成了气浮导轨、直线电机、高精度光学编码器、高柔屏蔽线缆等零部件,再额外搭配上高性能驱控模块,完全能够达到上述应用的要求。

雅科贝思

AAL270系列

  ·自产高刚性气浮导轨(专利技术)

  ·300mm行程 双向重复定位精度<0.15(±0.075)μm

  ·300mm行程平面度<±0.75μm

  ·适用于晶圆检测、单点钻石车削、激光微加工等

  01、气浮导轨

  气浮导轨顾名思义是利用压缩空气在动子和定子间形成的气膜支撑负载质量。不同于传统机械导轨,气浮导轨是完全非接触、零摩擦、零损耗、无需润滑的。特别适用于无尘车间等对洁净度有严格要求的场合。只要供给气浮导轨以洁净且干燥的的压缩空气,原则上它的使用寿命是无穷尽的。

  02、气浮垫

  气浮模组大多会使用到气浮垫(一种包含气浮面和气流约束机构的零件)作为气浮导轨的一部分,它主要分三类:小孔结构、小孔和导流槽结构、多孔介质结构。

雅科贝思

小孔结构(左)小孔和导流槽(中)多孔介质(右)

  雅科贝思AAL270系列采用小孔气浮垫,每片气浮垫可提供近100N/μm的刚度。高刚度就意味着大负载、高控制带宽、出色的响应和跟随性能。并且,气浮垫有着天生的均化特性。配合精密加工的气浮底座,AAL270系列还可以提供出色的几何精度,是高性能和高性价比的完美组合。

雅科贝思

性能指标实测结果

雅科贝思

双向重复定位精度 <0.084 (± 0.042) μm

雅科贝思

偏航精度 = 1.14 arcsec

雅科贝思

俯仰精度 = 1.75 arcsec

雅科贝思

平面度 = 0.042 um

雅科贝思

直线度 = 0.057 um

  03、AUM系列无铁芯直线电机

  AAL270系列搭配着雅科贝思的核心科技:AUM系列(自主专利)。该系列为无铁芯直线电机,拥有无齿槽力、零磁吸力和极低的动子质量等优势。可以兼顾高速度、高加速度和出色的速度波动率。配合高性能光学编码器和运动控制模块,AAL270可以实现纳米级别的静态抖动。

雅科贝思

AUM系列

  04、高柔线缆

  在设计中,雅科贝思特别优化了线缆的弯曲半径和集成方式。即便是在最坏的情况下,模块化的线缆设计使得快速替换成为可能,进而减小了设备可能的停机时间。在高柔性无屏蔽线缆的基础上,针对追求稳定性能应用的客户,提供了带屏蔽层的线缆选项。

AAL270系列亮点

小孔气浮垫

无摩擦

免维护

高刚性

高负载,最大负载40kg

高加速,最大加速度2G

低速度波动

专业解决方案

  AAL270系列的优势不仅是因其拥有更高的精度,能够满足各行业中一些高精密设备的需求。同时,气浮的结构设计没有物理接触,规避了一般机械导轨运动过程中因摩擦而产生颗粒物的问题,从而达到更高的洁净等级,为更多洁净室等级应用提供适合的解决方案。

雅科贝思

AAL270-XY气浮台

  雅科贝思能根据不同行业不同需求,研发多款定制平台,专业的有针对性的全套解决方案助力产业升级。

  如有需求,请致电雅科贝思。

标签: 雅科贝思

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