Firma NSK podkreśla swoje kompetencje w zakresie pozycjonowania ultradokładnego

Firma NSK, będąc ekspertem z zakresu systemów sterowania ruchem, często dostarcza klientom manipulatory i pozycjonery spełniające wymagania dotyczące dokładności mikrometrycznej, a nawet nanometrycznej. 

Takie rozwiązania znajdują zastosowanie w precyzyjnych operacjach pozycjonowania w polu widzenia mikroskopu, wymagających zastosowania zaawansowanej inżynierii i know-how. Jednym z nich jest nanopozycjoner NSK, który stanowi przykład doświadczenia firmy w obszarze zintegrowanej mechatroniki i technologii napędów do precyzyjnego pozycjonowania. Firma zdobyła tę wiedzę ekspercką w ciągu wielu dziesięcioleci bycia pionierem w rozwoju powiązanych technologii, takich jak  produkcja łożysk, produkty do  ruchu liniowego i rozwiązania do przetwarzania obrazu. W sektorach produkcyjnych obejmujących sprzęt do produkcji półprzewodników, biotechnologię, optyczne urządzenia komunikacyjne i  systemy mikroelektromechaniczne (MEMS) stale rośnie popyt rynkowy na mechanizmy pozycjonowania z dokładnością nanometrową. Od pewnego czasu dostępne są precyzyjne stopnie i stoły pozycjonujące, które mają spełniać tego typu wymagania i zazwyczaj składają się one ze śruby kulowej, silnika krokowego i elementu piezoelektrycznego. Ogólnie jednak rozwiązania  te nie zapewniają odpowiedniej sztywności i ultrawysokiej rozdzielczości wymaganej przy wysokich prędkościach.

Nanopozycjoner NSK stanowi odpowiedź na te wyzwania.  Został on wyposażony w opatentowany zespół łożyskowy śruby kulowej z elementem piezoelektrycznym, co zapewnia dokładne pozycjonowanie z nanometrową dokładnością i wysokimi prędkościami, które nie ogranicza sztywności mechanicznej. Maksymalna prędkość to 72 mm / s, przy rozdzielczości 5 nm i dokładności pozycjonowania ± 15 nm.

Jedną z głównych cech wyróżniających nanopozycjoner stanowi jego konfiguracja i struktura systemu. Standardowe, precyzyjne stopnie i stoły pozycjonujące wykorzystują ułożony w stos element piezoelektryczny jako formę piezoelektrycznego elementu uruchamiającego, ale tego typu konstrukcja jest podatna na naprężenia, efekt skręcania i siły promieniowe. Rozłożenie sprężyn naciskowych może przeciwdziałać tym zjawiskom, jednak brakuje im odpowiedniej sztywności, co może utrudniać pracę z wysoką prędkością.

Zamiast tego nanopozycjoner NSK zawiera element piezoelektryczny w zespole łożyskowym śruby kulowej. Zamontowanie elementu piezoelektrycznego na tym samym wale, gdzie znajdują się  łożyska podpierające, oznacza, że nie występuje niepożądany efekt skręcania (moment)  lub siły promieniowe. Ponadto wykorzystanie napięcia wstępnego łożyska jako siły ściskającej na element piezoelektryczny pozwala uniknąć naprężeń i zachować optymalną sztywność.

Nanopozycjoner NSK oferuje płynną współpracę ze stołami pozycjonującymi XYZ. Przykładowo, urządzenie to jest sercem sprawdzonego systemu mikromanipulacyjnego NSK przeznaczonego do precyzyjnego pozycjonowania. Dzięki możliwości manipulowania elementami tak małymi, jak pojedyncza komórka, system stanowi  idealne rozwiązanie do różnych zastosowań w branży medycznej i biotechnologii, a nanotechnolodzy podkreślają jego przydatność do montażu narzędzi mikroskopowych.

Napędzany silnikiem krokowym (rotacyjnym) nanopozycjoner zapewnia wymaganą precyzyjną kontrolę pozycjonowania różnych konfiguracji i mikromanipulatorów, zapewniając łatwość obsługi i bardzo dokładny ruch różnych końcówek i przyrządów.

Zdjęcie 1) TKonstrukcja nanopozycjonera NSK pozwala uniknąć wpływu sił promieniowych, skręcających i rozciągających, które występują w wielu standardowych odpowiednikach produktu.