高真空和超高真空定位系统

  • 真空类别从10-3到10-10 hPa
  • 仔细选择组件和材料
  • 内部开发的驱动,例如,压电陶瓷促动器和电压陶瓷电机,或合适的电机
  • 考虑放气行为的细致设计
  • 小心处理,充足前提:配有材料、部件和最终产品的验定,同时结合其他困难环境:非磁性、低温、极紫外 (EUV)
  • 长期的经验

PI的真空平台分类

为了确定所需的真空类别,有必要尽量了解应用。例如,晶体或光学涂层不仅在压力范围上具有不同要求,而且在允许在真空室中的残余材料方面也有不同要求。. 通常,碳氢化物的分压是决定性的。它们是润滑剂和塑料的一部分,在抽真空室时释放,并且会污染表面。在紫外范围内的激光应用特别明智,因为因为碳氢化物在光学系统中分离和沉淀。

适用于超高真空的进一步产品修改:

  • 超高真空高达10-11 hPa
  • 无油润滑设计
  • 适用于温度在-269至40°的低温环境下的操作
  • 适用于磁场、抗辐射操作(粒子、X射线辐射、远紫外辐射)

高真空 (HV) 1 × 10-3 hPa to 1 × 10-6 hPa   超高真空 (UHV) 1 × 10-7 hPa to 1 × 10-9 hPa   Units 1 hPa = 1 mbar


真空环境的驱动类型

在驱动器之后,选择适合的材料和额外的部件对于定位系统的真空兼容性至关重要。压电陶瓷平台采用技术非常适合真空使用的原则: 压电陶瓷促动器电容定位传感器柔性铰链接头导向。 此外,不需要任何润滑油和油脂。

所有PI纳米级定位系统中的PICMA®压电陶瓷促动器均未使用聚合物制造,气体排放可能性很低。可承受高达150 °C的烘烤温度。PICMA®压电陶瓷促动器特别适合于超强磁场中的使用。压电陶瓷定位系统可使用不含铁磁材料制造。 压电陶瓷促动器可深入低温环境。PICMA®促动器的特殊模型可在-271°C环境下使用,但行程会显著减小。

不考虑驱动原理,所有>> 压电电机均可在真空环境下使用。压电电机也可在磁场中使用,因为它们不会生成磁场,也不会受磁场影响。压电电机是适宜的驱动选择,特别是在要求行程在毫米的范围内抗辐射的情况下。

电机平台使用特殊的两相步进电机,可靠操作高达10-9 hPa。可烘烤限位开关和合适的测量系统使之成为最佳选择。在一般情况下,真空平台比室内应用的产品提供较低的速度和更短的使用寿命。


材料和设计

真空兼容材料的要求包括:

  • 没有粒子发射
  • 不出气
  • 抗烘烤和高温

首选材料
不锈钢、铝、钛、
铜、FKM (例如氟橡胶)、
陶瓷、蓝宝石、
PTFE(例如Teflon)、PEEK、
聚酰亚胺(例如Kapton)、
微晶玻璃(例如玻璃陶瓷)

真空定位平台使用的材料是铝合金、不锈钢或钛。表面处理适用于真空类,例如,较高真空等级的表面没有涂层,而是电抛光。 对于高真空和超高真空的使用,使用了特殊真空润滑油。根据需求,润滑油可以在订货时指定。真空绝缘电缆使用PTFE或FEP(聚四氟乙烯),或根据需求使用聚酰亚胺(Kapton)或PEEK。尽量减少塑料和粘合剂的使用。

用于高度敏感环境的细致设计

专为真空操作开发的平台必须满足一系列的标准。真空室只提供有限的空间,因此需要紧凑的设计。 气穴,即受压,必须避免,因为它们可能会严重延迟,甚至无法满足稳定的真空。. 选择适合的部件,特别是驱动系统,十分重要。特别是,在操作过程中考虑到热量的产生是非常重要的,因为热在真空下很难消散。因此,了解计划工作周期有助于选择。它允许提前对所选单个部件进行放气行为测试。

装配和测试设备

真空台在无尘室内安装。所有部件在超声波中清洁。它们通过一种无颗粒的防静电包装运输。通过质谱仪进行放气测试,评估可用的剩余气体成分。

  • 无尘室制造
  • 超声波清洁
  • 真空室高达10-10 hPa
  • 使用质谱仪测量,并根据要求提供测量协议

应用

真空环境可在许多敏感的高技术领域找到,例如:

  • 半导体技术
  • 高能束线设备
  • 航空航天
  • 材料研究
  • 研究

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产品

PI为一系列定位平台提供超高真空版本作为目录产品。几乎所有平台均可修改,并用于不同类别的真空。超出这些限制的设计和制造可根据需求提供。同时也可提供多轴完整解决方案。真空密封装置不包括在供货范围内,如果需要,可以单独订购。除非另有约定或仅作为单独产品的描述,可承受温度最高为80 °C。

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PICA Piezoelectric Stack Actuators

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PICMA® Piezo Linear Actuators

PI Product Q-522 linear stages with Piezomotor
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Compact Linear Stages with Piezomotor Drives

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Compact Linear Stages with PiezoWalk® Stepping Drives

PI H-811
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H-811.D2 六轴小型六足位移台

快速、紧凑、高精度

  • 行程范围达34毫米/42度
  • 负载能力达5千克
  • 促动器分辨率为40纳米
  • 最小位移达0.1微米
  • 重复精度达±0.06微米
  • 速度达10毫米/秒
  • 可提供真空兼容版本
PI H-824
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H-824 六轴六足位移台

低外形、精密并联运动系统

  • 负载能力达10千克,自锁版本
  • 行程范围达45毫米/25度
  • 促动器分辨率达7纳米
  • 最小位移达0.3微米
  • 重复精度达±0.1微米/±2.5微弧度
  • 速度达25毫米/秒
  • 可提供真空兼容版本
  • 采用矢量算法的复杂控制器,虚拟转点
  • 综合软件包
PI M-062.PD
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M-060 • M-061 • M-062 精密旋转台

无限行程

  • 连续旋转范围
  • 超高分辨率
  • 最大速度为90度/秒
  • 带预载蜗杆驱动器实现零空回
  • 直流伺服,步进电机和ActiveDrive手动驱动器
  • 方向感应参考点开关
PI M-230
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M-230 带直流和步进电机的高分辨率线性促动器

不可旋转的尾端件,限位开关

  • 最小位移0.05微米
  • 行程为10和25毫米
  • 不可旋转的尾端件
  • 速度达1.2毫米/秒
  • MTBF>20,000小时
PI M-235.5DG
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M-235 带直流电机的高分辨率线性促动器

高动态性,力高达120牛

  • 行程为20和50毫米
  • 最小位移达0.1微米
  • 直接驱动器实现高速
  • 推/拉力高达120牛
  • MTBF>10,000小时
PI M-403.1PD
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M-403 精密平移台

成本效益好、驱动器和行程选择范围大

  • 精密定位的经济实用设计
  • 行程范围25毫米至200毫米
  • 分辨率达0.018微米
  • 最小位移达0.2微米
  • 带预载的精密丝杠
  • 应力消除铝基座可实现高稳定性
  • 可提供真空兼容版本
  • M-413和M-414版本可满足更高的负载要求
PI M-404.42S
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M-404 精密平移台

成本效益好、驱动器和行程选择范围大

  • 用于精密定位的经济实用型设计
  • 行程范围25毫米至200毫米
  • 分辨率达0.012微米
  • 最小位移达0.1微米
  • 再循环滚珠丝杆驱动器实现高速和较长使用寿命。
  • 应力消除铝基座可实现高稳定性
  • 可提供真空兼容版本
  • Höhere Lasten mit M-413 und M-414
PI M-413.2DG
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M-413 高负载精密平台

成本效益好、驱动器和行程选择范围大、适用于高负载

  • 经济适用、高度稳定型
  • M-403、M-404、M-413和M-414模块化家族的一部分
  • 行程范围100至300毫米
  • 分辨率达0.018微米
  • 带预载的精密丝杠
  • 最小位移达0.2微米
  • 应力消除铝基座可实现高稳定性
PI M-413.2DG
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M-414 高负载精密平台

成本效益好、驱动器和行程选择范围大、适用于高负载

  • 高精度元件
  • M-403、M-404、M-413和M-414模块化家族的一部分
  • 行程范围100毫米至300毫米
  • 分辨率达0.023微米
  • 再循环滚珠丝杆驱动器实现高速和较长使用寿命。
  • 最小位移达0.1微米
  • 应力消除铝基座可实现高稳定性
PI N-480.210C0
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N-480 PiezoMike线性促动器

带运动反射镜底座

  • 高稳定性
  • 用于直径为0.5"、1"或2"的光学元件
  • 带集成增量编码器的紧凑设计
  • 步长为1微弧度
  • 使用寿命>10亿步
  • 真空兼容型可达10-6百帕
PI N-603
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N-603 用于闭环操作的线性定位平台

无磁性和真空兼容

  • 行程为2毫米
  • 外形极低,仅7.4毫米高,串联安装
  • 带用于闭环操作的位置传感器
  • PiezoWalk®驱动器
  • 用于在较强的磁场中的操作

控制器、放大器和其他电控设备

一般来说,控制电子不适合在真空室中操作。必须在真空室外部安装。

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目录:PI压电陶瓷纳米定位2014/2015

CAT130
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白皮书:真空环境中的运动控制和精密定位

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