高精度モーションステージの選び方
適切な精密ステージを選ぶには、精度や分解能を比較するだけでは不十分です。最適なソリューションは、必要な動作（直線運動かロータリーか）に加え、移動範囲、負荷、推力 またはトルク、繰り返し精度、速度、機械的統合性、および動作環境によって決まります。
PiezoMotorの精密ステージ製品群は、Piezo LEGS® のモーター技術と高品質な機械式ステージ設計を融合させたものです。この製品群には、半導体装置、計測、光学、フォトニクス、顕微鏡、医療技術、および高度な自動化分野での用途向けに、リニアステージ、XYステージ、Z軸ステージ、ロータリー 、およびゴニオメトリックステージが含まれています。
直線運動か、それともロータリー 運動か？
まず最初に、どのような動きが必要かを特定します。
リニアステージは、直線軸に沿って荷重を移動させます。これは、位置決め、走査、焦点合わせ、位置合わせ、塗布、および測定に広く使用されています。
ロータリー ステージは、回転軸を中心にペイロードを移動させます。通常、角度位置決め、検査、位置合わせ、インデックス動作、および向き合わせに使用されます。
複数方向への移動を必要とする用途では、直線ステージとロータリー ステージを組み合わせて多軸システムを構築することができます。
正確性、精度、再現性
「精度」とは、ステージが指令された位置にどれだけ正確に到達するかを表します。「再現性」とは、ステージが同じ位置にどれだけ一貫して戻るかを表します。
主な仕様は以下の通りです：
- 測位精度
- 双方向の再現性
- エンコーダ分解能
- 最小増分移動量
- リニアステージの真直度および平面度
- ロータリー ステージの振れとぐらつき
- ピッチ、ヨー、ロールの誤差
性能評価は、ステージ、エンコーダ、コントローラ、ペイロード、取り付け構造、および動作環境を含むシステム全体を対象として行うべきである。
移動距離と角度範囲
リニアステージについては、必要な移動、位置合わせ、および校正に対応できる移動範囲を選択してください。PiezoMotor のリニアステージには、8、16、25の移動範囲のモデルが用意されていますmm 。
ロータリー のステージについては、必要な角度範囲、回転方向、機械的制限、および用途に応じてインデックス駆動、双方向駆動、あるいは連続駆動のいずれが必要かを検討してください。
選定された範囲は、現在の要件を満たすとともに、将来の調整に備えて適切な余裕を持たせるべきである。
荷重、推力 、トルクおよび慣性
リニアステージについては、総積載重量と、その加速、移動、および保持に必要な推力 を考慮してください。モデルによっては、ストール推力 が最大6 Nまたは20 Nのリニアステージ（PiezoMotor ）もご用意しています。
ロータリー のステージについては、以下の点を考慮してください：
- 積載重量
- 必要なトルク
- 回転慣性
- 重心
- 加速と減速
- 偏心荷重
- 取り付け方向
多軸構成では、下段はペイロードと、その上に搭載されたすべての段の重量を支えなければならない。
速度と沈降時間
最高速度だけでなく、運動プロファイル全体を考慮すべきである。
重要な要素としては、次のようなものがあります：
- 移動距離または回転角度
- 加速と減速
- ペイロードと慣性
- 沈降時間
- 位置決め安定性
- デューティサイクル
大規模な動作と精密な位置決めを組み合わせたアプリケーションについては、完全なモーションシステムとして評価すべきである。
電源が切れた状態での位置保持
Piezo LEGS® この技術により、従来のギアを使用せずにダイレクトドライブによる駆動が可能になります。
モーターは、駆動されていない際にも機械的にその位置を維持することができます。これにより、発熱やエネルギー消費を抑えつつ、高精度が求められる用途において安定した位置決めを実現できます。
サイズと機械的統合
ステージを選択する前に、以下を確認してください：
- 外形寸法
- 取付穴配置
- 可動プラットフォームの寸法
- ペイロードの重心
- ケーブルの配線経路とコネクタの向き
- 必要な取り付け方向
- 追加の運動軸との互換性
- 設置および保守のためのアクセス
堅固で平坦な取り付け面が不可欠です。不適切な取り付けは、精度、再現性、および安定性に悪影響を及ぼす可能性があるためです。
環境要件
温度、振動、汚染、磁場、および真空環境は、位置決め性能に影響を与える可能性があります。
用途に応じて、以下の点を検討してください：
- 真空耐性
- 非磁性構造
- 発熱量が少ない
- クリーン環境に関する要件
- 温度安定性
- 外部からの振動
特定の用途によっては、真空対応および非磁性の仕様が利用可能な場合があります。
コントローラーの互換性
ステージ、エンコーダ、およびコントローラは、一体となったシステムとして動作しなければなりません。
PiezoMotorのPMSDコントローラプラットフォームは、1軸から4軸までの構成に対応しており、LAN、USB、RS-485、RS-232Cを介した通信が可能です。これにより、リニアステージおよびロータリー ステージを、独立して、あるいは連動した多軸システムの一部として動作させることができます。
コントローラーの選定にあたっては、以下の点を考慮すべきです：
- 軸の数と種類
- エンコーダインターフェース
- 通信プロトコル
- 必要なモーション関数
- 軸の同期
- 機械制御アーキテクチャ
サポートおよびシステム統合
PiezoMotor アプリケーションの分析や製品の選定から、コントローラの設定、システム統合、技術サポートに至るまで、お客様を全面的にサポートします。
スウェーデン、米国、フィンランド、そして日本における当社のグローバルな事業展開により、主要なテクノロジー市場におけるOEMおよび産業分野のお客様を支援することが可能となっています。
概要
高精度ステージを選ぶ際には、以下の点を考慮してください：
- 直線運動またはロータリー 運動
- 精度と再現性
- 直線移動量または角度範囲
- 荷重、推力 、トルク、および慣性
- 速度と沈降時間
- 舞台の寸法
- 環境要件
- コントローラーの互換性
- 多軸統合
PiezoMotor同社の高精度ステージは、コンパクトな機械設計とPiezo LEGS® のダイレクトドライブ技術を組み合わせ、要求の厳しいOEMおよび産業用アプリケーションにおいて、正確かつ安定した動作を実現します。