การควบคุมการเคลื่อนที่อย่างแม่นยำ: การเปรียบเทียบแท่นวางแบบใช้ลมและระบบหินแกรนิตในการวัดทางแสง

การแสวงหาความแม่นยำระดับนาโนเมตรอย่างไม่หยุดยั้งในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์และการตรวจสอบด้วยแสงขนาดใหญ่ ได้สร้างความต้องการที่ไม่เคยมีมาก่อนต่อระบบควบคุมการเคลื่อนที่ วิศวกรมักเผชิญกับทางเลือกการออกแบบที่สำคัญ: ความสง่างามที่ไร้แรงเสียดทานของแท่นวางแบบใช้แบริ่งอากาศ หรือความน่าเชื่อถือที่แข็งแรงทนทานและลดการสั่นสะเทือนของแท่นวางเชิงกลที่ทำจากหินแกรนิต ที่ ZHHIMG Group เราตระหนักดีว่าทางออกที่ดีที่สุดมักอยู่ที่จุดตัดระหว่างวิทยาศาสตร์วัสดุและพลศาสตร์ของไหล

ประเด็นถกเถียงสำคัญ: แท่นขุดเจาะแบบใช้อากาศเทียบกับแท่นขุดเจาะแบบหินแกรนิต

เพื่อให้เข้าใจถึงความแตกต่าง เราต้องพิจารณาถึงกลไกการสัมผัส แท่นหินแกรนิตแบบดั้งเดิมมักใช้ตลับลูกปืนเชิงกลที่มีความแม่นยำสูง เช่น ลูกกลิ้งไขว้หรือรางเลื่อนลูกบอล ซึ่งติดตั้งโดยตรงบนแผ่นหินแกรนิตฐานหินแกรนิตระบบเหล่านี้ได้รับการยกย่องในด้านความสามารถในการรับน้ำหนักสูงและความแข็งแกร่งเป็นพิเศษ คุณสมบัติการลดแรงสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของหินแกรนิตช่วยให้การสั่นสะเทือนที่เหลืออยู่จากมอเตอร์หรือสภาพแวดล้อมถูกกำจัดไปอย่างรวดเร็ว ทำให้เป็นวัสดุหลักในงานวัดทางกลที่ต้องการความทนทานสูง

ในทางตรงกันข้าม แท่นรองรับแบบใช้ลมถือเป็นสุดยอดแห่งความเรียบลื่น โดยการรองรับตัวเลื่อนบนฟิล์มบางๆ ของอากาศอัด—โดยทั่วไปมีความหนาเพียงไม่กี่ไมครอน—แท่นเหล่านี้จึงขจัดปัญหาการสัมผัสทางกายภาพ การไม่มีแรงเสียดทานนี้ส่งผลให้ไม่มีการยึดติดและไม่มีการสึกหรอ ทำให้สามารถรักษาความเร็วคงที่ได้อย่างดีเยี่ยมตามที่ต้องการในงานสแกน แม้ว่าแท่นรองรับแบบใช้ลมจะให้ความแม่นยำทางเรขาคณิตที่เหนือกว่า แต่ก็ต้องการแหล่งจ่ายอากาศที่สะอาดและแห้ง และโดยทั่วไปแล้วจะไวต่อการรับน้ำหนักที่ไม่สมดุลมากกว่าเมื่อเทียบกับแท่นรองรับแบบกลไก

การวิเคราะห์ประเภทของแท่นวางอุปกรณ์ทางแสงสำหรับการใช้งานเฉพาะทาง

สาขาทัศนศาสตร์ต้องการรูปแบบการเคลื่อนที่เฉพาะทาง ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาแท่นวางชิ้นงานทางแสงแบบต่างๆ การเลือกประเภทที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับจำนวนองศาอิสระที่ต้องการและสภาพแวดล้อมในการตรวจสอบ

แท่นวางเชิงเส้นแบบออปติคอลเป็นรูปแบบที่พบได้บ่อยที่สุด โดยใช้สกรูนำสำหรับแรงสูง หรือมอเตอร์เชิงเส้นสำหรับอัตราเร่งสูง เมื่อต้องการความตรงระดับนาโนเมตรในการเคลื่อนที่ระยะยาว แท่นวางเชิงเส้นแบบแบริ่งอากาศมักใช้ร่วมกับเครื่องวัดการรบกวนของแสงเลเซอร์เพื่อป้อนกลับ

แท่นหมุนสำหรับติดตั้งอุปกรณ์วัดทางแสงมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการวัดที่ขึ้นอยู่กับมุม เช่น การวัดมุมโกนิโอเมตรี หรือการตรวจสอบการจัดตำแหน่งของเลนส์ แท่นหมุนแบบใช้แบริ่งอากาศมีข้อได้เปรียบเป็นพิเศษในกรณีนี้ เนื่องจากมีค่าการเบี่ยงเบนตามแนวแกนและแนวรัศมีเกือบเป็นศูนย์ ทำให้มั่นใจได้ว่าแกนแสงจะยังคงอยู่ในแนวเดียวกันอย่างสมบูรณ์ในระหว่างการหมุน

ระบบหลายแกน เช่น ระบบ XY หรือ XYZ มักใช้ในการตรวจสอบเวเฟอร์อัตโนมัติ ในการกำหนดค่าเหล่านี้ การเลือกใช้ฐานหินแกรนิตเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ หินแกรนิตมีมวลและความเฉื่อยทางความร้อนที่จำเป็นเพื่อป้องกันไม่ให้การเคลื่อนที่ของแกนหนึ่งไปบิดเบือนความแม่นยำของอีกแกนหนึ่ง

การผสานกันอย่างลงตัวของหินแกรนิตและแบริ่งลม

เป็นความเข้าใจผิดที่พบได้ทั่วไปว่า แท่นวางแบริ่งลมและเวทีหินแกรนิตทั้งสองอย่างแยกขาดจากกันโดยสิ้นเชิง ในความเป็นจริง ระบบการเคลื่อนที่ที่ทันสมัยที่สุดเป็นระบบลูกผสมของทั้งสองอย่าง แท่นวางแบบใช้ลมคุณภาพสูงเกือบทั้งหมดใช้หินแกรนิตเป็นพื้นผิวนำทาง เหตุผลก็คือหินแกรนิตสามารถขัดให้เรียบระดับไมครอนได้ในพื้นที่ขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำได้ยากกับอะลูมิเนียมหรือเหล็ก

เนื่องจากตลับลูกปืนลมช่วย "ปรับเฉลี่ย" ความไม่สม่ำเสมอของพื้นผิวรางนำทาง ความเรียบเป็นพิเศษของคานหินแกรนิตที่ผลิตโดย ZHHIMG ช่วยให้ฟิล์มอากาศคงที่ตลอดการเคลื่อนที่ทั้งหมด การทำงานร่วมกันนี้ส่งผลให้ระบบการเคลื่อนที่ให้ประโยชน์ทั้งสองด้าน คือ การเคลื่อนที่ที่ปราศจากแรงเสียดทานของอากาศ และความมั่นคงแข็งแกร่งของหินแกรนิต

การบำรุงรักษาและข้อควรพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อม

การใช้งานระบบเหล่านี้จำเป็นต้องมีการควบคุมสภาพแวดล้อมอย่างเข้มงวด แท่นวางหินแกรนิตแบบกลไกค่อนข้างแข็งแรงทนทาน แต่ต้องมีการหล่อลื่นและทำความสะอาดรางแบริ่งเป็นระยะเพื่อป้องกันการสะสมของเศษสิ่งสกปรก ส่วนระบบแบริ่งลม แม้ว่าจะไม่ต้องบำรุงรักษาในแง่ของการหล่อลื่น แต่ก็ขึ้นอยู่กับคุณภาพของระบบจ่ายลม ความชื้นหรือน้ำมันใดๆ ในท่อลมอาจทำให้เกิด “การอุดตันของรู” ซึ่งอาจทำให้ฟิล์มอากาศเสียหายและก่อให้เกิดการสัมผัสพื้นผิวที่ไม่พึงประสงค์อย่างร้ายแรงได้

นอกจากนี้ การจัดการความร้อนมีความสำคัญอย่างยิ่ง ระบบทั้งสองได้รับประโยชน์จากมวลความร้อนสูงของหินแกรนิต ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวระบายความร้อนสำหรับมอเตอร์เชิงเส้น อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานระดับนาโนเมตร แม้แต่การเปลี่ยนแปลงเพียงหนึ่งองศาเซลเซียสก็อาจทำให้เกิดการขยายตัวอย่างมาก ห้องปฏิบัติการระดับมืออาชีพมักใช้โครงสร้างหินแกรนิตแบบพิเศษเพื่อรักษาสภาพแวดล้อมขนาดเล็กให้คงที่รอบๆ แท่นวางชิ้นงาน

สรุป: การเลือกรากฐานที่เหมาะสมสำหรับนวัตกรรมของคุณ

ไม่ว่าแอปพลิเคชันของคุณจะต้องการความสามารถในการรับน้ำหนักสูงของแท่นหินแกรนิตแบบกลไก หรือการควบคุมความเร็วที่ราบรื่นเป็นพิเศษของระบบแบริ่งลม ฐานรากยังคงเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุด ที่ ZHHIMG เราไม่ได้เพียงแค่จัดหาแท่นเท่านั้น แต่เรายังมอบความมั่นใจทางธรณีวิทยาและกลไกที่จำเป็นสำหรับโครงการที่ทะเยอทะยานที่สุดของคุณ ในขณะที่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และออปติกกำลังมุ่งไปสู่ความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดมากขึ้น ความมุ่งมั่นของเราในด้านความเป็นเลิศของวัสดุและวิศวกรรมที่แม่นยำทำให้มั่นใจได้ว่าระบบควบคุมการเคลื่อนที่ของคุณจะไม่เป็นปัจจัยจำกัดในการวิจัยหรือการผลิตของคุณ