Выпуск 3/2006 Модульная система управления движением: Движение в мире нанотехнологий Компания ФЕИ (FEI), мировой лидер среди производителей микроскопов, почти на 50 процентов снижает свои проектные расходы на системную интеграцию в результате применения новейшей, компактной и мощной системы управления движением Рексрот NYCe4000. Рексрот и ФЕИ совместно работают над проектом под названием „NewMotion“. Рексрот сотрудничает с производителем микроскопов из голландского города Эйндховен (Eindhoven) уже более десяти лет. В настоящее время инженеры Рексрот разрабатывают совместно со специалистами ФЕИ модульную систему управления движением на базе системы Рексрот NYCe4000. Технический университет г. Эйндховен помогает обеим фирмам в исследованиях необходимой для этого новейшей техники управления. Чтобы улучшить точность движения на атомном уровне и реализовать плавное движение в нано-диапазоне, необходимы новые принципы измерения и управления. Фирма ФЕИ собирается оснащать свои высокоточные мехатронные устройства системой NewMotion и встраивать их затем в электронные микроскопы. Парадокс скорости „Парадоксально, но в мире малых величин, с которым мы имеем дело, нужно действовать иначе, чем в других отраслях промышленности, где каждый производитель требует высокую точность позиционирования при максимальной скорости“, говорит доктор Мартен Бюйс (Maarten Buijs), директор конструкторского бюро R&D Europe фирмы ФЕИ. „Исследуемые образцы должны обрабатываться с исключительной точностью. Поэтому мы не сканируем с высокой скоростью, а наоборот, для нашего применения делаем ставку на самую низкую скорость. Для реализации этой цели используется новейший действующий элемент, так называемый ультразвуковой пьезодвигатель.” Здесь речь идет о достижении медленного равномерного движения со скоростью 1 нм в секунду – с такой скоростью растет человеческий волос. Получить больше за меньшие деньги Новая платформа управления движением с интегрированной технологией усилителей является не только надежной, но и достаточно недорогой, чтобы стать привлекательной для широкого круга заказчиков. Даже там, где точное позиционирование, скорость перемещения и способность компенсировать вибрацию, произведенную самой машиной, имеют не самый высокий приоритет, все больше и больше производителей из промышленных отраслей используют машины, которые могут работать в нано-диапазоне. Все, что требуется для управления сложной машиной, Bosch Rexroth AG Global Marketing 97814 Lohr am Main Germany Все права защищены. Перепечатка только с разрешения издателя. Phone: +49 9352 18-1802 Fax: +49 9352 18-1190 drive-control@boschrexroth.de Выпуск 3/2006 находится в одном единственном устройстве. Занимаемая площадь минимальна, длина соединительных кабелей и количество плат на каждой машине уменьшаются, расходы на оборудование и встройку сокращаются, зато повышаются степень использования и готовность к поставке. Т.к. электронный микроскоп все чаще находит промышленное применение в качестве измерительного устройства, важность всех этих аспектов возрастает. „Прорыв в снижении стоимости имеет решающее значение“, – считает господин Бюйс, – „но и такие факторы, как удобство обслуживания, высокая степень воспроизводимости этапов управления и высокая пропускная способность образцов становятся в нашей отрасли все важнее“. Поэтому фирма ФЕИ встраивает в свои микроскопы сложные мехатронные устройства с компьютерным управлением и разрабатывает новые методы, которые еще в течение следующих 5 – 10 лет смогут соответствовать новейшим требованиям к измерительной технике. А в отношении управления движением для нового поколения своих изделий ФЕИ может полностью положиться на систему Motion Control фирмы Бош Рексрот. Требование низкой скорости Экскурсия в мир нанотехнологий приводит нас к пределам нашего воображения: Один нанометр соответствует одной миллионной доли миллиметра. Скорости процессов 1нм/с, которые использует фирма ФЕИ совместно с Рексрот в проекте NewMotion, вырываются в граничные диапазоны измерительной техники машиностроения. В отличие от одноразового измерения, в проекте NewMotion датчики и система управления должны постоянно опрашивать позицию и скорость нескольких осей, анализировать значения и при необходимости корректировать их. Это ставит высокие требования к вычислительной мощности и соответствующему ей программному обеспечению системы управления. Со стороны механики необходимы самые новые линейные измерительные системы с безлюфтовой передачей усилия. Ясная цель: точность +/– 0,1 нм/мин. Но одной точности недостаточно: движение должно быть абсолютно плавным, без толчков. Уже на фазе создания концепции ФЕИ максимально старается исключить вибрацию мехатроники и компенсирует оставшиеся колебания с помощью системы управления. Кроме того, специальная система компенсации учитывает температуру в течение всего процесса и нейтрализует возникающие колебания. Результат совместной разработки устанавливает новые масштабы: приводное и управленческое решение NewMotion в десятки раз превосходит имеющийся до сих пор уровень техники по мощности, точности и динамике. Bosch Rexroth AG Global Marketing 97814 Lohr am Main Germany Все права защищены. Перепечатка только с разрешения издателя. Phone: +49 9352 18-1802 Fax: +49 9352 18-1190 drive-control@boschrexroth.de