Ver traducción automática
Esta es una traducción automática. Para ver el texto original en inglés haga clic aquí
#Libros blancos
{{{sourceTextContent.title}}}
Comparación de las etapas de microposicionamiento y nanoposicionamiento
{{{sourceTextContent.subTitle}}}
De la millonésima parte de un metro a la milmillonésima parte de un metro.
{{{sourceTextContent.description}}}
Los diseños de las platinas lineales pueden ir desde pórticos de largo recorrido y alta carga hasta platinas de microposicionamiento y nanoposicionamiento con cargas útiles ligeras. Aunque todas las platinas lineales se diseñan y construyen para proporcionar una alta precisión de posicionamiento y repetibilidad y para minimizar los errores angulares y planares, las platinas para aplicaciones de microposicionamiento y nanoposicionamiento requieren consideraciones adicionales en la selección y el diseño de componentes para lograr estos movimientos tan pequeños y precisos.
El microposicionamiento se refiere a aplicaciones en las que los movimientos son tan pequeños como una micra, o un micrómetro. (Una micra es la millonésima parte de un metro, es decir, 1,0 x 10-6 m)
El nanoposicionamiento se refiere a aplicaciones en las que los movimientos son tan pequeños como un nanómetro. (Un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro, o 1 x 10-9 m.)
Para lograr el posicionamiento en el rango de las micras o los nanómetros, uno de los principios clave del diseño es eliminar la mayor fricción posible. Por ello, las etapas de nanoposicionamiento utilizan exclusivamente tecnologías de accionamiento y guiado sin contacto. Por ejemplo, la fuerza motriz de un nanoposicionador suele provenir de un motor lineal, un actuador piezoeléctrico o un motor de bobina móvil. Por otro lado, el microposicionamiento puede lograrse a menudo con accionamientos mecánicos más tradicionales, como los husillos de bolas y de plomo, aunque a veces también se utilizan motores lineales para aplicaciones de microposicionamiento.
Entre las tecnologías de guiado sin fricción utilizadas para el nanoposicionamiento se encuentran los cojinetes de aire, las guías magnéticas y las flexiones. Dado que estas tecnologías no implican un contacto de rodadura o deslizamiento, también evitan la holgura y la conformidad que degradan la precisión del posicionamiento en las transmisiones mecánicas tradicionales. Para las etapas de microposicionamiento, las guías lineales sin recirculación suelen ser la mejor opción, ya que no experimentan pulsaciones ni niveles de fricción variables por las bolas que entran y salen de la zona de carga. Sin embargo, algunas guías lineales de recirculación de alta precisión se han optimizado para reducir estas pulsaciones y variaciones de fricción, lo que las hace adecuadas para aplicaciones de microposicionamiento, especialmente las que tienen longitudes de carrera totales más largas.
Además de la fricción y la holgura, otros efectos, como la histéresis y la fluencia, pueden interferir en la capacidad del sistema para posicionar a nivel de micras o nanómetros. Para hacer frente a estos efectos, las etapas de microposicionamiento y nanoposicionamiento suelen funcionar en un sistema de bucle cerrado que utiliza un dispositivo de retroalimentación de posición que tiene una resolución mucho mayor que la precisión de posicionamiento requerida. Esto significa a menudo una resolución de una micra (o mejor) para las aplicaciones de microposicionamiento y una resolución de un nanómetro para los requisitos de nanoposicionamiento.
Las tecnologías que pueden proporcionar estas resoluciones extremadamente altas incluyen codificadores ópticos a escala de vidrio, sensores capacitivos y codificadores basados en interferómetros. Sin embargo, como las etapas de nanoposicionamiento suelen ser dispositivos muy pequeños, los codificadores capacitivos -que pueden construirse en un espacio muy reducido- suelen ser la mejor opción. En el caso de las etapas de microposicionamiento, a veces también se utilizan codificadores magnéticos de alta resolución, sobre todo cuando el entorno presenta fluctuaciones de temperatura o alta humedad.
A pesar de su diseño y construcción especiales, las etapas de microposicionamiento y nanoposicionamiento son relativamente fáciles de personalizar -sobre todo en cuanto a materiales, acabados y preparaciones especiales- y aplicar en aplicaciones únicas. Un ejemplo: Las platinas construidas con componentes sin fricción suelen ser adecuadas para aplicaciones de sala blanca y de vacío, ya que no generan partículas debido a la fricción por rodadura o deslizamiento y no requieren lubricación. Y si se requiere una versión no magnética, los componentes de acero estándar pueden sustituirse fácilmente por alternativas no magnéticas sin preocuparse por la reducción de la capacidad de carga. En muchas aplicaciones en las que se utilizan etapas de microposicionamiento y nanoposicionamiento, el diseño de la máquina incluye características como mecanismos de amortiguación que pueden contrarrestar hasta las más mínimas vibraciones y algoritmos de control avanzados para compensar las perturbaciones.