Lineare Bühnenkonstruktionen können von Langstreicher, Hochladungsscheiben bis hin zu Mikropositionierungs- und Nanopositionierungsstadien mit leichten Nutzlasten reichen. Obwohl alle linearen Stadien so konzipiert und konstruiert sind, um eine hohe Positionierungsgenauigkeit und -Wiederholbarkeit zu erzielen und Winkel- und Planarfehler zu minimieren, erfordern Stadien für Mikropositionierungs- und Nanopositionsanwendungen zusätzliche Überlegungen bei der Auswahl und des Designs der Komponenten, um diese sehr kleinen, präzisen Bewegungen zu erreichen.

Mikropositionierung bezieht sich auf Anwendungen, bei denen Bewegungen so klein wie ein Mikrometer oder ein Mikrometer sind. (Ein Mikron ist auf millionster Meter oder 1,0 x 10-6 m.)
Nanopositionierung bezieht sich auf Anwendungen, bei denen Bewegungen so klein wie ein Nanometer sind. (Ein Nanometer ist eine Milliarden Meter oder 1 x 10-9 m.)

Um eine Positionierung im Mikron- oder Nanometerbereich zu erreichen, besteht eines der wichtigsten Konstruktionsgrundsätze darin, so viel Reibung wie möglich zu beseitigen. Aus diesem Grund verwenden Nanopositionierungsstadien ausschließlich Nichtkontakt- und Leittechnologien. Beispielsweise wird die treibende Kraft für einen Nanopositioner typischerweise von einem linearen Motor, einem Piezo -Aktuator oder einem Sprachspulenmotor bereitgestellt. Andererseits kann die Mikropositionierung häufig mit herkömmlichen mechanischen Antriebssträngen wie Kugel- und Bleischristen erreicht werden, obwohl manchmal auch lineare Motoren für Mikropositionierungsanwendungen verwendet werden.

Zu den für die Nanopositionierung verwendeten reibungsfreien Führungsanleitung gehören Luftlager, magnetische Guides und Flexuren. Da diese Technologien kein Rollen- oder Sliding -Kontakt beinhalten, vermeiden sie auch die Rückschläge und Einhaltung, die die Positionierungsgenauigkeit bei herkömmlichen mechanischen Getriebe beeinträchtigen. Für Mikropositionierungsstadien sind nicht reziktulierende lineare Guides in der Regel die beste Wahl, da sie keine Pulsationen und unterschiedliche Reibungsniveaus von Bällen haben, die in die Lastzone eintreten und sie beenden. Einige lineare Guides mit hoher Genauigkeit wurden jedoch optimiert, um diese Pulsationen und Reibungsschwankungen zu reduzieren, wodurch sie für Mikropositionierungsanwendungen geeignet sind-insbesondere solche mit längeren Gesamtstrichlängen.

Zusätzlich zu Reibung und Gegenreaktion können andere Effekte wie Hysterese und Kriech die Fähigkeit des Systems auf Mikron- oder Nanometerebene stören. Um mit diesen Effekten umzugehen, werden Mikropositionierungs- und Nanopositionierungsstadien typischerweise in einem System mit geschlossenem Regelkreis unter Verwendung eines Positions-Feedback-Geräts betrieben, das eine viel höhere Auflösung aufweist als die erforderliche Positionierungsgenauigkeit. Dies bedeutet häufig eine Einzel-Micron-Auflösung (oder besser) für Mikropositionierungsanwendungen und die Auflösung von Einzelnanometern für Nanopositionierungsanforderungen.

Technologien, die diese extrem hohen Auflösungen liefern können, umfassen optische Encoder, kapazitive Sensoren und Interferometermesser-basierte Encoder. Da jedoch Nanopositionsstadien in der Regel sehr kleine Geräte sind, sind kapazitive Encoder, die in einem sehr kleinen Fußabdruck konstruiert werden können, in der Regel die beste Option. Für Mikropositionierstadien werden auch auch hochauflösende magnetische Encoder verwendet-insbesondere dann, wenn die Umgebung schwankende Temperaturen oder hohe Luftfeuchtigkeit beinhaltet.

Trotz ihrer besonderen Konstruktion und Konstruktion sind Mikropositionierungs- und Nanopositionierungsphasen relativ einfach anpassen - insbesondere in Bezug auf Materialien, Oberflächen und besondere Vorbereitungen - und wenden Sie sich in einzigartigen Anwendungen an. Ein typisches Beispiel: Stadien, die mit reibungsfreien Komponenten konstruiert sind, eignen sich in der Regel für Reinraum- und Vakuumanwendungen, da sie aufgrund von Roll- oder Rutschenreibung keine Partikel erzeugen und keine Schmierung erfordern. Und wenn eine nichtmagnetische Version erforderlich ist, können Standardstahlkomponenten problemlos durch nichtmagnetische Alternativen ersetzt werden, ohne Bedenken hinsichtlich einer verringerten Belastungskapazität. In vielen Anwendungen, bei denen Mikropositionierungs- und Nanopositionierungsstadien verwendet werden, umfasst das Maschinenkonstruktion Merkmale wie Dämpfungsmechanismen, die selbst den geringsten Schwingungen und fortgeschrittenen Kontrollalgorithmen entgegenwirken können, um Störungen auszugleichen.