究極の精度

fau_appl_scantisch1 リニアDCサーボモータ:

顕微鏡XYステージの正確な位置精度

最新の顕微鏡は医学研究において不可欠なものとなりました。検体の正確な場所を迅速かつ確実に観察できるように、常にレンズの下にステージを移動させてスライド位置を調整することが必要です。しかし、技術進歩のおかげで手動での調整は時代遅れのものとなってきています。今日ではマイクロドライブがこの作業を担っています。いかなる機械的な遊びも許さず、高精度で迅速な動作を確実にするため、新コンセプトのステージは小型リニアDCサーボモータを使用しています。 小数点の範囲の駆動において数ミクロンの繰り返し精度を誇ります。
一点にフォーカスすればするほど視野はますます制限されます。 このことは先端顕微鏡の高倍率性能の場合に特に当てはまります。ポイントを選ばず全体で観察するため、検体は焦点を合わされたまま系統的に動かされる必要があります。 従ってケンブリッジのObjective Imaging Ltdは先端顕微鏡技術の要求に応えるため新製品Oasis Glide Scantischを開発しました。 この可動ステージはマイクロドライブのスペシャリストであるFAULHABERの最新技術が使用されています。 直接駆動リニアモータはしなやかさと精度において新たな基準となっています。

lineare%20dc-servomotors_R視野の拡大

Oasis Glide-S1は75x52mmの範囲で作動します。新しいリニアドライブはスムーズな究極の動作を豪語するだけでなく、以前は対応できなかった正確さとスピードを実現できます。スムーズな動きは駆動システムを選択するにあたり重要な基準となります。リードスクリュー駆動に見られるようなメカニカルな遊びは取り除かれています。

このXYステージは技術の進歩に伴い、このステージは主なマイクロスコープに最適なダブテイルガイド式やねじ式のような標準的な機能のものにも使用できます。カラータッチスクリーンと3軸ジョイスティック搭載の新型手動入力ユニットで様々な位置への調整を容易にします。従来型システムと比べると新型のXYステージは機構系の値が改善されていて小型軽量化もなされています。 ドライブに起因する機械的遊びはほぼゼロに削減され、動作ノイズもほぼ皆無となっています。 垂直方向の高い安定性と振動が無いことでステップスピードが高くても解像度は改善されています。 システム全体は全く保守不要で、搭載も容易になっています。

調整可能なこのテーブルの心臓部でストローク+/-30 と+/- 80 mmの2個のリニアモータが連携しながら稼働しています。 機械的分解能の大幅な改善に加え、このドライブソリューションはこの分野における従来のドライブソリューションより優れた効果を発揮します。

 

コンパクトなリニア技術

fau_appl_scantisch2このリニアドライブは素早くかつ簡単なコントロールを単純な中空シリンダー構造を持った電気システムに搭載しています。スライドとガイド付きの通常のロータ表面の代わりに、マイクロドライブはロータの新しい回転対称設計で構築されています。四角形でシンプルにフランジを搭載したステータは 汎用に近付けて設計されているためXYステージに簡単に統合できます。モータのステータはオス側コネクター込みでも僅か12.5 x 19.9 x 49.4 mm (B x H x L) しかありません。シャフトは6種類あり、それぞれ直径6.3mmで長さは82、109、127、154、172、190mmから選択できます。ストロークは±10、20、30、40、50mmさらに60mmでも可能で、言いかえると、シャフト長は20~120mmの間でアプリケーションに併せて選択することができます。これでもドライブ重量は57~82gしかありません。

運用者の視点からはこのドライブは3つの部品からしか構成されていません:ステーター(モータ)、ケーブル付きプラグ、ローターシャフト。特別なベアリング材料からなるロータスリーブを搭載しているだけでなく、磁化されないスチールケースは自己支持型の3相コイルを持っています。位置決めに使用される3つのホールセンサのためのコネクタプラグとプリント基板は上部カバーの下に隠されています。精密な動きをする金属シャフトは可働子でもあり、強力な永久磁石を実装しています。リニアDCサーボモータの素晴らしい機械的特性は以下になります。シャフトの連続推力は3.6Nにまでおよび、ピーク時の最大推力は10.7Nになります。ストレスシナリオによればストローク±20mmの場合その加速は198m/sになり、言いかえれば重力加速度の19倍になります。±120mmのストロークの場合には82.9m/sです。シャフトのための頑丈なベアリングは3.2m/sのスピードまで対応します。使用温度範囲は-20℃~+125℃で通常装置の稼働環境はほとんどカバーします。このように、秀でた特徴を持ちながらもモーションコントローラと併せて使用することで精密に動かすことができます。繰り返し精度(繰り返し使用した場合の最大偏差)は40μmです。モーションコントローラと3つのホールセンサとの組み合わせはシステムの実際の位置と定義された位置の誤差、エラーを最大±20mmVer.には120μm、±120mmVer.には220μm制限します。全ての値が電気的な計算値のため機械的公差、摩耗や熱膨張は考慮されていません。

詳細はwww.ems-limited.co.uk と www.objectiveimaging.comに記載されています。