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Kleine Entfernung, große Herausforderung



Fokusversteller mit geschlitzten Membranen, für kurze Verfahrwege mit hohen Zykluszahlen

Extrem kurze Distanzen, etwa bei der automatischen Inspektion, bedeuten hohe Anforderungen für Fokusversteller. Ausgestattet mit Federparallelogramm, einem Exzenterantrieb mit Schrittmotor und einem induktiven Linearmesssystem, lässt sich die Aufgabe bewältigen.

 

Kamerasysteme, die in der Industrie zur automatischen Inspektion und Qualitätssicherung eingesetzt werden, müssen sehr schnell fokussieren. Maximal 100 ms stehen dafür in der Regel zur Verfügung. Der Verfahrweg ist mit 0,5 bis 2 mm nicht besonders lang – oftmals geht es nur darum, die Dickenvariation eines Substrats auszugleichen oder enge Stacks von Bildern in verschiedenen Tiefenschärfen aufzunehmen. Doch gerade diese kurze Distanz wird für die standardmäßigen Fokusversteller auf Basis von Linearführungen schnell zum Verhängnis. »Bei Millionen kleiner Bewegungen versagt das tribologische System mechanischer Wälzführungen frühzeitig, da der Schmierstoff an der Kontaktstelle verdrängt wird und sich nicht wie üblich über die ganze Laufbahn verteilen kann. Die Folge sind Kaltverschweißungen, die den gesamten Versteller blockieren«, erläutert Alexander Bromme, Geschäftsführer von Steinmeyer Mechatronik, Dresden. Bei Bewegungen im Mikrometer- und Submikrometerbereich wirken sich zudem Stick-Slip-Effekte, also der Übergang von Haft- in Rollreibung in der Führung, negativ aus.

In der klassischen Mikroskopie haben sich für Anwendungen mit kurzen Wegen und hohen Zyklus­zahlen piezoelektrische Fokusversteller bewährt. Diese erlauben eine sehr hohe Dynamik bei gleichzeitig exzellenter Schrittauflösung, sind allerdings äußerst empfindlich in der Handhabung und teuer in der Anschaffung. Auch benötigen sie ein spezielles Hochspannungsinterface für die elektrische Ansteuerung. Das macht sie für den Einsatz in industriellen Anwendungen unattraktiv. Auch andere Alternativen sind aufgrund ähnlicher Schwächen keine Idealbesetzung. Doch wie lassen sich die spezifischen Anforderungen der Industrie – extrem kurze Verfahrwege, hohe Dynamik, robuste Verarbeitung, lange Lebensdauer, Wartungsfreiheit, standardisierte Schnittstellen sowie Wirtschaftlichkeit – unter einen Hut bringen? […]

 

Hersteller

Steinmeyer Mechatronik GmbH

D-01259 Dresden

Tel. +49 351 88585-0

www.steinmeyer.com

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