Z-Positionierung von Objektiven mit PIFOC®
Bei vielen Untersuchungen bzw. Mikroskopiertechnologien ist eine Probenbewegung in Z-Richtung, also entlang der optischen Achse des Objektivs, nötig. Alternativ besteht die Möglichkeit, das Objektiv selbst in Z-Richtung zu verstellen. Dafür bietet PI unter der Bezeichnung PIFOC® Lösungen an.
Integrierte Gewichtskraftkompensation
Das Produkt ist mit einer magnetischen Gewichtskraftkompensation ausgestattet. Diese hält bei vertikal ausgerichteter Bewegungsachse eine Last bis 1 kg auch in unbestromtem Zustand in Position. Die Gewichtskraftkompensation ist durch den Anwender einstellbar.
PIMag® Voice-Coil-Motor
Voice-Coil-Motoren sind elektromagnetische Direktantriebe. Bei Direktantrieben wird die Kraft des Antriebselements ohne mechanische Übertragungselemente wie Kupplung, Spindel oder Getriebe direkt auf die zu bewegende Last übertragen. Voice-Coil-Antriebe bestehen aus einem Dauermagneten und einem Wicklungskörper, die sich im Luftspalt des Magnetfeldes befinden. Fließt ein Strom durch den Wicklungskörper, so bewegt sich der Wicklungskörper im Magnetfeld des Dauermagneten. Voice-Coil-Antriebe eignen sich durch ihr geringes Gewicht und das reibungsfreie Antriebsprinzip sehr gut für Anwendungen, die hohe Dynamik und hohe Geschwindigkeiten bei begrenzten Stellwegen erfordern. Hohe Scanfrequenzen und präzise Positionierung sind mit diesen Antrieben ebenfalls möglich, da sie frei von Hystereseeffekten sind.
Kreuzrollenführung
Bei Kreuzrollenführungen wird der Punktkontakt der Kugeln in Kugelführungen durch den Linienkontakt gehärteter Rollen ersetzt. Sie sind dadurch wesentlich steifer und kommen mit geringerer Vorspannung aus, was die Reibung reduziert und einen gleichmäßigeren Lauf ermöglicht. Kreuzrollenführungen zeichnen sich darüber hinaus durch hohe Führungsgenauigkeit und Tragfähigkeit aus. Zwangsgesteuerte Wälzkörperkäfige verhindern Käfigwandern.
Direkte Positionsmessung
Die Positionsmessung erfolgt mit höchster Genauigkeit direkt an der bewegten Plattform, so dass Nichtlinearität, mechanisches Spiel oder elastische Deformation keinen Einfluss auf die Positionsmessung haben.
Einsatzgebiete
Mikroskopie: Multi-Photonen-Fluoreszenzmikroskopie, Deep Tissue Inspection, Digital Slide Scanning Microscopy. Biotechnologie: Genomsequenzierung mit der Solexa-Illumina-Methode, Immuno-Assay Fluorescence. Medizinische Geräte: Scanning Laser Ophthalmology, Automated Cell Counters/Flowcytometers. Biomedizinische Forschung: Optical- & Magnetic Tweezers. Laser-Materialbearbeitung: Laser-Mikrobearbeitung, Laserablation. Halbleiterindustrie: Halbleiter-/Wafer-Inspektion.
| Bewegen | V-308.753030 | Toleranz |
|---|---|---|
| Aktive Achsen | Z | |
| Stellweg in Z | 7 mm | |
| Beschleunigung in Z, unbelastet | 8 m/s² | max. |
| Maximale Geschwindigkeit in Z, unbelastet | 200 mm/s | |
| Geradheitsabweichung E_XZ | ± 0,75 µm | max. |
| Geradheitsabweichung E_YZ | ± 0,75 µm | max. |
| Winkelabweichung E_AZ | ± 50 µrad | max. |
| Winkelabweichung E_BZ | ± 50 µrad | max. |
| Winkelabweichung E_CZ | ± 50 µrad | max. |
| Positionieren | V-308.753030 | Toleranz |
| Kleinste Schrittweite in Z | 0,01 µm | typ. |
| Positioniergenauigkeit in Z, kalibriert | ± 0,6 µm | typ. |
| Positioniergenauigkeit in Z, unkalibriert | ± 4 µm | typ. |
| Bidirektionale Wiederholgenauigkeit in Z | 1 µm | typ. |
| Bidirektionale Wiederholgenauigkeit in Z, 100-nm-Schritt | 50 nm | |
| Referenzschalter | Optisch, richtungserkennend (Referenzflankenspur), 5 V, TTL | |
| Wiederholgenauigkeit des Referenzschalters | 0,5 µm | |
| Integrierter Sensor | PIOne: Inkrementeller Linearencoder | |
| Sensorsignal | Sin/Cos, 1 V Spitze-Spitze | |
| Sensorsignalperiode | 2 µm | |
| Systemauflösung in Z | 1 nm | |
| Sensorauflösung | 1 nm | |
| Positionsrauschen in Z | 3 nm | max. |
| Einschwingzeit in Z (100-nm-Schritt, ± 15 nm Fehlerband) | 15 ms | |
| Einschwingzeit in Z (250-nm-Schritt, ± 15 nm Fehlerband) | 15 ms | |
| Antriebseigenschaften | V-308.753030 | Toleranz |
| Antriebstyp | Voice-Coil | |
| Nennspannung | 48 V | |
| Nennstrom, effektiv | 1,15 A | typ. |
| Spitzenstrom, effektiv | 3,5 A | typ. |
| Antriebskraft in positiver Bewegungsrichtung in Z | 4,2 N | typ. |
| Antriebskraft in negativer Bewegungsrichtung in Z | 4,2 N | typ. |
| Spitzenkraft in positiver Bewegungsrichtung in Z | 9,45 N | |
| Spitzenkraft in negativer Bewegungsrichtung in Z | 9,45 N | |
| Kraftkonstante | 2,7 N/A | |
| Motorkonstante | 1,37 N/√W | typ. |
| Widerstand Phase-Phase | 3,9 Ω | typ. |
| Induktivität Phase-Phase | 0,85 mH | |
| Gegen-EMK | 2,7 V·s/m | max. |
| Maximal zulässige Temperatur von Antriebskomponenten | 50 °C | |
| Mechanische Eigenschaften | V-308.753030 | Toleranz |
| Zulässige Druckkraft in X | 10 N | max. |
| Zulässige Druckkraft in Y | 10 N | max. |
| Zulässige Druckkraft in Z | 10 N | max. |
| Bewegte Masse in Z, unbelastet | 200 g | |
| Führung | Kreuzrollenführung | |
| Gesamtmasse | 600 g | |
| Masse ohne Kabel | 450 g | |
| Material | Aluminium, eloxiert | |
| Anschlüsse und Umgebung | V-308.753030 | Toleranz |
| Betriebstemperaturbereich | 10 bis 50 °C | |
| Anschluss | HD D-Sub 26 (m) | |
| Kabellänge | 1,5 m | |
| Empfohlene Controller / Treiber | C-414, G-910, ACS SPiiPlus + NPMpm (NanoPWM inkl.) |
Hinweis zu Sensorauflösung und kleinster Schrittweite: mit C-414 Motion Controller bei einer Interpolation von 211
Hinweis zu Einschwingzeit: mit Gain-Scheduling (nur mit NanoPWM)
Hinweis zu Positioniergenauigkeit und Wiederholgenauigkeit: in Anlehnung an ISO 230-2
Hinweis zu Nennstrom, Spitzenstrom: max. 10 s bei 70 °C Spulentemperatur
Hinweis zu Nennstrom, effektiv: Wert ohne Kühlung; mit Kühlung: 1,55 A; bei horizontal ausgerichtetem Positionierer, mit Lochplatte aus Stahl, 200 mm × 250 mm × 12 mm
Hinweis zu Induktivität: Wert bei 100 mHz
Technische Daten werden bei PI bei 22 ±3 °C spezifiziert. Die angegebenen Werte gelten im unbelasteten Zustand, wenn nicht anders angegeben. Teilweise sind Eigenschaften voneinander abhängig. Die Angabe "typ." kennzeichnet einen statistischen Mittelwert für eine Eigenschaft; sie gibt keinen garantierten Wert für jedes ausgelieferte Produkt an. Bei der Ausgangsprüfung eines Produkts werden nicht alle, sondern nur ausgewählte Eigenschaften geprüft. Beachten Sie, dass sich einige Produkteigenschaften mit zunehmender Betriebsdauer verschlechtern können.
For V-308.753030 Voice coil PIFOC high dynamics focus drive
V-308.753030 Voice coil PIFOC high dynamics focus drive
High Dynamics objective focus drive with weight force compensation
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Voice-Coil PIFOC® Fokusantrieb für Objektive; Voice-Coil; 7 mm Stellweg; 10 N Belastbarkeit; 200 mm/s maximale Geschwindigkeit; PIOne: Inkrementeller Linearencoder, 2 µm Sensorsignalperiode, Sin/Cos, 1 V Spitze-Spitze; 1,5 m Kabellänge
