Неустанное стремление к нанометровой точности в производстве полупроводников и крупномасштабной оптической инспекции предъявляет беспрецедентные требования к системам управления движением. Инженеры часто сталкиваются с критически важным конструктивным выбором: элегантность и отсутствие трения в направляющих на воздушных подшипниках или надежная, виброгасящая конструкция механических направляющих на гранитных основаниях. В ZHHIMG Group мы понимаем, что оптимальное решение часто находится на стыке материаловедения и гидродинамики.
Ключевая дискуссия: ступени с воздушными подшипниками против гранитных ступеней
Чтобы понять это различие, необходимо рассмотреть механику контакта. В традиционных гранитных платформах часто используются высокоточные механические подшипники — такие как роликовые или шариковые направляющие — интегрированные непосредственно в конструкцию.гранитное основаниеЭти системы ценятся за высокую грузоподъемность и исключительную жесткость. Естественные демпфирующие свойства гранита обеспечивают быстрое рассеивание любых остаточных вибраций от двигателя или окружающей среды, что делает их незаменимыми в высокоточных метрологических системах.
В отличие от них, платформы на воздушных подшипниках представляют собой вершину плавности хода. Поддерживая движущуюся каретку на тонкой пленке сжатого воздуха — обычно толщиной всего в несколько микрон — эти платформы исключают физический контакт. Отсутствие трения приводит к нулевому залипанию и нулевому износу, что позволяет поддерживать чрезвычайно постоянную скорость, необходимую в сканирующих приложениях. Хотя воздушные подшипники обеспечивают превосходную геометрическую точность, они требуют чистого, сухого воздуха и, как правило, более чувствительны к эксцентрическим нагрузкам по сравнению со своими механическими аналогами.
Анализ типов оптических столиков для специализированных применений
В области оптики требуются специализированные профили перемещения, что приводит к разработке различных оптических столиков. Выбор подходящего типа зависит от требуемых степеней свободы и условий контроля.
Линейные оптические платформы, пожалуй, наиболее распространены, в них используются либо ходовые винты для приложения больших усилий, либо линейные двигатели для приложения больших ускорений. Когда требуется прямолинейность на нанометровом уровне на больших расстояниях, линейные платформы на воздушных подшипниках часто используются в паре с лазерными интерферометрами для обратной связи.
Поворотные оптические столики необходимы для измерений, зависящих от угла, таких как гониометрия или проверка центровки линзовых элементов. В данном случае особенно выгодны поворотные столики на воздушных подшипниках, поскольку они обладают практически нулевым осевым и радиальным биением, обеспечивая идеальное выравнивание оптической оси во время вращения.
Многоосевые системы, такие как XY или XYZ-стеки, часто используются в автоматизированной инспекции кремниевых пластин. В таких конфигурациях выбор гранитного основания является обязательным. Гранит обеспечивает необходимую массу и тепловую инерцию, чтобы предотвратить искажение точности другой оси движением одной оси.
Синергия гранита и воздушных подшипников
Распространенное заблуждение заключается в том, что ступени с воздушными подшипниками игранитные ступениОни взаимоисключающие. Фактически, самые передовые системы перемещения представляют собой гибрид этих двух подходов. В высококлассных пневматических платформах в качестве направляющей поверхности почти исключительно используется гранит. Причина кроется в способности гранита шлифоваться до субмикронной плоскости на больших площадях — задача, которую трудно выполнить с алюминием или сталью.
Благодаря тому, что воздушные подшипники «сглаживают» неровности поверхности направляющей, исключительная плоскостность гранитной балки, изготовленной компанией ZHHIMG, позволяет воздушной пленке оставаться однородной на протяжении всего хода. Эта синергия приводит к созданию систем перемещения, которые обеспечивают лучшее из двух миров: движение воздуха без трения и непревзойденную устойчивость гранита.
Вопросы технического обслуживания и охраны окружающей среды
Эксплуатация этих систем требует строгого контроля окружающей среды. Механические гранитные платформы относительно надежны, но требуют периодической смазки и очистки подшипниковых дорожек для предотвращения скопления мусора. Системы с пневматическими подшипниками, хотя и не требуют технического обслуживания в плане смазки, зависят от качества пневматического снабжения. Любая влага или масло в воздушной магистрали могут привести к «засорению отверстий», что может нарушить воздушную пленку и вызвать катастрофический контакт поверхностей.
Кроме того, управление тепловыми процессами имеет первостепенное значение. Обе системы выигрывают от высокой тепловой инерции гранита, который действует как теплоотвод для линейных двигателей. Однако в приложениях на нанометровом уровне даже колебание в один градус Цельсия может вызвать значительное расширение. В профессиональных лабораториях часто используются специальные гранитные ограждения для поддержания стабильного микроклимата вокруг сцены.
Заключение: Выбор правильной основы для ваших инноваций
Независимо от того, требует ли ваше приложение высокой несущей способности механической гранитной платформы или сверхплавного управления скоростью системы на воздушных подшипниках, фундамент остается наиболее важным компонентом. В ZHHIMG мы не просто поставляем платформы; мы обеспечиваем геологическую и механическую надежность, необходимую для ваших самых амбициозных проектов. Поскольку полупроводниковая и оптическая отрасли движутся к еще более жестким допускам, наша приверженность к совершенству материалов и точному проектированию гарантирует, что ваша система управления движением никогда не станет ограничивающим фактором в ваших исследованиях или производстве.
Дата публикации: 22 января 2026 г.