Scanning-Tische mit feinen Unterschieden

  • Hallo miteinander,


    für die meisten Anwendungen mit dem Mikroskop reicht die Bewegung des Objektes von Hand völlig aus, bei speziellen Anwendungen ist eine genaue und vor allem reproduzierbare Bewegung notwendig. Scanning-Tische, die mit Schrittmotoren angetrieben werden, ermöglichen diese Anwendungen. Jedoch können die Eigenschaften recht unterschiedlich ausfallen.



    Ein Scanningtisch ist zunächst nichts anderes als ein XY-Kreuztisch, der Antrieb erfolgt jedoch nicht händisch über koaxiale Triebknöpfe, sondern über zwei Antriebseinheiten. Es gibt Lösungen, bei denen die Achsen der Schrittmotoren die Zahnstangen an den Tischführungen direkt antreiben, aber wie bei diesem Beispiel über ein Getriebe.
    Schrittmotoren wie man sie heutzutage von den 3D-Druckern kennt, machen bei einer Umdrehung 200 Schritte, also 1,8°/Step. Die Motoren in diesem Tisch dagegen, sie stammen immerhin aus den 70er Jahren, funktionieren aber immer noch auf den Schritt genau, machen bei einer Umdrehung 48 Schritte, also 7,5°/Step.



    Das Übersetzungsgetriebe bei diesem Tisch bewirkt, daß das Objekt bei einem Schritt des Motors um genau 10µm bewegt wird. Damit auch bei Richtungswechsel des Motors durch das Spiel in den Zahnrädern die Positionen exakt eingehalten und wiedergefunden werden können, sind die Zahnräder so ausgeführt, daß die Zahnflanken stehts in Kontakt bleiben.



    Für Anwendungsfälle, bei denen die Positioniergenauigkeit von 10µm/Schritt nicht ausreicht, gibt es noch eine Variante mit einem größeren Übersetzungverhältnis um den Faktor 20. So bewirkt ein Schritt des Motors eine Tischbewegung um 0,5µm. Steigern läßt sich dies durch Halbschritte des Motors, die über die Steuereinheit programmiert werden können. Auf feinere Schritte, sogenannte Microsteps, sind bei vielen Motortypen möglich.


    Beste Grüße
    Bernd

  • Wie Bernd geschrieben hat, gibt es Mikrostepping (1/2 bis meistens 1/16 Schritt). Elastizität, Stick-Slip und mechanisches Spiel setzen dem aber Grenzen.
    Genaue Repositionierung erreicht man trotzdem bei nicht ganz spielfreien Trieben und Stick-Slip indem man einen Punkt immer von der gleichen Seite nicht zu langsam anfährt. Das geht per Software relativ einfach...


    VG
    Klemens

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