NSK dimostra la sua competenza nel posizionamento ultrapreciso

10 Febbraio 2021
NSK

Con una consolidata esperienza nel motion control, NSK fornisce spesso ai propri clienti manipolatori e posizionatori con precisioni micrometrica e persino nanometrica. Queste soluzioni consentono operazioni di posizionamento con livelli di precisione microscopica, che richiedono know-how e competenze ingegneristiche.

Un esempio è Nanopositioner, un componente che dimostra la competenza di NSK nella meccatronica integrata e nelle tecnologie di posizionamento di precisione. Queste conoscenze sono il risultato di molti decenni di sviluppo avanzato di tecnologie correlate quali cuscinetti, prodotti di movimentazione lineare e soluzioni di visione industriale. 

 

La domanda di meccanismi di posizionamento con precisione nanometrica è in continuo aumento nei settori più svariati, dalla produzione di semiconduttori alle biotecnologie, dai dispositivi di comunicazione ottica ai microsistemi elettromeccanici (MEMS), per fare solo alcuni esempi. Ormai da qualche tempo sono disponibili soluzioni di posizionamento di precisione che soddisfano i requisiti di questi componenti, come viti a ricircolazione di sfere, motori passo-passo ed elementi piezoelettrici. Queste soluzioni peccano però solitamente di rigidezza e non offrono l’altissima risoluzione necessaria a velocità elevate. 

Il Nanopositioner di NSK supera questi limiti. Grazie a una soluzione proprietaria costituita da un supporto bloccato con vite a ricircolazione di sfere dotato di elemento piezometrico, il dispositivo effettua un posizionamento con precisione nanometrica e velocità elevate, senza compromettere la rigidità meccanica. La velocità massima è 72 mm/s, mentre la risoluzione è pari a 5 nm e la precisione di posizionamento ±15 nm. 

Fra le caratteristiche distintive del Nanopositioner spiccano la configurazione e la struttura del sistema. I sistemi tradizionali di posizionamento di precisione utilizzano un elemento piezoelettrico in forma di attuatore, ma questa soluzione è vulnerabile a tensioni, momenti torcenti e carichi radiali. L’utilizzo di molle a compressione può contrastare questi effetti, ma non garantisce una rigidità adeguata e può ostacolare l’esercizio ad alta velocità. 

Al contrario, il Nanopositioner di NSK incorpora un elemento piezoelettrico all’interno di un supporto bloccato con vite a ricircolazione di sfere. Montando l’elemento piezoelettrico sullo stesso albero dei cuscinetti precaricati, si evitano momenti o carichi radiali indesiderati. Inoltre, il precarico del cuscinetto sotto forma di forza di compressione sull’elemento piezoelettrico evita tensioni, senza compromettere la rigidità. 

Il Nanopositioner trova facile applicazione sugli assi di posizionamento XYZ. Ad esempio, il dispositivo è il cuore di un sistema collaudato di micromanipolazione sviluppato da NSK per il posizionamento di precisione. Grazie alla capacità di manipolare oggetti piccoli quanto una cellula, il sistema è ideale per svariati applicazioni nel campo della medicina e delle biotecnologie, mentre i nanotecnologi lo trovano estremamente utile nell’assemblaggio di strumenti microscopici. 

Guidato da un motore rotante, il Nanopositioner offre il controllo di posizionamento di precisione richiesto da diversi sistemi e micromanipolatori, con la facilità di utilizzo e l’alta precisione di movimento di diversi sistemi collegati. 

Il Nanopositioner di NSK viene proposto in due versioni: la serie M con singolo asse compatto e la serie CD con tavola XY a due assi. 

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