NIKKI 리니어 스테이지의 특징

리니어 서보 모터를 탑재한 고정밀도 리니어 스테이지. 서보 제어 기술과의 융합을 통해 고정밀도 제어 스테이지를 실현

CKD 니키 덴소의 리니어 스테이지는 스테이지 구조체의 강성 확보, 위치 결정 정밀도, 속도 안정 성능을 추구하여 매끄럽고 정밀도가 높은 주행이 특징입니다. 고객이 요구하는 움직임을 고정밀도로 실현합니다.

고정밀도화가 진행되는 정밀 가공 장치용 리니어 스테이지

자동화, 노동력 절감화를 실현할 수 있는 FA 장치에는 위치 결정 기구(스테이지)가 많이 사용되고 있습니다. 그중에서도 FA 장치 중 하나인 정밀 가공 장치용 스테이지는 고정밀도화가 진행되고 있으며, 가공 시의 위치 결정 정밀도나 속도 안정성이 요구됩니다.
예를 들어 레이저 가공 장치의 경우, 구멍 가공의 피치를 1μm의 오차 이내에서 가공해 나가는 요구에 대해서는 위치 결정 정밀도가 중요합니다. 또한 레이저의 조사 얼룩 저감에는 워크를 이동할 때의 속도 변동을 보다 적게 하여 워크에 대한 조사 에너지를 균일하게 줄 수 있으므로 속도 변동률이 낮은 것이 중요한 성능이 됩니다.
당사에서는 이러한 고도의 요구에 부응하는 위치 결정 정밀도, 속도 안정 성능을 추구한 리니어 스테이지를 개발하고 있습니다.

지지 강성이나 주행 정밀도 향상과 온도 관리를 통해 위치 결정 정밀도를 추구

일반적인 XY 스테이지는 1축 스테이지 2대를 직교하여 쌓아올린 것이 전부인 스택 구조가 많고 위 축 베이스 프레임의 지지점이 좁으므로 테이블 슬라이드 시의 하중 위치 변화에 따른 구조체의 변위가 커지는 단점이 있습니다.
반면에 당사 XY 스테이지는 동일한 1축 스테이지를 2대 쌓는 구조가 아닌 XY의 위 축 베이스 프레임 구조체의 지지점 위치를 최적화하여 테이블 슬라이드 시의 하중 위치 변화에 따른 구조체의 변위를 저감시키고 있습니다.

XY 스테이지 지지 구조의 차이

테이블의 주행 정밀도 향상

고정밀도 가공에는 테이블이 이동할 때의 주행 궤적의 진직도나 설치면에 대한 평행도, 테이블면의 각도 변화량의 지표인 피치, 요의 자세 정밀도가 중요합니다.
당사 리니어 스테이지는 스테이지 구조체의 강성 확보, 직동 베어링 설치 위치의 최적화, 직동 베어링의 조립 정밀도 향상에 따라 주행 정밀도 향상을 실현하고 있습니다. 일례로 테이블 폭 220mm, 동작 스트로크 1000mm라는 긴 스트로크에서 진직도 2μm 이하, 자세 정밀도 피칭, 요잉 5arcsec 이하를 실현하고 있습니다.

●테이블 진직도(수평 방향, 수직 방향)

●테이블 자세 정밀도(피칭, 요잉)

온도 상승 저감

온도 상승에 따른 열팽창의 변화도 위치 정밀도가 변화되므로 초정밀 가공에는 장애가 됩니다. 이 대책으로서 수랭 리니어 모터를 개발하여 리니어 스테이지에 채택하고 있습니다.

위치 결정 정밀도 보정 기능

스테이지 출하 시에 위치 결정 정밀도를 레이저 간섭식 거리계로 측정하고 위치 결정 정밀도를 보정하여 위치 결정 정밀도 1μm 이하를 실현하고 있습니다. 또한 스테이지 설치 후의 위치 결정 정밀도 보정에도 대응하고 있습니다.

자체 개발의 장점을 살린 제어 기능으로 속도 변동률 성능을 추구

자속 최적화 등에 따른 토크 리플 저감

코어리스 리니어 모터 채택

일례로 속도 10mm/arcsec 시에 측정 샘플링 50Hz 시의 속도 변동률은 코어 장착 리니어 모터 ±0.25%에 비해 코어리스 리니어 모터는 ±0.08%를 실현하고 있습니다.

코어리스, 코어 장착 리니어 모터의 속도 변동률 비교

서보 드라이버에 속도 변동률 향상을 위한 드라이버 조정 파라미터를 준비

토크 리플 보정 기능, 피드백 필터 기능 등 제어도 자체 개발의 장점을 살려 추가 기능을 쉽게 내장할 수 있습니다.

커스텀 대응 등 고객이 즉시 사용 가능한 리니어 스테이지를 제공

당사 리니어 스테이지는 케이블 캐리어의 표준 설치, 출하 시점에서의 게인 튜닝의 실시 등 고객이 즉시 스테이지를 사용 가능한 제품이며 고객의 설계, 조립 공정의 대폭적인 생략이 가능하게 되어 있습니다. 또한 풍부한 표준 라인업 외에 커스텀 대응에 따른 고객 장치에 딱 맞는 리니어 스테이지를 제공할 수 있습니다.