Puolijohdelaitteet riippuvat muustakin kuin lineaarimoottoreista, koodereista, optiikasta ja ohjausohjelmistosta. Konepohja on yhtä tärkeä. Se määrittää vertailurakenteen liikejärjestelmän, kiekkovaiheen, tarkastusmoduulin tai metrologian kokoonpanon alle. Jos tämä vertailuarvo muuttuu lämmön, tärinän, korroosion tai ajan myötä, suorituskyky prosessipisteessä voi vaikuttaa.
Graniitti ja valurautakoneen alustatovat molemmat vakiintuneita teknisiä valintoja. Kumpikaan materiaali ei ole yleisesti "paras". Oikea valinta riippuu vaaditusta tarkkuudesta, kuormituspolusta, toimintaympäristöstä, integrointitavasta, kustannustavoitteista ja laitteistolta odotetusta käyttöiästä. Puolijohdelaitteiden osalta nämä näkökohdat suosivat kuitenkin usein tarkkuusgraniittikoneen pohjaa, jossa pitkän ajan -geometrinen vakaus ja ympäristöeristys ovat kriittisiä.
Miksi konekanta on tärkeä
Puolijohteiden valmistuksessa pienet rakenteelliset muutokset voivat olla merkityksellisiä. Pohja, joka laajenee epätasaisesti, välittää lattiavärinää tai siirtyy asennuksen jälkeen, voi vaikuttaa näyttämön suoruuteen, optiseen kohdistukseen, kiekkojen sijoitteluun ja toistettavuuteen.
Tämä koskee erityisesti kiekkojen tarkastusjärjestelmiä, AOI-laitteita, metrologiaalustoja, laserkäsittelylaitteita, piirilevyporakoneita, tarkkuuspinnoitusjärjestelmiä ja CMM{0}}-tyyppisiä tarkastuskokoonpanoja. Vaadittua suorituskykyä ei määritä pelkästään perusmateriaali, vaan pohja tarjoaa mekaanisen referenssin, josta muu järjestelmä riippuu.
Hyvän konepohjan tulee tukea useita toimintoja kerralla:
Säilytä tasaisuus ja kohdistus asennuksen aikana.
Tarjoa jäykkyyttä liike- ja kuormitusreittejä pitkin.
Rajoita tärinän vaikutusta herkkiin prosesseihin.
Ohjaa lämpöliikettä työverhon poikki.
Hyväksy lisäosat, kiskot, ilmalaakerit, kaapelikanavat ja muut toiminnalliset liitännät.
Pysy vakaana kuljetuksen, asennuksen ja{0}}pitkäaikaisen käytön aikana.
Graniittikoneen alustat: vakaus ja vaimennus
Tarkkuusgraniittia käytetään laajalti metrologiassa ja puolijohdelaitteessa, koska siinä yhdistyvät suuri massa, luonnollinen vaimennus, alhainen lämmönjohtavuus ja ei--magneettinen käyttäytyminen. Nämä ominaisuudet tekevät graniitista erityisen sopivan rakenteisiin, joissa on tarkkuusjohteita, ilmalaakereita, optisia moduuleja tai tarkastusjärjestelmiä.
Graniittikoneen pohja pystyy vaimentamaan tärinää tehokkaammin kuin monet perinteiset metallirakenteet. Käytännön laitesuunnittelussa tämä voi auttaa vähentämään moottorin aiheuttaman tärinän, lattiahäiriön ja dynaamisen virityksen siirtymistä mittaus- tai prosessialueelle. Tuloksena ei ole automaattisesti parempi tarkkuus; koko koneen suunnittelulla on silti merkitystä. Tärinänvaimennus on kuitenkin merkittävä etu, kun insinöörit työskentelevät korkearesoluutioisten liike- ja mittausjärjestelmien kanssa.
Lämpökäyttäytyminen on toinen tärkeä näkökohta. Graniitilla on yleensä pienempi lämpölaajenemiskerroin kuin valuraudalla, ja sen suhteellisen alhainen lämmönjohtavuus voi hidastaa paikallisen lämmön siirtymistä rakenteen läpi. Tästä on hyötyä, kun kone toimii lähellä moottoreita, valaistusta, elektroniikkaa tai prosessimoduuleja, jotka luovat epätasaista lämmöntuontia. Graniitti on myös yleinen valinta erittäin-tarkkoihin liikejärjestelmiin, koska integroidut mallit voivat vähentää komponenttien rajapintoja, parantaa jäykkyyttä ja auttaa vähentämään Abbe-virheitä joissakin moni-axis configurations.pi-usa
Graniitti on ei--johtavaa eikä-magneettista. Puolijohde- ja metrologisissa sovelluksissa, joihin liittyy herkkiä antureita, magneettisia koodereita, sähköjärjestelmiä tai kemiallista altistumista, nämä ominaisuudet voivat yksinkertaistaa tiettyjä suunnittelupäätöksiä. Graniitti ei myöskään ruostu, mikä vähentää ylläpitoongelmia kosteissa ympäristöissä tai tiloissa, joissa saattaa olla kemikaalijäämiä.
Valurautainen koneen jalusta: Vahva integrointikyky
Valurauta on edelleen hyväksi havaittu materiaali työstökoneiden rakenteisiin ja raskaisiin{0}}laitteisiin. Sen vahvuus on valmistettavuus, lujat kierreliitokset, monimutkainen valugeometria ja tutut koneistusprosessit. Suunnittelijat voivat integroida rivat, jäähdytysnesteen kanavat, asennusulokkeet ja suljetut ontelot suoraan valuun.
Laitteisiin, jotka vaativat usein mekaanisia muutoksia, suuria paikallisia kiinnityskuormia tai suuria määriä koneistettuja asennusominaisuuksia, valurauta voi olla käytännöllinen vaihtoehto. Se soveltuu hyvin myös perinteisiin työstökeskuksiin, leikkauskoneisiin ja sovelluksiin, joissa jäykkyys ja rakenteellinen monimutkaisuus ovat etusijalla ultra-pienen lämpöpoikkeaman sijaan.
Valurautalla on omat vaimennusominaisuudet, erityisesti verrattuna hitsattuihin teräsrakenteisiin. Silti se on lämpöherkempi kuin graniitti ja saattaa vaatia enemmän huomiota lämpötilan hallintaan, jännityksenpoistoon, pinnoitukseen ja korroosiosuojaukseen. Materiaali on johtavaa ja magneettista, jolla voi olla tai ei ole väliä koneen arkkitehtuurista riippuen.
Kysymys ei ole siitä, onko valurauta riittävän tarkka. Monet erittäin suorituskykyiset tarkkuuskoneet käyttävät valurautaa menestyksekkäästi. Keskeinen kysymys on, sopivatko sen lämpökäyttäytyminen ja rakenteelliset ominaisuudet vaadittuun puolijohdeprosessi-ikkunaan.
Graniitti vs. valurauta yhdellä silmäyksellä
| Valintatekijä | Tarkkuusgraniittikoneen pohja | Valurauta koneen pohja |
|---|---|---|
| Lämpövaste | Yleensä pienempi laajeneminen ja hitaampi lämmönsiirto | Vastaa paremmin ympäristön ja paikallisen lämpötilan muutoksiin |
| Tärinäkäyttäytyminen | Vahva luontainen vaimennus, erityisesti metrologisille rakenteille | Hyvä vaimennus, mutta tyypillisesti riippuvainen geometriasta ja koneen rakenteesta |
| Korroosionkestävyys | Luonnollisesti korroosionkestävä | Vaatii pinnoitusta tai huoltoa ruosteen estämiseksi |
| Sähköiset ja magneettiset ominaisuudet | Ei--johtava ja ei--magneettinen | Johtava ja magneettinen |
| Toiminnallinen integraatio | Insertit, liimaiset kokoonpanot, ilma{0}}laakeripinnat ja tarkkuus{1}}koneistetut rajapinnat | Valaa sisään-rivat, ulokkeet, kohdat ja kierreominaisuudet |
| Paras istuvuus | Puolijohde, metrologia, optiikka, tarkkuusautomaatio | Työstökoneet, raskaat{0}}järjestelmät, monimutkaiset valurakenteet |
Puolijohdelaitteiden valinta
Puolijohdelaitteiden materiaalin valinnan tulisi alkaa vaaditusta prosessin suorituskyvystä mieluummin kuin graniitin tai metallin suosimisesta. Insinöörien tulee määritellä sallittu lämpöpoikkeama, värähtelyspektri, kuormitusolosuhteet, matka-alue, ympäristöolosuhteet ja integrointivaatimukset ennen tukikohdan valintaa.
Graniitti on usein vahva ehdokas, kun laitteisto vaatii vakaan vertailualustan tarkkuusmittauksiin, kiekkojen käsittelyyn, ilma-laakerin liikkeisiin, optiseen tarkastukseen tai pitkiin liikeakseleihin. Alan toimittajat käyttävät yleensä tarkkuusgraniittia puolijohteiden tuotannossa, automaatiossa ja erittäin{2}}tarkkuustarkastusjärjestelmissä sen alhaisen laajenemisen, vaimennuskäyttäytymisen, kemikaalien kestävyyden ja mikro-tason machinability.reitz-natursteintechnik takia
Valurauta voi olla parempi valinta, kun rakennegeometria on erittäin monimutkainen, kun integroidut mekaaniset ominaisuudet hallitsevat suunnittelua tai kun vaadittu tarkkuus voidaan ylläpitää lämmönhallinnan ja kalibroinnin avulla.
Käytännössä tarkkuusgraniittikomponenttien parissa menestyneimmät projektit ovat yleensä ne, joissa pohjaa harkitaan varhaisessa kone{0}}suunnitteluvaiheessa. Terien sijainnit, kiskojen liitännät, kokoonpanon peruspisteet, nostopisteet, puhdastilavaatimukset ja tarkastusmenetelmät on määriteltävä ennen valmistuksen aloittamista. Tämän ansiosta graniittirakenne, metallirajapinnat ja liikejärjestelmä voivat toimia yhtenä ohjattuna kokoonpanona-ei erillisinä osina, jotka pakotetaan yhteen loppuvaiheessa.
Puolijohdelaitteisiin paras materiaali on siksi se, joka tukee täyttä tarkkuusbudjettia. Monissa ultra-tarkkuus- ja metrologia{2}}sovelluksissa tarkkuusgraniittikoneen pohja tarjoaa kestävän ja vakaan perustan. Muissa maissa valurauta on edelleen järkevä tekninen ratkaisu. Päätös tulee tehdä mitattujen vaatimusten perusteella, ei pelkästään materiaalisen maineen perusteella.