Standard Achsen & Tische

Nahezu alle hier gezeigten atmosphärischen Standardachsen sind uneloxiert mit UHV-Schmierung für Restdrücke bis 10E-6 mbar und min. Reinraum Klasse ISO 6 - oder noch besser - verfügbar. Weitere Stages für anpruchsvollere Umgebungen bis Reinraumklasse ISO 2, Vakuum bis 10E-11 mbar oder harte Strahlung finden Sie hier:

Übersicht Reinraum & Vakuum Stages    Technischen Berater kontaktieren

Materialien

Die Steinmeyer Mechatronik GmbH verwendet überwiegend Aluminium für die Struktur mehrachsiger Positioniersysteme.
In speziellen Fällen sind Stahl und auch Titan (z. B. magnetfreie Systeme) möglich.

Der Grund: Aluminium führt lokale Erwärmungen effizient ab, sodass sich das System schnell in einen thermisch eingeschwungenen Zustand einstellt – eine wesentliche Voraussetzung für stabile und hochgenaue Positioniersysteme.

Die geringere Steifigkeit von Aluminium im Vergleich zu Stahl wird konstruktiv kompensiert, z. B. durch:

• eine leicht erhöhte Bauhöhe der Tische
• den Einsatz von Hohlprofilen

Wichtig: Ein Aluminium- und ein Stahlbalken mit identischer Geometrie weisen unter Eigengewicht die gleiche Durchbiegung auf. Für spezielle Anforderungen – z. B. magnetfreie Anwendungen – kommen auch Titan-Ausführungen zum Einsatz.
 

Funktionale Oberflächen und Beschichtungen

Neben Standardoberflächen stehen zahlreiche kundenspezifische Oberflächen- und Beschichtungskonzepte zur Verfügung.
Diese sind gezielt darauf ausgelegt, sehr hohe Reinraumklassen zu erreichen – bis ISO 1–2, abhängig von Anwendung und Prozess.

Zur Erfüllung anspruchsvoller Prozessanforderungen entwickeln und qualifizieren wir anwendungsspezifische Funktionsbeschichtungen, unter anderem:

• Nickel-Beschichtungen
• PTFE- & KEPLA®-Beschichtungen
• Fluorierte Schmierstoffe
• Dicronite® / Dry-Film-Beschichtungen
• Applikationsspezifische Beschichtungs-Kombinationen

Darüber hinaus sind verfügbar:

• eloxiert (gereinigt)
• alternative Farb-Eloxale
• Aluminium blank, gereinigt
• Bilatal
• Nickel

Diese Oberflächen eignen sich z. B. für hohe Reinheitsanforderungen, chemische Beständigkeit (Life Science) oder prozesskritische Umgebungen.

Warum Funktionsbeschichtungen entscheidend sind (Vorher → Nachher)

• Standardoberfläche → EUV-taugliche Oberfläche
• Reflektierend → nicht reflektierend, minimiertes Streulicht
• Begrenzte Gleitfähigkeit → maximales Gleiten & reduzierter Verschleiß
• Basisschutz → chemische & korrosive Beständigkeit
• One-size-fits-all → kostenoptimierte, applikationsspezifische Performance

Sonderoberflächen sind häufig erforderlich für UV / DUV / EUV-Anwendungen (Röntgen- oder Gamma-Anwendungen auf Anfrage).

Ja, Lineartische können auch als Hubtische (Z-Richtung) sowie gestapelt (XY-Bewegungen verwendet werden).

Wichtig dafür ist, dass die maximale Kraft in Antriebsrichtung nicht überschritten wird. Die Kraft für die vertikale Positionierung wird in der Spezifikation bei Linear Stages unter Fx angegeben.

Die Auswahl basiert primär auf Kraftbedarf, Dynamik und erforderlicher Präzision. Zusätzlich relevant sind Bauraum, Energieeffizienz, thermische Randbedingungen und Integrationsaufwand. Je nach Anforderung können verschiedene Antriebssysteme verwendet werden. Erkennbar sind diese als Kürzel in der jeweiligen Namensbezeichnung:

• Geschliffene Kugelgewindetriebe oder Gleitgewindetriebe mit SM-Motor (Schrittmotor), DC-Motor (Gleichstrommotor) oder AC-Servo (Wechselstrom-Servomotor)
• Elektrodynamische Linearmotoren (eisenlos oder eisenbehaftet)
• Piezomotoren wie Piezo-Legs^® oder Nanomotion^®

Systematische Entscheidungsstruktur

1. Schrittmotor

Typische Anwendung

Einfache Positionieraufgaben mit moderaten Geschwindigkeiten und Kräften.

Vorteile

• Kostengünstig
• Einfache Ansteuerung (oft ohne komplexe Regelung)
• Gute Haltekraft im Stillstand

Nachteile

• Schrittverluste bei Überlast (ohne Feedback)
• Geringere Laufruhe bei niedrigen Drehzahlen

Empfohlen für

• Standardachsen
• Laborautomatisierung
• Einfache Verstellaufgaben
• Justageeinheiten mit geringem Dynamikbedarf
• Vakuumanwendungen

2. DC-Servo oder BLDC-Motor

Typische Anwendung

Dynamische Positionierung mit geschlossenem Regelkreis und Encoder-Feedback.

Vorteile

• Sehr gleichmäßiger Lauf
• Hohe Drehzahl und Beschleunigung
• Präzise Regelung durch Feedback

Nachteile

• Höhere Systemkosten
• Erfordert Servoregler und Parametrierung

Empfohlen für

• Schnelle XY-Tische
• Scan-Achsen
• Automationssysteme mit Positions- und Geschwindigkeitsregelung
• Mehrachssysteme mit Synchronisation

3. Linearmotor

Typische Anwendung

Direktantrieb ohne mechanische Übertragung für maximale Dynamik.

Vorteile

• Kein Spiel, kein mechanischer Verschleiß
• Extrem gleichmäßige Bewegung
• Sehr hohe Beschleunigungen

Nachteile

• Höhere Investitionskosten
• Erhöhter Energiebedarf
• Thermisches Management erforderlich

Empfohlen für

• Hochdynamische Systeme in der Halbleiterfertigung
• Inspektions- und Metrologiesysteme
• Präzisionsmontage
• Anwendungen mit hohen Taktzahlen

4. Piezo-, Nanomotion oder Ultrasonic-Motor

Typische Anwendung

Nanometerbewegungen oder hochkompakte Präzisionssysteme.

Vorteile

• Keine magnetischen Felder
• Extrem feine Schrittweiten
• Hohe Haltekraft ohne Energiezufuhr

Nachteile

• Begrenzte Stellwege
• Niedrige bis moderate Geschwindigkeit
• Nicht für hohe Dauerlast ausgelegt

Empfohlen für

• Nanopositioniersysteme
• Optikjustage und Feinabgleich
• Mikroskopie und Laser-Alignment
• Vakuum- oder magnetfeldkritische Anwendungen
• Kompakte Systeme mit minimalem Bauraum

Als Feedback-System werden in den meisten Fällen inkrementelle Maßstäbe aus Stahl oder Zerodur^® bzw. Zeromet^® eingesetzt. Während dies für eine Genauigkeit im einstelligen Mikrometerbereich ausreichend ist, ist es bei Genauigkeitsforderungen unter einem Mikrometer sinnvoll, interferometrisches Positionsfeedback zu verwenden. Bei Systemen mit „open loop“, also ohne Messsystem, lässt sich nur eine Präzision im zweistelligen Mikrometerbereich erzielen; aufgrund des einfacheren Controllers und des fehlenden Messsystems ist dies aber die kostengünstigere Lösung.

Steinmeyer bietet Standard-Motion-Controller, SPS-Integration sowie kundenspezifische Embedded-Lösungen. Die Steuerung kann – je nach Anwendung – vollständig in das Positioniersystem integriert werden.

Übersicht Motion Controller & Steuerungskonzepte

Systemarchitektur – modular aufgebaut

Steuerungslösungen werden applikationsspezifisch ausgewählt und auf Antrieb, Messsystem sowie Umgebungsbedingungen abgestimmt.

Standard-Motion-Controller

• Für Einzel- oder Mehrachssysteme
• Parametrierbare Regelkreise (Position / Geschwindigkeit / Drehmoment)
• Feldbus-Schnittstellen (z. B. EtherCAT, PROFINET)
• Schnelle Inbetriebnahme

Typische Anwendung: Präzisionsachsen mit Linearmotor, Torque Motor oder Kugelgewindetrieb.

SPS-Integration

• Einbindung in bestehende Maschinensteuerungen
• Zentrale Anlagenlogik über kundenseitige SPS
• Reduzierter Integrationsaufwand
• Standardisierte Industriekommunikation

Typische Anwendung: OEM-Maschinen, skalierbare Anlagen und Retrofit-Projekte.

Kundenspezifische Embedded-Lösungen

• Kompakte, applikationsoptimierte Controller
• Integrierte Leistungsendstufen
• Minimierter Bauraum
• Optimiert für prozessspezifische Anwendungen

Typische Anwendung: Hochintegrierte Positioniersysteme mit begrenztem Bauraum oder speziellen Umweltanforderungen.