Technieuws

Technobis maakt nauwkeurige microscooptafel

Pieter Edelman
Leestijd: 2 minuten

Technobis heeft een positioneertafel ontwikkeld die met behulp van piëzomotoren objecten over een afstand van 15 centimeter kan plaatsen met een nauwkeurigheid van maximaal 30 nanometer. De stage is geschikt voor lichtmicroscopie met grote monsters en voor laserbewerkingssystemen. Het bedrijf uit Uitgeest heeft twee jaar aan het systeem gewerkt. ’Toen we ermee begonnen dachten we wel even een piëzogestuurde positioneertafel te bouwen‘, zegt Pim Kat van Technobis. ’Dat viel behoorlijk tegen. Het probleem is dat piëzoactuatoren niet-lineair zijn.‘

Het ontwerp is gebaseerd op een relatief nieuwe piëzoactuator van het Duitse Physik Instrumente (PI). De actuator bestaat uit een piëzo-element dat een keramische tip aandrijft. Deze resoneert en voert daardoor een stapbeweging uit. Door het voortduwen van een stang genereert de motor zo een beweging. ’Alsof je je afzet op een skateboard‘, legt Bas van der Mierden uit. Van der Mierden hielp als afstudeerproject voor zijn studie werktuigbouwkunde aan de TU Eindhoven met de ontwikkeling van de positioneertafel. ’Bij de introductie werd het gepresenteerd als zevende wereldwonder met grote nauwkeurigheid over lange afstanden en ongevoeligheid voor magnetisme en vacuüm.‘

Vanwege het niet-lineaire gedrag waren de eerste PI-controllers over het totale snelheidsbereik van de stage echter niet nauwkeurig genoeg. Daarom ontwikkelde Technobis zijn eigen aansturing. ’Het gedrag, zoals de stabiliteit en positienauwkeurigheid, variëren niet lineair met het inputsignaal. Dat moeten we compenseren met een regelaar. Wij hebben algoritmes ontwikkeld om deze niet-lineariteit op te vangen‘, aldus Kat. Technobis verving de controller daarvoor door een pc met Matlab, Simulink en Dspace en een DAC van de TU Eindhoven. Alleen de frequentiemodulator was van Physik Instrumente. Onlangs vergeleek Technobis hun systeem met de nieuwe controllers van PI. Kat: ’Ze benaderen onze nauwkeurigheid nu, dus we kunnen die controllers nu wel gebruiken in onze stage. De compensatie voor het niet-lineaire gedrag verloopt echter abrupt, en bij ons via een e-functie. Als ze onze methode overnemen, wordt de performance nog beter.‘

This article is exclusively available to premium members of Bits&Chips. Already a premium member? Please log in. Not yet a premium member? Become one and enjoy all the benefits.

Login

Related content