Системы линейных направляющих в современном приборостроении
Развитие современного приборостроения невозможно без создания приборов и методик формирования и управления движением в пространстве, что требует новых методов и подходов к контролю точности перемещений. Так, использование прецизионных линейных направляющих, например, в оптических системах при стабилизации периметра лазера, микро-манипуляционных системах клеточных технологий, в технологических процессах обработки типовых микромеханических компонентов, в технологиях фотолитографии и т.д., ставит жесткие условия к точности микро- и наноперемещений, которые осуществляет система линейных направляющих в процессе работы.
Наноперемещения — это комплексный параметр, в состав которого входят как линейные, так и угловые перемещения в диапазоне угловых секунд. Итак, критические требования применимы не только к параметрам линейных перемещений, но и к параметрам сопутствующих угловых перемещений. Угловые перемещения, так называемые динамические наклоны, — это параметр, который обязательно возникает во время линейного движения направляющей и может вносить в систему, в состав которой входит линейная направляющая, критические ошибки. Причинами возникновения таких наклонов могут быть:
- люфты;
- трение;
- ошибки во время проектирования и т.д..
Такие нежелательные динамические угловые наклоны очень опасны при проведении точных и сверхточных работ, например, с живой клеткой, поскольку измерительная головка или носик иглы либо пипетки далеко выступают за систему направляющей и даже небольшие ее смещение и отклонение могут сильно повлиять на точность проведения операции, что может привести к повреждению клетки. Поэтому точность перемещений является важным параметром позиционирования микро- и нанообъектов и определяется точностью линейных и угловых перемещений.
Как проверяют точность направляющих?
Для проверки линейных направляющих на прямолинейность хода чаще всего используют два способа контроля. Первый способ основан на использовании лекальной линейки и индикатора, а второй предусматривает применение автоколлимационной зрительной трубы и зеркала. Однако эти методы не позволяют проводить контроль точности направляющих в динамическом режиме непосредственно во время движения направляющих для определения динамических угловых наклонов, как на всем диапазоне перемещения, так и на маленьких расстояниях.
