ヘキサポッド の仕組み 機能性 アプリケーション 6軸平行キネマティックポジショニングシステム

Newport

ヘキサポッドは、最大6つの軸で高負荷容量と精度に対応するステージです。 平行キネマティックモーションデバイスは、多軸ポジショニングのコンパクトなソリューションで6つの自由度(X、Y、Z、ピッチ、ロール、ヨー)を持ちます。 ここではその仕組みと優れた機能性、アプリケーションについて紹介いたします。

平行キネマティックモーション

ヘキサポッドは、最大6つの軸で高い負荷容量と精度を必要とする複雑なモーションアプリケーションに対する独創的で効果的なソリューションです。 平行キネマティックモーションデバイスは、多軸ポジショニングのコンパクトなソリューションで6つの自由度(X、Y、Z、ピッチ、ロール、ヨー)を持ちます。 複数のステージを積み重ねる代わりに、ヘキサポッドには可動ケーブルがなく、全体的に低コストで、エラー補正モーションが可能です。

 

高精度アクチュエータ

高精度アクチュエータ

アクチュエータの品質は、ヘキサポッドの全体的なモーション性能に重大な影響を及ぼします。 HXPヘキサポッドのトッププレートは、55年以上に渡るアクチュエータの専門知識を活かし、親ねじにエンコーダフィードバックを搭載した、業界で実績のある高性能アクチュエータ6つで駆動し、正確な最小インクリメンタルモーション、低バックラッシュ、高速性を実現します。

 

革新的なアクチュエータジョイント

革新的なアクチュエータジョイント

アクチュエータと同様にモーション性能にとって重要なのが、アクチュエータとベースプレート、可動トッププレートをつなぐ12個のジョイントです。HXPヘキサポッドでは、従来のユニバーサルジョイントではなく、セラミック球面ジョイントを採用し、全行程で一定の予圧を確保し、剛性を高めて材料ストレスを軽減するとともに、性能向上と腐食防止を実現しています。その結果、他の同サイズのヘキサポッドと比較して、より剛性が高く、より大きな負荷容量を持つヘキサポッドが実現しました。

 

コンパクトな薄型設計でありながら、剛性を高める球面ジョイントを採用。

 

2つの仮想回転中心

ヘキサポッドのモーションはグローバル座標系とローカル座標系で定義され、標準的な研究、計測、製造のアプリケーションで動作のプログラミングをより直感的に行えるようになりました。ユーザーは、座標系変換を計算したり、コントローラーの電源を切ったりせずに、最大2つの仮想ピボットポイントをプログラムできます。2つの仮想ピボットポイントは、2つの定義可能な座標系の原点です。トッププレートと一緒に移動するツールと、静止した基準であるワークです。 これにより、ユーザーはサンプルとツールの操作方法を概念化することができます。 この6軸デバイスでは、複雑なモーションが単純化され、ユーザープログラムの開発が容易になります。
 

WORLD-WORK-TOOL ツールに沿った置換
WORLD:共通基準
WORK: 共通基準と相対的に定義される
TOOL: トッププレートとの関係で定義
TOOL(ツール)に沿った移動

 
 

ツールを基にした回転 ワークを基にした回転
TOOL (ツール) に中心軸を置いた回転
WORK (ワーク) に中心軸を置いた回転

 
 

Right Path™軌道制御

平行キネマティックデバイスでは、モーションはヘキサポッドの脚で同期されます。すべての脚が同時にスタートとストップをし、常に同じ部分の軌道を満たします。その結果、World座標系では必ずしも直線的な軌道になりません。小さな動きであれば、この影響は無視できますが、大きな動きでは顕著になります。Newportのエンジニアは、Right Path™ 軌道制御によってヘキサポッドの振れを最小化するソリューションを考案しました。このファームウェアはNewportのヘキサポッド独自の機能で、ワークまたはツールのいずれにおいても、直線( LINER )、円弧( ARC )、回転( ROTATION )の3種類の軌道に沿ったスキャン動作が可能になります。
 

LINIER 直線軌道 ARC 円弧軌道 ROTATION 回転軌道
直線LINER 円弧ARC ROTATION回転
線の軌道は、直線セグメントによって定義される軌道です。 円弧の軌道は、曲線セグメントによって定義される軌道です。 回転軌道は、X,Y,Z軸周りの回転によって定義される軌道です。

 
 

これらの軌道により、以下のようなモーションが容易になります。
 

  • 移動中の最小限の振れ(軌道からの逸脱)
  • 連続的な多次元モーションパス
  • 軌道経路に沿った一定速度
  • 移動の開始時と終了時で軌道での加速度が等しい:加速度=減速度
  • 計算はモーションの前に実行されるため、ラグタイムはありません。

HexaViz シュミレーションソフトウェア

NewportのHexaVizヘキサポッドシミュレーターを使用すると、注文する前に、アプリケーションのニーズに最適なNewport Hexapodモデルを見つけることができます。 Newportの無料のHexaVizヘキサポッドシミュレーションソフトウェアは、移動範囲、負荷容量、力、およびトルク特性を評価するための使いやすい仮想ヘキサポッドインターフェイスを提供します。 詳細については、 HexaVizパンフレットをご覧ください。
 

ヘキサポッドモーションコントローラー

ヘキサポッドモーションコントローラー

Newport HXP-ELEC高性能多軸ヘキサポッドモーションコントローラーは、ニューポートヘキサポッド専用です。 HXP-ELECは、Newport XPSユニバーサル高性能モーションコントローラー/ドライバーと同じハードウェアに基づいていますが、ヘキサポッドのメカニズムを制御するための特別なファームウェアで事前構成されています。 ファームウェア機能は、プログラミングと統合を簡素化するように設計されています。

 
※ 制御するヘキサポッドと同じプレフィックスを持つコントローラーを選択します。 互換性のあるコントローラについては、別途アクセサリの表を参照してください。

  

 

干渉法

干渉計

一般に、干渉計とは、波(通常は電磁波)を重ね合わせて情報を抽出する技術の一群を指します。干渉計は、光学表面の平坦さを非常に高い解像度で示すことができます。Newportは、高精度な干渉計を可能にする様々なサイズのヘキサポッドを提供しています。また、直径1.5m以上の光学部品にも対応できるよう、モーションの専門家がお客様の仕様に合わせたヘキサポッドをカスタム設計することも可能です。

 

ミラーと光学位置決め

ミラーと光学位置決め

光学アセンブリは、ビームを正確に導くために、敏感な光学素子の厳しいアライメントと保持位置公差を必要とすることがよくあります。ヘキサポッドは、6つの自由度で高精度で再現性のあるモーションという利点を提供します。フィードバックシステムと組み合わせることで、ヘキサポッドベースの光学系は、最も高い要件をも満たすことができます。

 

光ファイバーまたはデバイスのアライメント

光ファイバーまたはデバイスのアライメント

 
光ファイバまたは光学デバイス(シングルまたはマルチモード、シングルからマルチチャネル、Siフォトニクス)のアラインメントでは、X、Y、Zだけでなく、チップとチルトでもモーションを制御することが重要です。 APOGEEなどのアライメントソフトウェアと組み合わせると、ターンキー自動アライメントシステムになります。

 

イメージングと顕微鏡検査

イメージングと顕微鏡検査

光学アセンブリは、ビームを正確に導くために、敏感な光学素子の厳しいアライメントと保持位置公差を必要とすることがよくあります。ヘキサポッドは、6つの自由度で高精度で再現性のあるモーションという利点を提供します。フィードバックシステムと組み合わせることで、ヘキサポッドベースの光学系は、最も高い要件をも満たすことができます。

 

回折計

回折計

シンクロトロン用の高度な回折測定ソリューションの設計に関するNewportの専門知識は、他の追随を許さないものです。ビーム端でのサンプル位置は、ヘキサポッドで解決するのが最適です。これらのソリューションは、ライフサイエンス、物理学、材料科学などの分野における基礎研究および応用研究で役立っています。

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