產業應用 | Industry Application

量測儀器
精密線性導引應用

Metrology Instruments — Precision Linear Guidance Applications

Schneeberger 官方案例:雷射干涉儀製造商在評估多種導軌方案後,選用 MINIRAIL 作為系統主軸導引,主要考量其剛性與運動平滑性。交叉滾子導軌 Type R/RN 的極低波動特性,使其成為三次元量測機(CMM)、表面粗糙度儀、光學量測平台的精密定位首選。業界同類設備廣泛採用交叉滾子導軌實現數位顯微鏡 XY stage、雷射都卜勒測振儀掃描平台等高精度量測定位。

產業需求 | Requirements

量測儀器的線性導引挑戰Linear guidance challenges in metrology instruments

量測儀器對線性導引系統的運動波動、剛性、平滑度及熱穩定性有極高要求,導軌品質直接影響量測結果的可靠性。

極低波動振幅Ultra-Low Motion Ripple

導軌波動 = 量測誤差

導軌運行中的微小波動會直接轉化為量測誤差。交叉滾子導軌的非循環結構消除了滾珠循環產生的週期性脈動,提供一致的運動品質。業界同類設備中,交叉滾子導軌因其極低波動特性被廣泛用於數位顯微鏡 XY stage 與雷射都卜勒測振儀等精密量測定位。

高剛性承載High Rigidity & Load Capacity

接觸力下保持穩定

CMM 探針系統在接觸工件時產生的反作用力,要求導軌在承載條件下維持穩定位置。交叉滾子導軌可同時承受軸向與徑向力,Type RN 承載力為 Type R 的 3 倍,提供更大接觸面積與更高剛性。

平滑運行Smooth Travel

無振動勻速運動

掃描式量測(如表面粗糙度儀、干涉儀掃描)需要導軌提供無振動的勻速運動。Schneeberger 官方案例中,雷射干涉儀製造商選用 MINIRAIL 的關鍵考量即為「剛性」與「運動平滑性」(smoothness of travel)。

熱穩定性Thermal Stability

MINISCALE PLUS 操作上限 +80 °C

量測環境對溫度漂移極為敏感,導引系統的熱膨脹會影響定位準確度。MINISCALE PLUS 整合式量測系統的操作溫度範圍為 -40 °C 至 +80 °C,熱膨脹係數 11.7 × 10-6 K-1,可在受控環境中提供穩定的位置回授。

Schneeberger 解決方案 | Solutions

量測儀器線性導引產品方案Linear guidance solutions for metrology instruments

Schneeberger 提供從交叉滾子導軌到循環式微型導軌與滾針保持架導軌的完整產品組合,滿足不同量測設備的精度與負載需求。

Type R / RN

Type R / RN 交叉滾子導軌Cross-Roller Guideways

全球第一款標準化無摩擦導軌。交叉排列的滾子可同時承受軸向與徑向力,極低波動特性適合精密量測定位。Type RN 承載力為 Type R 的 3 倍,可選配 FORMULA-S Cage Control 防止保持架漂移。

  • 全球第一款標準化無摩擦導軌(Type R
  • Type RN 承載力為 Type R 的 3 倍,更大接觸面積
  • 可選配 Cage Control(FORMULA-S 齒條+小齒輪防漂移)
  • FORMULA-S 規格:加速度 ≤ 300 m/s²、速度 ≤ 1 m/s
  • 同時承受軸向與徑向力
  • 操作溫度 -40 °C 至 +80 °C
  • 適用:CMM stage、干涉儀平台、表面量測設備
MINIRAIL

MINIRAIL 微型循環式滾珠導軌MINIRAIL Miniature Profile Rail Guide

Schneeberger 官方量測案例產品:雷射干涉儀製造商選用 MINIRAIL,因其在剛性與運動平滑性上表現最優,最終達到量測精度提升、組裝工時縮短及成本降低。可搭配 MINISCALE PLUS 量測模組實現導軌整合式位置回授。

  • 速度 ≤ 5 m/s,加速度 ≤ 300 m/s²
  • 官方案例:剛性與運動平滑性為選用關鍵
  • 消除各軸獨立預壓調整,一致預壓值
  • 可搭配 MINISCALE PLUS 量測模組(解析度 0.1 μm)
  • MINISCALE PLUS 單向精度 ±0.1 μm,雙向精度 ±0.2 μm
  • 選配 Cage Assist 輔助滾珠運行穩定性
  • 適用:雷射干涉儀、光學量測平台、掃描系統
Type N/O

Type N/O 滾針保持架導軌Needle Cage Guideways

最大承載力、剛性與精度。Schneeberger 複合保持架(鋼 + 塑膠)的位移阻力低於傳統全金屬滾針導軌。適用於需要高負載承載的精密量測平台,如大型工件 CMM 或重型光學檢測設備。

  • 最大承載力、剛性與精度
  • 複合保持架(鋼+塑膠),位移阻力低於傳統全金屬滾針導軌
  • 與 Type R / RN 相同安裝程序
  • 有限行程設計,適用定點量測定位
  • 適用:高負載精密量測平台、大型工件定位
應用案例 | Application Cases

量測儀器的實際應用場景Real-world linear guidance applications in metrology instruments

以下展示精密線性導引系統在量測儀器中的典型應用場景與技術要點。

Schneeberger precision positioning system for wafer metrology
Schneeberger 官方系統 | Official System
晶圓量測 XYT 精密定位平台Wafer Metrology XYT Positioning Stage
Schneeberger 精密定位系統用於晶圓檢測與量測。XYT 多軸整合平台結合線性導引與量測系統,在半導體量測環境中提供高精度定位。此類系統需要導軌提供極低波動與高剛性,確保光學量測系統的影像品質與量測可靠性。
定位系統 晶圓量測 XYT 平台
Microtome precision slicing instrument
Schneeberger 官方案例 | Official Case
精密切片機定位系統Microtome Precision Positioning
Schneeberger 醫療技術頁面列出切片機(Microtome)為重要應用場景,官方描述其需求為「smooth running, high stiffness」。切片機以微米級增量推進試樣,本質上是精密量測等級的定位設備,導軌的運動平滑度直接決定切片厚度的均一性。
切片機 平滑運行 高剛性
Microscope focusing and scanning platform
Schneeberger 官方案例 | Official Case
顯微鏡聚焦與掃描平台Microscope Focusing & Scanning Stage
Schneeberger 醫療技術頁面列出顯微鏡(Microscope)為應用場景,涵蓋聚焦與掃描平台功能。業界同類設備中,交叉滾子導軌廣泛用於數位顯微鏡 XY stage,其非循環結構消除循環脈動振動,在高倍率觀測下避免影像模糊。雷射都卜勒測振儀等精密掃描設備同樣採用交叉滾子導軌實現一致的動態摩擦與平滑掃描。
顯微鏡 XY Stage 交叉滾子
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