产业应用 | Industry Application

量测仪器
精密线性导引应用

Metrology Instruments — Precision Linear Guidance Applications

Schneeberger 官方案例:雷射干涉仪制造商在評估多种导轨方案後,选用 MINIRAIL 作為系統主轴导引,主要考量其剛性与运动平滑性。交叉滚子导轨 Type R/RN 的极低波动特性,使其成為三次元量测机(CMM)、表面粗糙度仪、光學量测平台的精密定位首选。业界同类设备廣泛採用交叉滚子导轨实现数位显微鏡 XY stage、雷射都卜勒测振仪掃描平台等高精度量测定位。

产业需求 | Requirements

量测仪器的线性导引挑戰Linear guidance challenges in metrology instruments

量测仪器对线性导引系統的运动波动、剛性、平滑度及熱稳定性有极高要求,导轨品质直接影响量测结果的可靠性。

极低波动振幅Ultra-Low Motion Ripple

导轨波动 = 量测誤差

导轨运行中的微小波动會直接轉化為量测誤差。交叉滚子导轨的非循环结构消除了滚珠循环产生的週期性脈动,提供一致的运动品质。业界同类设备中,交叉滚子导轨因其极低波动特性被廣泛用于数位显微鏡 XY stage 与雷射都卜勒测振仪等精密量测定位。

高剛性承载High Rigidity & Load Capacity

接觸力下保持稳定

CMM 探针系統在接觸工件時产生的反作用力,要求导轨在承载條件下维持稳定位置。交叉滚子导轨可同時承受轴向与徑向力,Type RN 承载力為 Type R 的 3 倍,提供更大接觸面积与更高剛性。

平滑运行Smooth Travel

无振动勻速运动

掃描式量测(如表面粗糙度仪、干涉仪掃描)需要导轨提供无振动的勻速运动。Schneeberger 官方案例中,雷射干涉仪制造商选用 MINIRAIL 的关鍵考量即為「剛性」与「运动平滑性」(smoothness of travel)。

熱稳定性Thermal Stability

MINISCALE PLUS 操作上限 +80 °C

量测环境对温度漂移极為敏感,导引系統的熱膨脹會影响定位准確度。MINISCALE PLUS 整合式量测系統的操作温度范围為 -40 °C 至 +80 °C,熱膨脹係数 11.7 × 10-6 K-1,可在受控环境中提供稳定的位置回授。

Schneeberger 解決方案 | Solutions

量测仪器线性导引产品方案Linear guidance solutions for metrology instruments

Schneeberger 提供从交叉滚子导轨到循环式微型导轨与滚针保持架导轨的完整产品组合,滿足不同量测设备的精度与負载需求。

Type R / RN

Type R / RN 交叉滚子导轨Cross-Roller Guideways

全球第一款标准化无摩擦导轨。交叉排列的滚子可同時承受轴向与徑向力,极低波动特性適合精密量测定位。Type RN 承载力為 Type R 的 3 倍,可选配 FORMULA-S Cage Control 防止保持架漂移。

  • 全球第一款标准化无摩擦导轨(Type R
  • Type RN 承载力為 Type R 的 3 倍,更大接觸面积
  • 可选配 Cage Control(FORMULA-S 齿條+小齿轮防漂移)
  • FORMULA-S 规格:加速度 ≤ 300 m/s²、速度 ≤ 1 m/s
  • 同時承受轴向与徑向力
  • 操作温度 -40 °C 至 +80 °C
  • 適用:CMM stage、干涉仪平台、表面量测设备
MINIRAIL

MINIRAIL 微型循环式滚珠导轨MINIRAIL Miniature Profile Rail Guide

Schneeberger 官方量测案例产品:雷射干涉仪制造商选用 MINIRAIL,因其在剛性与运动平滑性上表现最优,最終达到量测精度提升、组装工時縮短及成本降低。可搭配 MINISCALE PLUS 量测模组实现导轨整合式位置回授。

  • 速度 ≤ 5 m/s,加速度 ≤ 300 m/s²
  • 官方案例:剛性与运动平滑性為选用关鍵
  • 消除各轴獨立預压調整,一致預压值
  • 可搭配 MINISCALE PLUS 量测模组(解析度 0.1 μm)
  • MINISCALE PLUS 单向精度 ±0.1 μm,雙向精度 ±0.2 μm
  • 选配 Cage Assist 輔助滚珠运行稳定性
  • 適用:雷射干涉仪、光學量测平台、掃描系統
Type N/O

Type N/O 滚针保持架导轨Needle Cage Guideways

最大承载力、剛性与精度。Schneeberger 复合保持架(钢 + 塑膠)的位移阻力低于傳統全金屬滚针导轨。適用于需要高負载承载的精密量测平台,如大型工件 CMM 或重型光學檢测设备。

  • 最大承载力、剛性与精度
  • 复合保持架(钢+塑膠),位移阻力低于傳統全金屬滚针导轨
  • 与 Type R / RN 相同安装程序
  • 有限行程设計,適用定点量测定位
  • 適用:高負载精密量测平台、大型工件定位
应用案例 | Application Cases

量测仪器的实际应用场景Real-world linear guidance applications in metrology instruments

以下展示精密线性导引系統在量测仪器中的典型应用场景与技术要点。

Schneeberger precision positioning system for wafer metrology
Schneeberger 官方系統 | Official System
晶圓量测 XYT 精密定位平台Wafer Metrology XYT Positioning Stage
Schneeberger 精密定位系統用于晶圓檢测与量测。XYT 多轴整合平台结合线性导引与量测系統,在半导体量测环境中提供高精度定位。此类系統需要导轨提供极低波动与高剛性,確保光學量测系統的影像品质与量测可靠性。
定位系統 晶圓量测 XYT 平台
Microtome precision slicing instrument
Schneeberger 官方案例 | Official Case
精密切片机定位系統Microtome Precision Positioning
Schneeberger 医疗技术页面列出切片机(Microtome)為重要应用场景,官方描述其需求為「smooth running, high stiffness」。切片机以微米級增量推进試樣,本质上是精密量测等級的定位设备,导轨的运动平滑度直接決定切片厚度的均一性。
切片机 平滑运行 高剛性
Microscope focusing and scanning platform
Schneeberger 官方案例 | Official Case
显微鏡聚焦与掃描平台Microscope Focusing & Scanning Stage
Schneeberger 医疗技术页面列出显微鏡(Microscope)為应用场景,涵蓋聚焦与掃描平台功能。业界同类设备中,交叉滚子导轨廣泛用于数位显微鏡 XY stage,其非循环结构消除循环脈动振动,在高倍率觀测下避免影像模糊。雷射都卜勒测振仪等精密掃描设备同樣採用交叉滚子导轨实现一致的动態摩擦与平滑掃描。
显微鏡 XY Stage 交叉滚子
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