20 mm直線移動ステージ(リニアステージ)ORIC®、ピエゾ慣性アクチュエーター付き


  • Linear Stages with Open- or Closed-Loop Positioning
  • Stage with Optical Encoder Available
  • 3 kg Horizontal Load Capacity
  • Stackable Design for Compact 1-, 2-, or 3-Axis Setups

PD1

Piezo Inertia Stage

Application Idea

PD1D and PD1 Stages
in XYZ Configuration

PDX1

Piezo Inertia Stage
with Optical Encoder

PD1D

Monolithic 2-Axis
Piezo Inertia Stage

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XYステージを構成しているステージPDX1(/M)上に、クランプアームPM3(/M)を用いて取付けられた直角プリズム

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付属のアクセサリを使用して、2台の直線移動ステージPD1(/M)を回転ステージPDR1(/M)上に取り付けてXY + 回転ステージを構築

特長

  • 小型のステンレススチール製ステージ、ピエゾ慣性アクチュエータ付き
  • 高分解能での相対位置決めを求められる組み込み用(OEM用)や位置保持用などに適した製品
  • 高精度な光学式エンコーダ付きモデルの最高位置決め分解能は10 nm
  • XY構成ステージは2種類ご用意
    • モノリシック構造の開ループXYステージ
    • 1軸ステージをザグリ穴や付属の位置決めピンを使用して重ねたXYステージ
  • 直角ブラケットアダプタを用いて垂直取付けやXYZ構成が可能
  • ピエゾ慣性アクチュエータ付きステージ用のコントローラが別途必要(下記参照)

当社のピエゾ慣性アクチュエータ付きステージORIC®は、コンパクトなパッケージながら、ピエゾ制御により高速で安定した直線移動をバックラッシュなしで行うことができます。ステージPD1/Mは1軸の開ループ動作、PD1D/Mは2軸の開ループ動作*を行います。ステージPD1X/Mには光学式エンコーダが付いており、1軸の開ループ動作*と閉ループ動作を行うことができます。どのステージも水平耐荷重は3 kgです。ピエゾ慣性アクチュエータは、ステージの停止時やピエゾ素子に電源が供給されていない時には自動的にロックされるため、ナノメートルレベルの分解能とアライメントの長期保持を共に要求される用途に適しています。

負荷の取付け
負荷はM2ネジ穴かM4ネジ穴を用いてステージの可動プラットフォームに固定することができます。XYステージPD1D/Mには取付け用のM2およびM4ザグリ穴も付いています。また、アダプタープレートのPD1T/MやPD1U/M(下記にて別売り)を使用して、ステージの上部プレートに別の取付け穴パターンを付加することもできます。また、6個のØ2 mm位置決めピン用の穴(深さ1.5 mm)は、負荷のアライメントにも利用可能です。なお、ネジの長さや位置決めピンの挿入深さは、それぞれの穴の深さを超えないようにご注意ください。穴から突き出ているとステージが損傷する場合があります。詳細については「仕様」タブをご覧になるか、下の赤いアイコン ()をクリックして資料をご覧ください。

ステージの取付け
取付け用のザグリ穴は、可動プレートを可動範囲の末端まで移動させるとアクセスできるようになります。取付方法は2つあります。1つは4隅のうちの2か所にある取付け穴を、2本のM2ネジを使って0.35 N·mの推奨トルクで締め付ける方法です。もう1つは両端にある取付け穴を、M4ネジを使って0.55 N·mの推奨トルクで締め付ける方法です。当社では、特定のトルクで締め付けるためのトルクドライバTD75をご用意しております。

ステージはフラットな面(平面度≤5 μmを推奨)に取り付ける必要があります。このステージを平面度が5 µmよりも大きな面に取り付けた場合(多くのブレッドボードや光学テーブルに当てはまります)、ステージの速度変動やピッチ・ヨーに関する仕様を満たすためには取付けトルクを緩める必要が生じる場合があります。テーブル面に取り付ける際、必要であれば精度の高い平面度を有する取付けアダプタPD1B/MまたはPD1B2/Mを使用することで、ステージが歪曲するのを防止できます。

他の動作を追加する必要がある場合には、2台の直線移動ステージを積み重ねてXYステージを構築することもできます(右の写真はその例です)。

直角ブラケットアダプタPD1Z/Mを使用すると、1つのステージを別のステージの上に垂直方向に取り付けることができ、XZまたはXYZステージを構築することができます。ステージを垂直に取り付けた場合、許容負荷が大幅に減少しますのでご注意ください。

XY + 回転ステージ
モノリシック構造の2軸ステージPD1D/Mまたは2台の1軸直線移動ステージと、ピエゾ慣性アクチュエータ付き回転ステージPDR1/Mとを組み合わせて、XY移動と回転が必要な用途に利用することもできます(右下の写真はその例です)。詳細については、製品紹介ページをご覧ください。

専用コントローラ
これらのステージを駆動するには、ピエゾ慣性アクチュエータ用コントローラが1台必要です。一般的なピエゾコントローラでは、ピエゾ慣性アクチュエータを駆動することはできませんのでご注意ください。各ステージに対応するコントローラについては下記をご覧ください。

Inertia Motor Operation
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ピエゾ慣性アクチュエータの動作の簡略図
Inertia Motor Operation
「スティック-スリップ」のサイクルは、ピエゾが緩やかに伸びるプロセスと、急速に縮むプロセスから構成されています。

ピエゾ慣性「スティック-スリップ」モータ

ピエゾ慣性モータは、フレクシャ機構と結合したピエゾアクチュエータ、摩擦要素、およびスライダ(可動プラットフォーム)の3つの主要パーツから構成されています。「スティック」の期間では、ピエゾはランプ関数の電圧波形に従って緩やかに伸び、摩擦要素とスライダを同時に前方に押します。「スリップ」の期間では、駆動電圧が急速に低下するのに合わせて、ピエゾ素子は摩擦要素を後方に「スリップ」させながら最初の長さに戻ります。この時、スライダの慣性が十分大きく、摩擦要素とスライダ底部の間の動摩擦係数が十分小さいため、スライダは動きません。右のグラフは「スティック-スリップ」の1サイクルにおけるピエゾ駆動電圧を示しています。

このサイクルを繰り返すことにより、スライダは連続的に前方に移動します。逆方向へ移動させるには、ピエゾが急速に伸びて緩やかに縮む(すなわち「スリップ-スティック」)ための、逆の電圧パターンが必要です。動作中のステージではハイピッチのノイズとある程度の熱が発生する場合があります。これはデバイスの正常な動作で、故障ではありません。

*開ループ動作の場合は、使用条件やピエゾ素子のヒステリシス、部品のバラツキ、軸方向の負荷などの様々な要因によってステップサイズは変化し、また再現性もありません。この変化を解消するには、外部フィードバックシステムを使用して閉ループ動作をさせる必要があります。

Specifications
Item #PD1(/M)aPD1D(/M)aPDX1(/M)b
Stage TypeSingle-Axis Stage with Open-Loop PiezosDual-Axis Stage with Open-Loop PiezosSingle-Axis Stage with Closed-Loop Piezos
Travel20 mm (0.78")20 mm x 20 mm (0.78" x 0.78")20 mm (0.78")
Optical Encoder Resolution-10 nm
Minimal Incremental Motion-20 nmc
Step SizeTypical: 1 µmd
Maximum: < 3 µme
Adjustability: ≤ 30%e
PDXC Only: 0.01 to 10.00 mm
PDXC with PC Control: 0.00001 to 10.00 mm
Maximum Step Frequency2 kHzf20 kHz
Speed (Continuous Stepping)3 mm/s Typical Maxg,h2 to 20 mm/s Typicalc
Average Velocity Variation
Over Travel Range
±10%g,i±2%c
Horizontal Load Capacity3 kg (6.61 lbs)
Vertical Load Capacityj100 g (3.5 oz)100 g (3.5 oz)k100 g (3.5 oz)
Clamping / Holding Force 3 N
Pitch / Yaw Over Travel Range200 µrad
XY Stacked Orthogonality< 5 mrad≤ 2 mrad< 5 mrad
Motor TypePiezoelectric Inertia Drive
Lifetime> 10 Billion Stepsl> 10 Billion Stepsk,l,m≥ 25 kmn
Piezo Specifications
Max Operating Voltage125 V60 V
Capacitance170 nF65 nF
Physical Specifications
Operating Temperature10 to 40 °C
Connector TypeSMC FemaleD-SUB 15-Pin Female
Cable Length1 m (3.3 ft)o1.5 m (5.0 ft)
Top Plate
Mounting Options
Four 2-56 (M2) Threaded Holes, 3.5 mm Deep
Six 8-32 (M4) Threaded Holes, 3.2 mm Deep
Six Ø2 mm Dowel Pin Holes, 1.5 mm Deep
PD1T(/M) and PD1U(/M) Adapters
Four 2-56 (M2) Threaded Holes, 3 mm Deep
Two #2 (M2) Counterbores
Four 8-32 (M4) Threaded Holes, 3.2 mm Deep
Two #8 (M4) Counterbores
Four Ø2 mm Dowel Pin Holes, 1.5 mm Deep
PD1T(/M) and PD1U(/M) Adapters
Four 2-56 (M2) Threaded Holes, 3.5 mm Deep
Six 8-32 (M4) Threaded Holes, 3.2 mm Deep
Six Ø2 mm Dowel Pin Holes, 1.5 mm Deep
PD1T(/M) and PD1U(/M) Adapters
Dimensions32.5 mm x 32.0 mm x 11.5 mm
(1.28" x 1.26" x 0.45")
32.5 mm x 32.5 mm x 20.0 mm
(1.28" x 1.28" x 0.79")
41.6 mm x 32.5 mm x 15.0 mm
(1.64" x 1.28" x 0.59")
Weight (Including Cable)76 g (2.68 oz)137 g (4.83 oz)210 g (7.41 oz)
Required Controller
(Available Separately Below)
KIM001, KIM101p, or PDXCqPDXC
Extension Cable(s)
PAA101 Cable(s) and T5026 Adapter(s)o-
  • この仕様値は、ステージを平面度≤5 µmの平面上にマウントし、ピエゾ慣性アクチュエーターコントローラKIM101を用いて測定した値です。
  • この仕様値は、ステージを平面度≤5 µmの平面上にマウントし、ピエゾ慣性アクチュエータ用コントローラPDXCを用いて測定した値です。
  • この仕様値は周波数20 kHz、閉ループモードで駆動したときの値です。
  • この値はコンポーネントのバラツキ、動作方向、使用条件などによって最大20%程度変化する可能性があります。
  • ピエゾアクチュエータへの電圧および周波数を変えることで調整できます。詳細についてはコントローラKIM001またはKIM101のマニュアルをご参照ください。
  • 2 kHzはコントローラKIM101とKIM001から出力される最大周波数です。
  • ステップ周波数が2 kHzのときの値
  • 開ループ方式であること、コンポーネント間の差異、使用条件などにより、速度は前方移動と後方移動とで最大50%の差が生じる場合があります。ソフトウェアを正しく設定せずにステージを操作すると、この差がさらに大きくなります。Kinesisソフトウェアでステージの種類は必ず「PD(R)」を選択してください。
  • 1移動方向における速度の変化
  • 軸方向/移動方向のプッシュ/プル力(1 N)に相当します。
  • モノリシック構造のステージPD1D/Mを垂直方向に取り付けることは推奨しません。1つの軸がレールに対して横方向の力を受けるため、そのレールの角度誤差に影響が及ぶだけでなく、レールの寿命短縮につながる場合もあります。
  • 垂直方向に取り付けた状態で長期間(>30億ステップ)使用すると、レールがクリープし、移動距離が減少することがあります。これを防ぐために、垂直方向でおよそ10億ステップ使用したら、ステージを水平に置いて全移動範囲にわたって前後に数回動かしてください。
  • コントローラKIM101を2 kHz未満/85 Vに設定して駆動した場合
  • ステージを取付けプレートに対して水平に取り付け、キャリッジプレートの中心に3 kgの負荷を加えたときの値
  • PD1/MまたはPD1D/Mから伸びている長さ1 mのケーブルは、ケーブルPAA101およびアダプタT5026を用いて最長2.5 mまで延長することができます。ケーブルの静電容量のため、それ以上の長さのケーブルを使用することはできません。
  • コントローラKIM101のバージョンは2019年以降(S/Nラベルに記載)、ファームウェアは010003以上(コントローラの電源ON時に表示)でなければなりません。それ以前のバージョンのコントローラKIM101や古いファームウェアを用いると、適切に機能せず、またステージやコントローラの故障につながる場合があります。
  • PDXCはより高い周波数で動作可能なため、ステージPD1(/M)またはPD1D/MをKIMシリーズのコントローラよりも高速かつ小さなステップサイズで駆動できます。ただし、出力電圧は低いため、駆動する力は低くなります。

PD1(/M)&PD1D(/M)コネクタ

SMCメス型

SMC Female
0 to 125 V

PDX1(/M)コネクタ

Dサブメス型15ピン

D-SUB 15
Pin(s)Voltage RangeNameDescription
1-7.5 to +12.5 VEncoder_B_NEncoder B-
2-7.5 to +12.5 VEncoder_B_PEncoder B+
30 VGNDDigital Ground
4-7.5 to +12.5 VEncoder_A_NEncoder A-
5-7.5 to +12.5 VEncoder_A_PEncoder A+
6--Reserved
7--Reserved
8+5 V+5 V5 V Power
9-7.5 to +12.5 VEncoder_Z_NEncoder Z-
10-7.5 to +12.5 VEncoder_Z_PEncoder Z+
11-10 to +50 VSigOut2Piezo Output 2
120 VPGNDPower Ground
13-10 to +50 VSigOut1Piezo Output 1
145 V TTLEEPROM1-Wire EEPROM
15--Reserved

ソフトウェア

PDXCバージョン1.1.1

ソフトウェアパッケージPDXCには、サードパーティでの開発用に、GUI、ドライバ、LabVIEW™/C++/Python SDKが含まれています。

Software Download

当社では、ピエゾステージ用コントローラPDXCを制御するためのPDXCソフトウェアパッケージをご用意しています。このコントローラは、ピエゾ慣性アクチュエータ付き直線移動ステージPD1/MおよびPD1D/M、光学式エンコーダの付いたピエゾ慣性アクチュエータ付き直線移動ステージPDX1/M、ピエゾ慣性アクチュエータ付き回転ステージPDR1/Mに対応しています。このソフトウェアパッケージには2つの使い方があります。1つはGUI(グラフィカルユーザーインターフェイス)ユーティリティを用いる方法で、直ちにコントローラの直接的な操作や制御を行なうことができます。もう1つはサードパーティ開発用の一連のプログラミングインターフェイスを用いる方法で、ご希望の開発言語(LabVIEW™/C++/Python SDK)により、カスタム仕様の位置決めやアライメント用のプログラムを簡単に作成することができます。

注:KIM001にはKinesisソフトウェアを使用します。KIM101には、Kinesisソフトウェア、従来のAPTソフトウェアのどちらもご使用いただけます。

当社では幅広い種類のモーションコントローラを駆動できるよう、Kinesis® ソフトウェアパッケージと従来のAPT™(Advanced Positioning Technology)ソフトウェアパッケージの2種類のプラットフォームをご用意しております。どちらのパッケージも小型で低出力のシングルチャンネルドライバ(K-Cube™やT-Cube™など)から高出力でマルチチャンネルのモジュール式19インチラックナノポジショニングシステム(APTラックシステム)まで幅広い種類のモーションコントローラをカバーするKinesisシリーズのデバイスを制御できます。

Kinesisソフトウェアには、最新のC#、Visual Basic、LabVIEW™またはその他の.NETに対応する言語を使用してカスタムプログラムを作成するサードパーティの開発者向けに、.NETコントロールが付属しています。また、.NETフレームワークを使用しない用途向けに低級言語用のDLLライブラリも付いています。センターシーケンスマネージャが、当社の全てのモーションコントロールハードウェアの統合と同期をサポートします。

Kinesis Software
KinesisのGUIスクリーン
APT Software
APTのGUIスクリーン

当社従来のAPTシステムソフトウェアプラットフォームは、C#、Visual Basic、LabVIEWまたはその他のActive-Xに対応する言語を使用してカスタムプログラムを作成するサードパーティの開発者向けに、ActiveXをベースとしたコントロールが付属しています。また、ハードウェア無しでカスタムプログラムの開発を行うためのシミュレーターモードも付いています。

これらの共通のソフトウェアプラットフォームにより、あらゆるKinesisとAPTコントローラをシングルアプリケーションに簡単に組み込むことができます。ソフトウェアツールは1セット習得するだけで共通した操作が可能です。シングルチャンネルシステムからマルチチャンネルシステムまで、あらゆるコントローラを組み合わせ、全てを1台のPCのソフトウェアインターフェイスから制御することが実現可能です。

このソフトウェアパッケージを使用するには2つの手段があります。GUI(グラフィカルユーザーインターフェイス)ユーティリティを使用したコントローラとの直接対話ならびに「out of the box」コントロール、またはご選択の開発言語でカスタム統合の位置決めやアライメントソリューションを簡単にプログラムできる一連のプログラミングインターフェイスです。

APTシステムソフトウェアをよりご理解いただけるために様々なチュートリアルビデオもご用意しております。ビデオではソフトウェアの概要とAPT Configユーティリティをご説明しています。また、ソフトウェアのシミュレーターモードを利用すると、コントローラを接続しないでソフトウェアを試すことができます。その方法を説明したビデオもあります。これらのビデオは「APTチュートリアル」タブ内のリンクからご覧いただけます。

ソフトウェア

Kinesis バージョン 1.14.30

このKinesisソフトウェアパッケージには、当社のKinesisならびにAPT™システムコントローラを制御するためのGUIが含まれています。

下記もご用意しております:

  • 通信プロトコル
Software Download

ソフトウェア

APT バージョン 3.21.5

このAPTソフトウェアパッケージには、当社のAPT™およびKinesisシステムコントローラを制御するためのGUIが含まれています。

下記もご用意しております:

  • 通信プロトコル
Software Download

Kinesis®ソフトウェアでは新しい.NETコントロールが使用でき、最新の最新のC#, Visual Basic, LabVIEW™、ほかの.NET対応言語を使用する開発者がカスタムにプログラムを作成することもできます。

C#
このプログラミング言語はマルチプログラミングパラダイムやマルチプログラミング言語が使用可能となるよう設計されているため、複雑な問題が簡単かつ効率的に解決できます。型付け、命令型、宣言型、関数型、ジェネリック、オブジェクト指向、そしてコンポーネント指向が含まれます。 この共通のソフトウェアプラットフォームにより、1セットのソフトウェアツールを習得するだけで、あらゆるKinesisコントローラを簡単に組み合わせることができます。このようにして1軸システムのコントローラから多軸システムのコントローラまで、様々なコントローラを組み合わせ、全てを1台のPCのソフトウェアインターフェイスから制御することが可能となりました。

Kinesisシステムソフトウェアを使用するには2つの手段があります。コントローラを直接つないで制御を行なう付属のGUI(グラフィカルユーザーインターフェイス)ユーティリティ、またはご希望の開発言語でカスタム仕様の位置決めやアライメントを簡単にプログラムできる一連のプログラミングインターフェイスです。

Kinesisモーションコントロールライブラリの構築の参考となる実行可能なプロジェクト機能拡張例については下のリンクをクリックしてください。なお、Quick Startのプロジェクト例の実行には別の統合開発環境(IDE)(Microsoft Visual Studioなど)が必要です。C#のプロジェクト例はKinesisソフトウェアパッケージに付属する.NETコントロールで実行可能です(詳細は「Kinesisソフトウェア」タブをご覧ください)。

C Sharp IconClick Here for the Kinesis with C# Quick Start Guide
Click Here for C# Example Projects
Click Here for Quick Start Device Control Examples
C Sharp Icon

LabVIEW
LabVIEWは、.Netコントロールを介してKinesisまたはAPTベースのコントローラとの通信に使用できます。LabVIEWでは、ツールとオブジェクトでフロントパネルとして知られるユーザーインターフェイスを構築した後、グラフィカル表記の関数を使ってコードを追加し、フロントパネルのオブジェクトを制御します。下記のLabVIEWチュートリアルでは.Netコントロールを使用してLabVIEW内KinesisまたはAPT駆動デバイス用の制御GUIを作成するための情報をご提供しています。 LabVIEWでコントローラを制御する基本的な方法や、LabVIEW GUIを用いてデバイスを操作する前に行うべき設定の手順についても解説しています。

Labview IconClick Here to View the LabVIEW Guide
Click Here to View the Kinesis with LabVIEW Overview Page
Labview Icon

仕様の性能を得るために

このアプリケーションノートでは、K-Cube™コントローラKIM001またはKIM101を用いて開ループ方式のORIC®直線移動ステージPD1/MとPD1D/M、および回転ステージPDR1/Mを使用するときに、仕様に示された速度とステップサイズを実現する方法をご説明いたします。下記ではKinesis®ソフトウェアのコントロールおよびK-Cubeの前面パネルの制御装置を用いた例をご紹介しています。開ループシステムを使用するには様々な制限があり、このアプリケーションノートは速度とステップサイズの変動を最小限に抑えるうえでお役に立てるように作成しました。初期設定時のほか、速度やステップサイズに変動が生じる場合には、こちらのアプリケーションノートをご利用いただくことをお勧めいたします。設定の変更方法の詳細については、各ステージやコントローラのマニュアルをご覧ください。



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図2:ステージPD(R)シリーズには推奨されるチャンネル設定があります。設定はDevice Settings -> Current Device Settings-> Channel 1で変更できます。

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図1:ORICステージを制御する時には、ステージタイプをPD(R)に変更する必要があります。これはKinesis Softwareの Device Settings -> Startupで変更できます。

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図4:黒線で丸く囲まれているJogモードはContinuousに設定する必要があります。これはDevice Settings -> Current -> Channel 1で変更が可能です。

図3:黒線で囲まれた部分はデバイスGUIにあるジョグボタンです。

K-CubeコントローラとKinesisソフトウェアのコントロール

Kinesisソフトウェアのステージタイプの初期設定はPIAになっており、ORICステージには適用できません。そのため、初期設定を変更する必要があります。初期設定は、まずデバイスのGUIパネルのDevice Settingsにアクセスし、Startupタブをクリックします。ConfigurationタブでステージタイプをPD(R)に変更し、右下のPersist Settings to the Deviceのボックスにチェックを入れ、左下のSaveボタンをクリックします。それらの選択は図1に丸で示しています。これらの設定により、KinesisソフトウェアはPD(R)のステージタイプ用として使用できます。他のデバイスやチャンネルの設定も、このStartupで変更可能です。 

ステージタイプPD(R)を用いて仕様の速度、速度変化、力を得るためには、特定のチャンネル設定を行うことを推奨します。これらの設定は図2に示すようにDevice SettingsのChannel 1のタブで変更できます。設定は黒線で囲まれたDriveボックス、および青線で囲まれたJogボックスで行います。

Driveボックスでは、Maximum Voltageを85 V、Rateを2000 steps/s、Accelerationを10000 Steps/s2に設定することを推奨します。Jogボックスでは、Forward Sizeを250 Steps、Reverse Sizeを250 Steps、ModeをContinuous、Step Rateを2000 Steps/s、Step Accelerationを10000 Steps/s2に設定することを推奨します。仕様性能を実現するには、ステージを平坦な面、当社が推奨する取付けプレート、または対応するアダプタープレートなどに適切に取り付けることが重要です。

1000 steps/sのStep Rateよりも速い連続ジョグは、図3の黒線で囲まれたデバイスGUIのJogボタンを使用したときにのみ可能です。K-CubeコントローラKIM101のジョイスティックまたはKIM001のホイールを使用したときの連続ジョグ動作は、1000 step/s以下に制限されます。ジョイスティックまたはホイールを使用するとき、シングルステップ動作あるいはカウントによる動作を行う場合は1000 step/sの制限はありません。 

KinesisソフトウェアのJogモードをContinuousまたはSingleに変更したとき、図3の黒線で囲まれたKinesis GUIのJogボタンにのみ影響を与えます。コントローラKIM001またはKIM101の前面パネルのJoystickのモードは変更しません。KinesisソフトウェアのJogモード設定は、Device Settings -> Channel 1 -> Jogボックス -> Mode(図4参照)で行います。詳細については下記の前面パネルの制御装置のセクションでもご覧いただけます。






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図6:KinesisソフトウェアデバイスGUIのDevice SettingsにおけるDeviceタブ。Maximum Step Rate設定は青線で囲まれています。連続Jogモードでジョイスティックを使用する場合、設定は1000 steps/s未満でなければなりません。KinesisのJoystickモードは黒線で囲まれたドロップダウンメニューから選択できます。

図5:K-CubeコントローラKIM101の前面パネルに表示されるオプション5のJoystickモード

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図8:KinesisソフトウェアのStep Size変更画面。Forward SizeおよびReverse Sizeの設定を変更します。またMode設定はGUIのJogボタンのコントロールにのみ影響し、Joystickモードには影響しません。

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図7:駆動速度はKinesisソフトウェアのDevice Settings -> Current -> Channel 1で変更できます。これは前面パネルにおけるメニューオプション3のSet Velocityに相当します。

KIMx01の前面パネルの制御装置とそれに関連する設定

前面パネルの制御メニューには10個のオプションがあります。K-CubeコントローラKIM101の2つのボタンとジョイスティック、またはK-CubeコントローラKIM001のボタンとホイールでアクセスできます。

オプション5のJoystickモード(図5参照)にはJog to Count、 Jogging in Steps、Velocity Controlの3つのモードがあります。KinesisソフトウェアのJoystickモードは前面パネルのオプション5、Joystickモードに関連しています。KinesisソフトウェアにおけるJoystickモードには、Step Rate、Jog、Goto Positionの3つのオプションがあります。この設定は図6に黒線で囲んで示されています。

Jog to Countモードでは、ステージをターゲットとするカウント(初期設定は0)の位置まで、前面パネルのオプション3のSet Velocityで設定された速度で移動させます。オプション3のSet Velocityでは、ステージがオプション5のJog to Countモードおよびオプション1のGoto Pos Countにおいて移動する速度を設定します。Kinesisソフトウェアでは、Device Settings -> Channel 1 -> Driveボックス -> Rateに相当する設定があります。これは図7でご覧いただけます。

Jogging in Stepsモードでは、オプション3のSet Velocityによってステージの速度は変わりません。このモードでの速度はKinesisソフトウェアで変更する必要があります。その設定はDevice Settings -> Channel 1-> Jogボックス ->Step Rateで変更できます。ステージの速度を上げようとするときに、Step Rateを変更する代わりにStep Sizeを変更することもできます。Step Sizeは、KIMコントローラの前面パネルでは、オプション4のJog Step Sizeで変更できます。Kinesisソフトウェアでは、Device Settings -> Channel 1 -> Jogボックス -> Forward SizeおよびReverse Sizeで変更できます(図8参照)。

オプション5のVelocity Controlモードではジョイスティックを使用して連続ジョグができますが、速度は1000 step/s未満でなければなりません。この速度は前面パネルのオプション3では変更できません。この速度はKinesisソフトウェアのDevice Settings -> Device -> Maximum Step Rateでのみ変更可能です(図6参照)。初期設定で10000という数値が表示される場合がありますが、この値はソフトウェアでは許容されません。数値を1~1000の間に変更する必要があります。

KinesisソフトウェアにおけるJoystickモードのStep Rateは、前面パネルのVelocity Controlモードに関連しており、Maximum Step Rateの設定にご使用いただけます。Direction Senseはジョイスティックまたはホイールを使用するときの移動方向の変更に使用できます。 

こちらのページでご覧いただくAPTビデオチュートリアルは、付属のATPユーティリティに関する説明と、いくつかのプログラミング環境におけるAPTシステムのプログラミングに関する説明の2つの部分から構成されています。

免責事項:これらの動画は、当初はAdobe Flashによって作成されました。2020年のAdobe Flashのサポート終了後、これらのチュートリアルは再録画されています。各動画の下にはFlash Playerの操作ボタンが見えますが、機能はしません。

APTコントローラには、APTUserユーティリティとAPTConfigユーティリティが付いています。APTUserを用いると、直感的操作が可能なグラフィック制御パネルを介して、APTで制御するハードウェアに素早く簡単に接続することができます。APTConfigは「オフライン」ユーティリティで、メカニカルステージのタイプを事前に選択し、それらを特定のモーションコントローラに対応付けるなど、システム全体のさまざまな設定を行うことができます。

APT Userユーティリティ

下の左側の動画では、APTUserユーティリティの操作概要について説明しています。シングルチャンネルコントローラのOptoDriverは、制御用のPCが無くても前面パネルのコントローラを介して操作できます。前面パネルのコントローラに保存されている操作に関する設定は、APTUserユーティリティを使用して変更することができます。そのプロセスは下の右側の動画でご覧いただけます。

APT User - 概要
APT User - OptoDriverの設定


APT Configユーティリティ

シミュレートされたハードウェア構成のセットアップや、メカニカルステージの特定のモータードライブチャンネルへの対応付けなど、APT Configユーティリティを使用してAPTシステム全体の様々な設定ができます。下の最初の動画ではAPT Configの概要をご覧いただけます。シミュレートされたハードウェア構成の作成方法やステージと対応付ける方法についての詳細は、その右側の2つの動画でご覧いただけます。

APT Config - 概要
APT Config - シミュレータのセットアップ
APT Config - ステージとの対応付け


APTのプログラミング

APTソフトウェアシステムは、ActiveXコントロールのコレクションとして実装されています。ActiveXコントロールは言語に依存しないソフトウェアモジュールで、グラフィカルユーザーインターフェイスとプログラミングインターフェイスの両方を提供します。ハードウェアユニットのタイプごとにActiveXコントロールのタイプがあります。例えば、Motor ActiveXコントロールはすべてのタイプのAPTモーターコントローラ(DCまたはステッパ)の操作に対応します。ActiveXコントロールは多くのWindowsソフトウェア開発環境やソフトウェア言語で直接サポートされており、そのようなコントロールがカスタムアプリケーションに組み込まれると、そこに含まれるすべての機能が即座にアプリケーションで利用できるようになります。下の動画では、LabVIEW、Visual Basic、Visual C++によるAPT ActiveXコントロールの基本的な使用方法について説明しています。これ以外に、LabWindows CVI、C++ Builder、VB.NET、C#.NET、Office VBA、Matlab、HPVEEなどの多数の言語でもActiveXはサポートされています。これらの言語環境についてはチュートリアルのビデオでは特に取り上げていませんが、動画内の考え方の多くは他の言語環境でも適切に使用できます。

Visual Basic

Part 1ではVisual Basicで動作するAPT ActiveXコントロールを設定する方法について説明しており、Part 2では独自の位置決めシーケンスをプログラミングする方法について説明しています。

Visual BasicによるAPTプログラミング:Part 1
Visual BasicによるAPTプログラミング:Part 2


LabVIEW

LabVIEWはActiveXをフルサポートしています。下の一連のチュートリアルビデオでは、APTによる独自のモーションコントロールシーケンスを作製する際の基本的な構成要素を示しています。まずソフトウェア開発中にオンラインヘルプを呼び出す方法をご紹介します。Part 2ではAPT ActiveXコントロールの作成方法をご紹介します。ActiveXコントロールではメソッド(機能)とプロパティ(数値設定)の両方を設定できます。Part 3と4では、ActiveXコントロールで示されたメソッドとプロパティを作成してワイヤで接続する方法をご紹介します。最後に、Part 5では全体をまとめて、独自の移動シーケンスを実行するLabVIEWのプログラム例をご紹介します。

LabVIEWによるAPTプログラミング -
Part 1:オンラインヘルプへのアクセス方法
LabVIEWによるAPTプログラミング -
Part 2:ActiveXコントロールの作成方法
LabVIEWによるAPTプログラミング -
Part 3:ActiveXのメソッドの作成方法
LabVIEWによるAPTプログラミング -
Part 4:ActiveXのプロパティの作成方法
LabVIEWによるAPTプログラミング -
Part 5:ActiveXコントロールの開始方法


下のチュートリアルビデオでは、メソッドおよびプロパティのノードを作成する別の方法について説明しています。

LabVIEWによるAPTプログラミング -
ActiveXメソッドの作成方法(別の方法)
LabVIEWによるAPTプログラミング -
ActiveXプロパティの作成方法(別の方法)


Visual C++

Part 1ではVisualC++で動作するAPT ActiveXコントロールを設定する方法について説明しており、Part 2では独自の位置決めシーケンスをプログラミングする方法について説明しています。

Visual C++によるAPTプログラミング:Part 1
Visual C++によるAPTプログラミング:Part 2


MATLAB

当社のAPTポジショナにMATLABおよびActiveXコントロールを使用する場合は、こちらの資料をご覧ください。

プログラマー向けとして、LabVIEWでAPTソフトウェアをプログラミングする方法もこちらからご覧いただけます。


Posted Comments:
Qiyao Liu  (posted 2021-07-21 12:19:56.323)
Dear Sir or mdm, I am looking for a high accuracy translation stage better with nm scale resolution and no backlash. I will use it for scanning, could you please let me know wether this module can realize such function?
YLohia  (posted 2021-07-26 11:55:10.0)
Thank you for contacting Thorlabs. The PDX1 stage is ideal for applications that require nanometer resolution without backlash. The built-in optical encoder provides high accuracy positioning resolution up to 10 nm when being controlled by the PDXC controller.
user  (posted 2021-04-12 15:28:18.773)
Hello, I am experiencing similar issues as some people have already raised in the comments: 1. Speed isnt matching the same displacement forward and backwards. Is there a way to set up the steps to counterbalance this effect ? 2. When placed in a XZ configuration, the Z-module is slicing down. How can i solve this? 3. Out of the 2 PD1/M that i received, one has a loose movable plate and effectively not usable. Is there a bolt to tighten to solve this issue ? Thank you :)
YLohia  (posted 2021-04-14 10:12:22.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. The forward and backward velocities may differ by up to 50% due to the open-loop design, component variances, and application conditions. Operating the stage with the wrong software settings will further increase the variance; be sure to select stage type "PD(R)" in the Kinesis software. To ensure proper performance in the Z axis, please make sure that your load does not exceed 100 g. The loose movable plate is not normal and should not happen with normal use. We may need to take the stage back for inspection and repair. I have reached out to you directly for more troubleshooting.
edoardo sotgiu  (posted 2021-03-30 10:33:42.137)
Dear Thorlabs, as experienced by many other users (user (posted 2021-03-10 11:35:33.88), sun fangyuan (posted 2021-03-03 13:28:41.307), Peng Zhu (posted 2020-12-17 13:15:07.46), ...) the speed differs a lot along the two directions (back and fore). In the datasheet is reported that the step size can suffer for a variability of around 20%, but the error here seems even larger (let's say around 50%): " Due to the open loop design, piezo hysteresis, component variance, and application conditions, the achieved step size of the system may vary by over 20% and is not normally repeatable." Being under warranty, I would like to send you back to verify the stages here are working properly or if they are affected by some weird condition. Anyway, do you think in the very close future such actuators will be provided with a close loop control? I mean, I would expect an update on the firmware and in case also on the electromechanical components (sensors) on the items we've already bought. Thank you Regards
nreusch  (posted 2021-04-06 04:12:10.0)
Thank you for contacting Thorlabs, we will update some application note on the web about PD1 usage, and in the meanwhile, we will contact you for an inspection of the item. A closed loop version would help and it is something under our new product release plan.
user  (posted 2021-03-10 11:35:33.88)
Currently using 3x PD1Z and a PDR1 with KIM101 controller. We are experiencing similar issues as mentioned by other users in that the moving speeds differ going forwards and backwards (and up and down). This is using the native Kinesis (issue also present when using APT) software. Also found that the "home" command in the provided Kinesis package does not function. Could you please reach out to resolve this issue?
YLohia  (posted 2021-03-15 11:01:53.0)
Thank you for contacting Thorlabs. We have reached out to you directly to troubleshoot this further.
MICHAEL VALOIS  (posted 2021-03-04 16:36:33.223)
I'm having trouble importing the STEP file for your PD1 stage. Could you send a Parasolid or ACIS file? Thanks, Mike Valois
YLohia  (posted 2021-03-17 02:22:13.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. We will reach out to you directly with a Parasolid file.
sun fangyuan  (posted 2021-03-03 13:28:41.307)
Hi, when i use the KIM100 (using APT software) to control PD1/M, but the repeatability of the stage is worse. Do you know how to get a solution?
YLohia  (posted 2021-03-09 12:50:43.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. Is the repeatability worse when using APT as opposed to Kinesis? If so, by how much? Are you using the KIM101 controller? We have reached out to you to troubleshoot this further.
Peng Zhu  (posted 2020-12-17 13:15:07.46)
We ordered PD1/M with KIM101 controller, We place the PD1/M horizontally, but found the moving speeds of forward and backward had a huge difference. Forward speed is approx 3~4 times than backward speed. Is this device are defect? Or how to fixed it?
YLohia  (posted 2020-12-22 11:38:38.0)
Thank you for contacting Thorlabs. For this PD1 stages, the mechanics tolerance and assembly variation will cause 30%-50% difference in speed for both directions of travel under 2000 step/s. For a low speed and acceleration rate, the speed difference between two directions will be even larger. The behavior you are seeing may be related to the improper settings. We have reached out to you directly to troubleshoot this issue.
Yoonhyuk Rah  (posted 2020-10-26 21:33:27.943)
The KIM101 controller says it can control the voltage from 85V to 125V. Does this mean that if I connect the KIM101 to the PD1 stage, the KIM101 piezo voltage will control the step size length and when I move the stage it will move in a step like motion? Also can the piezo voltage be set to smaller than 85V?
YLohia  (posted 2020-11-03 09:48:06.0)
Thank you for contacting Thorlabs. Yes, you are correct. The drive voltage will control the step size length and the step size can be increased by up to about 30% by changing the piezo drive voltage. Continuous motion is achieved through "continuous stepping". Due to the open loop design, piezo hysteresis, component variance, and application conditions, the achieved step size of the system may vary by over 20% and is generally not repeatable. The output voltage range of KIM101 is 85 to 125 V -- unfortunately, it cannot be set to smaller than 85 V.
Pavlo Zolotavin  (posted 2020-10-13 18:14:38.057)
I am using three PD1/M modules for XYZ positioning. Every time I move in the XY direction the Z-direction piezo is slipping downward. I don't exceed the 100g weight limit, but it still does not stay fixed (it slides down even without anything attached to it). As of right now the whole system is unusable as an XYZ positioner. Any suggestions on how to avoid this? Thanks
YLohia  (posted 2020-10-15 09:21:58.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. We are sorry to hear about the issues you are experiencing with this. We have reached out to you directly to troubleshoot this further.
Gregory Lafyatis  (posted 2020-09-17 11:53:32.913)
ORIC® 20 mm Linear Stage with Piezoelectric Inertia Drive Have you tried using these at cryogenic temperatures (4K) ? I know the piezo effect is significantly reduced and probably cable needs replacing but if they work at all they'd be very useful.
YLohia  (posted 2020-09-23 08:39:28.0)
Thank you for contacting Thorlabs. We have not tested this stage at cryogenic temperatures. The recommended temperature range is 10-40 °C due to the limitations of the piezo, as well as the electronics. In 4K cryogenic applications, the resultant shorter displacement could have a huge impact on force and speed performance.
Chun-Cheng Chu  (posted 2019-11-25 07:39:41.433)
Hello, I want to know whether this stage is vacuum compatible or not. Thank you.
nbayconich  (posted 2019-11-25 03:24:15.0)
Thank you for contacting Thorlabs. The PD1 is not designed for vacuum use. It also has anti-rust oil that is unsuitable for vacuum. I will reach out to you directly.
Shiyang Zhong  (posted 2019-09-17 03:40:28.49)
Is PD1 stages compatible with 10^-6 mbar vacuum? If not, is there a vaccum compatible version? Thank you.
YLohia  (posted 2019-09-19 08:44:06.0)
Hello, the PD1 is not designed for vacuum use. It also has anti-rust oil that is unsuitable for vacuum. We will reach out to you directly to discuss the possibility of offering a vacuum compatible option as a special.

電動リニアステージ

電動の直線移動ステージとしては、ピエゾ駆動の20 µm移動ステージからダイレクトドライブ方式の600 mm移動ステージまで、様々な最大移動量の製品をご用意しております。ステージの多くは、それらを用いてXY軸やXYZ軸などの多軸ステージを構築することができます。ファイバ結合用としては、多軸ステージのページをご覧ください。標準の電動ステージを用いるよりも精密な調整が可能です。直線移動ステージのほかに、電動の回転ステージピッチ&ヨープラットフォームおよびゴニオメータもご用意しております。また手動移動ステージもございます。

ピエゾステージ

こちらのステージでは、様々な駆動機構にピエゾ素子が組み込まれています。移動ステージNanoflex™は、手動アクチュエータに加えて標準的なピエゾアクチュエータを使用しています。Z軸ステージLPS710E/Mには、ピエゾ移動に対する増幅機構が用いられており、それに適したコントローラが付属しています。ステージPD1/Mでは、移動量を得るために「スティック-スリップ」の摩擦特性を利用するピエゾ慣性アクチュエータが用いられています。Elliptec™シリーズのステージでは、共振による楕円形の動作を通じて可動プラットフォームを押したり引いたりする共振ピエゾモータを使用しています。

Piezoelectric Stages
Product FamilyNanoflex™ 20 µm Stage
with 5 mm Actuator
Nanoflex™ 25 µm Stage
with 1.5 mm Actuator
PD1 Open-Loop
20 mm Stage
PD1D Open-Loop
20 mm Monolithic XY Stage
PDX1 Closed-Loop
20 mm Stage
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Travel20 µm + 5 mm Manual25 µm + 1.5 mm Manual20 mm
Maximum Velocity-3 mm/s20 mm/s
Drive TypePiezo with Manual ActuatorPiezoelectric Inertia Drive
Possible Axis ConfigurationsX, XY, XYZX, XY, XYZXY, XYZX, XY, XYZ
Additional Details
Piezoelectric Stages
Product FamilyElliptec™ 28 mm Stage Elliptec™ 60 mm StageLPS710E 1.1 mm Vertical Stage
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Travel28 mm60.0 mm1.1 mm
Maximum Velocity180 mm/s90 mm/s-
Drive TypeResonant Piezoelectric MotorAmplified Piezo
Possible Axis ConfigurationsXZ
Additional Details

Stepper Motor Stages

These translation stages feature removable or integrated stepper motors and long travel ranges up to 300 mm. The MLJ150 stage also offers high load capacity vertical translation. The other stages can be assembled into multi-axis configurations.

Stepper Motor Stages
Product FamilyLNR Series
25 mm Stage
LNR Series
50 mm Stage
NRT Series
100 mm Stage
NRT Series
150 mm Stage
LTS Series
150 mm Stage
LTS Series
300 mm Stage
MLJ150
50 mm Vertical Stage
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Travel25 mm50 mm100 mm150 mm150 mm300 mm50 mm
Maximum Velocity2.0 mm/s50 mm/s30 mm/s50 mm/s3.0 mm/s
Possible Axis
Configurations
X, XY, XYZX, XY, XYZX, XY, XYZX, XY, XYZZ
Additional Details

ステッピングモーターステージ

こちらの移動ステージは脱着型あるいは内蔵型のステッピングモータを用い、最大300 mmの長い移動が可能です。ステージMLJ150/Mは高荷重にも対応する垂直移動ステージです。他のステージは多軸ステージの構築が可能です。

Stepper Motor Stages
Product FamilyLNR Series
25 mm Stage
LNR Series
50 mm Stage
NRT Series
100 mm Stage
NRT Series
150 mm Stage
LTS Series
150 mm Stage
LTS Series
300 mm Stage
MLJ150
50 mm Vertical Stage
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Travel25 mm50 mm100 mm150 mm150 mm300 mm50 mm
Maximum Velocity2.0 mm/s50 mm/s30 mm/s50 mm/s3.0 mm/s
Possible Axis
Configurations
X, XY, XYZX, XY, XYZX, XY, XYZX, XY, XYZZ
Additional Details

DCサーボモーターステージ

脱着型あるいは内蔵型のDCサーボモータを用いた直線移動ステージをご用意しております。これらのステージは薄型で、多軸ステージの構築が可能です。

DC Servo Motor Stages
Product FamilyMT Series
12 mm Stages
PT Series
25 mm Stages
MTS Series
25 mm Stage
MTS Series
50 mm Stage
M30XY
30 mm XY Stage
KVS30
30 mm Vertical Stage
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Travel12 mm25 mm25 mm50 mm30 mm30 mm
Maximum Velocity2.6 mm/s2.4 mm/s2.4 mm/s8.0 mm/s
Possible Axis ConfigurationsX, XY, XYZX, XY, XYZXY, XZZ
Additional Details

ダイレクトドライブステージ

こちらの薄型ステージにはブラシレスDCサーボモータが内蔵されており、バックラッシュの無い高速移動が可能です。電源が入ってないときは、ステージのプラットフォームにはほとんど慣性が無く、実質的にフリーラン状態になります。そのため電源が入ってないときにステージのプラットフォームが定位置に留まる必要のある用途には適していません。これらのステージを垂直方向に取付けることは推奨しません。

Direct Drive Stages
Product FamilyDDS Series
50 mm Stage
DDS Series
100 mm Stage
DDS Series
220 mm Stage
DDS Series
300 mm Stage
DDS Series
600 mm Stage
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Travel50 mm100 mm220 mm300 mm600 mm
Maximum Velocity500 mm/s300 mm/s400 mm/s400 mm/s
Possible Axis ConfigurationsX, XYX, XYXX
Additional Details

20 mm直線移動ステージ、ピエゾ慣性アクチュエータ付き


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PD1(/M)の上部プレートの概略図。ミリ規格のステージの寸法は括弧内に記載されています。
  • 開ループ動作
  • 高分解能な位置決め
  • 積み重ねてXYステージにしたときの直交度< 5 mrad
  • コントローラKIMx01使用時の最大速度:3 mm/s
  • SMCメス型コネクタの接続された長さ1 mのケーブル付き
  • ピエゾ慣性アクチュエータ用コントローラKIM001、KIM101またはPDXCが別途必要(下記参照)
  • 以下の部品が付属します。
    • M2取付けネジ 2本
    • M4取付けネジ 2本
    • Ø2 mm位置決めピン 2本

この開ループピエゾ慣性アクチュエータ付きステージORIC®の最大許容負荷は3 kgで、バックラッシュの無い動作が可能です。また、コントローラKIMx01で駆動したときの最大速度は3 mm/sです。ピエゾ慣性アクチュエータは、ステージの停止時やピエゾ素子に電源が供給されていない時には自動的にロックされるため、マイクロメートルレベルの分解能とアライメントの長期保持を共に要求される用途に適しています。仕様の詳細については「仕様」タブをご参照ください。

ステージは平面度≤5 µmの面に設置してください。必要に応じて、フラットな面を有する取付けベースPD1B/M(上記参照)を使用することで、ステージの歪みを低減することができます。そのほか、上部プレート用アダプタや直角ブラケットアダプタもご用意しています。

各ステージには長さ1.0 mのケーブルが付いています。長さ1.5 mのSMCコネクタ付き延長ケーブル(型番PAA101)、およびオス-オスのSMCアダプタ(型番T5026)も別途ご用意しております。ケーブルの静電容量のため、制御ケーブルの全長は2.5 mを超えないようにご注意ください。

ステージPD1/Mは、こちらのページでご紹介している3種類のすべてのコントローラ(シングルチャンネルK-Cube™慣性モータ用コントローラKIM001、4チャンネルK-Cube慣性モータ用コントローラKIM101、ピエゾ慣性ステージ用コントローラPDXC)に対応します。コントローラKIM101の場合は、バージョンが2019年以降、ファームウェアは010003以上でなければなりません。それ以前のバージョンのコントローラや古いファームウェアでは適切に機能せず、またステージやコントローラの故障につながる場合があります。ステージの仕様値は、K-Cube™コントローラKIM101を使用して測定しています(詳細は「仕様」タブ参照)。コントローラKIM001でも同様の性能が得られます。PDXCはK-Cubeコントローラに比べるとより高い周波数で動作できますが、その最大出力電圧は低くなります。そのため、ステージPD1/Mをより小さなステップサイズで高速に駆動することができますが、その駆動する力は小さくなります。

+1 数量 資料 型番 - インチ規格 定価(税抜) 出荷予定日
PD1 Support Documentation
PD1ORIC 20 mm直線移動ステージ、ピエゾ慣性アクチュエータ付き(インチ規格)
¥92,391
5-8 Days
+1 数量 資料 型番 - ミリ規格 定価(税抜) 出荷予定日
PD1/M Support Documentation
PD1/MORIC 20 mm直線移動ステージ、ピエゾ慣性アクチュエータ付き(ミリ規格)
¥92,391
Today

20 mm XYステージ、ピエゾ慣性アクチュエータ付き


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PD1D(/M)の上部プレートの概略図。ミリ規格のステージの寸法は括弧内に記載されています。
  • 開ループ動作
  • モノリシック構造のXYステージ、直交度≤2 mrad
  • 高分解能な2軸位置決め
  • コントローラKIMx01使用時の最大速度:3 mm/s
  • SMCメス型コネクタの接続された長さ1 mのケーブル付き
  • ピエゾ慣性アクチュエータ用コントローラとしてKIM001(2台)、KIM101(1台)またはPDXC(1台)が別途必要(下記参照)
  • 以下の部品が付属します。
    • M2取付けネジ 2本
    • M4取付けネジ 2本
    • Ø2 mm位置決めピン 2本

このモノリシック構造のXYステージORIC®には、開ループ式のピエゾ慣性アクチュエータが付いています。最大許容負荷は3 kgで、バックラッシュの無い動作が可能です。また、コントローラKIMx01で駆動したときときの最大速度は3 mm/sです。ピエゾ慣性アクチュエータは、ステージの停止時やピエゾ素子に電源が供給されていない時には自動的にロックされるため、マイクロメートルレベルの分解能とアライメントの長期保持を共に要求される用途に適しています。仕様の詳細については「仕様」タブをご参照ください。なお、ステージPD1D/Mはモノリシック構造のため、2つの1軸ステージに分解することはできません。

ステージは平面度≤5 µmの面に設置してください。必要に応じて、フラットな面を有する取付けベースPD1B/M(別売り、上記参照)を使用することで、ステージの歪みを低減することができます。そのほか、上部プレート用アダプタや直角ブラケットアダプタもご用意しています。

各ステージには長さ1.0 mのケーブルが付いています。長さ1.5 mの SMCコネクタ付き延長ケーブル(型番PAA101)、およびオス-オスのSMCアダプタ(型番T5026)も別途ご用意しております。ケーブルの静電容量のため、制御ケーブルの全長は2.5 mを超えないようにご注意ください。

ステージPD1D/Mは、こちらのページでご紹介している3種類のすべてのコントローラ(シングルチャンネルK-Cube™慣性モータコントローラKIM001、4チャンネルK-Cube慣性モータコントローラKIM101、ピエゾ慣性ステージ用コントローラPDXC)に対応します。コントローラKIM101の場合は、バージョンが2019年以降、ファームウェアは010003以上でなければなりません。それ以前のバージョンのコントローラや古いファームウェアでは適切に機能せず、またステージやコントローラの故障につながる場合があります。このステージの仕様値は、K-Cube™コントローラKIM101を使用して測定しています(詳細は「仕様」タブ参照)。コントローラKIM001でも同様の性能が得られます。PDXCはK-Cubeコントローラに比べるとより高い周波数で動作しますが、その最大出力電圧は低くなります。そのため、ステージPD1D/Mをより小さなステップサイズで高速に駆動することができますが、その駆動する力は小さくなります。

+1 数量 資料 型番 - インチ規格 定価(税抜) 出荷予定日
PD1D Support Documentation
PD1DNEW!ORIC 20 mm XY移動ステージ、ピエゾ慣性アクチュエータ付き(インチ規格)
¥198,900
5-8 Days
+1 数量 資料 型番 - ミリ規格 定価(税抜) 出荷予定日
PD1D/M Support Documentation
PD1D/MNEW!ORIC 20 mm XY移動ステージ、ピエゾ慣性アクチュエータ付き(ミリ規格)
¥198,900
5-8 Days

20 mm直線移動ステージ、ピエゾ慣性アクチュエータおよび光学的エンコーダ付き


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PDX1(/M)の上部プレートの概略図。ミリ規格のステージの寸法は括弧内に記載されています。
  • 開ループおよび閉ループでの動作が可能
  • 光学的エンコーダによる最高分解能:10 nm
  • 積み重ねてXYステージにしたときの直交度< 5 mrad
  • 最大移動速度:20 mm/s
  • Dサブメス型コネクタの接続された長さ1.5 mのケーブル付き
  • ピエゾ慣性アクチュエータ用コントローラPDXCが別途必要(下記参照)
  • 以下の部品が付属します。
    • M2取付けネジ 2本
    • M4取付けネジ 2本
    • M1.4キャップスクリュ 3本
    • Ø2 mm位置決めピン 2本

この光学的エンコーダが取付けられたピエゾ慣性アクチュエータ付きステージORIC®は、開ループおよび閉ループのどちらのモードでも使用することができます。最大許容負荷は3 kgで、最大速度20 mm/sでバックラッシュのない動作が可能です。ピエゾ慣性アクチュエータは、ステージの停止時やピエゾ素子に電源が供給されていない時には自動的にロックされるため、ナノメートルレベルの分解能とアライメントの長期保持を共に要求される用途に適しています。仕様の詳細については「仕様」タブをご参照ください。

ステージは平面度≤5 µmの面に設置してください。必要に応じて、フラットな面を有する取付けベースPD1B/M(別売り、上記参照)を使用することで、ステージの歪みを低減することができます。そのほか、上部プレート用アダプタや直角ブラケットアダプタもご用意しています。

各ステージには1.5 mのケーブルが付いています。ケーブルの静電容量のため、制御ケーブルの全長は4.5 mを超えないようにご注意ください。

注:ステージPDX1/MにはコントローラPDXCだけがご使用いただけます。こちらのページに掲載されているKIM001およびKIM101はお使いいただけませんのでご注意ください。

+1 数量 資料 型番 - インチ規格 定価(税抜) 出荷予定日
PDX1 Support Documentation
PDX1NEW!ORIC 20 mm直線移動ステージ、ピエゾ慣性アクチュエータおよび光学的エンコーダ付き(インチ規格)
¥249,210
5-8 Days
+1 数量 資料 型番 - ミリ規格 定価(税抜) 出荷予定日
PDX1/M Support Documentation
PDX1/MNEW!ORIC 20 mm直線移動ステージ、ピエゾ慣性アクチュエータおよび光学的エンコーダ付き(ミリ規格)
¥249,210
5-8 Days

アダプタープレート


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ステージPDX1(/M)上のアダプタープレートPD1U(/M)に取付けられた固定式マウントPOLARIS-B05Sとミラー

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アダプタープレートPD1TとPD1T/Mの概略図

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アダプタープレートPD1U(/M)の概略図。ミリ規格のアダプタープレートの寸法は括弧内に記載されています。
  • 異なる取付け穴のパターンを提供
  • 大きさは30 mm x 30 mmのピエゾステージに一致
  • 各アダプタにはM2取付けネジとØ2 mm位置決めピンが2本ずつ付属

こちらのアダプタープレートをステージPD1/M、PD1D/MおよびPDX1/Mに取付けることで、取付け穴のパターンを変更することができます。各アダプタの大きさはステージと一致しており、付属する2本のM2キャップスクリュと四隅にある取付け用ザグリ穴を用いて、ステージ上部または底部に固定できます。

アダプタープレートPD1T/Mは中央にM4タップ穴と、取付け用のM2タップ穴が10個、M3タップ穴が4個、および16 mmケージシステム用に配置された#4-40タップ穴が4個あります。

アダプタープレートPD1U/Mには8個のM4タップ穴が十字型に配置されています。また、底面には5個のM4用ザグリ穴と、アライメントのために4個のØ2 mm位置決めピン用の穴があります。詳細は右の図をご覧ください。

+1 数量 資料 型番 - インチ規格 定価(税抜) 出荷予定日
PD1T Support Documentation
PD1Tアダプタープレート、厚さ3 mm、ピエゾ慣性アクチュエータ付き20 mm直線移動ステージ用(インチ規格)
¥5,720
5-8 Days
PD1U Support Documentation
PD1Uアダプタープレート、厚さ8.5 mm、ピエゾ慣性アクチュエータ付き20 mm直線移動ステージ用(インチ規格)
¥7,280
5-8 Days
+1 数量 資料 型番 - ミリ規格 定価(税抜) 出荷予定日
PD1T/M Support Documentation
PD1T/Mアダプタープレート、厚さ3 mm、ピエゾ慣性アクチュエータ付き20 mm直線移動ステージ用(ミリ規格)
¥5,720
Today
PD1U/M Support Documentation
PD1U/Mアダプタープレート、厚さ8.5 mm、ピエゾ慣性アクチュエータ付き20 mm直線移動ステージ用(ミリ規格)
¥7,280
5-8 Days

取付けアダプタ


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アダプタPD1B(/M)に取り付けられたステージPD1(/M)

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取付けアダプタPD1B2(/M)の概略図。ミリ規格の寸法は括弧内に記載されています。

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取付けアダプタPD1B(/M)の概略図。の概略図。ミリ規格の寸法は括弧内に記載されています。
  • ステージPD1/M、PD1D/MまたはPDX1/Mの取付けに必要なフラットな面を提供
  • 2つの種類をご用意
    • PD1B/M:M4用取付スロット
    • PD1B2/M:M6用取付スロットおよびM6 x 1.0ネジ付き取付け穴
  • ブレッドボードへの取付け用ネジおよびワッシャが付属
    • PD1B/M:M4ネジ2本とM4用ワッシャ2個
    • PD1B2/M:M6ネジ2本とM6用ワッシャ2個

こちらのアダプタは、ステージPD1/M、PD1D/MおよびPDX1/Mを取り付けるうえで必要なフラットな面を提供します。アダプタPD1B/MにはM4用スロット、PD1B2/MにはM6用スロットとM6 x 1.0ネジ付き取付け穴が付いています。ステージを平面度が5 µmよりも大きな面に取り付けた場合(多くのブレッドボードや光学テーブルに当てはまります)、ステージが歪曲することでステージの速度変動やピッチ・ヨーの性能に影響が出ることがあります。平面度が十分でないテーブルやブレッドボードに取り付けるときには、ステージをこれらの取付けアダプタに取り付けることで、そのような歪曲を大幅に低減することができます。

ステージをアダプタに取り付けるときは、アダプタの四隅にある取付け穴に2本のM2ネジで固定しますが、その最大トルクは0.35 N·mです。また、ステージの両端を2本のM4ネジで固定することも可能ですが、その最大トルクは0.55 N·mです。各アダプタにはブレッドボードまたは光学テーブルに取り付けるためのキャップスクリュとワッシャ(各2個)が付属しています。

+1 数量 資料 型番 - インチ規格 定価(税抜) 出荷予定日
PD1B Support Documentation
PD1B取付けアダプタ、ピエゾ慣性アクチュエータ付き20 mm直線移動ステージ用、#8用取付スロット(インチ規格)
¥8,723
5-8 Days
PD1B2 Support Documentation
PD1B2NEW!取付けアダプタ、ピエゾ慣性アクチュエータ付き20 mm直線移動ステージ用、1/4"-20ネジ付き取付穴(インチ規格)
¥11,700
5-8 Days
+1 数量 資料 型番 - ミリ規格 定価(税抜) 出荷予定日
PD1B/M Support Documentation
PD1B/M取付けアダプタ、ピエゾ慣性アクチュエータ付き20 mm直線移動ステージ用、M4用取付スロット(ミリ規格)
¥8,723
Today
PD1B2/M Support Documentation
PD1B2/MNEW!取付けアダプタ、ピエゾ慣性アクチュエータ付き20 mm直線移動ステージ用、M6 x 1.0ネジ付き取付穴(ミリ規格)
¥11,700
5-8 Days

直角ブラケットアダプタ


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型番数量Description
PD13ORIC 20 mm直線移動ステージ、ピエゾ慣性アクチュエータ付き(インチ規格)
PD1Z1直角ブラケットアダプタ、ピエゾ慣性アクチュエータ付き20 mm直線移動ステージ用(インチ規格)
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型番数量Description
PD1/M3ORIC 20 mm直線移動ステージ、ピエゾ慣性アクチュエータ付き(ミリ規格)
PD1Z/M1直角ブラケットアダプタ、ピエゾ慣性アクチュエータ付き20 mm直線移動ステージ用(ミリ規格)
アダプタPD1Z(/M)を用いると、PD1(/M)でXYZステージを構成できます。

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直角ブラケットの垂直面。ミリ規格のブラケットの寸法は括弧内に記載されています。
  • PD1/M、PD1D/MまたはPDX1/Mを取り付けて、2軸または3軸ステージを構成
  • ステージPD1/MまたはPDX1/Mを直交させて取り付け、垂直または水平方向に移動可能
  • 取付け用のM2ネジが2本付属

直角ブラケットPD1Z/Mに直線移動ステージPD1/M、PD1D/M、またはPDX1/Mを取り付けることで、XZまたはXYZステージを構成することができます。ステージPD1/MまたはPDX1/Mを垂直面に取り付けて、垂直または水平方向に移動させることも可能です。ブラケットは、底面の四隅のうちの2か所にある取付け用ザグリ穴と2本のM2キャップスクリュを用いて、ブレッドボードまたはステージの上部プレートに固定できます。垂直用のステージは、付属のM2キャップスクリュ2本と、ステージの四隅のうちの2か所にある取付け用ザグリ穴を用いて、ブラケットに取り付けることができます。精密にアライメントできるように、各面にはØ2 mm位置決めピン用の穴があります。

ピエゾステージは、直角ブラケットに対して垂直方向に移動するようにも、水平方向に移動するようにも取り付けることができます。また、アダプタープレートのPD1T/MやPD1U/Mを直接ブラケットに取り付けることもできます。

XYZステージの構成にした場合、垂直ステージを移動させた時に、下側のステージの固定プレートと干渉する可能性がありますのでご注意ください。3方向すべてについて全移動範囲を確保したい場合には、固定プレートを取り外してください。

注:垂直方向に取り付けた状態で長期間(>30億ステップ)使用すると、レールがクリープし、移動距離が減少することがあります。これを防ぐために、垂直方向でおよそ10億ステップ使用したら、ステージを水平に置いて全移動範囲にわたって前後に数回動かしてください。モノリシック構造のステージPD1D/Mを垂直方向に取り付けることは推奨しません。1つの軸がレールに対して横方向の力を受けるため、レールの角度誤差に影響が及ぶだけでなく、レールの寿命短縮につながる場合もあります。

+1 数量 資料 型番 - インチ規格 定価(税抜) 出荷予定日
PD1Z Support Documentation
PD1Z直角ブラケットアダプタ、ピエゾ慣性アクチュエータ付き20 mm直線移動ステージ用(インチ規格)
¥11,180
5-8 Days
+1 数量 資料 型番 - ミリ規格 定価(税抜) 出荷予定日
PD1Z/M Support Documentation
PD1Z/M直角ブラケットアダプタ、ピエゾ慣性アクチュエータ付き20 mm直線移動ステージ用(ミリ規格)
¥11,180
5-8 Days

K-Cube™コントローラ、ピエゾ慣性ステージおよびアクチュエータ用

Key Specificationsa
Item #KIM001KIM101
Piezoelectric Outputs (SMC Male)OneFour
Piezo Output Voltage85 to 125 VDC85 to 125 VDC per Channel
Top Panel ControlsScroll WheelDual-Axis Joystick
External Input
(SMA Female)
±10 V ± 2%
Input Power+15 VDC @ 2 A
Housing Dimensionsb
(W x D x H)
60.0 mm x 60.0 mm x 47.0 mm
(2.36" x 2.36" x 1.85")
121.0 mm x 60.0 mm x 47.0 mm
(4.76" x 2.36" x 1.85")
Compatible SoftwareKinesis & Legacy APT
  • 詳細な仕様については下の赤いドキュメントアイコン(をクリックしてマニュアルをご覧ください。
  • 取付けプレートは含みません。
  • コンパクトな設置面積
  • 出力電圧の調整範囲:85 V~125 V
  • 1チャンネルおよび4チャンネルのタイプをご用意
  • 上面の制御装置とディスプレイ画面による単体での操作、またはUSB接続によるPC制御が可能
  • 直線移動ステージPD1/M、PD1D/Mおよび回転ステージPDR1/Mに対応*

こちらのコンパクトなK-Cubeコントローラを用いると、SMCコネクタを使用したピエゾ慣性ステージ*、ピエゾ慣性アクチュエータ、およびピエゾ慣性アジャスタ付き光学マウントを、マニュアルやPCで容易に制御することができます。出力電圧の調整範囲は85 V~125 Vです。上面パネルのディスプレイ画面を用いると、PCに接続しなくても、ユニットの電源をONにするだけで操作を行うことができます。また、どちらのコントローラもUSB接続によるプラグアンドプレイにより、当社のKinesis®ソフトウェアパッケージ(付属します)を用いたPC制御が可能になります。これらのコントローラは、当社の従来のAPT™ソフトウェアパッケージを使用して操作することもできます。

サイズは小型で、ベースプレートのM6ザグリ穴スロットを使用すると、光学テーブルに直接取り付けることができます。コントローラは小型であるため電動システムの近くに設置することもでき、これは上面パネルの制御装置を用いてモータの位置を手動で調整する際には便利です。また、テーブル上で操作すると駆動用ケーブルの長さが短くなり、ケーブルの管理も楽になります。

これらのコントローラには電源が付属しませんのでご注意ください。対応可能な電源KPS101は下記でご紹介しています。

シングルチャンネルコントローラKIM001
シングルチャンネルピエゾ慣性コントローラは、1台のピエゾ慣性ステージまたはピエゾ慣性アクチュエータに対して電圧を供給できます。上面パネルにはバネ付きのスクロールホイールがあり、これを用いてステージやアクチュエータを操作したりメニューを選択したりできます。

4チャンネルコントローラKIM101
4チャンネルコントローラには、ピエゾ慣性デバイスを駆動するためのSMC出力端子が4つ付いています。これらのチャンネルは、上面パネルの2軸ジョイスティックを使用してそれぞれ単独あるいはペアで操作できます。このコントローラは、最大4台までのPDシリーズピエゾ慣性ステージまたはPIAシリーズピエゾ慣性アクチュエータ、あるいは2台までのPIMシリーズ ピエゾ慣性光学マウントを操作するように設定できます。1台のKIM101では、コントローラのメニュー選択において同じ「Select Stage」の設定を選択するデバイス以外は、同時に駆動することはできません(詳細はマニュアルに記載されています)。

詳細については、製品紹介ページをご参照ください。

動作
こちらのステージを駆動する前に、コントローラKIM001またはKIM101のステージ設定を「PD(R)」に設定してください。「Select Stage」を選択し、「PIA」を「PD(R)」に変更してからコントローラを再起動してください。ディスプレイに「Stage is PD(R)」と表示され、直線移動ステージPD1/Mまたは回転ステージPD1R/Mを駆動できるように設定が変更されます。その他の前面パネルでの設定についての詳細は、下の赤いアイコン()をクリックしてコントローラKIM001またはKIM101のマニュアルをご覧ください。このドライバには鋸歯状波形の電圧信号発生器が内蔵されており、85 V~125 Vの範囲で振幅調整の可能なサブミリ秒のパルス(ステップ)を出力できます。

電源
モーターコントローラKIM001およびKIM101には、電源は付属していません。対応する電源KPS101(下記参照)は別途ご提供しています。

注: 設計上の特性、および非線形の高周波スイッチング技術を使用しているため、KIM001およびKIM101はUSBコントローラハブ&電源KCH301およびKCH601には対応していません。ご使用いただける電源はKPS101のみです。これらのコントローラはステージPDX1/Mにも対応していません。

*コントローラKIM001およびKIM101は光学的エンコーダ付き直線移動ステージPDX1/Mには対応していません。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
KIM001 Support Documentation
KIM001Customer Inspired! シングルチャンネルK-Cube慣性モーターコントローラ(電源別売り)
¥97,110
Today
KIM101 Support Documentation
KIM1014チャンネルK-Cube慣性モーターコントローラ(電源別売り)
¥137,641
Today

使用可能な電源

  • モーターコントローラKIM001およびKIM101に対応
  • AC入力電圧範囲90~264 VAC
  • 日本国内向けのアダプタープラグが付属

電源KPS101の出力電圧は+15 VDC、最大電流は2.4 Aで、3.5 mmジャックで1台のK-CubeまたはT-Cubeに電力を供給します。標準的な壁コンセントに接続して使用します。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
KPS101 Support Documentation
KPS101K-Cube&T-Cube単体用電源、15 V、2.4 A、3.5 mmジャック付き(日本国内用KPS101-JP)
¥4,597
Today

ピエゾ慣性ステージ用コントローラPDXC

Key Specificationsa
SMC PortNumber of PortsTwo
Voltage0 to 40 V
Frequency20 kHz Max
D-Sub PortNumber of PortsOne
Voltage-10 to 50 V
Frequency20 kHz Max
Max Current Limit10 A
Front USBType A, USB Host 2.0
Back USBType B, USB Device 2.0
Voltage of Analog In/Out-10 to 10 V, ±2%
Voltage of Trigger In/Out0 to 5 V, TTL
Input Power100 - 240 VAC, 50 - 60 Hz
  • 詳細な仕様については下の赤いドキュメントアイコン()をクリックしてマニュアルをご覧ください。
  • ステージPD1/M、PD1D/M、PDX1/M、PDR1/M用コントローラ
  • 開ループおよび閉ループの両動作をサポート
  • SMCおよび15ピンDサブポートを使用

こちらのコントローラは、当社のピエゾ慣性アクチュエータで動作する直線移動ステージPD1/M、PD1D/M、PDX1/M、および回転ステージPDR1/Mの制御用に設計されています。SMC出力端子を使用した開ループステージ制御用チャンネルが2系統、15ピンDサブ出力端子を使用した開ループおよび閉ループステージ制御用チャンネルが1系統、それぞれ装備されています。

組込まれたソフトウェアにより、フロントパネルのボタン、LCDディスプレイ、およびノブを使用して、このユニットをフル制御できます。また、組込みの外部トリガーモードはシングルチャンネル動作をサポートしています。複数のコントローラを接続することで、Dサブモードでラスタ走査のようなマルチチャンネル動作が可能です。ユーザは、PCに接続しなくても、出力ポートの選択、開ループ/閉ループのモード切り替え、ホーミングやエンコーダの校正などを行うことができます。ユニット上での制御のほかに、USB接続を利用してソフトウェアのプラットフォームで簡単にPC制御を行うこともできます。

ユニットには日本国内用の電源コードが付属します。すべての用途において、お手持ちの電源ソケットに適したプラグを取り付けたIEC320準拠の電源コードを使用してください。また、背面パネルに記載された定格電源電圧が日本国内の電源に合致していることをご確認ください。

詳細については、製品紹介ページをご参照ください。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
PDXC Support Documentation
PDXCNEW!ORIC®ピエゾ慣性ステージ用コントローラ
¥329,940
5-8 Days