自動ゴニオステージ、±30°回転、ステッピングモータ、コントローラ内蔵

±30° Pure Rotational Motion About a Fixed Axis 30 mm Above the Stage
Integrated Stepper Motor and Controller
Closed-Loop Operation with ±150 µrad Accuracy

GNM1

Single-Axis Motorized Goniometer,
30 mm to Point of Rotation

ORIC® PDR1 Rotation Stage Mounted on
GNM1 Stage Shown at -30° Position

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概要
仕様
側面パネル
発送品リスト
Kinesisソフトウェア
Kinesisチュートリアル
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Key Specs^a
Distance to Axis of Rotation^b	30.00 mm (1.181") ± 0.01 mm
Rotation	±30°
Speed	0.005 - 25 °/s
Accuracy	±150 µrad
Centered Load Capacity	20 N / 2.03 kg (4.47 lbs)
Max Torque	0.5 N•m
Moving Platform Size	50.0 mm x 40.0 mm (1.97" x 1.57")
Mounting Holes & Compatible Stages^c	4-40 - PDR1 Rotation Stage 2-56 (M2) - PDR1C Rotation Stage 8-32 (M4) - PD1 & PDX1 20 mm Stages 00-90 (M1.2) - PD2 & PDX2 5 mm Stages
Dimensions (W x D x H)^d	97.0 mm x 82.4 mm x 42.7 mm (3.82" x 3.24" x 1.68")

詳細は「仕様」タブをご覧ください。
可動プラットフォームの上面からの測定値
詳細は左図をクリックしてご覧ください。
移動量の中間点において

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可動部の取付け穴と対応ステージ

特長

固定された仮想軸を中心とする回転動作
ステッピングモータとコントローラを内蔵
Kinesisソフトウェアによるリモート制御、または側面のボタンを用いた手動制御
5 V TTLの入出力トリガーポート
側面に2°間隔の目盛付き
コンパクトな設置面積:97.0 mm x 82.4 mm
手動および電動の±8°/±5°ゴニオステージもご用意

自動ゴニオステージGNM1/Mは、可動プラットフォーム表面から30 mmの高さに回転中心軸があり、その軸の周りに±30°の範囲で自由回転動作をします(左下の図参照)。マイクロステッピングモータ、光学式エンコーダ、およびリモート操作用に設計されたコントローラを内蔵し、側面には手動作動用のジョグボタンが付いています。トリガ信号の入出力機能があり、5 V TTL信号を用いて外部機器をトリガすることができます。

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自動ゴニオステージの図

このステージは当社のKinesis^®ソフトウェアパッケージに対応しています(こちらからダウンロードいただけます)。詳細は「Kinesisソフトウェア」タブをご参照ください。リモート接続用の固定ネジ付きUSB Type-CケーブルCABCUL72、15 VDC電源KPS201、および2本のMMCX-BNC入出力ケーブルCA3272が付属しています。 MMCX-SMAケーブルCA3439は別売りでご用意しています。

ステージGNM1/Mには、ORICシリーズのピエゾ慣性アクチュエーター付き回転ステージや直線移動ステージ(移動量5 mm、20 mm)のほか、一般的なオプトメカニクスも取り付けられるように配列された取付け穴が開いています。それらの詳細と取付け可能なステージについては、上の図をクリックしてご覧ください。ステージのベースには、M6取付け穴が3つ付いています。可動プラットフォームとステージのベースには位置決めピン用の穴もあり、付属の位置決めピンを用いて精密な位置決めができます。

各ステージには個別の試験報告書が付属しており、そこには測定された性能の概要が記載されています。試験報告書のサンプルはこちらからご覧いただけます。試験データは、下の製品名のリンクをクリックして移動したページで、ステージに記載されているシリアル番号を入力するとダウンロードできます。

Item #	GNM1(/M)
Stage Specifications
Distance from Top Surface to Axis of Rotation (H)	30.00 mm (1.181") ± 0.01 mm
Distance from Bottom Surface to Axis of Rotation	70.00 mm (2.756") ± 0.01 mm
Platform Size	40 mm x 50 mm (1.57" x 1.97")
Centered Load Capacity (P)	20 N / 2.03 kg (4.47 lbs)
Off-Center Load (Q)	≤ 20 / (1 + D/40) N (D = Cantilever Dist. in mm)
Max Torque (M_y)	0.5 N•m
Travel	±30°
Speed Range	0.005 - 25 °/s
Max Acceleration (2 kg Load)	25 °/s²
Bidirectional Repeatability	±100 µrad
Home Location Repeatability	±100 µrad
Min Repeatable Incremental Movement^a	90 µrad
Position Angle Accuracy (A)	±150 µrad
Yaw Angular Deviation^b	400 µrad
Roll Angular Deviation^c	400 µrad
Radius of Confusion (R)^d	< 40 µm Max
Motor Specifications
Motor Type	Stepper with Microsteps
Motor Drive Voltage	±15 V
Max Motor Drive Current	< 150 mA
Motion Control Algorithm	Exponential Approach Algorithm
Quadrature Encoder Resolution	0.1 µm
Velocity Profile	Trapezoidal
Voltage	15 V Regulated DC
Current	500 mA (Peak)
General Specifications
Dimensions (W x D x H) at Mid Travel	97.0 mm x 82.4 mm x 42.7 mm (3.82" x 3.24" x 1.68")
Mass (Without Cables)	0.45 kg (0.99 lbs)

この仕様の詳細については、マニュアルに記載されています。
ヨー偏差の最大値と最小値の差として計算しています。
ロール偏差の最大値と最小値の差として計算しています。
ポイントは上部プレートに固定され、ホーミング位置における回転軸上に配置されています。

仕様の詳細

Centered Load Capacity(中心許容負荷)

中心許容負荷(P)は、質量中心が回転軸上に位置し、かつ上部プレートの中心の上にある場合の負荷として指定されます。
負荷のかかる位置が回転軸に沿ってずれている場合はトルクMxが発生し、許容負荷はQ≤P/(1+D/k)(単位：N)の式に従って減少します。Pはステージの中心にかけられる最大許容負荷を単位N(ニュートン)で表した値で、Dはレバーアームの距離を単位mmで表した値です。係数kはステージのサイズに依存します。ステージGNM1(/M)の場合は、負荷は20/(1+D/40) N以下でなければなりません。
負荷が回転軸から外れるとトルクM_yが発生しますが、この値はパラメータMax Torqueにより制限されます。トルクM_yは全移動範囲においてMax Torqueを超えません。

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許容負荷を示す図

ヨー＆ロール偏差

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ヨー＆ロール偏差の測定値(サンプル)

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ヨー＆ロール偏差を示す図

Z軸は上部プレートの中心を通り、回転軸に垂直な線として指定されます。
ヨーは上部プレートのZ軸まわりの回転角度で、ホーミング位置ではゼロと仮定しています。
ロールは上部プレートのX軸まわりの回転角度で、ホーミング位置ではゼロと仮定しています。
ヨーとロールの偏差は、最大値と最小値の差として計算されます。

正確さ

正確さは最大の位置決め誤差を表します。
位置角度は、現在位置とホーミング位置における上部プレート表面の法線ベクトルをXZ平面に投影し、それらの2つの投影像間の角度を計算することで得られます。

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正確さの測定値(サンプル)

錯乱半径(Radius of Confusion : R)

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錯乱半径(Radius of Confusion)を示す図

錯乱半径(Radius of Confusion)は、中央ホーミング位置に置かれた上部プレートの中心上方における回転軸上の点を、上部プレートにしっかりと固定し、回転軸の周りに回転したときに生じるその点の偏差の大きさを表します。
回転したときの点の位置(計算値)とホーミング位置にあるときの点の位置との最大距離で与えられます。

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GNM1(/M)の側面パネル

Side Panel
Callout	Description
1	Reverse Jog Button
2	Status LED
3	Forward Jog Button
4	Power Switch
5	Power Supply Connector
6	USB Type-C Connector^a
7	Input Connector, MMCX Socket, 5 V TTL^b
8	Output Connector, MMCX Socket, 5 V TTL^b

ステージには固定ネジ付きType-C USBケーブルCABCUL72(長さ1.8 m)が付属します。
ステージにはMMCX-BNCケーブル(長さ1.8 m)が2本付属します。MMCX-SMAケーブルCA3439は別売りです。

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ステージGNM1/Mに含まれるコンポーネント

発送品リスト

ゴニオステージ
電源KPS201、15 VDC、2.4 A
MMCXオス-BNCオスケーブルCA3272、長さ1.8 m(2本)
固定ネジ付きUSB 3.0 Type-A - Type-CケーブルCABCUL72
Ø3 mm x 10 mm位置決めピン、m6公差、硬化スチール製
Ø5 mm x 10 mm位置決めピン、m6公差、硬化スチール製
個別の試験報告書

ソフトウェア

Kinesisバージョン1.14.50

このKinesisソフトウェアパッケージには、当社の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

KinesisソフトウェアのGUI画面

当社のKinesis^®ソフトウェアパッケージを用いて、当社の様々なモーションコントローラを駆動することができます。このソフトウェアは小型で低出力のシングルチャンネルドライバ(K-Cubes™など)から、高出力でマルチチャンネルのベンチトップ型ユニットやモジュール型の19インチラックナノポジショニングシステム(ラックシステムMMR60x)まで、当社Kinesisシリーズの様々なモーションコントローラの制御用にご使用いただけます。

Kinesisソフトウェアでは.NETコントロールを使用できるため、最新のC#、Visual Basic、LabVIEW™、あるいはその他の.NET対応言語を使用してカスタムプログラムを作成することができます。.NETフレームワークの使用を想定していないアプリケーションのために、ローレベルのDLLライブラリも含まれています。また、APIは各インストールに含まれています。中央シーケンスマネージャ(Central Sequence Manager)は、当社のすべてのモーションコントロール用ハードウェアの統合と同期の機能をサポートしています。

この共通のソフトウェアプラットフォームにより、ユーザは単一のソフトウェアツールを習得するだけで、あらゆるモーションコントロールデバイスを1つのアプリケーション内で組み合わせて使用することができます。このように1軸システム用から多軸システム用までのあらゆるコントローラを組み合わせ、それら全てを1台のPCの統合されたソフトウェアインターフェイスから制御できます。

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、コントローラの到着後すぐに直接的な操作と制御を行なうことができます。もう1つは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。

APTソフトウェア
一部の製品はAPT™ソフトウェアパッケージでも操作が可能です。ソフトウェアに関する情報は、赤いアイコン（ Docs Icon ）内の資料に記載されています。APTソフトウェアの詳細については、こちらを参照してください。

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)。

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

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。

Click Here to View the LabVIEW Guide
Click Here to View the Kinesis with LabVIEW Overview Page

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