Genauigkeit?

Was ist mit Genauigkeit gemeint?

Es wird immer über Genauigkeit gesprochen. Was ist damit gemeint?

Absolute Genauigkeit = höchste Anforderung. Überall in der Ebene wird ein Punkt mit der Unsicherheit der absoluten Genauigkeit angefahren. Meistens wird nur in den beiden linearen Richtungen die Abweichung ermittelt. Winkelfehler produzieren aber zusätzliche Fehler in der Ebene. Für die höchsten Anforderungen müssen die 2D Fehler ermittelt und korrigiert werden.

Reproduzierbarkeit (unidirektional und bidirektional): Ein Punkt wird aus allen Richtungen angefahren und die max. Abweichung registriert (bidirektionaler Fehler). Wird eine Position nur von einer Seite angefahren, so spricht man von einem unidirektionalen Fehler. Diese Angabe wird oft genutzt, wenn ein Umkehrspiel vorhanden ist.

Wie sehen die Messbedingungen aus? Beschleunigung, Geschwindigkeit, Temperaturschwankung während der Messung beeinflussen die Genauigkeitswerte erheblich. Ohne eine genaue Angabe dieser Werte ist ein aussagekräftiger Wert nicht darstellbar.

Statistische Messung nach DIN sollte unbedingt durchgeführt werden, denn ein Messdurchlauf ist nicht aussagekräftig.

Alle Messungen werden bei ITK in einem klimatisierten Raum durchgeführt. Alle Produkte werden vorher 24 Std. bei der Messtemperatur gelagert. Mit einem Laserinterferometer als Referenz werden die Fehler ermittelt und nach DIN statistisch ausgewertet.

Fazit: Jeder  Anbieter von Positioniersystemen definiert seine eigene Genauigkeit. Auch wenn die gleichen Begriffe genutzt werden, so sind die Bedingungen zur Ermittlung der Werte nicht beschrieben und somit nicht vergleichbar. Wünschenswert wäre eine allgemeine Methode zur Ermittlung der Genauigkeitswerte, an der sich alle Hersteller von Positioniersystemen orientieren. Nur dann sind die unterschiedlichen Antriebstechnologien vergleichbar und für den Anwender transparent.

Handrad: Wozu?

Welchen Vorteil hat ein Handrad für den Anwender?

Aufbau: Zwei übereinander gesetzte Räder werden mit der Hand bewegt (Koaxialanordnung). Die Position der Räder wird erfasst und an die Steuerung übertragen. Die extrem hohe Positionsauflösung der Räder ermöglicht ein sehr feinfühliges Bewegen der Probe unter dem Mikroskop. Ein elektronisches Getriebe ermöglicht ein Verfahren der Probe mit unterschiedlichen Distanzen pro Umdrehung des Handrads.

Vorteil: Die Bewegung der Probe erfolgt synchron mit der Drehbewegung der Hand. Somit ist ein intuitives Positionieren möglich.

Vergleich: Mit einem Joystick kann die Probe ebenfalls motorisch verfahren werden. Es wird in diesem Fall jedoch ein Geschwindigkeitswert entsprechend der Auslenkung an die Steuerung übermittelt. Ein exaktes Positionieren ist mit diesem Verfahren sehr anstrengend, da das Gehirn kontinuierlich eine Transformationleistung durchführen muss. Joystickauslenkung über die Zeit ergibt die Strecke der Probe (=Integration der Auslenkung über die Zeit). Das genaue Positionieren kann nur über die Rückkopplung der Probenposition (Auge) erfolgen. Die Positionssteuerung benötigt für die Handradsteuerung wesentlich komplexere Algorithmen und somit mehr Rechenleistung als es bei der Joysticksteuerung der Falls ist.

Fazit: Mit dem Handrad kann man manuell schneller, sicherer und einfacher positionieren.

Absolutes Messsystem: Wozu?

Welchen Vorteil hat ein absolutes Messsystem für den Anwender?

Beim Einschalten der Steuerung macht sich der wesentliche Vorteil bemerkbar. Ohne eine Bewegung durchzuführen, kennt  die Steuerung die absolute Position ohne Genauigkeitsverluste. Der Anwender kann sofort das System nutzen.

Ohne ein absolutes Messsystem muss immer ein Referenzpunkt angefahren werden und es dürfen keine Hindernisse vorhanden sein. Dieser Referenzpunkt wird auch immer mit einer Ungenauigkeit behaftet sein, d.h. von einem Einschalten zum nächsten Einschalten wird eine Differenz in der Position vorhanden sein.

Fazit: Zeitersparnis für den Anwender und höhere Reproduzierbarkeit der Position und somit ein leichteres Auffinden des zu untersuchenden Bereiches. Bei gleichmäßigen Strukturen ist dies besonders hilfreich.