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at - Automatisierungstechnik

Methoden und Anwendungen der Steuerungs-, Regelungs- und Informationstechnik

[AT - Automation Technology: Methods and Applications of Control, Regulation, and Information Technology
]

Editor-in-Chief: Jumar, Ulrich


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ISSN
2196-677X
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Volume 63, Issue 9

Issues

Entwurf und Regelung eines Positioniersystems für robotergestützte Nanomesstechnik

Design and control of a positioning system for robot-based nanometrology

Markus Thier
  • Corresponding author
  • Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN), Technische Universität Wien, Wien
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/ Rudolf Saathof / Ernst Csencsics / Reinhard Hainisch / Andreas Sinn / Georg Schitter
Published Online: 2015-09-08 | DOI: https://doi.org/10.1515/auto-2015-0044

Zusammenfassung

In einer Produktionsumgebung beeinflussen mechanische Vibrationen den Relativabstand zwischen Inspektionsgerät und Werkstück, was für Messungen im Nanometerbereich hinderlich ist. Dieser Beitrag stellt eine Metrologieplattform zur Montage eines Inspektionsgerätes vor, die mittels eines H-Reglers den Relativabstand zum Werkstück konstant hält. Ein Laboraufbau mit einem Freiheitsgrad zeigt, dass in der Produktionsumgebung vorkommende Vibrationen um eine Größenordnung reduziert werden können, was eine Oberflächencharakterisierung im Nanometerbereich direkt in der Produktion ermöglicht.

Abstract

Mechanical vibrations occuring in a production environment cause a relative motion between the sample and inspection tool that distorts measurements at the nanometer level. To overcome this problem, this paper proposes a metrology platform that maintains a constant relative distance to the sample by means of an H-feedback controller. Experiments in one degree of freedom show that the metrology platform can reduce vibrations as they occur in a production environment by one order of magnitude. Therefore, it enables in-line surface metrology at the nanometer level.

Schlagwörter: In-Prozess-Messtechnik; Präzisionspositionierung; Präzisionsmesstechnik; Instrumentierung

Keywords: In-process measurement; precision positioning; precision measurement; instrumentation

About the article

Markus Thier

Dipl.-Ing. Markus Thier ist Projektassistent am Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN) der TU Wien. Hauptarbeitsgebiete: Mechatronisches Systemdesign, Präzisionspositionerung und Vibrationsisolation für die In-Prozess-Messtechnik, sowie Echtzeitsysteme für Signalverarbeitung und Wellenfrontsensorik.

Technische Universität Wien, Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN), A-1040 Wien

Rudolf Saathof

Dr. ir. Rudolf Saathof ist Post-Doktorand am Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN) der TU Wien. Hauptarbeitsgebiete: Mechatronisches und optisches Designs in der Präzisionsinstrumentierung, Vibrationsisolation und Feinpositionierung, adaptive Optik für Astronomie und EUV Lithographie.

Technische Universität Wien, Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN), A-1040 Wien

Ernst Csencsics

Dipl.-Ing. Ernst Csencsics ist Projektassistent am Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN) der TU Wien. Hauptarbeitsgebiete: Sytemdesign und Regelung opto-mechatronischer Systeme, Präzisionstechnik und In-Prozess-Messtechnik.

Technische Universität Wien, Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN), A-1040 Wien

Reinhard Hainisch

Dipl.-Ing. Dr. techn. Reinhard Hainisch ist Projektassistent am Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN) der TU Wien. Hauptarbeitsgebiete: Systemdesign und Medizintechnik, Schwingungserzeugung mit amplitudenmoduliertem Ultraschall, Biomechanik, Automation und elektrische Messtechnik.

Technische Universität Wien, Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN), A-1040 Wien

Andreas Sinn

B.Sc. Andreas Sinn ist Masterstudent und Studienassistent am Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN) der TU Wien. Hauptarbeitsgebiete: Entwicklung von rauscharmen Stromverstärkern und Sensorelektronik hoher Bandbreite.

Technische Universität Wien, Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN), A-1040 Wien

Georg Schitter

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.sc.techn. Georg Schitter ist Lehrstuhlinhaber am Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN) der TU Wien. Hauptarbeitsgebiete: Integrierte Systemlösungen für bildgebende mechatronische Systeme und präzisionstechnologische Anwendungen bis in den Nanometerbereich, insbesondere für In-Prozess-Messtechnik, Material- und Biowissenschaften, sowie für Fertigungssysteme in der Hochtechnologie.

Technische Universität Wien, Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN), A-1040 Wien


Accepted: 2015-07-02

Received: 2015-03-31

Published Online: 2015-09-08

Published in Print: 2015-09-28


Citation Information: at - Automatisierungstechnik, Volume 63, Issue 9, Pages 727–738, ISSN (Online) 2196-677X, ISSN (Print) 0178-2312, DOI: https://doi.org/10.1515/auto-2015-0044.

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©2015 Walter de Gruyter Berlin/Boston.Get Permission

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