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PZ244D
P54xNanopositionierer
Benutzerhandbuch
Version: 1.2.0
Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG, Auf der Römerstr. 1, 76228 Karlsruhe, Deutschland
Tel. +49 721 4846-0, Fax +49 721 4846-1019, E-Mail info@pi.de, www.pi.de
Datum: 27.07.2020
Dieses Dokument beschreibt die folgenden
Produkte:
P541.2 / P542.2
XY-Nanopositioniersystem mit großer Apertur
P-541.2xx, 100 µm × 100 µm
P-542.2xx, 200 µm × 200 µm
P-541.2DD, 45 µm × 45 µm, Direktantrieb
P541.Z
Nanopositionier-Hubtisch mit großer Apertur
P-541.ZCD, 100 µm, direkte Positionsmessung
P-541.ZSL, 100 µm
P-541.Z0L, 150 µm
P541.T
Nanopositionier-Hub- und Kipptisch mit großer
Apertur
P-541.TCD, 100 µm / 0,8 mrad,
Parallelmetrologie
P-541.TSL, 100 µm / 0,8 mrad
P-541.T0L, 150 µm / 1,2 mrad
Modellspezifische Eigenschaften:
Integrierter Sensor:
Kapazitive Sensoren: 2CD, 2CL, 2DD, ZCD, TCD
DMS-Sensoren: 2SL, ZSL, TSL
Ohne Sensor: 20L, Z0L, T0L
Sensor- / Spannungsanschluss:
D-Sub 25W3 (m): 2CD, 2DD, TCD
D-Sub 7W2 (m): ZCD
LEMO: 2CL, 2SL, 20L, ZSL, Z0L, TSL, T0L
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Kapitel
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Verwandte Anleitungen für PI PZ244D
Inhaltszusammenfassung für PI PZ244D
- Seite 1 D-Sub 25W3 (m): 2CD, 2DD, TCD D-Sub 7W2 (m): ZCD LEMO: 2CL, 2SL, 20L, ZSL, Z0L, TSL, T0L Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG, Auf der Römerstr. 1, 76228 Karlsruhe, Deutschland Tel. +49 721 4846-0, Fax +49 721 4846-1019, E-Mail info@pi.de, www.pi.de...
- Seite 2 Die von PI gehaltenen Patente finden Sie in unserer Patentliste: https://www.physikinstrumente.de/de/ueber-pi/patente © 2020 Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG, Karlsruhe, Deutschland. Die Texte, Bilder und Zeichnungen dieses Handbuchs sind urheberrechtlich geschützt. Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG behält insoweit sämtliche Rechte vor.
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Seite 3: Inhaltsverzeichnis
Inhalt Über dieses Dokument Ziel und Zielgruppe dieses Benutzerhandbuchs ............1 Symbole und Kennzeichnungen ................. 1 Begriffserklärung ......................2 Abbildungen ....................... 2 Mitgeltende Dokumente .................... 3 Handbücher herunterladen ..................3 Sicherheit Bestimmungsgemäße Verwendung ................5 Allgemeine Sicherheitshinweise ................. 5 Organisatorische Maßnahmen ................... 7 Produktbeschreibung Modellübersicht ...................... - Seite 4 P-541.T0L betreiben ....................27 P-54x entladen......................28 Wartung Allgemeine Hinweise zur Wartung ................29 P-54x reinigen ......................29 Störungsbehebung Kundendienst Technische Daten 10.1 Spezifikationen ......................35 10.1.1 Datentabelle ....................35 10.1.2 Bemessungsdaten ..................38 10.1.3 Umgebungsbedingungen und Klassifizierungen ......... 39 10.2 Abmessungen ......................
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Seite 5: Ziel Und Zielgruppe Dieses Benutzerhandbuchs
Gefährliche Situation Bei Nichtbeachtung drohen leichte Verletzungen. Maßnahmen, um die Gefahr zu vermeiden. HINWEIS Gefährliche Situation Bei Nichtbeachtung drohen Sachschäden. Maßnahmen, um die Gefahr zu vermeiden. INFORMATION Informationen zur leichteren Handhabung, Tricks, Tipps, etc. P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0... -
Seite 6: Begriffserklärung
Elektronik mit Sensorauswertung für geregelten Betrieb von Positionierern und Piezoaktoren Abbildungen Zugunsten eines besseren Verständnisses können Farbgebung, Größenverhältnisse und Detaillierungsgrad in Illustrationen von den tatsächlichen Gegebenheiten abweichen. Auch fotografische Abbildungen können abweichen und stellen keine zugesicherten Eigenschaften dar. Version: 1.2.0 PZ244D P54xNanopositionierer... -
Seite 7: Mitgeltende Dokumente
1 Über dieses Dokument Mitgeltende Dokumente Alle in dieser Dokumentation erwähnten Geräte und Programme von PI sind in separaten Handbüchern beschrieben. Produkt Dokument E-503 Piezoverstärkermodul PZ62E User Manual E-505 Piezoverstärkermodul E-610 Piezoverstärker / Servocontroller (OEM- PZ70E User Manual Modul) PZ72E User Manual E-621 Piezoverstärker / Servocontroller-Modul PZ160E User Manual... -
Seite 9: Sicherheit
, θ Die bestimmungsgemäße Verwendung des P-54x ist nur in Verbindung mit geeigneter Elektronik (S. 12) möglich, die von PI angeboten wird. Die Elektronik ist nicht im Lieferumfang des P-54x enthalten. Die Elektronik muss die benötigten Betriebsspannungen bereitstellen. Außerdem muss sie in der Lage sein, die Signale der Positionssensoren auszulesen und weiterzuverarbeiten, damit die Servoregelung einwandfrei funktioniert. - Seite 10 Öffnen Sie den P-54x nicht. Entladen Sie vor der Installation die Piezoaktoren des Positionierers: Schließen Sie den Positionierer an die ausgeschaltete Elektronik von PI an, die mit einem internen Entladewiderstand ausgestattet ist. Ziehen Sie den Anschlussstecker nicht während des Betriebs von der Elektronik ab.
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Seite 11: Organisatorische Maßnahmen
Verletzungen und zu Sachschäden führen. Installieren und bedienen Sie den P-54x nur, nachdem Sie dieses Benutzerhandbuch gelesen und verstanden haben. Personalqualifikation Nur autorisiertes und entsprechend qualifiziertes Personal darf den P-54x installieren, in Betrieb nehmen, bedienen, warten und reinigen. P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0... -
Seite 13: Produktbeschreibung
XY-Nanopositioniersystem mit großer Apertur, 200 µm × 200 µm, Parallelkinematik, kapazitive Sensoren, LEMO-Stecker P-542.2SL XY-Nanopositioniersystem mit großer Apertur, 200 µm × 200 µm, DMS- Sensoren, LEMO-Stecker P-542.20L XY-Nanopositioniersystem mit großer Apertur, 200 µm × 200 µm, ohne Sensoren, LEMO-Stecker P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0... -
Seite 14: Produktansicht
0,8 mrad, DMS-Sensoren Nanopositionier-Hub- und Kipptisch mit großer Apertur, 150 µm / P-541.T0L 1,2 mrad, ohne Sensor Produktansicht Die Abbildung ist exemplarisch und kann von Ihrem Positionierermodell abweichen. Abbildung 1: Exemplarische Produktansicht Bewegungsplattform Kabelabgang Schutzleiteranschluss Grundkörper Version: 1.2.0 PZ244D P54xNanopositionierer... -
Seite 15: Produktbeschriftung
Warnzeichen "Restspannung": Hinweis auf Stromschlaggefahr (S. 5) bei Modellen mit D-Sub-Stecker Lieferumfang Produktnummer Beschreibung P-54x Positionierer gemäß Bestellung (S. 9) 000036450 Schraubensatz M4 Schutzerde, bestehend aus: 1 Flachkopfschraube mit Kreuzschlitz M4x8, ISO 7045 2 Sicherungsscheiben 2 Unterlegscheiben PZ240EK Kurzanleitung für Piezopositioniersysteme P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0... -
Seite 16: Geeignete Elektronik
Adapterkabel D-Sub 7W2 (f) auf LEMO für piezoaktorische P-895.1DLC Nanopositioniersysteme mit kapazitiven Sensoren, 1 Kanal, Länge: 0,3 m. P-895.3DLC Adapterkabel D-Sub 25W3 (f) auf LEMO für piezoaktorische Nanopositioniersysteme mit kapazitiven Sensoren, 3 Kanäle, Länge: 0,3 m. Version: 1.2.0 PZ244D P54xNanopositionierer... -
Seite 17: Technische Ausstattung
(Direktmetrologie) und arbeiten berührungslos. Weder Reibung noch Hysterese beeinträchtigen die Bewegung, wodurch in Kombination mit der hohen Positionsauflösung ausgezeichnete Linearitätswerte erreicht werden. Kapazitive Sensoren erreichen in Verbindung mit geeigneter Elektronik die beste Auflösung, Stabilität und Bandbreite. P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0... -
Seite 18: Id-Chip (Nur Modelle Mit D-Sub-Stecker)
Elektroniken die Daten vom ID-Chip des angeschlossenen P-54x. Ein P-54x, dessen ID-Chip die Kalibrationsdaten enthält, kann deshalb ohne Neukalibration an eine beliebige geeignete digitale Elektronik angeschlossen werden. Weitere Informationen über den ID-Chip finden Sie im Handbuch des verwendeten Controllers. Version: 1.2.0 PZ244D P54xNanopositionierer... -
Seite 19: Auspacken
3. Überprüfen Sie den Inhalt auf Anzeichen von Schäden. Bei Schäden oder fehlenden Teilen wenden Sie sich sofort an unseren Kundendienst (S. 33). 4. Bewahren Sie das komplette Verpackungsmaterial auf für den Fall, dass das Produkt zurückgeschickt werden muss. P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0... -
Seite 21: Installation
Öffnen Sie den P-54x nicht. Entladen Sie vor der Installation die Piezoaktoren des Positionierers: Schließen Sie den Positionierer an die ausgeschaltete Elektronik von PI an, die mit einem internen Entladewiderstand ausgestattet ist. Ziehen Sie den Anschlussstecker nicht während des Betriebs von der Elektronik ab. -
Seite 22: P-54X An Schutzleiter Anschließen
HINWEIS Schäden durch ungeeignete Kabel! Ungeeignete Kabel können Schäden am P-54x und an der Elektronik verursachen. Verwenden Sie für den Anschluss des P-54x an die Elektronik nur Kabel von PI. HINWEIS Schäden durch fehlerhafte Montage! Eine fehlerhafte Montage des P-54x oder falsch befestigte Teile können den P-54x beschädigen. - Seite 23 3. Ziehen Sie die Schraube M4 mit einem Drehmoment von 1,2 Nm bis 1,5 Nm fest. 4. Stellen Sie sicher, dass der Übergangswiderstand an allen für die Schutzleitermontage relevanten Verbindungsstellen <0,1 Ω bei 25 A ist. P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0...
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Seite 24: P-54X Befestigen
Sie haben die allgemeinen Hinweise zur Installation gelesen und verstanden (S. 17). Sie haben eine geeignete Oberfläche zur Befestigung des P-54x bereitgestellt: − Die Oberfläche verfügt über vier geeignete Gewindebohrungen für die Montageschrauben (siehe "Abmessungen" (S. 40)). Die Ebenheit der Oberfläche ist ≤20 μm. − Version: 1.2.0 PZ244D P54xNanopositionierer... -
Seite 25: Last Befestigen
Befestigen Sie auf dem P-54x nur Lasten, deren Kontaktfläche zur Bewegungsplattform des Positionierers eine Ebenheit von mindestens 20 μm besitzt. Bei Anwendungen mit großen Temperaturschwankungen: Befestigen Sie auf dem P-54x nur Lasten, die dieselben oder ähnliche Wärmeausdehnungseigenschaften wie der P-54x besitzen (z. B. Lasten aus Aluminium). P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0... - Seite 26 Die positive Bewegungsrichtung ist mit Pfeilen in der Maßzeichnung (S. 40) angegeben. Lastschwerpunkt an optimaler Position: Abbildung 5: Exemplarische Darstellung einer optimal platzierten Last Lastschwerpunkt an ungeeigneter Position: Abbildung 6: Hoher Aufbau und Lastschwerpunkt weit oberhalb der Bewegungsplattform Version: 1.2.0 PZ244D P54xNanopositionierer...
- Seite 27 Montagebohrungen (S. 40). Überschreiten Sie beim Festziehen der Schrauben nicht die maximalen Drehmomente: − Maximales Drehmoment an der Bewegungsplattform: 1 Nm − Drehmomentbereich (S. 42) für die Schrauben 4. Überprüfen Sie den festen Sitz der Last auf der Bewegungsplattform. P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0...
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Seite 28: P-54X An Elektronik Anschließen
1. Wenn Adapterkabel vorgesehen sind, schließen Sie das Adapterkabel an den P-54x an. 2. Verbinden Sie alle Anschlussstecker des P-54x (oder des angeschlossenen Adapterkabels) mit der entsprechenden Anschlussbuchse der Elektronik (siehe Benutzerhandbuch der Elektronik). 3. Wenn möglich, sichern Sie die Steckverbindung gegen unbeabsichtigtes Abziehen. Version: 1.2.0 PZ244D P54xNanopositionierer... -
Seite 29: Inbetriebnahme Und Betrieb
Luftdruckbereichen aufgrund der erhöhten Leitfähigkeit der Luft elektrische Überschläge auftreten. Vermeiden Sie den Betrieb des P-54x in Umgebungen, die die elektrische Leitfähigkeit erhöhen können. Betreiben Sie den P-54x nur innerhalb der zulässigen Umgebungsbedingungen und Klassifizierungen (S. 39). P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0... - Seite 30 Zu hohe oder falsch angeschlossene Betriebsspannung! Zu hohe oder falsch angeschlossene Betriebsspannung kann Schäden am P-54x verursachen. Verwenden Sie nur Controller/Treiber und Originalzubehör von PI für den Betrieb des P-54x. Überschreiten Sie nicht den Betriebsspannungsbereich (S. 38), für den der P-54x spezifiziert ist.
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Seite 31: P-54X Betreiben (Alle Modelle Außer P-541.T0L)
2. Steuern Sie Kippbewegungen der Achse Y wie folgt: a) Stellen Sie die Ausgangsspannung von Kanal 1, Kanal 2 und Kanal 3 an der Elektronik auf 50 V DC ein, um die Piezoaktoren des P-541.T0L in die Mittelstellung zu bringen. P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0... -
Seite 32: P-54X Entladen
Temperaturstabilität eingeschaltet bleibt Vor Demontage (z. B. vor Reinigung und Transport des P-54x sowie bei Umbauten) Der P-54x wird über den internen Entladewiderstand der Elektronik von PI entladen. An der Elektronik angeschlossenen Positionierer entladen Im geregelten Betrieb: 1. Schalten Sie am Controller den Servomodus aus. -
Seite 33: Wartung
Sie haben die Piezoaktoren des P-54x entladen (S. 28). Sie haben den P-54x von der Elektronik getrennt. P54x reinigen Reinigen Sie die Oberflächen des P-54x mit einem Tuch, das mit einem milden Reinigungs- oder Desinfektionsmittel (z. B. Isopropanol) angefeuchtet wurde. P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0... -
Seite 35: Störungsbehebung
Verwendung von LEMO- Steckern ist nach dem Austausch von P-54x oder Controller eine Neukalibrierung der Achsenauslenkung erforderlich. Führen Sie eine Neukalibrierung der Achsenauslenkung durch (siehe Controller-Handbuch) oder wenden Sie sich an unseren Kundendienst (S. 33). P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0... - Seite 36 Betrieb nur mit einer Frequenz, die unterhalb der Resonanzfrequenz liegt. Wenn die Störung Ihres Systems nicht in der Tabelle angeführt ist oder wenn sie nicht wie beschrieben behoben werden kann, kontaktieren Sie unseren Kundendienst (S. 33). Version: 1.2.0 PZ244D P54xNanopositionierer...
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Seite 37: Kundendienst
9 Kundendienst Kundendienst Wenden Sie sich bei Fragen und Bestellungen an Ihre PI-Vertretung oder schreiben Sie uns eine E-Mail (service@pi.de). Geben Sie bei Fragen zu Ihrem System folgende Systeminformationen an: Produkt- und Seriennummern von allen Produkten im System −... -
Seite 39: Technische Daten
Resonanzfrequenz, – 150 / 145 ±20 % belastet, 300 g Druck- / Zugbelastbarkeit in 100 / 30 100 / 30 100 / 30 100 / 30 100 / 30 100 / 30 max. Stellrichtung Belastbarkeit max. P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0... - Seite 40 * Mit Digitalcontroller. Mit Analogcontrollern kann die Linearitätsabweichung für direkt getriebene Positionierer typ. bis 0,1 % betragen. Die Auflösung des Systems wird nur vom Rauschen des Verstärkers und der Messtechnik begrenzt, da PI-Piezo- Nanopositioniersysteme reibungsfrei arbeiten. Alle Angaben beziehen sich auf Raumtemperatur (22 °C ±3 °C).
- Seite 41 * Parallelkinematisches Design: Die maximalen Auslenkungen für die translatorische Bewegung und die Kippbewegungen können nicht gleichzeitig erreicht werden. Die Auflösung des Systems wird nur vom Rauschen des Verstärkers und der Messtechnik begrenzt, da PI-Piezo- Nanopositioniersysteme reibungsfrei arbeiten. Alle Angaben beziehen sich auf Raumtemperatur (22 °C ±3 °C).
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Seite 42: Bemessungsdaten
Um einen stabilen Betrieb zu gewährleisten, wurde die maximale Betriebsfrequenz als ungefähr ein Drittel der mechanischen Resonanzfrequenz definiert. Die Wärme, die während des dynamischen Betriebs durch den Piezoaktor erzeugt wird, begrenzt den Wert für die maximale Leistungsaufnahme. Details finden Sie auf folgender Website: https://www.physikinstrumente.de/de/technologie/piezotechnologie/eigenschaften- piezoaktoren/ansteuerverhalten/ Version: 1.2.0 PZ244D P54xNanopositionierer... -
Seite 43: Umgebungsbedingungen Und Klassifizierungen
Linear abnehmend bis 50 % relativer Luftfeuchte bei 40 °C Betriebstemperatur -20 °C bis 80 °C Lagertemperatur -20 °C bis 80 °C Transporttemperatur -25 °C bis 85 °C Überspannungskategorie Schutzklasse Verschmutzungsgrad Schutzart gemäß IEC 60529 IP20 P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0... -
Seite 44: Abmessungen
10 Technische Daten 10.2 Abmessungen Abmessungen in mm Abbildung 8: P-541.2 / P-542.2 Version: 1.2.0 PZ244D P54xNanopositionierer... - Seite 45 10 Technische Daten Abbildung 9: P-541.Z / P-541.T P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0...
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Seite 46: Drehmoment Für Edelstahlschrauben (A2-70)
0,15 Nm 0,2 Nm M1,6 0,06 Nm 0,12 Nm Beachten Sie die für den jeweiligen Werkstoff erforderliche Einschraubtiefe gemäß VDI 2230. 10.4 Pinbelegung DSubStecker 25W3 Nur für P-54x.2CD/.2DD/.TCD: Abbildung 10: D-Sub-Stecker 25W3: Vorderseite mit Anschlüssen Version: 1.2.0 PZ244D P54xNanopositionierer... - Seite 47 (beweglicher Teil des kapazitiven Sensors) Schirm von Target-Sensorsignal, Kanal 2 (nicht verbunden) (nicht verbunden) (nicht verbunden) (nicht verbunden) (nicht verbunden) (nicht verbunden) (nicht verbunden) Eingang Piezospannung –, Kanal 2 Eingang Piezospannung –, Kanal 1 Schirm von Target-Sensorsignal, Kanal 1 P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0...
- Seite 48 Schirm von Target-Sensorsignal, Kanal 2 Schirm von Target-Sensorsignal, Kanal 3 (nicht verbunden) (nicht verbunden) (nicht verbunden) (nicht verbunden) (nicht verbunden) Eingang Piezospannung –, Kanal 3 Eingang Piezospannung –, Kanal 2 Eingang Piezospannung –, Kanal 1 Schirm von Target-Sensorsignal, Kanal 1 Version: 1.2.0 PZ244D P54xNanopositionierer...
- Seite 49 Probe-Sensorsignal (unbeweglicher Teil des kapazitiven Sensors) Data ID-Chip Datenleitung für ID-Chip GND Target und ID-Chip Masse von Target und ID-Chip GND PZT Masse von Piezospannung (nicht verbunden) Target Target-Sensorsignal (beweglicher Teil des kapazitiven Sensors) Gehäuse Schirm P54xNanopositionierer PZ244D Version: 1.2.0...
- Seite 50 Kabelschirm leiter (unbeweglicher Teil des kapazitiven Sensors) .2CL Innen- Eingang Target-Sensorsignal Kabelschirm leiter (beweglicher Teil des kapazitiven Sensors) .2SL Eingang Versorgungsspannung für DMS- Kabelschirm Sensor .ZSL .TSL Ausgang Sensorsignal 1 Ausgang Sensorsignal 2 Masse der Versorgungsspannung Version: 1.2.0 PZ244D P54xNanopositionierer...
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Seite 51: Altgerät Entsorgen
Instrumente (PI) GmbH & Co. KG kostenfrei die umweltgerechte Entsorgung eines PI-Altgerätes, sofern es nach dem 13. August 2005 in Verkehr gebracht wurde. Falls Sie ein solches Altgerät von PI besitzen, können Sie es versandkostenfrei an folgende Adresse senden: Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG Auf der Römerstr.