Katalog Messtische und Kreuztische - PI

Präzisions-Messtische und Stelltische 

Komplett-Katalog: 

www.pi.de

© Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. Änderungen vorbehalten. 

Cat120D Inspirationen2009 09/02.10 

4-20 

Piezo • Nano • Positioning 

Modellübersicht: Linear Messtische 

Motorvarianten, Stellweg 5 bis 300 mm, Präzision im Sub-Mikro- bis Nanometerbereich 

Linearversteller von PI gibt es 

mit einer Reihe verschiedener 

Antriebsvarianten, von Schritt- 

motoren bis zu piezokeramischen 

Ultraschallmotoren. Alle 

Modelle bieten Auflösung im 

Sub-Mikrometerbereich, Hybridtische 

bis zu 2 Nanometer. 

Höchstgeschwindigkeiten bis zu 

400 mm/s sind möglich. 

V-106 Voice-Coil Scanner, M-110 – M-112 Sehr kompakt M-110 – M-112 Sehr kompakt P-653 Kleinster Versteller, M-661, M-662 Sehr klein und M-663 Klein, schnell, 

20 mm, bis zu 25 Hz und hochauflösend und hochauflösend auf Platine schnell, mit Piezolinearmotor Piezolinearmotor mit 

Linearencoder 

M-664 Piezolinearmotor mit M-683 Flach, sehr schnell, M-664KCEP Stapelbarer, M-126 Kompakt und M-405, M-410, M-415 Linear- M-605 Kompaktversteller 

Linearencoder, sehr schnell mit Piezolinearmotor preisgünstiger PILine ® Aktor hochauflösend verstellerserie mit hoher mit Linearencoder, 

Präzision Faltenbalgabdeckung 

M-511 / 521 / 531 Präzisions- M-511.HD, M-714 Hybrid- M-403KSTS Versteller mit M-403, M-404, M-413, M-414 M-011, M-014 Mit magneti- M-105, M-106 Manuelle 

versteller für hohe Lasten versteller, 2 nm Auflösung integrierter Motorsteuerung Preisgünstige Serie schen Führungen Linearversteller 

Modelle Beschreibung Präzision* Max. Geschw. Belastbarkeit Stellweg Seite 

[mm/s] [kg] [mm] 

V-106 Voice-Coil Scanner, sehr schnell, Scanfrequenzen bis 25 Hz ●●●❍❍ bis 270 0,1 6, 20 4-48 

M-110/11/12 Miniatur-Verstelltisch, DC- oder Schrittmotor, Spindelvarianten ●●❍❍❍ bis 2 3 5, 15, 25 4-22 

M-122.2DD Schneller Miniatur-Verstelltisch mit Linearencoder, DC-Direktantrieb ●●●❍❍ 20 5 25 4-24 

N-661 Miniatur-Nanopositioniertisch, NEXACT ® Antrieb, Nanometer Auflösung ●❍❍❍❍ 10 2 20 1-16 

P-653 PILine ® Miniaturlinearmotor: 8 mm lang, auf PCB ●●●❍❍ 200 0,015 2 1-32 

M-661, M-662 Tisch mit Piezolinearantrieb, Geschwindigkeit bis 400 mm/s ●❍❍❍❍ 400 0,5 19 4-26 

M-663 Kleinster Versteller mit Linearmotor und Linearencoder, Geschwindigkeit 

bis 400 mm/s, 0,1 µm Auflösung, XY-Kombinationen möglich 

●●●❍❍ 400 0,5 19 4-28 

M-664 Flacher Verstelltisch, schnell, Piezolinearmotor, 0,1 µm Auflösung ●●●❍❍ 400 0,5 25 4-30 

M-683 Flacher Verstelltisch, schnell, Piezolinearmotor, 0,1 µm Auflösung ●●●❍❍ 400 5 50 4-32 

M-664KCEP Schneller, stapelbarer PILine ® Aktor ●●❍❍❍ 400 0,5 50 4-57 

M-126 Kompakt, Kreuzrollenführungen, sehr hohe Auflösung, Motorvarianten ●●●❍❍ 1 bis 50 20 25 4-38 

M-405 / 10 / 15 Kreuzrollenführungen, sehr hohe Auflösung, Motorvarianten ●●●❍❍ 1 bis 6 50 50, 100, 150 4-40 

M-605 Kompakt, hochgenau, Faltenbalg zum Schutz der Mechanik ●●●●❍ 50 20 25, 50 4-42 

M-511, M-521, Antrieb über Kugelumlaufspindel, hohe Belastbarkeit, lange Lebensdauer, ●●●❍❍/●●●●❍ 6 bis 125 100 102, 204, 306 4-44 

M-531 optional mit Linearencoder, Motorvarianten 

M-511.HD, Hybridversteller, Antrieb mit DC-Servomotor und integriertem Piezo. Hohe ●●●●● 125, 0.2 100, 20 102, 7 4-46 

M-714 Geschwindigkeitskonstanz und kleinste Schritte, Linearencoder 2 nm 4-62 

M-403KSTS Lineartisch mit integriertem Schrittmotorcontroller, Auflösung 0,5 µm ●●❍❍❍ 10 50 200 4-56 

M-403, M-404 Preisgünstige Lineartische, Spindelvarianten ●●❍❍❍/●●●❍❍ 1,5 bis 50 20 25–200 4-34 

M-413, M-414 Preisgünstige Lineartische, Spindelvarianten ●●❍❍❍/●●●❍❍ 1,5 bis 50 50 100–300 4-36 

M-011, M-014 Magnetische Führungen, flach mit sehr hoher Ablaufgenauigkeit, optional ●●●●❍ – 1 to 5 15, 25 4-52 

mit Piezoantrieb (10 nm Auflösung) 4-54 

M-105, M-106 Manuelle Versteller, optional mit Motor- oder Piezoantrieb – – 10 6, 18 4-50 

*Kombinierte Klassifizierung bzgl. Führungsgenauigkeit, Sensorpräzision, Antriebsprinzip, im Vergleich zu ähnlichen Produkten

Modellübersicht: Mehrachsentische 

Modulare und kombinierte Systeme 

Alle Varianten erreichen eine 

Auflösung im Sub-Mikrometerbereich. 

Die (Z-) Hubtische 

können mit Linearverstellern zu 

mehrachsigen Positioniersystemen 

kombiniert werden. 

Einige Modelle können mit passenden 

Piezoantrieben ergänzt 


werden und bieten dann Nanometergenauigkeit. 

M-451 Hubtisch, Keilantrieb, M-501 Hubtisch, Kugelumlauf- M-714 Hybrid-Hubtisch, DC- M-041 – M-044 1- und M-686 XY-Tisch mit 

hohe Steifigkeit spindel, hochauflösend und Servomotor und integrierter 2-Achsen-Kipptische, Piezolinearmotoren 

schnell Piezoantrieb hochauflösend, optional mit 

Piezofeinantrieb 

M-900KOPS XY-Scanner, F-130, F-131 Kompaktes M-833 X, Z, Goniometer (θ Y) N-510 Z-Kipp-Nano- M-880 Hochlast-Positionier- 

Linearencoder, für hohe Faserjustiersystem für XYZ positionierplattform tisch für XYθ Z 

Lasten 

Modelle Beschreibung Kleinste Belastbarkeit Stellweg [mm] Seite 

Schrittweite [kg] 

M-451 Hubtisch mit Keilantrieb, hohe Steifigkeit, DC Servo- oder 

Schrittmotor 

0,1 µm 12 12,5 4-58 

M-501 Hubtisch, Antrieb über Kugelumlaufspindel, hochauflösend, 

schnell, DC Servo- oder Schrittmotor 

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M-686 Kreuztische mit Piezomotoren 

dienen vornehmlich 

der Grobverstellung von Proben 

in der Mikroskopie. Der 

Formfaktor des M-686 zielt auf 

eine möglichst geringe Systemhöhe 

ab und erlaubt die 

Montage gängiger piezobasierterNanopositioniersysteme 

von PI ohne Adapterplatte. 


M-686 PILine ® Kreuz-Messtisch mit Piezolinearmotoren 

Schnell, niedriges Profil und große Apertur, direkte Positionsmessung 

� Geregelte Piezomotorantriebe für Geschwindigkeiten bis 

100 mm/s 

� Stellwege 25 x 25 mm 

� Integrierte Linearencoder mit 0,1 µm Auflösung 

� Kompakte Bauform: 

Höhe 32 mm, Grundfläche 170 x 170 mm 

� Freie Apertur 78 x 78 mm; 66 x 66 mm bei Vollauslenkung 

� Selbsthemmung im Ruhezustand 

� Passend zu PI Standard Nanopositionierern / -Scannern 

Anwendungsbeispiele 

� Biotechnologie 

� Mikroskopie 

� Scanning Mikroskopie 

� Konfokale Mikroskopie 

� Halbleitertestausrüstung 

� Handling 

4-64 

M-686.D64 Piezomotor-Kreuztisch mit Stellwegen 

von 25 x 25 mm und Linearencodern 

Platz sparende 

Piezomotorantriebe 

Im Vergleich mit anderen 

motorisierten Linearverstellern 

besitzt der M-686 eine besonders 

flache Bauhöhe und 

eine kleine Grundfläche. Die 

besonders kompakten PILine ® 

Piezomotoren machen Kanäle 

für Spindeln und angeflanschte 

Schrittmotoren, wie sie in klassischen 

Kreuztischen verwendet 

werden, überflüssig. 

Darüberhinaus sind Piezomotoren 

selbsthemmend im 

Ruhezustand und halten so die 

angefahrene Position stabil. 

Kompatibilität zu PI 

Nanopositionierern und 

Scannern 

Standard PI Nanopositionierer 

(siehe Hinweise) können unmittelbar 

auf den M-686 aufge- 

schraubt werden. Die hochspezialisiertenNanostelltechniksysteme 

können je nach Anwendung 

als schnelle, hochgenaue 

XY-Scanner (Fluoreszenzmikroskopie), 

als Z-Vertikalpositionierer 

(3D Imaging, 

Konfokale Mikroskopie) oder 

mit bis zu 6 Freiheitsgraden 

der Bewegung gewählt werden. 

Einfache Referenzierung und 

sicherer Betrieb 

Zum Schutz vor Schäden an 

der Mechanik sind präzise, 

berührungslose Hall-Effekt Endschalter 

in den M-686 integriert. 

Ein richtungserkennender 

Referenzschalter erleichtert 

den Einsatz bei Automatisierungsaufgaben. 

Vorteile von PILine ® 

Mikrostelltechniksystemen 

Positioniersysteme, die mit 

keramischen Ultraschallantrieben 

der PILine ® Serie ausgestattet 

sind, bieten einige 

Vorteile gegenüber Verstellern 

mit klassischen Antrieben: 

� Höhere Beschleunigungen 

bis 5 g 

� Geschwindigkeiten bis 

500 mm/s 

� Kompakte Abmessungen 


/ keine Halteströme 

Bestellinformation 

M-686.D64 

Kreuztisch mit PILine ® 

Piezomotorantrieben, 

25x25mm,7N,0,1µm 

Linearencoder 

Sonderausführungen auf Anfrage! 

� Keine Wellen, Zahnräder 

und andere Teile 

� Nichtmagnetisches 

und vakuumtaugliches 

Funktionsprinzip 

Hinweise 

Folgende PI Versteller können 

unmittelbar auf den M-686 aufgeschraubt 

werden: 

P-561 bis P-563 

PIMars XYZ Positioniersysteme 

mit bis zu 300 µm Stellweg 

P-541.2 und P-542.2 

Mikroskopie XY-Piezoscanner 

mit geringer Bauhöhe 

P-541.Z 

Mikroskopie Piezohub- und 

-kippsysteme mit geringer 

Bauhöhe 

M-686 mit Sonderbauform, bei der eine größere Grundfläche 

das Versenken des Piezo-Z-Scanners ermöglicht. 

Dadurch wird die Systemhöhe zusammen mit einem P-541 

Nanopositioniersystem auf nur 33 mm reduziert


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Modell M-686.D64 

Aktive Achsen XY 

Bewegung und Positionieren 

Stellweg 25 x 25 mm 

Integrierter Sensor Linearencoder 

Sensorauflösung 0,1 µm 

Rechnerische Auflösung 0,1 µm 

Kleinste Schrittweite 0,3 µm 

Bidirektionale Wiederholgenauigkeit 0,3 µm 

Neigen / Gieren ±50 µrad 

Max. Geschwindigkeit 

Mechanische Eigenschaften 

100 mm/s 

Max. Belastbarkeit* 50 N 

Max. Druck-/Zugkraft 7 N 

Max. Querkraft 

Antriebseigenschaften 

4 N 

Motortyp 2 x PILine ® P-664 je Achse 

Betriebsspannung 190 V (Peak-Peak)** 

67 V (RMS)** 

Motorleistung 

Anschlüsse und Umgebung 

10 W / Achse*** 

Betriebstemperaturbereich -20 bis +50 °C 

Material Aluminium (schwarz eloxiert) 

Masse 1,2 kg 

Kabellänge 1,5 m 

Stecker 2 x MDR Stecker, 

14-pin 

Empfohlene Controller / Treiber 

*10 N bei Maximalgeschwindigkeit 

2 x C-867.D64 Controller inkl. Treiber 

2 x C-185.D64 Treiberelektronik für 

externen Controller (s. S. 4-116, 1-36) 

**Die Spannungsversorgung des Motors erfolgt über die Treiberelektronik, die mit 12 V 

betrieben wird. 

***Für Treiberelektronik 


M-686.D64 Abmessungen in mm. Die Apertur beträgt 

in extremer Auslenkung noch immer 66 x 66 mm 

M-686 Kreuztisch mit P-541.2DD schnellem Piezoscanner 

als Aufsatz mit einer Auflösung von 0,1 nm und einem 

Scanbereich vom 30 x 30 µm. Die Systemhöhe dieser 

Kombination mit dem XY (oder optional Z) Piezoscanner 

der Serie P-541 beträgt 48 mm 

Folge von 0,3 µm Schritten mit dem M-686 

4-65


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M-545 Mikroskop-Kreuztisch 

Probenbewegung über große Stellwege 

Ein M-545 Mikroskopie-Kreuztisch mit 25 x 25 mm Stellweg 

mit einem darauf montierten, optionalen PInano 

Piezo-Nanopositioniersystem (200 µm in X, Y und Z). 

Der M-545 Kreuztisch bietet eine stabile Basis für Piezotische 

und unterstützt ein optimales Scan- und Einschwingverhalten 

� Stabile Plattform für P-545 PInano 

Piezo-Nanopositioniersysteme 

� Niedrige Bauhöhe für einfache Integration: 30 mm 

� 25 mm x 25 mm Stellweg 

� Manueller Antrieb mit Mikrometerschrauben, 

optionale Motorisierung 

� Für Nikon, Zeiss, Leica und Olympus Mikroskope 

M-545.2MO, M-545.2MN Abmessungen in mm. 

Lieferung erfolgt inkl. Halterungen für Olympus bzw. 

Nikon Mikroskope 

M-545.2ML Abmessungen in mm 

Der manuelle M-545 Mikroskopie-Kreuztisch 

ist darauf ausgelegt, 

die piezogetriebenen 

Nanopositionierer und Scanner 

der PInano Serie P-545 aufzunehmen 

und über einen Stellweg 

von 25 x 25 mm grob zu 

justieren. Der schnelle, hochauflösende 

Piezotisch erlaubt dann 

eine Justage der Probe in den 

XY- oder XYZ-Achsen um jeweils 

bis zu 200 µm mit Nanometer- 

Genauigkeit. Auf die M-545 

Kreuztische passen ebenfalls 

Präzisionspositionierer der Serien 

P-733, P-5x7, P-5x8, P-54x 

und P-56x (s. S. 2-72), die mit 

hochgenauen kapazitiven Positionssensoren 

ausgestattet sind. 

Die M-545 Kreuztische sind mit 

manuellen Mikrometerschrauben 

ausgerüstet. 

Automatisierte Abläufe mit 

motorisiertem Antrieb 

Der Kreuztisch kann nachträglich 

mit den Antrieben M-229 (s. S. 

1-44) ausgerüstet werden. Unter 

der Produktnummer M-545.USC 

ist ein Komplettpaket mit zwei 

Stepper-Linearaktoren und passender 

Ansteuerung mit Joystick 

erhältlich. Die Produktnummer 

M-545.USG enthält nur die beiden 

Stepper-Linearaktoren und 

die Montageelemente. 


M-545.2MO 

Kreuztisch, 25 x 25 mm, 

Mikrometerantrieb, hohe Stabilität, 

passend zu PI Piezotischen, 

für Olympus Mikroskope 

M-545.2MN 




für Nikon Mikroskope 

M-545.2ML 




für Leica Mikroskope 

M-545.2MZ 




für Zeiss Mikroskope 

Versionen für weitere Mikroskope 

auf Anfrage. 

Zubehör 

M-545.USC 

Nachrüstsatz mit Stepper-Mike 

für M-545 Kreuztisch: inklusive 

Stepper-Mikes, Joystick und 

Controller 

M-545.USG 

Nachrüstsatz mit Stepper-Mike 

für M-545 Kreuztisch: inklusive 

Stepper-Mikes, Joystick 

M-545.SHP 

Adapterplatte für Mikroskop- 

Probenhalter für M-545 Kreuztisch 

Folgende passende PI Nanopositioniertische 

werden angeboten: 

P-517/518/527/528, P-541/542, 

P-560 PIMars und P-545 PInano ® 

Für P-733 Nanopositionierer wird 

ein Adapter angeboten: 

P-733.AP1 

Adapterplatte zur Montage 

von P-733 Piezotischen auf M-545 

Kreuztische 

Weiteres Zubehör auf Anfrage. 



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M-545.2MZ Abmessungen in mm 

Technische Daten 

Modell M-545.2M Einheit Toleranz 

Aktive Achsen XY 


Stellweg 25 x 25 mm 

Kleinste Schrittweite 1 µm typ. 

Kleinste Schrittweite mit 

M-229 Stepper-Linearaktoren 

1 µm typ. 

Geschwindigkeit mit M-229 Stepper-Linearaktoren 


1,5 mm/s max. 

Max. Belastbarkeit 50 N 

Vorspannung 


10 N 

Material Aluminium, 

Edelstahl 

Masse 4 kg ±5% 

Alle weiteren Spezifikationen der M-229 Stepper-Linearaktoren: s. Datenblatt (s. S. 1-44) 



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4-66 


F-130 · F-131 Kompakte XYZ Justage Tische 

Nanometergenau mit Motorantrieben und Piezoaktoren 

Das F-130.3SD XYZ-Faserjustiersystem bietet 1 nm Auflösung, 

hier mit optionalem F-603.22 Ferrulehalter 

M-900K OEM Flächenscanner 

Hochgenaue Positionierung in zwei Achsen 

Schnell und mit hoher 

Führungsgenauigkeit: 

M-900KOPS 

Flächenscanner für OEM 

Anwendungen z. B. in 

Weißlicht- 

Interferometern 

M-686K PILine ® Mikroskoptisch 

Flache Bauform und große Apertur, sehr schnell 

Die größere Grundfläche des M-686KPMS (links im Bild, rechts ein M-686 

Standardversteller) ermöglicht das Versenken des Piezoscanners um 

10 mm. Dadurch wird die Systemhöhe zusammen mit einem P-541 

Nanopositioniersystem auf nur 34 mm reduziert 

� Sehr kompaktes und schnelles Grob/Feinstellsystem, ideal für die 

automatisierte Faser- und Optikjustage 

� 5 bzw. 15 mm motorischer Stellweg, kleinste Schrittweite bis 50 nm 

� Schneller Piezoantrieb mit 1 nm Auflösung und 100 µm 

Feinstellbereich, optional mit Positionssensoren 

� Geregelte DC- und Schrittmotoren 

� Empfohlen: Automatisierungscontroller C-880 

� Umfangreiches Zubehör & Software 

Modell F-130.3SD F-130.3SS F-130.3OD F-130.3OS 

& F-131.3SD & F-131.3SS & F-131-3OD & F-131.3OS 

Antrieb DC-Motor, Schrittmotor, DC-Motor, Schrittmotor, 

M-900KOPS geregelter geregelter ungeregelter ungeregelter 

Piezoantrieb Piezoantrieb Piezoantrieb Piezoantrieb 

Motorisierter 

Stellweg (XYZ) 

5 & 15 mm 5 & 15 mm 5 & 15 mm 5 & 15 mm 

Piezoauflösung 2/1 2/1 –/1 –/1 

geregelt / ungeregelt 

� Höchstgeschwindigkeit 40 mm/s 

� Linearencoder mit 0,1 µm Auflösung 

� Selbsthemmend 

� Belastbarkeit bis 660 N 

� Spielfreier Direktantrieb 

� Mit DC-Servomotor oder Schrittmotor 

Modell Stellweg kleinste Schrittweite Bidirektionale 

Wiederholgenauigkeit 

M-900KOPS 

Flächenscanner 

50 x 50 mm 0,3 µm ±0,1 µm 

� Geregelte Piezomotorantriebe für Geschwindigkeiten 

bis 100 mm/s 

� Stellwege 25 x 25 mm 

� Integrierte Linearencoder mit 0,1 µm Auflösung 

� Besonders flache Kombination mit PI Standard 

Nanopositionierern / -Scannern 

� Freie Apertur 78 x 78 mm; 66 x 66 mm in Extremposition 


Modell Aktive Stellweg Max. Max. Abmessungen 

Achsen Geschindigkeit Belastbarkeit 

M-686KPMS X, Y 50 x 50 mm 100 mm/s 50 N 210 x 210 x 28 mm 

PILine ® (10 N für max. 

Mikroskopietisch 

Geschwindigkeit)



4-56 


M-403K Intelligenter Präzisions Messtisch mit Steuerung 

Integrierter Schrittmotor Controller 

Der M-403KSTS vereint die Vorteile des C-663 Mercury Step 

Schrittmotorcontrollers wie PC-unabhängigen Betrieb und Makrospeicher 

mit der soliden Leistung des bewährten M-403 Präzisionsverstellers 

M-663K Vakuum Messtisch 

Schnell, kompakt, mit keramischem Piezolinearmotor 

Der M-663KVLS Mikropositioniertisch ist geeignet 

für Anwendungen im Vakuum bis 10-6 hPa 

� Mikrostelltisch und Motorcontroller in Einem 

� Plug & Play mit USB und RS-232-Interface 

� Nichtflüchtiger Speicher für Stand-Alone-Betrieb ohne PC 

� Stellweg 200 mm, Auflösung 1 µm 

� Grundprofil aus entspanntem Aluminium für hohe Stabilität 

� Vorgespannte, reibungsfreie Kugelumlaufspindel 

� Joystick für manuelle Bedienung 

� XY-Kombination möglich 

� Vernetzbar mit weiteren Mercury Controllern und 

PI Verstellereinheiten 

� Kontaktlose Referenz- und Endschalter 

Modell Stellweg Belast- Höchstge- Integrierter Abmessungen 

barkeit schwindigkeit Controller 

M-403KSTS 200 mm 500 N 10 mm/s C-663 Mercury 581 x 152 x 50 mm 

Step Schrittmotorcontroller,Schnittstellen 

USB, RS-232 

� Kleinster Mikropositioniertisch mit geregeltem Linearmotor 

und Linearencoder 

� Stellweg 19 mm 

� Vakuumkompatibel bis 10 -6 hPa 

� Linearencoder für direkte Positionsauswertung 

� Auflösung 0,1 µm 

� XY-Kombination möglich 

Modell Stellweg Max. Ge- Belastbarkeit Druck-/ Abmessungen 

schwindigkeit Zugkraft 

M-663KVLS 19 mm 400 mm/s 5 N 2 N 35 x 35 x 15 mm 

VakuumMikrolineartisch 


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M-451 Hochlast-Präzisionshubtisch 

Kompatibel mit Piezo-Nanopositioniertischen 

Die M-451 Hubtische positionieren 

hohe Lasten bis 12 kg 

mit höchster Präzision in vertikaler 

Richtung. Der Aufbau 

aus entspanntem, gefrästem 

Aluminium erlaubt den Aufbau 

von Mehrachsensystemen mit 

minimalem Gewicht und hervorragender 

Stabilität. Die 

Konstruktion mit rollenlagergeführten 

Keilen ermöglicht hohe 

Kippsteifigkeit und Belastbarkeit 

sowie Wartungsfreiheit. 

Die Tische sind selbsthemmend 

bis 12 kg. 


� F&E 

� Halbleiterfertigung 

� Massenspeicher-Test 

� Metrologie 

M-451.1PD Präzisionshubtisch 

� Encoderauflösung 3 Nanometer 

� Kleinste Schrittweite bis 100 nm 

� Stellweg 12,5 mm (1/2”) 

� Belastbarkeit bis 12 kg, hohe Steifigkeit für Kombination 

mit Piezosystemen 

� ActiveDrive Motor 

� Kontaktlose End- und Referenzschalter 

� Kompatibel mit P-500 und PIMars Piezo-Systemen 

� Selbsthemmend 

4-58 

Hohe Dynamik mit 

ActiveDrive 

Das Modell M-451.1PD ist mit 

dem hochdynamischen Active- 

Drive Antrieb ausgerüstet 

und ermöglicht Schrittweiten 

von nur 0,2 µm. Beim Active- 

Drive-System ist ein leistungsfähigerPWM-Servoverstärker 

im Motorgehäuse integriert. 

Dieses Antriebskonzept 

von PI bietet mehrere Vorteile: 

� Höherer Wirkungsgrad 

durch Ausschaltung von 

Leistungsverlusten zwischen 

Verstärker und Motor 

� Geringere Kosten, kompakterer 

Aufbau und höhere 

Zuverlässigkeit, da kein 

externer Verstärker nötig ist 

� Vermeidung von Störstrahlung, 

weil Verstärker und 

Motor zusammen in einem 

geschirmten Gehäuse montiert 

sind 

Getriebeversion für kleinste 

Schrittweite 

Die Version M-451.1DG ist mit 

einem spielfreien DC-Getriebemotor 

und einem hochauflösenden 

optischen Rotationsencoder 

ausgerüstet. Diese 

ermöglichen eine kleinste 

Schrittweite von 0,1 µm bei 

einer 

3nm. 

Encoderauflösung von 

Hohe Genauigkeit auch im 

ungeregelten Betrieb 

Die Ausführung M-451.12S verfügt 

über einen wirtschaftlichen 

2-Phasen-Schrittmotor, 

der extrem vibrationsarm läuft. 

Im Mikroschrittbetrieb erreicht 

er eine Auflösung bis zu 6400 

Schritten/Umdrehung (mit dem 

C-663 Controller s. S. 4-112). 

Damit lassen sich kleinste 

Schrittweiten von 0,2 µm realisieren. 


M-451.1PD 

Präzisionshubtisch, 12,5 mm, 

ActiveDrive DC-Motor 

(inkl. 24 V Netzteil) 

M-451.1DG 


DC-Getriebemotor 

M-451.12S 


2-Phasen-Schrittmotor 






berührungslose Hall-Effekt 

Endschalter in den Versteller 

integriert. Ein richtungserkennender 



M-451.12S Präzisionshubtisch 

Abmessungen in mm, D-Sub Stecker 

15-pin, 3 m Kabel

M-451.1PD Präzisionshubtisch Abmessungen in mm, 

D-Sub Stecker 15-pin, 3 m Kabel 

Kompatibel mit Nanopositionierung/Scantische 

Der M-451 kann mit verschiedenen 

Nanopositioniertischen von 

PI, wie z. B. den Serien 

P-561 PIMars und P-527 kombiniert 

werden. Diese piezogetriebenen 

Systeme zeichnen 

sich durch Subnanometer- 

Auflösung und hohe Scanfrequenzen 

aus und sind mit bis 

zu sechs Freiheitsgraden verfügbar. 

P-562.3CD PIMars XYZ-Nanopositionier- 

und Scansystem mit Piezoantrieb 

(200 µm x 200 µm x 200 µm) 

auf dem M-451.1PD 

Präzisionshubtisch 



M-451.1DG Präzisionshubtisch Abmessungen in mm, 


Modell M-451.1PD M-451.1DG M-451.12S Einheit 

Aktive Achsen Z Z Z 


Stellweg 12,5 12,5 12,5 mm 

Integrierter Sensor Rotationsencoder Rotationsencoder – 

Sensorauflösung 4000 2000 – Imp./U 

Rechnerische Auflösung 0,042 0,0028 0,026 µm 

Kleinste Schrittweite 0,2 0,1 0,2 µm 

Umkehrspiel 1 1 1 µm 

Unidirektionale Wiederholgenauigkeit 0,3 0,3 0,3 µm 

Neigen/Gieren ±75 ±75 ±75 µrad 

Geradheit 1 1 1 µm 

Ebenheit 1 1 1 µm 

Max. Geschwindigkeit 3 0,5 0,8 mm/s 

Referenzschalter Wiederholgenauigkeit 1 


1 1 µm 

Spindel Gewindespindel Gewindespindel Gewindespindel 

Spindelsteigung 0,5 0,5 0,5 mm 

Getriebeuntersetzung – 29,6:1 – 

Motorauflösung* – – 6.400* Schritte/U 

Max. Belastbarkeit (selbsthemmend) 


120 120 120 N 

Motortyp DC-Motor, ActiveDrive DC-Getriebemotor 2-Phasen-Schrittmotor* 

Betriebsspannung 24 0 bis ±12 24 V 

Motorleistung 25 4 4,8 W 

Referenz- und Endschalter 


Hall-Effekt Hall-Effekt Hall-Effekt 

Betriebstemperaturbereich -20 bis +50 -20 bis +50 -20 bis +50 °C 

Material Aluminium eloxiert Aluminium eloxiert Aluminium eloxiert 

Masse 5 5 5 kg 

Empfohlene Controller/Treiber C-863 (einachsig) C-863 (einachsig) C-663 (einachsig) 

(S. 4-114) (S. 4-112) 

C-843 PCI-Karte C-843 PCI-Karte 

(bis 4 Achsen) (bis 4 Achsen) 

(S. 4-120) 

*2-Phasen-Schrittmotor, 24 V Chopper-Spannung, max 0,8 A/Phase; 400 Vollschritte/U, Motorauflösung mit Schrittmotorsteuerung C-663 


www.pi.de



Die M-501 Hubtische wurden 

als Ergänzung zur M-511, 

M-521 und M-531 Lineartischreihe 

(siehe S. 4-44) entwickelt. 

Sie ermöglichen den 

kompakten Aufbau von XZund 

XYZ-Systemen. Die Basis 

aus entspanntem, gefrästem 

Aluminium ermöglicht hohe 

Stabilität bei minimalem Gewicht. 

Der Antrieb mit einer 

4-60 


M-501 Präzisionshubtisch 

z. B. für kompakte XYZ-Kombination mit M-511 Serie 


� F&E 


� Massenspeichertest 


� Photonik-Fertigung 

� Qualitätskontrolle 

M-501.1PD Präzisionshubtisch 

� 12,5 mm (1/2”) Stellweg 

� Extrem hochauflösender Encoder 

� ActiveDrive Motor 

� Spielfreie Kugelumlaufspindeln 



� MTBF >20.000 h 

� Selbsthemmend bis 10 kg 

geschliffenen, spielfrei vorgespannten 

Kugelspindel ist 

wartungsfrei, hochgenau und 

reibungsarm. 

Zwei DC-Motorantriebe sind 

momentan verfügbar: 

M-501.1PD mit ActiveDrive 

für hohe Geschwindigkeiten 

Dieses Modell ist mit einem 

extrem hochauflösenden optischen 

Rotationsencoder mit 

40.960 Impulsen/Umdrehung 

ausgerüstet und ermöglicht 

Schrittweiten von nur 0,1 µm. 

Für höhere dynamische 

Performance wurde das 

ActiveDrive System integriert. 

Beim ActiveDrive- System 

ist ein leistungsfähiger 

PWM-Servoverstärker im Mo- 

torgehäuse integriert. Dieses 

Antriebskonzept von PI bietet 

mehrere Vorteile: 













sind 

M-501.1DG mit Getriebemotor 

Diese Version ist mit einem 

spielfreien DC-Getriebemotor 



ausgerüstet. Diese ermöglichen 

eine kleinste Schrittweite 

von 0,1 µm bei einer 

Encoderauflösung 

5nm. 

von nur 

Der Getriebemotor hat im 

unbestromten Modus eine 

Haltekraft bis 10 kg. 


M-501.1PD 



(incl. 24 V Netzteil) 

M-501.1DG 









Endschalter in den Tischen 



den Einsatz bei 

Automatisierungsaufgaben. 

Hinweise 

Adapterplatten, -winkel und 

Zubehör (s. S. 4-90) 

XYZ-Kombination aus M-521.DD (204 mm), M-511.DD (102 mm) 

und M-501.1PD Präzisionshubtisch



M-501 Präzisionshubtisch. Abmessungen in mm. 


M-501.1PD M-501.1DG Einheit 

Aktive Achsen Z Z 


Stellweg 12,5 12,5 mm 

Integrierter Sensor Rotationsencoder Rotationsencoder 

Sensorauflösung 40.960 2048 Imp./U 

Rechnerische Auflösung 0,024 0,005 µm 

Kleinste Schrittweite




M-714 Nanometergenauer Z-Tisch 

DC/Piezo Präzisions-Hybrid-Antrieb mit hoher Führungsgenauigkeit und Haltekraft 

� Parallele Regelung für Piezoantrieb und DC-Servomotor 

� Stellweg bis 7 mm, bis 10 kg Last 

� Hohe Antriebs- und Haltekräfte bei minimaler 

Leistungsaufnahme/Wärmeerzeugung 

� Direktmetrologie: Linearencoder mit 2 nm Auflösung 

� Aktive Kompensation des Umkehrspiels und von 

Stick-/Slip-Effekten beim Anfahren 

� Spielfreie Gewindespindel und reibungsfreier Piezoantrieb 

� Nanometergenaues Einschwingen auf die Position binnen 

weniger Millisekunden 

Das PI-Hybridsystem M-714 

von PI vereint die Vorteile eines 

nanometergenauen Piezoantriebs 

mit Festkörpergelenksführung 

wie schnelle Einschwingzeit 

und nahezu unbegrenzte 

Auflösung mit den 

großen Stellwegen eines 

Mikropositioniersystems aus 

DC-Servomotor und Kugelumlaufspindel. 

Das M-714 Hybridsystem ist in 

der Lage, hohe Lasten bis 10 kg 

über einen Stellweg von 7 mm 

auf wenige Nanometer genau 

zu positionieren. Der PI-Hybrid- 

Antrieb bietet hier eine hohe 

Haltekraft ohne Balancevorrichtungen 

bei minimaler Leis- 


� Oberflächeninspektion 


� Lasertechnologie 

� Interferometrie 


4-62 

M-714 Hybrid-Versteller 

tungsaufnahme und Wärmeerzeugung. 

Über den gesamten 

Stellweg von 7 mm wird 

durch die präzisen Führungen 

eine Verkippung von ±10 µrad 

nicht überschritten. Die verwendetenAntriebskomponenten 

sind generell optimiert für 

minimales mechanisches Spiel 

und geringste Reibung. 

Große Stellwege auf den 

Nanometer genau 

Hybridsysteme erfordern sowohl 

eine ausgeklügelte Mechanik 

als auch den Einsatz 

hochauflösender Sensoren 

über einen weiten Stellbereich, 

die Übermittlung und Verarbeitung 

der Positionsdaten in 

hoher Auflösung sowie umfangreiche 

Regelalgorithmen. 

Beim Hybrid-Antrieb ist die 

bewegte Plattform vom motorisierten 

Antriebsstrang über 

den hochsteifen Piezoantrieb 

und spiel- und reibungsfreie 

Festkörpergelenke entkoppelt. 

Im Positionierbetrieb erfolgt 

das Einschwingen auf die 

Position binnen weniger Milli- 

sekunden, und kleinste Schritte 

im Bereich der Auflösung des 

Encoders werden zuverlässig 

ausgeführt. Die Piezoaktoren 

ermöglichen im dynamischen 

Betrieb eine hohe Konstanz der 

Geschwindigkeit durch Kompensation 

von Regelabweichungen 

des motorisierten Antriebs. 

Stick-/Slip-Effekte beim 

Anfahren oder Umkehrspiele 

können so kompensiert werden. 

Die gemeinsame Regelung auf 

einen einzigen hochauflösenden 

Sensor bedeutet, dass 

beide Bewegungssysteme 

nicht mehr getrennt zu betrachten 

sind, sondern als ein 

System mit Stellwegen über 

mehrere Millimeter und mit der 

Präzision eines piezobasierten 

Nanopositioniertischs. Die 

Auflösung und damit die 

Positioniergenauigkeit hängen 

von der Wahl des verwendeten 

Positionssensors ab. Für die 

Hybridsysteme von PI werden 

hochgenaue optische Linearencoder 

mit einer Auflösung 

von derzeit bis zu 2 nm verwendet. 

Ein Bewegungssystem – 

ein Controller 

Mit dem C-702 (s. S. 4-118) 

bietet PI einen speziellen 

Controller an, der für den 

Betrieb von hybriden Sys- 


M-714.2HD 

Hochpräziser Hybrid-Versteller, 

7 mm, 2 nm Auflösung 


temen angepasste Regelalgorithmen 

und Piezoendstufen 

besitzt. Der erforderliche 

Regelalgorithmus ist komplex, 

die Encoderschnittstelle muss 

große Mengen hochaufgelöster 

Positionsdaten bei Geschwindigkeiten 

bis 100 mm/s 

dem Controller in Echtzeit 

übermitteln. 

Vor allem Anwendungen, in 

denen die Position eines Ereignisses 

erfasst und später 

wieder genau angefahren werden 

muss, die eine besonders 

gleichförmige Bewegung erfordern 

oder bei denen eine 

externe Positionsvorgabe exakt 

zu erreichen ist (Metrologie, 

Interferometrie, Oberflächeninspektion) 

profitieren von den 

Eigenschaften des Hybridantriebs. 

Hinweise 

Das Positioniersystem M-714.2HD 

ist für den vertikalen Betrieb 

optimiert. Falls die Anwendung 

in einer anderen Orientierung 

vorgesehen ist, vermerken Sie 

dies bei Ihrer Bestellung. 

M-714, Abmessungen in mm. D-Sub Stecker 26-pin, 3 m Kabel

10-nm-Schritte mit einem M-714, angesteuert mit einem 

C-702 Digitalcontroller, interferometrisch vermessen 


Modell 


M-714.2HD 

Stellweg 7 mm 





Hysterese auf Plattformebene 0,01 µm 

Unidirektionale Wiederholgenauigkeit 0,01 µm 

Genauigkeit




M-110 · M-111 · M-112 Kompakter Mikro-Messtisch 

XY(Z)-Kombinationen mit vielen Antriebs- und Stellwegvarianten 

Die motorisierten Translationstische 

der M-110, M-111 und M- 

112 Serie bieten Stellwege bis 

zu 25 mm bei kleinsten Abmessungen. 

Durch den Einsatz 

von Präzisionsspindeln und - 

Linearkugellagern ermöglichen 

sie Auflösungen im Sub-µm- 

Bereich und Führungsgenauigkeiten 

von



M-110, M-111 und M-112. Kabellänge: 500 mm, 15-pol. Sub-D-Stecker mit integrierten 

Encodertreibern,inkl. Motorkabel C-815.38: D-Sub-Stecker 15-pin, 3 m 

Modell M-110.1DG / M-110.12S / M-110.2DG / M-110.22S / Einheit 

M-111.1DG / M-111.12S / M-111.2DG / M-111.22S / 

M-112.1DG M-112.12S M-112.2DG M-112.22S 


Stellweg 5 / 15 / 25 5 / 15 / 25 5 / 15 / 25 5 / 15 / 25 mm 

Integrierter Sensor Rotationsencoder — Rotationsencoder — 

Sensorauflösung 2048 2048 Imp./U 

Rechnerische Auflösung 0,0069 0,038* 0,0086 0,046* µm 

Kleinste Schrittweite 0,05 0,05 0,2 0,2 µm 

Umkehrspiel 2 2 4 4 µm 

Unidirektionale 0,1 0,1 0,5 0,5 µm 


Neigen / Gieren ±50 / ±150 / ±150 ±50 / ±150 / ±150 ±50 / ±150 / ±150 ±50 / ±150 / ±150 µrad 

Max. Geschwindigkeit 1 / 1,5 / 1,5 1/1/1 1,5/2/2 1/1/1 mm/s 


Spindel Gewindespindel Gewindespindel Kugelumlaufspindel Kugelumlaufspindel 

Spindelsteigung 0,4 0,4 0,5 0,5 mm 

Getriebeuntersetzung 28,44444:1 28,44444:1 28,44444:1 28,44444:1 

Motorauflösung* — 384* — 384* 

Max. Belastbarkeit 30 / 30 / 20 30 / 30 / 20 30 / 30 / 20 30 / 30 / 20 N 

Max. Druck-/Zugkraft 10 10 10 10 N 

Max. Selbsthemmung 10 10 10 10 N 

Max.Querkraft 15/10/10 15/10/10 15/10/10 15/10/10 N 


Motortyp DC-Getriebe- 2-Phasen- DC-Getriebe- 2-Phasenmotor 

Schrittmotor motor Schrittmotor 

Betriebsspannung 0 bis ±12 24 0 bis ±12 24 V 

Motorleistung 0,52 / 1,75 / 1,75 1,5 0,52 / 1,75 / 1,75 1,5 W 

Stromaufnahme 160 / 320 / 320** 160 / 320 / 320** mA 



Hall-Effekt Hall-Effekt Hall-Effekt Hall-Effekt 

Betriebstemperaturbereich -20 bis +65 -20 bis +65 -20 bis +65 -20 bis +65 °C 

Material Aluminium eloxiert Aluminium eloxiert Aluminium eloxiert Aluminium eloxiert 

Masse 0,3 / 0,4 / 0,5 0,3 / 0,4 / 0,5 0,3 / 0,4 / 0,5 0,3 / 0,4 / 0,5 kg 

Empfohlene Controller / Treiber C-863 (einachsig) C-663 (einachsig) C-863 (einachsig) C-663 (einachsig) 

C-843 PCI-Karte (bis 4 Achsen) C-843 PCI-Karte (bis 4 Achsen) 

*2-Phasen-Schrittmotor, 24 V Chopper-Spannung, max. 0,25 A/Phase; 24 Vollschritte/U, Motorauflösung mit Schrittmotorsteuerung C-663 

**thermisch zulässiger Dauerstrom 


www.pi.de



Der kompakte Mikrostelltisch 

M-122.2DD bietet hohe Geschwindigkeit 

und Positioniergenauigkeit 

bei kleinen Abmessungen 

zu einem sehr günstigen 

Preis. Servomotor und 

Antriebsspindel sind hierbei in 

einem gefalteten Antriebsstrang 

besonders platzsparend 

parallel angebracht. Ein kontaktloser 

Linearencoder und 

eine geschliffene, spielfrei vorgespannte 

Kugelspindel ermöglichen 

deutlich höhere 

Genauigkeiten und bessere 

Wiederholbarkeit als herkömmliche 

Positioniertische 

mit Schrittmotoren oder DC- 

Servomotor/Rotationsencoder- 

Kombinationen. 


M-122 Präzisions-Mikro-Messtisch 

Kompakt und sehr schnell mit direkter Positionsmessung 

M-122.2DD Mikrostelltisch mit Linearencoder und einer 

Positionsauflösung von 0,1 µm 


� Integrierter Linearencoder für höchste Genauigkeit 

mit 0,1 µm Auflösung 

� Kleinste Schrittweite bis 0,2 µm 


� Kugelumlaufspindel für hohe Geschwindigkeiten und 

Zyklenzahlen 



� Faserpositionierung 


� Qualitätssicherung 

� Testausrüstung 

� Mikrobearbeitung 

4-24 

Reibungsarm, schnell, 

wartungsfrei 

Durch ihre geringe Reibung 

arbeitet die umkehrspielfreie 

Kugelspindel mechanisch deutlich 

effizienter als Gewindespindeln, 

und ermöglicht 

wartungsfreien Betrieb über 

lange Lebenszyklen bei hohen 

Geschwindigkeiten 

20 mm/s. 

bis zu 

Kompakte XY und XYZ 

Kombinationen 

Die M-122 Mikrostelltische 

können zu sehr kompakten 

XY- oder XYZ-Systemen kombiniert 

werden, für die Z-Montage 

ist der Adapterwinkel 

M-122.AP1 erforderlich. 



Zum Schutz vor Schäden an der 

Mechanik sind präzise, berührungslose 

Hall-Effekt Endschalter 

in den Verstellern integriert. 


Referenzschalter erleichtert den 

Einsatz bei Automatisierungsaufgaben. 


M-122.2DD 

Hochpräziser Mikrostelltisch, 

25 mm, direkt getriebener 

DC-Motor, Kugelspindel 

Kostengünstige 

Systemlösungen 

Zusammen mit dem netzwerkfähigen 

Einkanalcontroller C-863 

Mercury für DC-Motoren 

(S. 4-114) besitzen die Positionierer 

gute Leistungsmerkmale 

zu einem wirtschaftlich äußerst 

attraktiven Systempreis für einoder 

mehrachsige Anwendungen. 

Bei 3-Achssystemen 

sind die C-843 PCI-Karten (DC- 

Motor, S. 4-120) empfehlenswert. 


Zubehör 

M-122.AP1 

Adapterwinkel für die vertikale 

Montage von M-122 Tischen 


M-122.2DD Abmessungen in mm, 

3 m Kabel, D-Sub Stecker 15-pin 

Modell M-122.2DD 

Aktive Achsen 


X 

Stellweg 25 mm 





Umkehrspiel 0,2 µm 


Neigen ±150 µrad 

Gieren ±150 µrad 

Max. Geschwindigkeit 20 mm/s 

Referenzschalter Wiederholgenauigkeit 


1 µm 

Spindel Kugelumlaufspindel 

Spindelsteigung 0,5 mm 

Steifigkeit in Stellrichtung 0,25 N/µm 





25 N 

Motortyp DC-Motor 

Betriebsspannung 0 bis ±12 V 

Motorleistung 2,25 W 



Hall-Effekt 

Betriebstemperaturbereich -20 bis +65 

Material Aluminium, Stahl 

Abmessungen 86 x 60 x 20,5 mm 

Masse 0,22 kg 

Empfohlene Controller / Treiber C-863 (einachsig) 

C-843 PCI-Karte (bis 4 Achsen)



PiezoWalk ® Antrieb für Nanometer-Präzision und gleichmäßige Bewegung 

Der Miniaturversteller N-661 beinhaltet einen PiezoWalk ® Linearantrieb in 

Kombination mit einem hochauflösenden Linearencoder. Dadurch werden 20 mm 

Stellweg und Auflösungen im Nanometer-Bereich ermöglicht 

� 20 mm Stellweg 

� Selbsthemmend im Ruhezustand, keine Wärmeentwicklung, 

kein Servo-Zittern 

� Kompakte Bauform: 70 x 50 x 20 mm 

� Verschleißfreier Piezoschreitantrieb, ideal als 

Mikro-/Nanomanipulator 

� Integrierter Linearencoder für höchste Genauigkeit mit 

20 nm Auflösung 

� Zwei Betriebsarten: Kontinuierlicher Schrittbetrieb und 

stufenloser, schneller Analogbetrieb für 30 pm Auflösung 

� Bis 10 N Stellkraft 

N-661 Abmessungen 

in mm 

N-661 Nanopositioniersysteme 

sind mit NEXACT ® Piezo-Schreitantrieben 

ausgestattet. Das 

PiezoWalk ® Antriebsprin-zip, basierend 

auf zwei Betriebsarten, 

ermöglicht eine hohe Positionsauflösung 

über den kompletten 

Stellweg bei hohen 

Antriebskräften und äußerst 

kompakter Bauform. Der Antrieb 

lässt eine schnelle Oszillationsbewegung 

über 7 Mikrometer 

Amplitude und Auflösungen bis 

zu 30 pm zu. Dieser „Analogbetrieb“ 

ermöglicht hohe Durchsatzraten 

bei Automatisierungsaufgaben 

und kann zur Penetration 

von Zellmembranen, 

zum dynamischen Durchstimmen 

eines Lasers oder zur 

aktiven Schwingungsdämpfung 

genutzt werden. Ein Präzisionsführungssystem 

und ein optischer 

Linearencoder sind im 

Ver-steller integriert und ermög- 

Die jeweils aktuelle Revision ist unter www.pi.ws zum Herunterladen verfügbar. Cat120D Inspirationen2009 09/02.10 N-661 Miniatur-Messtisch mit NEXACT® Antrieb 


N-661 

Miniatur Lineartisch mit NEXACT ® 

Antrieb, 20 mm, Linearencoder, 

20 nm Auflösung 

Auf Anfrage erhältlich 



� Life-Science 

� Photonik 

� Lasertuning 

� Bewegung unter starken 

Magnetfeldern 

lichen Positionierungen mit 

hoher Wiederholgenauigkeit. 

Die in diesem Dokument beschriebenen 

Produkte fallen zumindest 

teilweise unter den 

Schutz der folgenden Patente: 

Deutsches PatentNr. P4408618.0 

Technische Daten (Vorläufig) 

Modell N-661 

Aktive Achsen 


X 


Schrittweite im Schrittbetrieb (ungeregelt) Biszu5µm 


Sensorauflösung 20 nm* 

Stellweg im analogen Betrieb 7 µm 

Auflösung ungeregelt 0,03 nm 

Auflösung geregelt 20 nm* 

Bidirektionale Wiederholgenauigkeit 40 nm 

Neigen 50 µrad 

Gieren 50 µrad 

Schrittfrequenz 1,5 kHz 



10 mm/s* 

Steifigkeit in Stellrichtung 2,4 N/µm 


Max. Druck-/Zugkraft (aktiv) 10 N 

Max. Haltekraft (passiv) 15 N 

Querkraft 


50 N 

Antriebstyp NEXACT ® Linearantrieb 

Betriebsspannung 


-10 bis +45 V 

Betriebstemperaturbereich 0 bis 50 °C 

Material Aluminium 

Masse 150 g 

Kabellänge 1,5 m 

Stecker HDD-Sub Stecker 15-pol. einkanal 

Empfohlene Controller / Treiber E-861.1A1 Controller für NEXACT ® 

*Mit E-861. Abhängig von der Steuerelektronik. 

Linearantriebe und Positionierer (S. 1-20) 

4-25




M-664 PILine ® Präzisions-Messtisch 

Flach und schnell mit Ultraschall-Piezomotor und direkter Positionsmessung 



� Nur 15 mm hoch 



� Hohe Führungsgenauigkeit durch Kreuzrollenlager 

� Kompakte XY-Kombinationen möglich 

� Biszu4NAntriebskraft 

� Selbsthemmend im Ruhezustand 

M-664 Mikrostelltische zeichnen 

sich durch eine äußerst 

flache Bauform mit integrierten 

Linearencodern für den präzise 

geregelten Betrieb aus. Der 

M-664 PILine ® Mikrostelltisch 

ist nach dem kleineren M-663 

(s. S. 4-28) der nächst größere 

und stärkere Versteller mit 

Ultraschallpiezomotoren. 



� Mikromanipulation 





� F&E 


4-30 

Schneller und kompakter M-664 Piezomotortisch mit Linearencoder 

Für die verbesserte Führungsgenauigkeit 

verwendet der 

M-664 zwei Kreuzrollenführungen, 

die auf geschliffenen 

Aluminiumprofilen montiert 

werden. Der integrierte P-664 

PILine ® Linearmotor bietet 

Stellkräfte bis zu 4 N und maximale 

geregelte Geschwindigkeiten 

bis 400 mm/s auf 25 mm 

Stellweg. 






sind, bieten einige Vorteile 

gegenüber Verstellern mit 

klassischen Antrieben: 


bis 5 g 

� Geschwindigkeiten 

bis 500 mm/s 


� Selbsthemmung im 

Ruhezustand/keine 

Halteströme 


und andere Teile 

� Nichtmagnetisches und 

vakuumtaugliches 


Optimierte Controller und 

Treiberelektroniken 

Die PILine ® Piezomotoren benötigen 

eine Treiberelektronik, 

die Ultraschalloszillationen erzeugt. 

Zur Unterstützung der 

Leistungsmerkmale geregelter 

PILine ® Systeme wird der hochspezialisierte 

C-867 (s. S. 4-116) 

Servocontroller empfohlen, der 

die Treiberelektronik bereits 

enthält. Eine dynamische Parameterumschaltung 

optimiert 

das für Piezomotoren typische 

Einschwing- und Bewegungsverhalten. 

Der breitbandige 

Encodereingang unterstützt mit 

einer Grenzfrequenz von 

50 MHz die hohen Beschleunigungen 

und Geschwindigkeiten, 

durch die sich PILine ® 

Antriebe auszeichnen, auch bei 

hohen Auflösungen. 


M-664.164 

PILine ® Mikrolinearversteller mit 

flacher Bauhöhe und 

P-664 Piezolinearmotor, 

25mm,4N 


Für externe Controller ermöglicht 

die Treiberelektronik C-185 

(s. S. 1-36) die Kontrolle der 

Motorgeschwindigkeit über ein 

analoges ±10 V Signal. Treiberelektronik 

bzw. Controller 

und Mechanik sollten jedoch 

immer zusammen bestellt werden, 

da sie für optimale Performance 

vor der Auslieferung 

aufeinander abgeglichen werden. 

Hinweise 

Die in diesem Dokument 

beschriebenen Produkte fallen 

zumindest teilweise unter den 


US-Patent Nr. 6,765,335 

Deutsches Patent Nr. 10154526 

Abmessungen des M-664


Modell M-664.164 Toleranz 

Aktive Achsen X 

Familie von PILine ® Mikrostelltischen: M-682, M-664 und M-663 (von links) 





Kleinste Schrittweite 0,3 µm typ. 

Bidirektionale Wiederholgenauigkeit 0,2 µm typ. 

Unidirektionale Wiederholgenauigkeit 0,2 µm typ. 

Neigen ±50 µrad typ. 

Gieren ±50 µrad typ. 

Max. Geschwindigkeit 400 mm/s 



1 µm typ. 



Max. Selbsthemmung 


3 N 

Motortyp P-664 PILine ® Ultraschall-Piezomotor 

Betriebsspannung 168 V (Peak-Peak)* 

60 V (RMS)* 

Motorleistung 10 W** nominal 

Stromaufnahme 800 mA** 



Hall-Effekt 


Material Aluminium eloxiert 

Abmessungen 90 x 60 x 15 mm 

Masse 0,190 kg ±5 % 

Kabellänge 1,5 m ±10 mm 

Stecker MDR Stecker, 14-pin 

Empfohlene Controller / Treiber C-867.164 Einachsen Controller / Treiber 

C-185.164 Treiberelektronik 

*Die Spannungsversorgung des Motors erfolgt über die Treiberelektronik, die mit 12 V betrieben wird. 

**für Treiberelektronik 



www.pi.de




M-683 PILine ® Präzisions-Messtisch 

Flach und schnell mit Ultraschall-Piezomotor und direkter Positionsmessung 


� Niedrige Bauhöhe: Nur 21 mm hoch 

� Kompakte XY-Kombination möglich 

� Antriebskraft bis 7 N 



� Stellwege 25 und 50 mm 

� Hohe Führungsgenauigkeit durch Kreuzrollenlager 

� PILine ® : Nichtmagnetisches und vakuumkompatibles 


� Selbsthemmend im Ruhezustand 

Die M-683 Präzisions-Mikrostelltische 

verwenden PILine ® 

Ultraschall-Piezolinearmotoren, 

die eine kompakte Bauform 

und niedrige Bauhöhe 

ermöglichen. Integrierte Linearencoder 

für den präzise geregelten 

Betrieb bieten 0,1 µm 

Positionsauflösung. Für die 

verbesserte Führungsgenauigkeit 

verwendet der M-683 

zwei Kreuzrollenführungen, die 








� F&E 


4-32 

M-683.1U4 

Mikrostelltisch 

auf geschliffenen Aluminiumprofilen 

montiert werden. Der 

integrierte U-164 PILine ® 

Linearmotor bietet Stellkräfte 

bis zu 4 bzw. 7 N und maximale 

geregelte Geschwindigkeiten 

bis 400 mm/s auf 25 bzw. 

50 mm Stellweg. 

Grundsätzlich kann der M-683 

auch mit anderen Antriebslängen 

angeboten werden und 

ist auf Anfrage als Vakuumversion 

erhältlich. 

PILine ® Antriebe ersetzen 

klassische Motor/Spindel 

Systeme 

PILine ® OEM Piezomotoren ersetzen 

in der Integration klassische 

Antriebselemente wie 

Motor/Spindel-Systeme oder 

magnetische Linearantriebe. 

Sie bestehen aus einem Läufer, 

der durch PILine ® Piezomotoren 

bewegt und zusätzlich 

geführt wird. Abhängig von der 

Integration dient dabei ent- 

weder der Läufer oder der 

Motorblock als Koppelstelle für 

das zu bewegende Objekt. 









� Kompaktere Abmessungen 


/ keine Halteströme 



bis 5 g 

� Höhere Geschwindigkeiten 

bis 500 mm/s 


oder andere Verschleißteile 

� Keine Schmierstoffe 


vakuumtaugliches Funktionsprinzip 

Optimierte Controller und 

Treiberelektroniken 

Die PILine ® Piezomotoren benötigen 

eine Treiberelektronik, 

die Ultraschalloszillationen erzeugt. 

Zur Unterstützung der 

Leistungsmerkmale geregelter 

PILine ® Systeme wird der 

hochspezialisierte C-867 Servocontroller 

empfohlen, der die 

Treiberelektronik bereits enthält. 

Eine dynamische Para- 


M-683.1U4 

PILine ® Hochgeschwindigkeits- 

Linearversteller, 25 mm, 4 N 

M-683.2U4 

PILine ® Hochgeschwindigkeits- 

Linearversteller, 60 mm, 7 N 


meterumschaltung optimiert 

das für Piezomotoren typische 

Enschwing- und Bewegungsverhalten. 


Encodereingang unterstützt 

mit einer Grenzfrequenz von 







die Treiberelektronik 

C-185 (s. S. 1-36) die Kontrolle 

der Motorgeschwindigkeit 

über ein analoges ± 10 V 

Signal. Treiberelektronik bzw. 

Controller und Mechanik sollten 

jedoch immer zusammen 

bestellt werden, da sie für optimale 

Performance vor der 

Auslieferung aufeinander abgeglichen 

werden. 

Patentgeschützte Technologie 


Produkte fallen 

zumindest teilweise unter den 




M-683.1U4 Abmessungen in mm (vorläufig)

Technische Daten (vorläufig) 

M-683.2U4 Abmessungen in mm (vorläufig) 


Modell M-683.1U4 M-683.2U4 Toleranz 

Aktive Achsen X X 


Stellweg 20 mm 50 mm 

Integrierter Sensor Linearencoder Linearencoder 

Sensorauflösung 0,1 µm 0,1 µm 

Kleinste Schrittweite 0,3 µm 0,3 µm typ. 

Bidirektionale Wiederholgenauigkeit ±0,2 µm ±0,2 µm typ. 

Unidirektionale Wiederholgenauigkeit 0,2 µm 0,2 µm typ. 

Neigen ±150 µrad ±250 µrad typ. 

Gieren ±150 µrad ±250 µrad typ. 

Max. Geschwindigkeit 350 mm/s 350 mm/s 



1 µm 1 µm typ. 

Max. Belastbarkeit 50 N 50 N 

Max. Druck- / Zugkraft 4 N 7 N 

Max. Selbsthemmung 


3 N 6 N 

Motortyp 1 x U-164 PILine ® 2 x U-164 PILine ® 

Ultraschall-Piezomotor Ultraschall-Piezomotor 

Betriebsspannung 140 V (Peak-Peak)* 200 V (Peak-Peak)* 

50 V (RMS)* 70 V (RMS)* 

Motorleistung 10 W** 15 W** nominal 

Stromaufnahme 0,8 A** 1,5 A** 



Hall-Effekt Hall-Effekt 

Betriebstemperaturbereich 0 bis +55 °C 0 bis +55 °C 

Material Aluminium eloxiert Aluminium eloxiert 

Abmessungen 95 x 95 x 21 mm 130 x 95 x 21 mm 

Masse 0,42 kg 0,65 kg ±5 % 

Kabellänge 1,5 m 1,5 m ±10 mm 

Stecker MDR Stecker, 14-polig MDR Stecker, 14-polig 

Empfohlene Controller / Treiber C-867.160 Einachsen Controller / C-867.160 Einachsen Controller / 

Treiber C-185.164 Treiberelektronik Treiber C-185.D64 Treiberelektronik 

*Die Spannungsversorgung des Motors erfolgt über die Treiberelektronik, die mit 12 V betrieben wird. 

**für Treiberelektronik 

4-33



Die Mikrostelltische der Serien 

M-403 und M-404 bieten kostengünstige 

Lösungen für Standardaufgaben 

im Bereich der 

Mikropositionierung. Dabei bilden 

Kombinationen von hochwertigen 

kostenoptimierten Einzelkomponenten 

ein vielseitiges 

System von Linearverstellern. 

Der Aufbau aus einem entspannten, 

gefrästen Aluminiumblock 

ermöglicht optimale Stabilität 

bei minimalem Gewicht. 

Der präzise Antrieb der M-403 

Varianten über eine spielfrei 

vorgespannte Gewindespindel 

bietet eine kleinste erreichbare 

Schrittweite bis 0,2 µm. Für 

4-34 


M-403 · M-404 Preiswerter Messtisch 

Preiswert und flexibel durch viele Antriebs- und Stellwegvarianten 

Die Längenvarianten der M-403 Versteller (v.l.n.r.) M-403.1PD, M-403.2PD, 

M-403.4PD, M-403.6PD und M-403.8PD mit 25 bis 200 mm Stellweg 

� Preisgünstiges, kostenoptimiertes Design für präzise 

Positionierung 

� Stellwege von 25 bis 200 mm 

� Auflösung bis 0,012 µm 

� Kleinste Schrittweite bis 0,1 µm 

� Vorgespannte Präzisionsgewindespindel oder Kugelumlaufspindel 

für hohe Geschwindigkeiten und Zyklenzahlen 


� Vakuumkompatible Versionen erhältlich 

� Höhere Lasten mit M-413 und M-414 


� Automatisierung 

� F&E 




hohe Geschwindigkeiten und 

eine lange Betriebsdauer werden 

die M-404 Modelle sehr 

präzise über eine reibungsarme 

Kugelumlaufspindel angetrieben 

und bieten kleinste Schrittweiten 

bis zu 0,1 µm. Jeweils 

drei Motorversionen ermöglichen 

den flexiblen Einsatz in 

Automatisierungsaufgaben. 

Fünf Längen mit Stellwegen 

von 25 bis 200 mm sind erhältlich. 

Die Versteller sind 

belastbar bis zu 20 kg und 

besitzen eine Vortriebskraft von 

50 N. Spezielle Versionen für 

Vakuumanwendungen sind verfügbar 

(s. Bestellinformation). 

Präzision bei hoher 

Belastbarkeit 

Die Führung erfolgt mit Präzisionslagern 

und wartungsfreien 

Kugelumlaufschuhen. 

Dies garantiert eine hohe Belastbarkeit 

und Führungsgenauigkeit 

sowie eine lange 

Lebensdauer. Zusätzlich ist bei 

der Serie M-404 das Führungs- 


3 Linearversteller mit Gewindespindel, 

80 mm breit 

4 Präzisions-Linearversteller mit Kugelspindel, 

4 80 mm breit 

PD ActiveDrive 

M-40 . 

1 Stellweg 25 mm 


4 

6 

8 




TM DC-Motor 

(inkl. 24-V-Netzteil) 

DG DC-Getriebemotor 

2S 2-Phasen-Schrittmotor 

VP ActiveDriveTM DC-Motor 

(inkl. 24-V-Netzteil), vakuumkompatibel 

bis 10-6 VG 

hPa 

DC-Getriebemotor, vakuumkompatibel 

bis 10-6 hPa 


lager poliert, um höchste Ablaufebenheit 

zu gewährleisten. 

Kostengünstige 


Zusammen mit den netzwerkfähigen 

Einkanalcontrollern 

C-863 (s. S. 4-114) Mercury 

und C-663 Mercury Step 

(s. S. 4-112) besitzen die Positioniertische 

gute Leistungsmerkmale 

zu einem wirtschaftlich 

äußerst attraktiven Systempreis 

für einoder mehrachsige Anwendungen. 

Drei Motorversionen 

Die Topmodelle M-40x.xPD sind 

mit dem leistungsstarken 

ActiveDrive Direktantrieb 

ausgestattet. Beim Active- 

Drive-System ist ein leistungsfähigerPWM-Servoverstärker 



von PI bietet mehrere 

Vorteile: 

� Höherer Wirkungsgrad durch 

Ausschaltung von Leistungsverlusten 

zwischen Verstärker 

und Motor 


Aufbau und höhere Zuverlässigkeit, 

da kein externer 

Verstärker nötig ist 





sind 

Die Modelle M-40x.xDG sind 

mit einem DC-Getriebemotor 




eine kleinste Schrittweite bis 

zu 0,1 µm im geschlossenen 

Regelkreis. 

Das Modell M-40x.x2S verfügt 


2-Phasen-Schrittmotor, der extrem 

vibrationsarm läuft. Im 

Mikroschrittbetrieb erreicht er 

eine Auflösung bis zu 0,16 µm. 


sicherer Betrieb. 

Zum Schutz vor Schäden an der 

Mechanik sind präzise, berührungslose 

Hall-Effekt Endschalter 

in den Verstellern integriert. 




Weitere Varianten 

Die Serien M-403 / M-413 und 

M-404 / M-414 sind nach einem 

Baukastenprinzip aufgebaut: 

M-403 als Basismodelle mit 

25 bis 200 mm Stellweg und 

stabile M-413 für höhere Lasten 

und 100 bis 300 mm Stellweg 

bieten günstige Systemlösungen. 

Die Versionen der beiden 

Serien M-404 und M-414 sind 

ausgelegt auf hohe Betriebszyklen 

und Geschwindigkeiten 

bei ansonsten gleichen Stellwegen 

und Lasten.


Die Motorvarianten der 

M-403 Linearversteller mit 

100 mm Stellweg (v.l.n.r.) 

M-403.4PD, M-403.4DG und 

M-403.42S 

M-403 und M-404 Abmessungen in mm, 


Modell M-404.xPD M-404.xDG M-404.x2S M-403.xPD M-403.xDG M-403.x2S Einh. 


Stellweg für alle Modelle: 25 / 50 / 100 / 150 / 200 mm (s. Bestellinformation) 

Integrierter Sensor Rotationsencoder Rotationsencoder — Rotationsencoder Rotationsencoder — 

Sensorauflösung 4000 2000 — 4000 2000 — Imp./U 

Rechnerische Auflösung 0,25 0,012 0,16** 0,25 0,018 0,16** µm 

Kleinste Schrittweite 0,25 0,1 0,2 0,25 0,2 0,2 µm 

Umkehrspiel 0,5 2 2 6 10 6 µm 

Unidirektionale Wiederholgenauigkeit 0,5 1 1 1 1 1 µm 

Neigen (pro 100 mm) 75 75 75 200 200 200 µrad 

Gieren (pro 100 mm) 75 75 75 200 200 200 µrad 

Max. Geschwindigkeit 50 1,5 3 10* 2,5 3 mm/s 

Referenzschalter Wiederholgenauigkeit 1 1 1 1 1 1 µm 


Spindel Kugelumlaufspindel Kugelumlaufspindel Kugelumlaufspindel Gewindespindel Gewindespindel Gewindespindel 

Spindelsteigung 1 1 1 1 1 1 mm 

Getriebeuntersetzung — 42,92063:1 — — 28,44444:1 — 

Motorauflösung** — — 6400** — — 6400** Schritte/U 

Steifigkeit in Stellrichtung 3500 3500 3500 3500 3500 3500 N/µm 

Max. Belastbarkeit 200 200 200 200 200 200 N 

Max. Druck-/Zugkraft 50 50 50 50 50 50 N 

Max. Querkraft 100 100 100 100 100 100 N 


Motortyp DC-Motor, DC-Getriebemotor 2-Phasen- DC-Motor, DC-Getriebemotor 2-Phasen- 

ActiveDrive Schrittmotor** ActiveDrive Schrittmotor** 

Betriebsspannung 24 0–12 24 24 0–12 24 V 

Motorleistung 26 2,5 4,8 26 2,5 4,8 W 

Drehmoment 50 3 200 50 3 200 Ncm 



Hall-Effekt Hall-Effekt Hall-Effekt Hall-Effekt Hall-Effekt Hall-Effekt 

Betriebstemperaturbereich -20 bis +65 -20 bis +65 -20 bis +65 -20 bis +65 -20 bis +65 -20 bis +65 °C 

Material für alle Modelle: Aluminium eloxiert 

Masse (abh. von Abmessungen/Stellweg) für alle Modelle: 1,7 / 1,8 / 2,1 / 2,2 / 2,5 kg 

Empfohlene Controller / Treiber C-863 (einachsig) C-863 (einachsig) C-663 (einachsig) C-863 (einachsig) C-863 (einachsig) C-663 (einachsig) 

C-843 PCI-Karte C-843 PCI-Karte C-843 PCI-Karte C-843 PCI-Karte 

*Empfohlene Höchstgeschwindigkeit 

(bis 4 Achsen) (bis 4 Achsen) (bis 4 Achsen) (bis 4 Achsen) 

**2-Phasen-Schrittmotor, 24 V Chopper-Spannung, max. 0,8 A/Phase; 400 Vollschritte/U, Motorauflösung mit Schrittmotorsteuerung C-663 

Die Daten für Vakuumversionen können abweichen. 

Hybrid 

Index 


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M-405 · M-410 · M-415 Präzisions-Messtisch 

Hochlast-Versteller mit hoher Führungsgenauigkeit 

Die Lineartische der Serie 

M-400 werden mit spielfrei vorgespanntenPräzisionsgewindespindeln 

angetrieben und 

bieten kleinste Schrittweiten 

bis zu 0,1 µm und Stellwege 

von 50 bis 150 mm. Der Aufbau 

aus einem entspannten, gefrästen 

Aluminiumblock ermöglicht 

optimale Stabilität bei 

minimalem Gewicht; die hohe 

Führungsgenauigkeit von 

2 µm/100 mm wird mit Kreuzrollenlagern 

erreicht. 

Fünf Versionen 

Neben dem Grundmodell mit 

manuellem Antrieb stehen vier 

motorisierte Versionen zur Ver 



� F&E 




M-405.DG, M-410.DG und 

M-415.PD Lineartische 

� Stellwege bis 150 mm 


� Kreuzrollenlager 

� DC-Servo-, Schrittmotor- und manueller Antrieb 

� Handrad 

� Richtungserkennender Referenzschalter 

4-40 

fügung: Die Schrittmotorvariante 

M-4xx.2S verfügt über 

einen 2-Phasenmotor, der im 

Mikroschrittbetrieb eine Schrittweite 

von 0,1 µm ermöglicht; 

die Modelle M-4xx.CG und 

M-4xx.DG sind mit einem spielfreien 

DC-Getriebemotor und 

einem hochauflösenden Rotationsencoder 

ausgerüstet. 

Diese ermöglichen eine kleinste 

Schrittweite von 0,1 µm 

(Encoderauflösung: 3 nm). Die 

Topmodelle M-4xx.PD sind mit 

dem hocheffizienten Active 

Drive Direktantrieb ausgerüstet. 

ActiveDrive 

Beim ActiveDrive-System ist 

ein leistungsfähiger PWM- 

Servoverstärker im Motorgehäuse 

integriert. Dieses 





Leistungsverlusten 

zwischen Verstärker und 

Motor 


Mikrostelltische 

M-4 . 










weil Verstärker 

und Motor zusammen in 

einem geschirmten 

Gehäuse montiert sind 






Endschalter in den Verstellern 

CG DC-Getriebemotor 

DG DC-Getriebemotor 

PD ActiveDrive DC-Motor, 

inkl. 24 V Netzteil 

2S 2-Phasen-Schrittmotor 

M0 Handantrieb 


Referenzschalter er-leichtert 

den Einsatz bei Automatisierungsaufgaben 

(nur 

motorisierte Modelle). 

Alle Versteller dieser Serie können 

als XY-Kombinationen 

direkt montiert und mit dem 

Adapterwinkel M-592.00 um 

eine Z-Achse erweitert werden. 

Hinweise 


Zubehör Seite 4-90 ff. 

M-405.CG, M-410.CG, M-415.CG Abmessungen in mm, 

Kabellänge 3 m, D-Sub Stecker 15-pin



Modell M-405.CG / M-405.DG / M-405.PD / M-405.2S / Einheit 

M-410.CG / M-410.DG / M-410.PD / M-410.2S / 

M-415.CG M-415.DG M-415.PD M-415.2S 


Stellweg 50 / 100 / 150 50 / 100 / 150 50 / 100 / 150 50 / 100 / 150 mm 

Integrierter Sensor Rotationsencoder Rotationsencoder Rotationsencoder – 

Sensorauflösung 2048 2000 4000 Imp./U 

Encoder Bandbreite 

M-405.DG, M-410.DG, M-415.DG, M-405.PD, M-410.PD und M-415.PD 

Abmessungen in mm, Kabellänge 3 m, D-Sub Stecker 15-pin 

M-405.CG Lineartisch 

Rechnerische Auflösung 0,0035 0,0085 0,125 0,0781 µm 


Unidirektionale Wiederholgenauigkeit 0,2 0,2 0,2 0,2 µm 

Bidirektionale Wiederholgenauigkeit 2 2 2 2 µm 

Neigen, Gieren ±25 / ±50 / ±75 ±25 / ±50 / ±75 ±25 / ±50 / ±75 ±25 / ±50 / ±75 µrad 

Max. Geschwindigkeit 0,7 1,5 15 3,5 mm/s 


Spindelsteigung 0,5 0,5 0,5 0,5 mm 

Getriebeuntersetzung 69,12:1 (28/12) 4 :1 ≈ 29,6:1 – – 

Motorauflösung – – – 6.400* Schritte/U 

Max. Belastbarkeit 200 200 200 200 N 

Max. Druck- / Zugkraft 40 / 40 50 / 50 50 / 50 50 / 50 N 



150 150 150 150 N 

Motortyp DC-Getriebemotor DC-Getriebemotor DC-Motor, 2-Phasen- 

ActiveDrive Schrittmotor* 

Betriebsspannung 0 bis ±12 0 bis ±12 0 bis ±24 24 V 

Motorleistung 2 3 30 – W 





Material Aluminium, Stahl Aluminium, Stahl Aluminium, Stahl Aluminium, Stahl 

Masse 2 2,1 2,1 2,1 kg 

Empfohlene Controller / Treiber C-863 (einachsig) C-863 (einachsig) C-863 (einachsig) C-663 (einachsig) 

C-843 PCI-Karte C-843 PCI-Karte C-843 PCI-Karte (s. S. 4-112) 

(bis 4 Achsen) (bis 4 Achsen) (bis 4 Achsen) 



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Die Linearversteller der Serie 

M-605 wurden für Positionieraufgaben 

mit den höchsten 

Genauigkeitsanforderungen 

bei geringem Raumangebot 

entwickelt. 

Durch die gefaltete Konstruktion 

mit einer Basis aus 

entspanntem Aluminium wird 

ein hochpräzises und stabiles 

System mit minimalen Abmessungen 

ermöglicht. 


M-605 Hochpräzisions-Messtisch 

Kompakter Versteller mit direkter Positionsmessung 


� F&E 






M-605.2DD Hochgenauer Lineartisch 

� Integrierter Linearencoder für höchste Genauigkeit 0,1 µm 

� Stellwege 25 mm (1”) und 50 mm (2”) 

� Höchstgeschwindigkeit 50 mm/s mit ActiveDrive Motor 

� Hohe Belastbarkeit bis zu 30 kg 




� Flexibler Faltenbalg schützt die Mechanik vor 

Schmutz und Staub 

� XY & XYZ Kombinationen möglich 

� MTBF >20.000 h 

4-42 

Integrierter Linearencoder 

Alle M-605 Versteller sind mit 

kontaktlosen optischen Linearencodern 

ausgerüstet (Direktmetrologie), 

die eine Auflösung 

von 0,1 µm und eine 

Genauigkeit von 1 µm über den 

vollen Stellbereich ermöglichen. 

Wartungsfrei und 

hochbelastbar 

Die Führung erfolgt mit Präzisionslagern 

und wartungsfreien 

Kugelumlaufschuhen. 

Dies garantiert eine hohe 

Belastbarkeit und Führungsgenauigkeit 


Lebensdauer. 

Geschliffene Kugelumlaufspindeln 

sind auch bei Belastung 

wesentlich reibungsärmer als 

konventionelle Spindeln und 

hervorragend für den Dauer- 

betrieb im industriellen Einsatz 

geeignet. Durch die Vorspannung 

wird das Spiel minimiert 

und höchste Präzision bei großen 

Geschwindigkeiten erzielt. 

Ein flexibler Faltenbalg hält 

Schmutz und Staub von Lagern 

und Antrieb fern. 

ActiveDrive 

Für die beste dynamische Performance 

sind die Tische der 

Serie M-605 mit dem hocheffizienten 


ausgerüstet, die Geschwindigkeiten 

von bis zu 

50 mm/s erreichen. Beim 

ActiveDrive-System ist ein 

leistungsfähiger PWM-Servoverstärker 

im Motorgehäuse 

integriert. Dieses Antriebskonzept 

von PI bietet mehrere 

Vorteile: 













sind 


M-605.1DD 

Kompakter Präzisions- 

Linearversteller, 25 mm, 

0,1 µm Linearencoder, 


M-605.2DD 

Kompakter Präzisions- 

Linearversteller, 50 mm, 

0,1 µm Linearencoder, 


Zubehör: 

M-605.AV0 

Adapterwinkel für vertikale 

Montage von M-605 auf M-605 

M-110.01 

Adapterplatte für horizontale 

Montage von M-605 auf Honeycomb-Tischen, 

M-400 und M-500 

Mikrostelltischen und Drehtischen 







Endschalter in den Versteller 




Präzisionsmontage 

Jeder M-605 Versteller wird mit 

Hilfe von Laserinterferometern 

vermessen und optimiert. 

M-605.2DD XYZ-Kombination

M-605.AV0 Winkeladapter zur vertikalen Montage 

von M-605 auf M-605 



Modell M-605.1DD M-605.2DD Einheit 

Aktive Achsen X X 

�� 

�� 


Stellweg 25 50 mm 

Integrierter Sensor Linearencoder Linearencoder 

Sensorauflösung 0,1 0,1 µm 

Rechnerische Auflösung 0,1 0,1 µm 

Kleinste Schrittweite 0,3 0,3 µm 

Unidirektionale Wiederholgenauigkeit 0,1 0,1 µm 

Bidirektionale Wiederholgenauigkeit 0,2 0,2 µm 

Genauigkeit 1 1 µm 

Neigen 50 50 µrad 

Gieren 50 50 µrad 

Max. Geschwindigkeit 50 50 mm/s 



1 1 µm 

Spindelsteigung 1 1 mm 

Max. Belastbarkeit 300 300 N 

Max. Druck-/Zugkraft 20 / 20 20 / 20 N 



100 100 N 

Motortyp DC-Motor, ActiveDrive DC-Motor, ActiveDrive 

Betriebsspannung 24 (PWM) 24 (PWM) V 

Motorleistung 6 6 W 



Hall-Effekt Hall-Effekt 

Betriebstemperaturbereich -20 bis +65 -20 bis +65 °C 

Material Aluminium eloxiert Aluminium eloxiert 

Masse 1,5 1,8 kg 

Empfohlene Controller/Treiber C-863 Einachsig C-863 Einachsig (s. S. 4-114) 

C-843 PCI-Karte, C-843 PCI-Karte, (s. S. 4-120) 

bis 4 Achsen bis 4 Achsen 

�� 

�� 

�� 

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�� 

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�� 

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M-605.2DD Abmessungen in mm. 


�� 

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� �� 

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�� 

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www.pi.de



Lineartische der Serie M-5x1 erfüllen 

höchste Anforderungen an 

die Positioniergenauigkeit und 

sind in einer sehr großen Modellvielfalt 

erhältlich. Die kompakte 

Konstruktion aus entspanntem, 

gefrästem Aluminium 

erlaubt den Aufbau von 

Mehrachsensystemen mit minimalem 

Gewicht und hervorragender 

Stabilität (siehe auch 

Seite 4-58 und Seite 4-60). 

4-44 


M-511 · M-521 · M-531 Hochlast-Messtisch 

Große Stellwege mit hoher Führungsgenauigkeit, direkte Positionsmessung 

M-531.DD, M-521.DD und M-511.DD und M-505.2DG 

Hochlast-Mikropositioniertische mit Kugelspindelantrieb (v. u. n. o.) 

� Stellwege 102, 204 und 306 mm (4”, 8”, 12”) 

� Höchstgeschwindigkeit 125 mm/s mit ActiveDrive Motor 

� 0,1 µm Linearencoder für höchste Genauigkeit 

� Belastbarkeit 100 kg 




� XY & XYZ Kombinationen möglich (Z-Mikrostelltische) 

� MTBF >20.000 h 


� F&E 






Wartungsfrei, präzise und 

hochbelastbar 

Die Mikrostelltische sind mit Präzisionslinearlagern 

und vorgespannten 

Kugelumlaufschuhen 

ausgerüstet, die eine Führungsgenauigkeit 

von 1 µm/100 mm 

bieten. Der Antrieb mit einer geschliffenen, 

spielfrei vorgespannten 

Kugelspindel ist wartungsfrei, 

hochgenau und reibungsarm. 

Die Positioniertische zeichnen 

sich daher durch eine hohe 

Belastbarkeit und Führungsgenauigkeit 


Lebensdauer aus. 

Große Auswahl an Antrieben 

Die beste dynamische Performance 

erreichen die Versionen 

mit dem hocheffizienten 

ActiveDrive Direktantrieb und 

Geschwindigkeiten 

125 mm/s. 

bis zu 


1 = Stellweg 102 mm 



M-5 1. Mikrostelltisch 

DG = DC-Getriebemotor 

DD = ActiveDrive DC-Motor, 0,1 µm Linearencoder 

DDB = ActiveDrive DC-Motor, 0,1 µm Linearencoder, 

Motorbremse 

PD = ActiveDrive DC-Motor Rotationsencoder 

2S = 2-Phasen-Schrittmotor 

VG = DC-Getriebemotor, vakuumkompatibel bis 10-6 hPa 

VP = ActiveDriveTM DC-Motor, vakuumkompatibel bis 10-6 hPa 

VD = ActiveDriveTM DC-Motor, 0,1 µm Linearencoder, 

vakuumkompatibel bis 10-6 hPa 

Beim ActiveDrive-System ist 

ein leistungsfähiger PWM-Servoverstärker 




� Höherer Wirkungsgrad durch 

Ausschaltung von 




Aufbau und höhere Zuverlässigkeit, 

da kein externer 

Verstärker nötig ist 





sind 

Die M-5x1.PD Versionen erreichen 

eine Höchstgeschwindigkeit 

von 125 mm/s. Sie besitzen 

außerdem einen ActiveDrive 

DC-Motor und sind mit einem 

Rotationsencoder ausgestattet. 

Eine Wiederholbarkeit von nur 

0,2 µm erreichen die Modelle 

M-5x1.DD mit zusätzlichen 

optischen Linearencodern. Eine 

Motorbremse, die beim Abschalten 

automatisch die Tischposition 

festhält, ist ebenfalls 

erhältlich. 

Die M-5x1.DG Modelle sind mit 





eine kleinste Schrittweite von 

0,1 µm bei einer Geschwindigkeit 

von 6 mm/s. 

Die Version M-5x1.2S verfügt 





eine Auflösung bis zu 0,1 µm. 

Präzisionsmontage 

Jeder Tisch wird mit Hilfe von 

Laserinterferometern vermessen 

und optimiert. 

Hinweise 

Adapterplatten, -winkel und Zubehör 

siehe auch Seite 4-90 ff. 

XYZ-Kombination aus 

zwei M-511.DD Lineartischen und 

einem M-501.1PD Präzisionshubtisch



Modell M-511.DD / M-511.PD / M-511.DG / M-511.2S / Einheit 

M-521.DD / M-521.PD / M-521.DG / M-521.2S / 

M-531.DD M-531.PD M-531.DG M-531.2S 


Stellweg 102 / 204 / 306 102 / 204 / 306 102 / 204 / 306 102 / 204 / 306 mm 

Integrierter Sensor Linearencoder Rotationsencoder Rotationsencoder — 

Sensorauflösung 0,1 µm 4000 2048 — Imp./U 

Rechnerische Auflösung 0,1 0,5 0,033 0,31 µm 


Unidirektionale Wiederholgenauigkeit ±0,1 ±0,5 ±0,2 ±0,2 µm 

Bidirektionale Wiederholgenauigkeit ±0,2 — — — µm 

Umkehrspiel — 1 1 1 µm 

Neigen/Gieren ±25 / ±35 / ±50 ±25 / ±35 / ±50 ±25 / ±35 / ±50 ±25 / ±35 / ±50 µrad 

Geradheit/Ebenheit pro 100 mm 1 1 1 1 µm 

Max. Geschwindigkeit 50 125 6 20 mm/s 


Spindelsteigung 2 2 2 2 mm 

Getriebeuntersetzung — — (28/12) 4 :1 ≈ 29,6:1 — 

M-511, M-521 und 

M-531 Abmessungen 

in mm, D-Sub Stecker 

15-pin, 3 m Kabel 

Motorauflösung* — — — 6.400* Schritte/U 

Max. Belastbarkeit 1000 1000 1000 1000 N 

Max. Druck-/Zugkraft 80 / 80 80 / 80 80 / 80 80 / 80 N 

Max. Querkraft 200 200 200 200 N 


Motortyp DC-Motor, DC-Motor, DC-Getriebemotor 2-Phasen- 

ActiveDrive ActiveDrive Schrittmotor* 

Betriebsspannung 24 (PWM) 24 (PWM) 0 bis ±12 24 V 

Motorleistung 30 30 3 W 





Material Aluminium eloxiert Aluminium eloxiert Aluminium eloxiert Aluminium eloxiert 

Masse 5/6,1/7,2 5/6,1/7,2 4,9/6/7,1 4,9/6/7,1 kg 

Empfohlene Controller/Treiber C-863 (einachsig) C-863 (einachsig) C-863 (einachsig, S. 4-114) C-663 (einachsig) 

C-843 PCI-Karte C-843 PCI-Karte C-843 PCI-Karte (S. 4-120) (s. S. 4-112) 

(bis 4 Achsen) (bis 4 Achsen) (bis 4 Achsen) 



www.pi.de



Im M-511.HD ist eine Weiterentwicklung 

der bewährten 

Verstellerserie M-5x1. Der 

innovative Hybrid-Antrieb von 

PI vereint hier die Vorteile eines 

nanometergenauen Piezoantriebs 

mit Festkörpergelenksführung 

wie schnelle 

Einschwingzeit und nahezu unbegrenzte 

Auflösung mit den 

großen Stellwegen eines 

Mikropositioniersystems aus 

DC-Servomotor und Kugelum- 


M-511.HD Nanogenauer Hybrid Messtisch 

DC/Piezo Präzisions-Hybrid-Versteller für hohe Geschwindigkeit mit 2 nm Auflösung 

� Parallele Regelung für Piezoantrieb und DC-Servomotor 

� Stellweg bis 100 mm, Höchstgeschwindigkeit 125 mm/s 

� Wiederholgenauigkeit im Nanometerbereich 

� Direktmetrologie: Linearencoder mit 2 nm Auflösung 

� Nanometergenaues Einschwingen auf die Position binnen 

weniger Millisekunden 

� Spielfreie Kugelumlaufspindel und reibungsfreier Piezoantrieb 

� Aktive Kompensation des Umkehrspiels und von 

Stick-/Slip-Effekten beim Anfahren 

� Hohe Konstanz der Geschwindigkeit 







4-46 

M-511.HD Hybrid-Versteller 

(CD zum Größenvergleich) 

laufspindel. Mit dem M-511.HD 

können hohe Lasten bis 50 kg 

mit bis zu 125 mm/s bei einer 

Encoderauflösung von 2 nm 

bewegt werden. 

Große Stellwege auf den 

Nanometer genau 

Hybridsysteme erfordern sowohl 

eine ausgeklügelte Mechanik 

als auch den Einsatz 

hochauflösender Sensoren 

über einen weiten Stellbereich, 

die Übermittlung und Verarbeitung 

der Positionsdaten in 

hoher Auflösung sowie umfangreiche 

Regelalgorithmen. 

Beim Hybridantrieb ist die bewegte 

Plattform vom motorisierten 

Antriebsstrang über 

den hochsteifen Piezoantrieb 

und spiel- und reibungsfreie 

Festkörpergelenke entkoppelt. 

Im Positionierbetrieb erfolgt 

das Einschwingen auf die Position 

binnen weniger Millisekunden, 

und kleinste Schritte 

im Bereich der Auflösung des 

Encoders werden zuverlässig 

ausgeführt. Die Piezoaktoren 

ermöglichen im dynamischen 

Betrieb eine hohe Konstanz der 

Geschwindigkeit durch Kompensation 

von Regelabweichungen 

des motorisierten Antriebs. 

Stick-/Slip-Effekte beim 



Die gemeinsame Regelung auf 


Sensor bedeutet, dass 

beide Bewegungssysteme 

nicht mehr getrennt zu betrachten 

sind, sondern als ein 

System mit Stellwegen über 

hunderte Millimeter und mit 

der Präzision eines piezobasiertenNanopositioniertischs. 

Die Auflösung und damit 

die Positioniergenauigkeit 

hängen von der Wahl des verwendeten 

Positionssensors ab. 

Für die Hybridsysteme von PI 

werden hochgenaue optische 

Linearencoder mit einer Auflösung 

von derzeit bis zu 2 nm 

verwendet. 


M-511.HD 

Hochpräziser Hybrid-Versteller, 

100 mm, 2 nm Auflösung 




Mit dem C-702 (s. S. 4-118) 

bietet PI einen speziellen Controller 

an, der für den Betrieb 

von hybriden Systemen angepasste 

Regelalgorithmen und 

Piezoendstufen besitzt. Der 

erforderliche Regelalgorithmus 

ist komplex, die Encoderschnittstelle 

muss große Mengen 

hochaufgelöster Positionsdaten 

bei Geschwindigkeiten 

bis 100 mm/s dem Controller in 

Echtzeit übermitteln. 

Vor allem Anwendungen, in 

denen die Position eines 

Ereignisses erfasst und später 

wieder genau angefahren werden 

muss, die eine besonders 

gleichförmige Bewegung erfordern 

oder bei denen eine 

externe Positionsvorgabe exakt 

zu erreichen ist (Metrologie, 

Interferometrie, Oberflächeninspektion) 

profitieren von den 

Eigenschaften des Hybridantriebs. 

M-511.HD, Abmessungen in mm. D-Sub Stecker 26-pin, 3 m Kabel

Prinzipskizze eines M-511.HD. Der Piezoantrieb ist vom motorischen 

Antrieb über Festkörpergelenke entkoppelt 


Modell M-511.HD 

Aktive Achsen X 







Hysterese auf Plattformebene 0,01 µm 


Genauigkeit



Die Lineartische M-105 und 

M-106 sind in X-, XY- und XYZ- 

Konfigurationen verfügbar und 

ermöglichen Stellwege von bis 

zu 18 mm. Sie werden mit 

Kreuzrollenlagern geführt, die 

eine Führungsgenauigkeit von 

besser als 2 µm ermöglichen. 

Zur Unterdrückung von Umkehrspiel 

ist der Schlitten mit 

Federn gegen die Präzisions- 

Mikrometerschraube vorgespannt. 

Bei der XYZ-Ausführung ist die 

Z-Achse mit einem Adapterwinkel 

so montiert, dass die 

Last in Richtung der Federvorspannung 

wirkt. 

Bei der M-105 Ausführung 

beträgt die Auflösung ca. 1 µm, 

die Version M-106 ist mit einer 

Differenzialmikrometerschraube 

ausgerüstet und erreicht 0,1 µm 

Auflösung. 

Piezofeinantrieb 

Die Ausführungen mit Piezo- 

Mike-Antrieb (s. S. 1-54) bieten 

zusätzlich einen piezoelektrischen 

Feinstellbereich von 30 

µm zur berührungslosen Einstellung 

im Nanometerbereich 

und für Scanning- oder Trackinganwendungen. 

Eine weitere 

4-50 


M-105 · M-106 Manueller Tisch 

XY(Z) Kombinationen, hohe Führungsgenauigkeit, optionaler Piezofeinantrieb 

� Stellweg bis zu 18 mm 

� Edelstahlkonstruktion 

� XY- und XYZ-Kombinationen 

� Auflösung bis zu 0,1 µm 

� Option: PiezoMike mit 10 nm Auflösung 

� Optionale Motorantriebe 

M-106.10 Lineartisch mit 


Ausführung mit Piezo-Blockaktoren 

für Faserpositionieranwendungen 

wird unter der 

Produktnummer F-110 angeboten. 

Motorisierte Ausführungen 

Zwei Präzisionsmotorantriebe 

können nachgerüstet werden: 

Die DC-Mikes M-231.17 und 

M-232.17 (s. S. 1-48 ff) ermöglichen 

Schrittweiten von 0,1 µm. 



M-105.10 

Mikrostelltisch, 18 mm 

M-105.11 

Mikrostelltisch, 18 mm, 

mit arretierbarer Mikrometerschraube 

M-105.20 

XY-Mikrostelltisch, 18 mm 

M-105.30 

XYZ-Mikrostelltisch, 18 mm (mit M- 

009.10 Winkel für Seitenmontage) 

M-105.1P 

Mikrostelltisch, 18 mm, PiezoMike- 

Antrieb 

M-105.2P 

XY-Mikrostelltisch, 18 mm, 

PiezoMike-Antrieb 

M-105.3P 

XYZ-Mikrostelltisch, 18 mm, 

PiezoMike-Antrieb (mit M-009.10 

Winkel für Seitenmontage) 

M-106.10 



M-106.20 

XY-Mikrostelltisch, 5 mm, 


M-106.30 

XYZ-Mikrostelltisch, 5 mm, 


(mit M-009.10 Winkel) 

M-105.1B 

Mikrostelltisch, ohne Antrieb 

M-105.2B 

XY-Mikrostelltisch, ohne Antrieb 

M-105.3BA 

XYZ-Mikrostelltisch, ohne Antrieb 

(mit M-105.VB1 Winkel) 

M-105.3BB 

XYZ-Mikrostelltisch, ohne Antrieb 

(mit M-009.10 Winkel) 

Zubehör 

M-232.17 

DC-Mike, Linearaktor 

M-009.10 


Montage (Seitenanbau) 

M-105.VB1 


Montage (zentrischer Aufbau) 

M-009.20 

Adapterwinkel für P-280 Piezos 

oder F-010 Faserhalter 

M-009.30 


Montage von M-105 / M-106 

Tischen auf PI-Gewindenormraster 

Modell M-105.10* M-105.1P* M-106.10* Einheit 

Stellbereich 18 18 5 mm 

Piezostellweg – 30 – µm 

Kleinste Schrittweite (Piezoantrieb) – 0,01 – µm 

Kleinste Schrittweite (Mikrometerschraube) ** 1 1 0,1 µm 

Umkehrspiel 2 2 2 µm 

Geradheit 2 2 2 µm 

Ebenheit 2 2 2 µm 

Max. Belastbarkeit 100 100 100 N 

Max. Druck- / Zugkraft 20 / 4 20 / 4 20 / 4 N 

Max. Querkraft 4 4 4 N 

Antrieb M-626.00 P-854.00 M-653.00 

Spindelsteigung (grob / fein) 0,5 / – 0,5 / – 0,4 / 0,02 mm/U 

Masse 0,32 0,38 0,33 kg 

Gehäusematerial St St St 

Empfohlener Piezoverstärker – E-660 (S. 2-119), E-610 (S. 2-110) 

E-500 System (S. 2-142) 

– 

*Die Versionen M-105.2x, M-106.2x und M-105.3x bzw. M-106.x0 sind Kombinationen aus den Versionen .1x. 

**Motorisierte Ausführungen erreichen Schrittweiten bis 50 nm.

Hinweise 

Adapterplatten, -winkel und Zubehör 

siehe Seite 4-89 ff. 

M-105.1P. Abmessungen in mm M-105.10. Abmessungen in mm 

M-105.3P XYZ-Lineartisch 

mit PiezoMikes, 

M-009.10 Winkel für 

Seitenmontage, 

optionalem M-009.20 

Adapterwinkel und 

F-010.00 Faserhalter 


DC-Mike Linearaktor 

M-232.17 an einem 

M-105.1B Stelltisch 


www.pi.de




M-011 Mikrostelltisch mit Piezo- und Motorantrieb 

Kompakt, nanometergenau durch Piezoantrieb, hohe Führungsgenauigkeit 

� Stellweg bis zu 15 mm 

� Kompakter Seitenantrieb 

� Ablaufgenauigkeit ≤0,2 µm 

� 0,1 µm Auflösung mit geregeltem DC-Motor 

� Hochauflösender Piezoantrieb mit 5 nm Auflösung 

Die Präzisionstische der M-011 

Serie zeichnen sich durch kompakte 

Abmessungen, hervorragende 

Führungsgenauigkeit 

sowie Spielfreiheit und extreme 

Leichtgängigkeit aus. 

Magnetische Kopplung für 

höchste Ablaufgenauigkeit 

Die im Tisch integrierte magnetische 

Vorspannung gewährleistet 

eine extrem ebene und 

gleichförmige Bewegung. Der 

Aufbau mit zwei unterschiedlichen 

Linearlagern sorgt für 

eine außergewöhnlich hohe 

Führungsgenauigkeit und Ablaufebenheit 

im Bereich von 

0,1 bis 0,2 µm. Dabei übernimmt 

nur eines der Lager (V- 

Nut) die Längsführung, während 

das andere (U-Nut) lediglich 

tragende Funktion hat. Im 

Gegensatz zu Tischen mit konventionellen 

Kugel- oder 

Rollenlagern können bei dieser 





4-52 

M-011.D01 Lineartisch 

Konstruktion Winkelfehler zwischen 

den beiden Lagern keine 

Verspannungen verursachen. 

Die Magnetkopplung zwischen 

dem kompakten Seitenantrieb 

und dem Tisch verhindert 

ebenfalls den Einfluss von 

Parallelitätsfehlern und Drehmomenten. 

Sie lässt nur die 

Übertragung von Kräften in 

einem Freiheitsgrad – der Stellrichtung 

– zu. 

Modellvielfalt 

Der M-011 wird in sechs Versionen 

angeboten: Die Grundausführung 

M-011.00 ist mit 

einer Präzisions-Mikrometerschraube 

ausgerüstet und bietet 

eine Einstellempfindlichkeit 

von 1 µm. Beim M-011.D01 ermöglicht 

ein hochauflösender 

DC-Motor mit Positionsenkoder 

Schrittweiten von 0,1 µm 

(Enkoderauflösung: 3 nm). 

Zum Schutz der Mechanik sind 

Endschalter im Tisch integriert. 

Höchstauflösender 

Piezoantrieb 

Für beide Versionen sind zusätzliche 

Piezoantriebe (mit 

und ohne Positionssensor) verfügbar, 

die Schrittweiten von 

5 nm über einen Bereich von 

30 µm ermöglichen. Sie können 

auch für Scanning- und 

Trackinganwendungen eingesetzt 

werden. Details zu Piezoantrieben: 

Siehe Kapitel „Piezoaktoren“. 

Alle M-011 Tische können als 

XY-Kombinationen direkt montiert 

und mit dem Adapterwinkel 

M-052 um eine (nicht 

motorisierte) Z-Achse erweitert 

werden. Bei der vertikalen 

Montage des M-011 darf die 

Last 0,1 kg nicht überschreiten. 

Nachrüstsätze 

M-011 Tische können nachträglich 

mit einem Piezoantrieb 

oder DC-Motorantrieb aufgerüstet 

werden. Details dazu finden 

Sie in der Bestellinformation. 

Hinweise 

Zubehör siehe S. 4-90 ff. 


M-011.00 


M-011.P0 

Mikrostelltisch, 15 mm, Mikrometer 

+ Piezoantrieb 

M-011.PS 


+ geregelter Piezoantrieb 

M-011.D01 


DC-Motorantrieb 

M-011.DP1 


DC-Motor + Piezoantrieb 

M-011.DS1 


DC-Motor + geregelter Piezoantrieb 


M-011.U0 Nachrüstsatz mit 

ungeregeltem Piezoantrieb 

M-011.US Nachrüstsatz mit 

geregeltem Piezoantrieb 

M-011.UD Nachrüstsatz mit 

DC-Motorantrieb und Endschalter 

(im Werk installiert) 


XY-Kombination aus zwei M-011.00 Lineartischen 

M-011.00 Lineartisch


M-011.00. Abmessungen in mm, PI Normraster s. S. 4-91 M-011.DS1. Abmessungen in mm, PI Normraster s. S. 4-91 


Modell M-011.00 M-011.P0 M-011.PS M-011.D01 M-011.DP1 M-011.DS1 Einheit 

Stellbereich 15 15 15 10 10 10 mm 

Piezostellweg – 30 30 – 30 30 µm 

Kleinste Schrittweite (Piezoantrieb) – 0,005 0,005 – 0,005 0,005 µm 

Wiederholbarkeit (Piezoantrieb) – – 0,06 – – 0,06 µm 

Rechnerische Auflösung (DC-Motor) – – – 0,0035 0,0035 0,0035 µm 

Kleinste Schrittweite (manuell bzw. DC-Motor) 1 1 1 0,1 0,1 0,1 µm 

Unidirektionale Wiederholbarkeit (DC-Motor) – – – 0,1 0,1 0,1 µm 

Bidirektionale Wiederholbarkeit (DC-Motor) – – – 2 2 2 µm 

Umkehrspiel (DC-Motor) – – – 2* 2* 2* µm 

Geradheit / Ebenheit pro 5 mm 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 µm 

Geradheit / Ebenheit voller Stellweg 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 µm 

Max. Geschwindigkeit (DC-Motor) – – – 0,7 0,7 0,7 mm/s 

Max. Belastbarkeit 10 10 10 10 10 10 N 

Max. Druck- / Zugkraft 7 / 5 7 / 5 7 / 5 7 / 5 7 / 5 7 / 5 N 


Antrieb M-623 M-623 M-623 M-227.10 M-227.10 M-227.10 

Piezoantrieb – P-840.20 P-841.20 – P-840.20 P-841.20 

Enkoderauflösung – – – 2.048 2.048 2.048 Imp./U 

Spindelsteigung 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 mm/U 

Getriebeuntersetzung – – – 69,12:1 69,12:1 69,12:1 

Nominale Motorleistung – – – 2 2 2 W 

Motorspannung – – – 0 bis ±12 0 bis ±12 0 bis ±12 V 

Masse 0,35 0,4 0,42 0,55 0,6 0,62 kg 

Gehäusematerial Al, St Al, St Al, St Al, St Al, St Al, St 

Empfohlene Piezocontroller – E-660, E-610 E-610 – E-660 (S. 2-119), E-610 (S. 2-110) 

E-610 

E-500 System E-500 System E-500 System E-500 System (S. 2-142) 

Empfohlene Motorcontroller – – – C-843, C-843, C-843, (S. 4-120 ff) 

C-848, C-863 C-848, C-863 C-848, C-863 (S. 4-114) 

*Getriebe 


www.pi.de



Die Präzisionstische der M-014 

Serie zeichnen sich durch kompakte 

Abmessungen, hervorragende 


sowie Spielfreiheit und extreme 

Leichtgängigkeit aus. 

Die im Tisch integrierte magnetische 

Vorspannung gewährleistet 

eine extrem ebene und 

gleichförmige Bewegung. Der 

Aufbau mit zwei unterschiedlichen 

Linearlagern sorgt für 

eine außergewöhnlich hohe 

Führungsgenauigkeit und Ablaufebenheit 

im Bereich von 


nur eines der Lager (V- 

Nut) die Längsführung, während 


tragende Funktion hat. Im 

Gegensatz zu Tischen mit konventionellen 

Kugel- oder Rollenlagern 

können bei dieser 

Konstruktion Winkelfehler zwischen 

den beiden Lagern keine 

Verspannungen verursachen. 





4-54 


M-014 Messtisch mit Apertur 

Nanometergenau durch Piezoantrieb, hohe Führungsgenauigkeit 

M-014.00 Lineartisch 

� 25 mm Stellweg 

� Kompakter Seitenantrieb 

� Ablaufgenauigkeit ≤ 0,1µm/5mm 

� 0,1 µm Auflösung mit geregeltem DC-Motor 

� Hochauflösender Piezoantrieb mit 5 nm Auflösung 

� ø30mmApertur 

Die Magnetkopplung zwischen 

dem kompakten Seitenantrieb 

und dem Tisch verhindert 

ebenfalls den Einfluss von 

Parallelitätsfehlern und Drehmomenten. 

Sie lässt nur die 

Übertragung von Kräften in 

einem Freiheitsgrad – der Stellrichtung 

– zu. 

Modellvielfalt 

Der M-014 wird in sechs Versionen 

angeboten: Die Grundausführung 

M-014.00 ist mit 

einer Präzisions-Mikrometerschraube 

ausgerüstet und bietet 

eine Einstellempfindlichkeit 

von 1 µm. Beim M-014.D01 ermöglicht 

ein hochauflösender 

DC-Motor mit Positionsenkoder 

Schrittweiten von 0,1 µm 

(Enkoderauflösung: 3 nm). 

Zum Schutz der Mechanik sind 

Endschalter im Tisch integriert. 

Höchstauflösender 

Piezoantrieb 

Für beide Versionen sind zusätzliche 

Piezoantriebe (mit 

und ohne Positionssensor) verfügbar, 

die Schrittweiten von 

5 nm über einen Bereich von 

45 µm ermöglichen. Sie können 

auch für Scanning- und 

Trackinganwendungen eingesetzt 

werden. Details zu Piezoantrieben: 

Siehe Kapitel „Piezoaktoren 

/ Piezokomponenten“. 

Alle M-014 Tische können als 

XY-Kombinationen direkt montiert 

und mit den Adapterwinkeln 

M-053.10 (manuelle Versionen) 

und M-053.20 (motorisierte 

Versionen) um eine 

Z-Achse erweitert werden. Bei 

der vertikalen Montage des 

M-014 darf die Last 0,5 kg nicht 

überschreiten. Bei höheren 

Lasten empfehlen wir die 

M-126 Baureihe (s. S. 4-38) mit 

dem Adapterwinkel M-125.90. 


M-014 Tische können nachträglich 

mit einem Piezoantrieb 

oder DC-Motorantrieb aufgerüstet 

werden. Details dazu finden 

Sie in der Bestellinformation. 

Hinweise 


Zubehör siehe Seite 4-90 ff. 


M-014.00 


M-014.P0 



M-014.PS 



M-014.D01 



M-014.DP1 

Mikrostelltisch, 25 mm, DC-Motor 


M-014.DS1 

Mikrostelltisch, 25 mm, DC-Motor 



M-014.U0 

Nachrüstsatz mit ungeregeltem 

Piezoantrieb 

M-014.US 

Nachrüstsatz mit geregeltem 

Piezoantrieb 

M-014.UD 

Nachrüstsatz mit DC-Motorantrieb 

und Endschalter (im Werk installiert) 


M-014.D01 

Lineartisch


M-014.00 Abmessungen in mm, Standardnormraster s. S. 4-91 M-014.DS1 Abmessungen in mm, Standardnormraster s. S. 4-91 



Stellbereich 25 25 25 25 25 25 mm 

Piezostellweg 45 45 45 45 µm 

Kleinste Schrittweite (Piezoantrieb) – 0,005 0,005 – 0,005 0,005 µm 

Wiederholbarkeit (Piezoantrieb) – – 0,09 – – 0,09 µm 

Rechnerische Auflösung (DC-Motor) – – – 0,0035 0,0035 0,0035 µm 

Kleinste Schrittweite (manuell bzw. DC-Motor) 1 1 1 0,1 0,1 0,1 µm 

Unidirektionale Wiederholbarkeit (DC-Motor) – – – 0,1 0,1 0,1 µm 

Bidirektionale Wiederholbarkeit (DC-Motor) – – – 2 2 2 µm 

Umkehrspiel (DC-Motor) – – – 2* 2* 2* µm 

Geradheit / Ebenheit pro 5 mm 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 µm 

Geradheit / Ebenheit voller Stellweg 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 µm 

Max. Belastbarkeit 5 5 5 5 5 5 kg 

Max. Geschwindigkeit (DC-Motor) – – – 1 1 1 mm/s 

Max. Druck- / Zugkraft 15/5 15/5 15/5 15/5 15/5 15/5 N 


Antrieb M-624 M-624 M-624 M-227.25 M-227.25 M-227.25 

Piezoantrieb – P-840.30 P-841.30 – P-840.30 P-841.30 

Enkoderauflösung – – – 2.048 2.048 2.048 Imp./U 

Spindelsteigung 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 mm/U 

Getriebeuntersetzung – – – 69,12:1 69,12:1 69,12:1 

Nominale Motorleistung – – – 2 2 2 W 

Motorspannung – – – 0 bis ≤12 0 bis ≤12 0 bis ≤12 V 

Masse 0,72 0,78 0,8 0,98 1,04 1,06 kg 

Gehäusematerial Al, St Al, St Al, St Al, St Al, St Al, St 

Empfohlene Piezocontroller – E-660, E-610 E-610 – E-660 (S. 2-119), E-610 (S. 2-110) 

E-610 

E-500 System E-500 System E-500 System E-500 System (S. 2-142) 

Empfohlene Motorcontroller – – – C-843, C-843, C-843, (S. 4-120 ff) 

C-848, C-863 C-848, C-863 C-848, C-863 (S. 4-114) 

*Getriebe 

4-55

Rotationstische und Kipptische 



www.pi.de



4-70 


Modellübersicht: Rotationstische & Kipptische 

Hochauflösende Rotationsversteller mit DC-Servo-, Schrittmotoren und Piezoantrieb 

Alle Modelle bieten Positionsauflösung 

unter 1/1000 Grad. 

Varianten mit geregelten DC- 

Servomotoren und Schritt- 

motoren sind erhältlich, entweder 

mit direktem Antrieb oder 

getriebeübersetzt. Einige Modelle 

können mit passenden 

Piezoantrieben ergänzt werden 

und bieten dann Nanometergenauigkeit. 

Modelle Beschreibung Stellweg Belastbarkeit Seite 

[°] [kg] 

M-116 Miniatur-Rotationstisch, kompakt mit freier Apertur, hochauflösend, 

passt auf M-110, M-111, M-112 und M-122 Lineartische 

>360 1.5 4-74 

M-060, M-061, Unbegrenzter Stellbereich, kompakt, freie Apertur, hochauflösend, >360 50–65 4-76 

M-062 Durchmesser 60 bis 120 mm 

M-037 Unbegrenzter Stellbereich, kompakt, freie Apertur, hochauflösend, Durchmesser 60 mm >360 30 4-78 

M-038 Unbegrenzter Stellbereich, kompakt, freie Apertur, hochauflösend, Durchmesser 100 mm >360 40 4-80 

M-035 Manueller Tangentialantrieb, optional mit Motor- und Piezofeinantrieb, sehr hohe Auflösung, 

Durchmesser 60 mm 

19 30 4-82 

M-036 Manueller Tangentialantrieb, optional mit Motor- und Piezofeinantrieb, sehr hohe Auflösung, 

Durchmesser 100 mm 

21 40 4-84 

P-653K PILine ® rotatorische Miniatur-Piezoantriebe unbegrenzt 0,15 N Druckkraft 1-34 

M-116 Miniatur-Rotationstisch, 

hochauflösend, passend zur 

M-110 Linearverstellerserie 

M-060, M-061, M-062 

Unbegrenzter Stellbereich, 

kompakt, hochauflösend 

M-037 Unbegrenzter 

Stellbereich, kompakt, 

hochauflösend 

Hochauflösende Kipptische mit optionalem Piezofeinantrieb 

M-041 – M-044 Kipptische, 

hochauflösend, optionaler 

Piezoantrieb 

M-038 Unbegrenzter 

Stellbereich, kompakt, 

hochauflösend 

Passende Motorsteuerungen im Kapitel „Servo- & Schrittmotorsteuerungen” s. S. 4-109 ff 

Passende Piezosteuerungen im Kapitel „Piezoverstärker und Controller” s. S. 2-99 ff 

Adapterplatten und -winkel im Kapitel „Zubehör“ s. S. 4-89 ff 

Hinweise zu den technischen Daten s. S. 86 ff 

M-035 Manueller 

Tangentialantrieb, 

mit Motor-/Piezooption 

M-036 Manueller 

Tangentialantrieb, 

mit Motor-/Piezooption 

Modelle Beschreibung Kleinste Stellweg [°] Belastbarkeit Seite 

Schrittweite [kg] 

M-041 Kipptische mit ein oder zwei Kippachsen, hochauflösend, Bis 0,5 µrad ±9 µm 4,5 kg 4-71 

M-044 optional mit Piezofeinantrieb



M-041 – M-044 Präzisionskipptisch 

Nanometergenau durch optionalen Piezoantrieb 

� Ein bzw. zwei Kippachsen 

� Umkehrspielfrei 

� Sub-µrad-Auflösung 

� Manuelle- und DC-Motorantriebe 

� Optionaler Piezoantrieb für Tracking- und 

Scanninganwendungen 

Die kompakten Ein- und Zweiachskipptische 

der Serie M-041 

bis M-044 sind spielfrei vorgespanntePräzisionsstellsysteme, 

die bessere Auflösungen 

und Wiederholbarkeiten erreichen 

als konventionelle Goniometer 

(s. S. 2-79 ff). 

Manuelle und DC-Motorantriebe 

In der Grundausführung treibt 

eine Mikrometerschraube über 

eine spielfreie Magnetkopplung 

den Tisch an. Die kleinste 

Schrittweite liegt bei 65 bzw. 

80 µrad. 

Die M-04x.D01 Modelle sind 

mit dem M-227.10 (s. S. 1-42) 

DC-Motorantrieb ausgerüstet 

und ermöglichen kleinste 

Schrittweiten von 12 bzw. 

15 µrad. Integrierte Endschalter 

schützen die Mechanik vor 

Schäden. 

M-044.D01 Kipptisch 

Hochauflösende Piezoantriebe 

Mit den optionalen Piezoantrieben 

P-840 und P-841 (s. S. 

1-74) erreichen die Versteller 

Sub-µrad- Auflösungen und 

können auch für Scanningoder 

Trackinganwendungen 

mittlerer Dynamik eingesetzt 

werden. Das modulare Konzept 

der M-04x Tische erlaubt die 

Nachrüstung mit Piezoaktoren, 

die für höhere Wiederholbarkeit 

auch mit Positionssensoren 

verfügbar sind. 

PI bietet darüber hinaus eine 

Reihe piezogetriebener Kippspiegelsysteme 

für hochdynamische 

Scanning- und Trackinganwendungen 

an (s. Kapitel 

„Schnelle Kippspiegel/Schnelle 

Scantische, S. 2-81 ff.“). 

Hinweise 


Zubehör auf Seite 4-90 ff. 



M-041.00 

Präzisionskipptisch, 

Mikrometerantrieb 

M-041.D01 

Präzisionskipptisch, DC-Motorantrieb 

M-042.00 

Präzisionskipptisch, 2 Achsen, 


M-042.D01 



M-043.00 

Präzisionskipptisch, 


M-043.D01 

Präzisionskipptisch, DC-Motorantrieb 

M-044.00 



M-044.D01 




M-041.U0 

Nachrüstsatz m. ungeregeltem 

Piezoantrieb für M-041 

Präzisionskipptische 

M-041.US 

Nachrüstsatz m. geregeltem 



M-042.U0 




M-042.US 




M-043.U0 




M-043.US 




M-044.U0 




M-044.US 






www.pi.de



4-72 


M-041.00 

Abmessungen in mm, PI Normraster s. S. 4-91 

M-042.00 


M-042.00 Kipptisch mit optionalen Piezoantrieben 

M-041.D01 


M-042.D01 mit optionalen Piezoantrieben. 


Definition von Belastung und Drehmoment bei 

M-041, M-042, M-043 und M-044 Kipptischen.

M-043.00 


M-044.00 



M-043.D01 


M-044.D01 mit 

optionalem Piezoantrieb. Abmessungen in mm, 

PI Normraster s. S. 4-91 


Modell M-041.00 M-042.00 M-043.00 M-044.00 M-041.D01 M-042.D01 M-043.D01 M-044.D01 Einheit 

Kippachsen �x �x�y �x �x�y �x �x�y �x �x�y Kippbereich je Achse ±9 ±9 ±7 ±7 ±9 ±9 ±7 ±7 ° 

Feinkippbereich je Achse (Piezo-Option) ±1,2 ±0,6 ±1,4 ±1,4 ±1,2 ±0,6 ±1,4 ±1,4 mrad 

Rechnerische Auflösung – – – – 0,28 0,28 0,23 0,23 µrad 

Kleinste Schrittweite 80 80 65 65 5 5 5 5 µrad 

Kleinste Schrittweite (Piezo-Option) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 µrad 

Drehwinkel / Linearvorschub 80 80 65 65 80 80 65 65 µrad / µm 

Unidirektionale Wiederholbarkeit – – – – 20 20 15 15 µrad 

Umkehrspiel – – – – 200 200 175 175 µrad 

Max. Geschwindigkeit – – – – 4,5 4,5 3,6 3,6 °/s 

Maximale Belastbarkeit (A) 4 4 5 5 4 4 5 5 kg 

Max. Drehmoment (B, C) 450, 150 450, 150 750, 250 750, 250 450, 150 450, 150 750, 250 750, 250 mNm 

Mikrometerschraube / Motor M-622 M-622 M-624 M-624 M-227.10 M-227.10 M-227.10 M-227.10 

Piezo-Antrieb (optional) P-840.20 / P-840.10 / P-840.30 / P-840.30 / P-840.20 / P-840.10 / P-840.30 / P-840.30 / 

M-04x.U0 / M-04x.US P-841.20 P-841.10 P-841.30 P-841.30 P-841.20 P-841.10 P-841.30 P-841.30 

Masse 0,4 0,6 0,8 1,2 0,5 0,7 0,9 1,5 kg 

Gehäusematerial Al Al Al Al Al Al Al Al 

4-73


Die jeweils aktuelle Revision ist unter www.pi.ws zum Herunterladen verfügbar. R1 10/04/07.0 

Der M-660 Präzisions-Rotationstisch 

verwendet PILine ® Ultraschall-Piezomotoren, 

die über 

einen keramischen Reibring die 


M-660 PILine ® Rotationstisch 

Schnelle Positionierung, besonders flaches Design 






� Metrologie / Messtechnik 


� F&E 

Der M-660 PILine ® Rotationstisch positioniert mit einer Geschwindigkeit 

von bis zu 2 Umdrehungen pro Sekunde. Eine freie Apertur mit 36 mm Ø 

macht ihn flexibel in der Anwendung 

� Unbegrenzter Stellweg 

� Höchstgeschwindigkeit 720 °/s 

� Niedrige Bauhöhe: Nur 14 mm hoch 

� Keramischer Direktantrieb mit Selbsthemmung: 

Energiesparend und positionsstabil in Ruhe 

� Direkte Positionsauswertung mit 34 µrad Auflösung 

� PILine ® Direktantrieb: Nichtmagnetisches und 

vakuumkompatibles Funktionsprinzip 

� Kompakte Kombinationen mit Lineartischen möglich 


bewegte Plattform antreiben. 

Die direkte Ankopplung ermöglicht 

die kompakte Bauform 

und niedrige Bauhöhe des 

Verstellers. Integrierte Rotationsencoder 

für den präzise 

geregelten Betrieb bieten bis zu 

34 µrad Positionsauflösung. Die 

integrierten U-164 PILine ® Linearmotoren 

bieten ein maximales 

Drehmoment bis 0,3 Nm 

unabhängig von der Bewegungsrichtung 

und eine maximale 

geregelte Geschwindigkeit 

bis 720 °/s. Die maximale 

Last beträgt 2 kg. 

Grundsätzlich kann der M-660 

auch mit anderen Abmessun- 

gen oder Spezifikationen angeboten 

werden und ist auf Anfrage 

als Vakuumversion erhältlich. 






sind, bieten einige 

Vorteile gegenüber Verstellern 

mit klassischen Antrieben: 


� Höhere Selbsthemmung 

im Ruhezustand ohne 

Halteströme 


bis 5 g 


bis 500 mm/s bzw. 720 °/s 

� Keine Getriebe, Kupplungen 



� Nichtmagnetisches 

und vakuumtaugliches 


Optimierte Controller 

und Treiberelektroniken 

Zur Unterstützung der Leistungsmerkmale 

geregelter PI- 

Line ® Systeme wird der 

hochspezialisierte C-867 Servocontroller 

(s. S. 4-116) empfohlen, 

der die Treiberelektronik 

bereits enthält. Diese erzeugt 

die notwendigen Ultraschalloszillationen 

für alle PILine ® 

Piezomotoren. 

Der C-867 Controller kompensiert 

über eine kontinuierliche, 

automatische Frequenzanpassung 

die Driften durch Temperatur- 

oder Belastungsänderung. 

Eine dynamische Parameterumschaltung 

optimiert das für 

Piezomotoren typische Einschwing- 

und Bewegungsverhalten. 

Der breitbandige Encodereingang 

unterstützt mit einer 

Grenzfrequenz von 50 MHz die 


M-660.55 

PILine ® Drehtisch, Ø 108 mm, 

360º, 34 µrad Auflösung 


hohen Beschleunigungen und 

Geschwindigkeiten, durch die 

sich PILine ® Antriebe auszeichnen, 

auch bei hohen Auflösungen. 


die Treiberelektronik 

C-185 (s. S. 1-36) die Kontrolle 

der Motorgeschwindigkeit über 

ein analoges ±10 V Signal. 

Treiberelektronik bzw. Controller 

und Mechanik sollten jedoch 

immer zusammen bestellt 

werden, da sie für optimale Performance 

vor der Auslieferung 

aufeinander abgeglichen werden. 

Patentierte Technologie 


Produkte fallen zumindest 

teilweise unter den 





www.pi.de

M-660.55, Abmessungen in mm 



Modell M-660.55 Einheit Toleranz 

Aktive Achsen Theta Z 


Rotationsbereich unbegrenzt ° 

Integrierter Sensor inkrementeller Encoder 

Rechnerische Auflösung 34 µrad typ. 

Kleinste Schrittweite 34 µrad typ. 

Bidirektionale Wiederholgenauigkeit 34 µrad 



720 °/s 

Belastbarkeit / Axialkraft 20 N max. 

Selbsthemmung 0,3 Nm max. 

Max. Drehmoment in / gegen 

Uhrzeigerrichtung (θ Z) 


0,3 Nm max. 

Motortyp 2 x U-164 PILine ® 

Ultraschall-Piezomotor 

Betriebsspannung, Sinus 60 (RMS)* V 

Motorleistung 0,2 W nominal 

Stromaufnahme** 0,3 (2 max.) A 

Referenzschalter 


optisch 


Material Aluminium eloxiert 

Masse 0,4 kg ±5 % 

Kabellänge 1,3 m ±10 mm 

Stecker MDR Stecker, 14-polig 

Empfohlene Controller / Treiber C-867 Controller / Treiber 

* Die Spannungsversorgung des Motors erfolgt über die Treiberelektronik 

** für Treiberelektronik



4-74 


M-116 Mikrodrehtisch 

Kompakt für Mehrachs-Kombinationen mit M-110 Mikroverstellerserie 

� Kompakte Konstruktion 

� Unbegrenzter Stellbereich 

� Encoderauflösung 2,5 µrad 

� Freie Apertur für Durchlichtanwendungen 

� Höchstgeschwindigkeit 20°/s 

� Spielfrei vorgespannter Schneckenantrieb 

� Passt auf M-110 Mikrostelltische 

� Kontaktloser Referenzschalter 

� Bis 10 µrad Wiederholbarkeit 

Die Präzisionstische der Serie 

M-116 sind die kompaktesten 

Rotationstische, die PI anbietet. 

Sie sind mit einem reibungsarmen, 


Schneckenantrieb ausgerüstet 

und besitzen einen kontinuierlichen 

Stellbereich in beide 

Drehrichtungen. 


� F&E 



� Optikpositionierung 



M-116.DG Mikrodrehtisch 

Schrittmotor- und 

Servomotorantriebe 

Ein Präzisionsschritt- oder 

Servomotor treibt die vorgespannte 

Schnecke über ein 

Reduktionsgetriebe an. Beide 

Antriebe sind kostengünstig 

und für den industriellen 

Einsatz z. B. in Testsystemen 

und der Präzisionsfertigung 

geeignet. 

Für die höchsten Genauigkeitsanforderungen 

wird die Version 

M-116.DGH mit einem 

Spezialgetriebe und DC-Motor 

empfohlen, dessen Positionsenkoder 

eine Auflösung von 

0,00018° erreicht. Die maximale 

Geschwindigkeit beträgt 

20°/s. 

Mehrachskombinationen 

Die M-116 Drehtische können 

problemlos mit den M-110, 

M-111 und M-112 Lineartischen 

zu Mehrachskombinationen 

werden. 

zusammengebaut 

Freier Durchgang, 

Linsenadapter 

Der freie Durchgang im Zentrum 

des Drehtellers erleichtert 

den Einsatz des M-116 Tisches 

in vielen Optikanwendungen. 

Der Linsenadapter M-116.AL1 

kann Halbzolloptiken wie z. B. 

Polarisatoren aufnehmen. 

Kontaktloser 

Referenzschalter / Endschalter 

Zum Einsatz in Automatisierungsaufgaben 

sind die 

motorisierten Modelle mit 

einem kontaktlosen Referenzschalter 

ausgerüstet. Optionale 

kontaktlose Endschalter begrenzen 

den Stellbereich zwischen 

0° und 330° ±2°. 

Zum Ablesen der Grobposition 

und zur einfachen Ausrichtung 

sind die Tische mit einem 

Skalenring ausgerüstet. 


M-116.DG 

Mikrodrehtisch, 360°, geregelter 


M-116.DGH 

Mikrodrehtisch, 360°, geregelter 

spielfreier DC-Getriebemotor 

M-116.2SH 

Mikrodrehtisch, 360°, 2-Phasen- 

Schrittmotor mit spielfreiem 

Getriebe 

M-116.AL1 

Linsenhalter für 0,5” Optiken 


Kombination aus M-116 Mikrodrehtisch 

und zwei M-111 Lineartischen 

sowie der Adapterplatte M-110.01 

zur Montage des M-111 auf 

Honeycombtischen 

Abmessungen des M-116.AL1 Linsenadapters für 0,5” Optiken wie z. B. Polarisatoren. 

Bemaßungen in mm


M-116 Abmessungen, in mm 


Modell M-116.DG M-116.DGH M-116.2SH Einheit 

Aktive Achsen Rotation Rotation Rotation 


Rotationsbereich >360 >360 >360 ° 

Integrierter Sensor Rotationsenkoder Rotationsenkoder – 

Sensorauflösung 2048 2048 – Imp./U 

Rechnerische Auflösung 2,45 (0,00013) 3,16 (0,00018) 16,9* (0,00097) µrad (°) 

Kleinste Schrittweite 50 25 30 µrad 

Umkehrspiel 1000 500 500 µrad 

Unidirektionale 


12 10 10 µrad 



20 20 20 °/s 

Schneckengetriebe-Untersetzung 44:1 44:1 44:1 

Getriebeuntersetzung 28,444:1 22,0335:1 22,0335:1 

Motorauflösung – – 384* Schritte/U 

Belastbarkeit/Axialkraft ±15 ±15 15 N 

Max. Drehmoment (�X, �Y) ±1,5 ±1,5 ±1,5 Nm 

Max. Drehmoment 

in Uhrzeigerrichtung (�Z) 0,4 0,4 0,4 Nm 

Max. Drehmoment 

gegen Uhrzeigerrichtung (�Z) Antriebseigenschaften 

0,8 0,8 0,8 Nm 

Motortyp DC-Getriebemotor DC-Getriebemotor 2-Phasen-Schrittmotor* 

Betriebsspannung 0 bis ±12 0 bis ±12 24 V 

Motorleistung 1,75 1,75 W 



optisch optisch optisch 

Betriebstemperaturbereich -20 bis +65 -20 bis +65 -20 bis +65 °C 

Material Aluminium Aluminium Aluminium 

Masse 0,4 0,4 0,4 kg 

Empfohlene Controller/Treiber C-863 (einachsig) C-863 (einachsig) (S. 4-114) C-863 (einachsig) 

C-843 PCI-Karte C-843 PCI-Karte (S. 4-120) (S. 4-112) 



4-75



Die Präzisionsdrehtische der 

Serie M-06x werden in drei 

Durchmessern angeboten: 

60 mm, 100 mm und 120 mm. 

Sie sind mit hochpräzisen, 

spielfrei vorgespannten Schneckenantrieben 

ausgerüstet und 

besitzen einen kontinuierlichen 

Stellbereich in beiden Drehrichtungen. 


Servoantriebe 

Neben der manuellen Ausführung 

sind ein Schrittmotor- 

4-76 


M-060 · M-061 · M-062 Präzisionsdrehtisch 

Unbegrenzt im Stellbereich 


� F&E 






M-060.PD, M-061.PD und M-062.PD 

Rotationstische, von vorne nach hinten 


� Sehr hohe Auflösung 



� ActiveDrive DC-Motor, Schrittmotor oder manueller Antrieb 

� Richtungserkennender Referenzschalter 

antrieb, ein DC-Getriebemotor 

und ein DC-Direktantrieb verfügbar. 

Der DC-Getriebemotor 

erreicht die höchste Auflösung, 

der DC-Direktantrieb die höchste 

Geschwindigkeit. 

M-06x.PD mit ActiveDrive 

Die Topmodelle M-06x.PD sind 

mit dem hocheffizienten Active 

Drive Direktantrieb ausgerüstet. 

Beim ActiveDrive- 

System ist ein leistungsfähiger 

PWM-Servoverstärker im Motorgehäuse 

integriert. Dieses 














Präzisionsdrehtisch, 360° 

M-06 . 

0=Ø60mm 

1=Ø 100 mm 

2=Ø 120 mm 




sind 

M-06x.DG mit spielfreien 

DC-Getriebemotoren 

Die Modelle M-06x.DG sind mit 


ausgerüstet, dessen 

Positionsencoder eine Auflösung 

von 0,00012° erreicht. 

M-06x.2S Schrittmotorantrieb 

Die Modellvariante M-06x.2S 

verfügt über einen wirtschaftlichen 

2-Phasen-Schrittmotor, 

der extrem vibrationsarm läuft. 

Im Mikroschrittbetrieb erreicht 

er eine Auflösung bis zu 

6400 Schritten/Umdrehung. 

PD = ActiveDrive 

DC-Motor 

DG = geregelter 


2S = 2-Phasen-Schrittmotor 

M0 = manueller Antrieb 

Kontaktloser 

Referenzschalter/Endschalter 

Zum Einsatz in Automatisierungsaufgaben 

sind die motorisierten 

Modelle mit einem 

kontaktlosen Referenzschalter 

ausgerüstet. Optionale kontaktlose 

Endschalter begrenzen 

den Stellbereich zwischen 0° 

und 268° ±2°. 




Skalenring mit 2°-Teilung ausgerüstet. 

Die manuellen Ausführungen 

zeigen die Position 

mit 0,1°-Markierungen auf der 

Antriebswelle an. 

M-060.MO, 

M-061.MO, 

M-062.MO 

Drehtische mit 

manuellem Antrieb, 

Abmessungen in mm



Modell M-060.M0 / M-060.PD / M-060.DG / M-060.2S / Einheit 

M-061.M0 / M-061.PD / M-061.DG / M-061.2S / 

M-062.M0 M-062.PD M-062.DG M-062.2S 

Aktive Achsen Rotation Rotation Rotation Rotation 

Motorisierte M-060, M-061, M-062 Drehtische, 

Abmessungen in mm 


Rotationsbereich >360 >360 >360 >360 ° 

Integrierter Sensor – Rotationsencoder Rotationsencoder 

Sensorauflösung – 4000 2000 Imp./U 

Rechnerische Auflösung – 32 (0,0018)/ 2,1 (0,00012)/ 19,7 (0,0011)/ µrad (°) 

17,5 (0,001)/ 1,2 (6,9 x 10-5 )/ 10,9 (0,00063)/ 

15 (0,0008) 0,96 (5,5 x 10-5 ) 8,9 (0,00051)* 

Kleinste Schrittweite – 32 / 17,5 / 15 6,3 / 6 / 5 40 / 20 / 18* µrad 

Umkehrspiel – 200 / 200 / 240 200 / 200 / 240 200 / 200 / 240 µrad 

Unidirektionale Wiederholgenauigkeit – 50 / 50 / 60 50 / 50 / 60 50 / 50 / 60 µrad 



– 90 16 /9/7,3 36/20/16 °/s 

Schneckengetriebe-Untersetzung 50:1 / 90 :1/110:1 50:1 / 90 :1/110:1 50:1 / 90 :1/110:1 50:1 / 90 :1/110:1 

Getriebeuntersetzung – – (28/12) 4 :1 ≈ 29,6:1 – 

Motorauflösung – – – 6400* Schritte/U 

Belastbarkeit/Axialkraft ±500 / ±550 / ±650 ±500 / ±550 / ±650 ±500 / ±550 / ±650 ±500 / ±550 / ±650 N 

Max. Drehmoment �X, �Y ±6/±6/±7 ±6/±6/±7 ±6/±6/±7 ±6/±6/±7 Nm 

Max. Drehmoment �Z Antriebseigenschaften 

±4/±6/±8 ±4/±6/±8 ±4/±6/±8 ±4/±6/±8 Nm 

Motortyp – DC-Motor, ActiveDrive DC-Getriebemotor 2-Phasen-Schrittmotor** 

Betriebsspannung – 24 (PWM) 12 differenziell 24 V 

Motorleistung – 30 3 – 





Material Aluminium Aluminium Aluminium Aluminium 

Masse 0,42 / 1,36 / 2,24 0,94 / 1,88 / 2,76 0,94 / 1,88 / 2,76 0,96 / 1,9 / 2,78 kg 

Empfohlene Controller/Treiber C-863 (einachsig) C-863 (einachsig, S. 4-114) C-663 (einachsig, S. 4-112) 

C-843 PCI-Karte C-843 PCI-Karte (S. 4-120) 

*Mit C-663 Schrittmotorcontroller 


**2-Phasen Schrittmotor, 24 V Chopper-Spannung, max 0,8 A/Phase; 400 Vollschritte/U 

Index 

4-77




Serie M-038 sind mit hochpräzisen, 


Schneckenantrieben ausgerüstet 

und besitzen einen kontinuierlichen 

Stellbereich in beide 

Drehrichtungen. Der Einsatz 

doppelter Kugellager ermöglicht 

hohe Belastbarkeit, Spielfreiheit 

und hervorragende Ablaufgenauigkeit. 

Die neuen 

M-038.xx1 Versionen zeichnen 

sich gegenüber den bisherigen 

4-80 


M-038 Präzisionsdrehtisch 

Unbegrenzter Stellbereich auch für vakuumkompatible Versionen 

Sonderausführungen des M-038 Tisches auf 

der Koordinatenmessmaschine 

M-038.PD1 Drehtisch 

� Sehr hohe Auflösung 




� ActiveDrive DC-Motor, Schrittmotor oder manueller Antrieb 

� Freie Apertur Ø 40,2 mm 

� Vakuumkompatible Versionen erhältlich 

Varianten durch einen größeren 

zentralen Durchgang und 

einen leistungsfähigeren Schneckenantrieb 

aus. 

Das hohe Untersetzungsverhältnis 

von 176:1 erlaubt eine 

außergewöhnlich gute Positionsauflösung 

des Drehtellers. 


Servoantriebe 

Neben der manuellen Ausführung 

sind verschiedene Servomotor- 

und Schrittmotorantriebe 

verfügbar. 

Die Version M-038.DG1 ist mit 




ausgerüstet. Diese 

ermöglichen eine kleinste 

Schrittweite von 3,5 µrad bei 

einer rechnerischen Auflösung 

von 0,6 µrad. 

Das Modell M-038.2S1 verfügt 





eine Auflösung bis zu 5,45 µrad 

bei einer kleinsten Schrittweite 

von 21 µm. 

ActiveDrive 

Das Topmodell M-038.PD1 

erreicht Geschwindigkeiten bis 

zu 90°/s und ist mit einem 

besonders reibarmen Schneckenantrieb 

sowie dem hocheffizienten 


ausgerüstet. Beim 

ActiveDrive-System ist ein 

leistungsfähiger PWM-Servoverstärker 

im Motorgehäuse 

integriert. Dieses Antriebskonzept 














sind 





M-038.001 

Präzisionsdrehtisch, Ø 100 mm, 

360°, manueller Antrieb 

M-038.DG1 


360°, geregelter DC-Getriebemotor 

M-038.VG1 


360°, geregelter DC-Getriebemotor, 

vakuumkompatibel bis 10 -6 hPa 

M-038.PD1 


360°, ActiveDrive DC-Motor 

(inkl. 24 V Netzteil) 

M-038.VP1 


360°, ActiveDrive DC-Motor 

(inkl. 24 V Netzteil), vakuumkompatibel 

bis 10 -6 hPa 

M-038.2S1 


360°, 2-Phasen-Schrittmotor 


Skalenring mit 2° Teilung ausgerüstet. 

Jeder M-038 Tisch 

wird vor der Auslieferung getestet 

und „eingefahren“, 

damit die höchste mechanische 

Präzision gewährleistet 

ist. 

Hinweise 


Zubehör auf Seite 4-90 ff. 

M-038.001, Abmessungen in mm

Motorisierte Varianten des M-038, Abmessungen in mm. D-Sub Stecker 15-pin, 3 m Kabel 



Sonderausführung eines M-038 

mit gefaltetem Antrieb 

Modell M-038.001 M-038.DG1 M-038.PD1 M-038.2S1 Einheit 

Aktive Achsen Rotation Rotation Rotation Rotation 


Rotationsbereich >360 >360 >360 >360 ° 

Integrierter Sensor – Rotationsencoder Rotationsencoder – 

Sensorauflösung – 2000 4000 – Schritte/U 

Rechnerische Auflösung – 0,60 (35 x 10-6 ) 8,95 (0,0005) 5,58* (0,00032) µrad (°) 

Kleinste Schrittweite – 3,5 27 21 µrad 

Umkehrspiel – 200 200 200 µrad 



– 20 20 20 µrad 

Taumelfehler




Serie M-035 sind mit einem 

Tangentialantrieb ausgerüstet 

und zeichnen sich durch exzellente 

Wiederholbarkeit, hohe 

Auflösung und hervorragende 

Ablaufgenauigkeit aus. Der 

Einsatz doppelter Kugellager 

ermöglicht hohe Belastbarkeit 

und Spielfreiheit. Sowohl die 

Plattform als auch der 

Skalenring mit 2°-Teilung sind 

unabhängig voneinander über 

360° verstellbar und arretierbar. 

Große Auswahl an Antrieben 

Insgesamt sechs Antriebsvarianten 

sind verfügbar. Dabei 

werden piezoelektrische Feinantriebe 

(geregelt oder ungeregelt) 

mit einer manuellen 

oder motorisierten Mikrometerschraube 

kombiniert. 

Manueller Antrieb 

Die Grundausführung M-035.50 

besitzt eine Mikrometerschraube, 

deren Spindel über 

4-82 


M-035 Kompakter Präzisionsdrehtisch 

Nanometergenau durch optionalen Piezoantrieb 

M-035.P0 Drehtisch mit Piezoantrieb 

� Sub-Mikroradian-Auflösung 

� 360° Justierbereich, bis zu 19° Feinbereich,



M-035.50 Abmessungen in mm M-035.PS, M-035.P0. Abmessungen in mm 


Grobstellbereich 360 360 360 360 360 360 ° 

Stellbereich (Mikrometerantrieb) 19 19 19 12,5 12,5 12,5 ° 

Stellbereich (Piezoantrieb) – 1.040 1.040 – 1.040 1.040 µrad 

Kleinste Schrittweite (Piezoantrieb) –

Positions-Steuerungen 



www.pi.de



4-110 


Modellübersicht: Positionssteuerungen 

Für DC-Servo und Schrittmotoren, Piezomotoren und Hybridsysteme 

PI bietet eine breite Auswahl an 

Steuerungen von Präzisions- 

Mikropositioniersystemen: Für 

klassische Schrittmotoren, kera- 

mische Linearmotoren und hybride 

Antriebe, die klassische 

Motortechnologie mit Piezoaktoren 

kombinieren, bis hin zur 

Handhabung von komplexen 

6-Achsen-Bewegungen der parallelkinematischen 

Hexapoden. 

Standard-Automatisierungscon- 

troller steuern bis zu 18 Achsen, 

in kundenspezifischen Steuerungen 

wurden bereits für bis zu 

273 Achsen verwirklicht. 

Modelle Beschreibung Achsen Geeignete Motortypen PC Interfaces Seite 

C-184 Treiberelektronik für PILine ® Ultraschall-Piezolinearmotoren 1 PILine ® Ultraschall- – 1-36 

C-185 Piezomotoren 

C-663 Mercury Step Schrittmotorsteuerung, kompakt, vernetzbar, preisgünstig 1, bis 16** 2-Phasen-Schrittmotor RS-232, USB 4-112 

C-863 Mercury Servocontroller, kompakt, vernetzbar, preisgünstig 1, bis 16** DC-Servomotor USB, RS-232 4-114 

C-843 PCI-Motorsteuerkarte mit integrierten Servoverstärkern, PWM-Ausgänge 2, 4 DC-Servomotor, Tauchspulantrieb 

(Voice-Coil) 

PCI Bus 4-120 

C-848 DC-Motorsteuerung für 2 / 4 Achsen, 19 Zoll-Rack, integrierte Servoverstärker, 

PWM-Ausgänge 

2, 4 DC-Servomotor RS-232, TCP/IP 4-122 

C-880 Automatisierungs-Controller, große Auswahl an Zubehör: 4 - 18 DC-Servomotor, Piezoantrieb, RS-232, TCP/IP 4-124 

I/O-Karten, Photometer, manuelle Bedieneinheit Tauchspulantrieb (Voice-Coil) 

C-702 Hybrid-Controller für simultane Ansteuerung von geregeltem 2 DC-Servomotor (PWM) mit TCP/IP, RS-232, 4-118 

DC-Servomotor und Piezoaktor integriertem Piezoantrieb VGA, Keyboard 

C-867 Controller für positionsgeregelte PILine ® Hochgeschwindigkeits- 1 bis 16** PILine ® Ultraschall- USB, RS-232 4-116 

Piezomotoren, vernetzbar Piezomotor 

E-861 Controller für NEXACT ® Piezoschreitantriebe und Positioniersysteme, vernetzbar 1 bis 16** NEXACT ® Piezoschreit- USB, RS-232 1-20 

antriebe 

**vernetzbar, über eine einzige Schnittstelle kommandierbar 

C-184, C-185 PILine ® 

Treiberelektronik 

C-663 Schrittmotorcontroller, 

C-863 Servomotor-Controller 

C-702 Hybrid-Controller C-867 Controller für 

Ultraschall-Piezomotoren 

Steuerungen für Piezo Nanopositioniersysteme s. S. 2-99 ff 

Zubehör s. S. 4-126 

C-843 PCI- Motorsteuerkarte C-848 DC-Motorsteuerung C-880 Automatisierungs- 

Controller 

E-861 Controller für NEXACT ® 

Piezoschreitantriebe 

Hexapod Controller für parallelkinematische6-Achsensysteme; 

RS-232, TCP/IP, 

IEEE 488; optionales Display & 

Keyboard; s. S. 4-3 ff

Motorsteuerungen von PI 

� Auswahl verschiedener Steuerungskonzepte 

� Schrittmotorsteuerungen 

� DC-Motorsteuerungen 

� Steuerungen für Hybridantriebe mit klassischen 

DC-Servomotoren und Piezoaktoren 

� Voice-Coil-Steuerungen 

� Steuerungen für keramische Ultraschall-Piezoantriebe 

� Steuerungen für PiezoWalk ® Piezoschreitantriebe 

(s. S. 1-3 ff) 

� Hexapod-Steuerungen mit sechs Freiheitsgraden 

� Automatisierungs-Controller 

� Sondersteuerungen für bis zu 273 Kanäle 


Motorsteuerungen für Mikropositioniersysteme 

PI bietet eine Reihe von Motorund 

Ablaufsteuerungen für Präzisionsstellsysteme 

an. Kompakte 

Einachscontroller für Servo-, 

Schritt- und Piezomotoren 

sind ebenso erhältlich wie Steuerungen 

für komplexe Hexapod-Parallelkinematiken 

mit 

sechs Freiheitsgraden. Sondersysteme 

umfassen z. B. Controller 

für bis zu 273 Achsen. PI 

bietet auch innovative Hybrid- 

Controller an, die hochdynamisch 

Motor- und Piezoauslenkung 

über einen gemeinsamen 

Regelkreis steuern. 

Kundenspezifische Motorsteuerkarte für 8 Achsen (rechts) und Miniatur-Einachscontroller (links) 

Positions- und Ablaufsteuerung: 


von PI 

Die hier gezeigten Motorsteuerungen 

sind speziell auf Mikrostellsysteme 

von PI abgestimmt. 

Mit diesen Mechaniken 

und der umfangreichen Software 

arbeiten sie im Plug-and- 

Play-Betrieb, alle notwendigen 

Kabel sind im System bereits 

enthalten. Einige Controller bieten 

die Möglichkeit der Vernetzung 

von bis zu 16 Achsen und 

mehr für einfache Skalierbarkeit. 

Neben den Standardsys- 

temen stehen Sondersysteme 

für mehrere Hundert Achsen zur 

Verfügung. 

Integrierte Treiber 

Alle Motorsteuerungen von PI 

sind mit integrierten Servoverstärkern 

bzw. Treibern ausgerüstet, 

um den Systemaufbau 

zu erleichtern und die Kosten zu 

reduzieren. Die DC-Motorsteuerungen 

bieten darüber hinaus 

PWM-Ausgänge, um externe 

Verstärker oder die integrierten 

ActiveDrive Verstärker der 

direkt getriebenen Stelltische 

von PI (z. B. M-511.PD) zu bedienen. 

Für die Automatisierung 

wurde das PIMotion&Vision 

System entwickelt, das eine 

große Anzahl von Treibern 

zur kontinuierlichen Bildverarbeitung 

bietet. Bis zu 

80 Achsen, Schaltfunktionen 

und optische 

Signale von Photometern 

können eingebunden 

werden. Die Softwarefunktionen 

unterstützen 

Autofokus, Kantenausrichtung 

oder Abstandsmessungen 

im Mikrometerbereich, 

bis hin zu komplexen 

Justageroutinen in sechs 

Freiheitsgraden 

4-111




C-663 Mercury Schrittmotor Positionssteuerung 

1-Achsen-Schrittmotor-Controller – kompakt und vernetzbar 

Die Mercury TM Step Schrittmotorsteuerung 

von PI ist eine 

preisgünstige und einfach zu 

integrierende Einachsensteuerung 

für 2-Phasen-Schrittmotoren. 

Sie zeichnet sich aus 

durch einen sehr günstigen 

Preis bei hoher Flexibilität und 

Leistungsfähigkeit für Aufgaben 

wie Automatisierung 


� Flexible Automatisierung 

� Handling 



� Photonikanwendungen 


C-663 Mercury TM Step Schrittmotorsteuerung 

für besonders kostengünstige Positionierlösungen 

� Flexibel und preisgünstig 

� Stand-Alone-Betrieb 

� Daisy-Chain-Vernetzbarkeit für Mehrachsenbetrieb 

� Vernetzbar und kompatibel mit Mercury TM DC-Motorcontroller 

� Joystick für manuelle Bedienung 

� Nichtflüchtiger Makrospeicher 

� Parameteränderung im Betrieb 

4-112 

und Handling. Durch die 

schnelle Vernetzbarkeit ist 

der C-663 ideal für den Betrieb 

von Ein- und Mehrachsen- 

Mikropositioniersystemen geeignet. 

Der C-663 ergänzt den 

erfolgreichen C-863 Mercury TM 

DC-Motorcontroller. 

Die 16-fache Interpolation im 

Mikroschrittbetrieb (6400 Schritte/U 

mit Schrittmotoren von PI) 

sorgt für einen vibrationsarmen 

Motorlauf bei guter 

Positionsauflösung. 

Mehrachsenbetrieb von 

DC- und Schrittmotoren 

Der MercuryTM Step Schrittmotorcontroller 

hat eine 

gemeinsame Programmiersprache 

mit dem bewährten 

Mercury TM DC-Motorcontroller. 

Bis zu 16 Mercury TM (für DCund 

Schrittmotoren) können 

vernetzt und über denselben 

Computer betrieben werden. 

Mercury TM Netzwerke sind flexibel 

und auch zu einem späteren 

Zeitpunkt erweiterbar. 

Flexible Automatisierung 

Der C-663 unterstützt Aufgaben 

bei Automatisierung und 

Handling durch eine Reihe von 

Merkmalen. Mit der leicht 

verständlichen Programmiersprache 

können Makros und 

zusammengesetzte Befehle im 

nichtflüchtigen Speicher gespeichert 

werden. 

Zur leichten Synchronisation 

von Bewegungsabläufen mit 

internen oder externen Ereignissen 

dienen jeweils vier I/O- 

Leitungen. Als manuelle Bedienhilfe 

kann ein Joystick 

angeschlossen werden. 

Ein programmierbares „Autostart“ 

Makro ermöglicht den 

Stand-Alone-Betrieb: Auch 

ohne externe Kommunikation 

erfolgt die automatische Ausführung 

interner Befehlsabläufe 

beim Einschalten. 

Benutzerfreundlich: 

Umfangreiche Software und 

zwei Schnittstellen 

Der MercuryTM Step hat eine 

USB-Schnittstelle zum bequemen 

Datenaustausch mit Laptop 

oder PC. Alternativ erleichtert 

eine RS-232 Schnittstelle 

die Einbindung in industrielle 

Anwendungen. 

Die mitgelieferte Software 

ermöglicht den gleichzeitigen 

Betrieb mehrerer Controller. 

LabVIEW TM -Treiber und Windows 

DLLs erleichtern Programmierern 

die Einbindung 

des Systems in eigene Anwendungen. 

Der Mercury TM Step ist 


C-663.10 

Mercury Step Schrittmotor 

Controller, 1 Kanal, mit 

Weitbereichsnetzteil (24 V) 

C-819.20 

Analoger Joystick für Mercury 

Controller, 2 Achsen 

C-819.20Y 

Y-Kabel für 2 Controller 

an C-819.20 

C-170.IO 

I/O-Kabel, 2 m, offene Enden 

C-170.PB 

Pushbutton Box mit 4 Tasten und 

4 LEDs 

auch mit dem Befehlssatz des 

PI-General Command Set 

(GCS) über eine DLL ansteuerbar. 

Mit GCS können unterschiedliche 

PI Controller wie 

Piezosteuerungen und Servocontroller 

mit minimalem 

Programmieraufwand vernetzt 

werden. 

Lieferumfang 

Jeder MercuryTM Step wird mit 

Weitbereichsnetzteil, RS-232 

Kabel, USB-Kabel, Daisy-Chain 

Netzwerkkabel und umfangreicher 

Software ausgeliefert.


Mercury TM Step Controller mit M-403.62S Präzisions-Linearversteller 

Modell C-663.10 

Funktion Schrittmotorsteuerung, „Stand-Alone“-Betrieb 

Antriebsarten 2-Phasen-Schrittmotor 

Kanäle 1 


Bewegung und Regler 

Trajektorienprofile Trapez, Punkt-zu-Punkt 

Mikroschrittauflösung 1/16 Vollschritt 

Endschalter 2 x TTL, programmierbar 

Referenzschalter 1 x TTL, programmierbar 

Motorbremse 

Elektrische Eigenschaften 

1 x TTL, programmierbar 

Betriebsspannung 15 bis 30 V 

Strombegrenzung/Motorphase 

Schnittstellen und Bedienung 

1000 mA 

Schnittstelle/Kommunikation USB, RS-232 (Busarchitektur) 

Motoranschluss Sub-D 15 (w) 

Controllernetzwerk Bis zu 16 Einheiten* an einer Schnittstelle 

I/O-Leitungen 4 analoge/digitale Eingänge, 4 digitale Ausgänge 

Befehlssatz MercuryTM Command Set, GCS 

Bedienersoftware MMC Run, PIMikroMove ® 

Softwaretreiber GCS (PI General Command Set)-DLL, LabVIEW-Treiber, native MercuryTM DLL 

Unterstützte Funktionen Start-Up Makro 

Manuelle Bedienhilfe 

Umgebung 

Joystick, Y-Kabel für 2-D-Bewegungen, Pushbutton Box 

Betriebstemperaturbereich 0 bis 50 °C 

Masse 0,3 kg 

Abmessungen 130 x 76 x 40 mm3 *16 Einheiten mit USB; mit RS-232 Ausgang 6 Einheiten 


www.pi.de



Die Mercury DC-Motorsteuerung 

der neuesten 

Generation ist noch leistungsfähiger 

und vielseitiger als 

ihre Vorgänger. Sie verfügt 

über eine zusätzliche USB- 

Schnittstelle zum bequemen 

Datenaustausch mit Laptop 

oder PC. Alternativ ermöglicht 

eine RS-232 Schnittstelle die 

Einbindung in industrielle 


C-863 MercuryPositionssteuerung 

1-Achsen-DC-Servomotor-Controller – kompakt und vernetzbar 

� Flexibel und preisgünstig 

� Servocontroller für DC-Motoren bis 30 W 

� Hochgeschwindgkeits-Encodereingang bis 20 MHz 

� Makroprogrammierbar für Stand-Alone-Betrieb 

� Daisy-Chain-Vernetzbarkeit für bis zu 16 Achsen 

� Nichtflüchtiger EEPROM für Makros und Parameter 

� Digitale Ein-/Ausgänge (TTL) 

� Steuersignal für Motorbremse 

� Schnittstellen: RS-232 und USB 

� Optionaler Joystick für manuelle Bedienung 

� Kompatibel mit allen PI Mikropositionierern 




� Photonik / Integrierte Optik 



4-114 

Der C-863 Mercury DC-Motor Controller bietet neben USB- und RS-232-Schnittstelle 

auch einen Eingang für inkrementelle Encoder mit bis zu 20 MHz Bandbreite 

Anwendungen. Durch den 

kompakten Aufbau und die 

integrierte Endstufe ist er ideal 

für den Betrieb von leistungsfähigen, 

preisgünstigen Mikropositioniersystemen 

geeignet. 

Flexible Automatisierung 

Mercury Systeme unterstützen 

Aufgaben bei Automatisierung 

und Handling 

durch eine Reihe von Merkmalen. 

So können beispielsweise 

Makros und zusammengesetzte 

Befehle im nichtflüchtigen 

Speicher abgelegt 

werden. 

Ein programmierbares „Autostart“ 

Makro ermöglicht den 

Stand-Alone-Betrieb ohne 

externe Kommunikation. Beim 

Einschalten erfolgt die automa- 

tische Ausführung interner 

Befehlsabläufe. 

Zur leichten Synchronisation 

von Bewegungsabläufen mit 

internen oder externen Ereignissen 

dienen jeweils vier 

I/O-Leitungen. 

Mehrachsenbetrieb von 

DC- und Schrittmotoren 

Bis zu 16 Mercury (für DC und 

Schrittmotoren) können vernetzt 

und über dieselbe 

Schnittstelle betrieben werden. 

Mercury Netzwerke sind flexibel 

und auch zu einem 

späteren Zeitpunkt erweiterbar. 

Leicht verständliche 

Programmierung 

Alle Servo- und Schrittmotorcontroller 

der Mercury Familie 

sind mit dem Befehlssatz des 

PI-General Command Set 

(GCS) ansteuerbar. GCS 

ermöglicht den gemeinsamen 

Betrieb unterschiedlicher PI 

Controller wie Piezosteuerungen 

und Motorcontroller 

mit minimalem Programmieraufwand. 

Zusätzlich kann der 

C-863 auch mit dem nativen 

Kommandosatz angesteuert 

werden, der für frühere 

Mercury Controller entwickelt 

wurde. 

Preiswerter durch 

integrierte Endstufen und 

PWM-Ausgänge 

Alle von PI angebotenen 

Mikrostellsysteme mit DC- 

Motoren können ohne Zusatzverstärker 

betrieben werden, 

wodurch sich die Systemkosten 

und der Verkabelungsaufwand 

verringern. Leistungsausgänge 

und PWM-Steuerleitungen 

mit TTL-Pegeln 

stehen parallel auf dem 

Motorstecker zur Verfügung. 

Die integrierte Endstufe versorgt 

Systeme mit Getriebemotoren 

direkt mit Leistung. 

Die PWM-Steuerausgänge 

erlauben den Betrieb schneller 

Stelltische mit integrierten 

ActiveDrive Bestellinformation 

C-863.10 

Mercury 

Verstärkern. 

DC-Motor Controller, 

1 Kanal, mit Weitbereichsnetzteil 

C-819.20 

Analoger Joystick für 

Mercury Controller, 

für 2 Achsen 

C-819.20Y 

Y-Kabel für 2 Controller an 

C-819.20 

C-170.PB 

I/O-Kabel, 2m, offene Enden 

C-170.PB 

Pushbutton Box mit 4 Tasten und 

4 LED´s 

Lieferumfang 

Jeder Controller wird mit 

einem Weitbereichsnetzteil, 

einem RS-232 Kabel, einem 

Daisy-Chain Netzwerkkabel 

und umfangreicher Software 

ausgeliefert.

C-863 Abmessungen in mm 



Funktion DC-Motorsteuerung, servogeregelt, 1 Kanal 



Reglertyp P-I-D-Regler, Parameteränderung im Betrieb 

Trajektorienprofile Trapez, Punkt-zu-Punkt 

Encodereingang A/B Quadratur TTL-Pegel, einseitig geerdet oder differenziell gem. RS-422; 20 MHz 

Blockiererkennung Automatischer Motorstopp bei Überschreitung eines programmierbaren 

Positionsfehlers 

Eingang Endschalter 2 x TTL (Pull-Up/Pull-Down, programmierbar) 

Eingang Referenzschalter 1 x TTL 

Motorbremse 


1 x TTL, per Software schaltbar 

Ausgangsleistung max. 30 Watt (PWM) 

Ausgangsspannung 0 bis 15 V 

Stromaufnahme 


80 mA + Motorstrom (max. 3 A) 

Schnittstelle / Kommunikation USB, RS-232 (9-pol. [m] D-Sub) 

Motoranschluss D-Sub Stecker 15-pol (f) 

Controllernetzwerk Bis zu 16 Einheiten an einer Schnittstelle 

I/O Leitungen 4 analoge/digitale Eingänge, 4 digitale Ausgänge (TTL) 

Befehlssatz Mercury Command Set, GCS (über DLL) 

Bedienersoftware PIMikroMove ® , MMCRun 

Softwaretreiber GCS (PI General Command Set)-DLL, LabVIEW Treiber, native Mercury DLL 

Besondere Funktionen Start-Up Makro; interne Sicherheitsschaltung: Watchdog Timer 

Manuelle Bedienhilfen (optional) 

Umgebung 

Pushbutton Box, Joystick (für 2 Achsen), Y-Kabel für 2-D-Bewegungen 

Betriebsspannung 15 bis 30 V 

im Lieferumfang: Externes Netzteil 15 V / 2 A 

Betriebstemperaturbereich +5 bis +50 °C 

Masse 0,3 kg 


4-115


Die jeweils aktuelle Revision ist unter www.pi.ws zum Herunterladen verfügbar. R1 09/06.0 


C-867 Positionssteuerung für Piezolinearantriebe 

Komplettgerät mit integriertem Treiber für Hochgeschwindigkeits-Ultraschall-Piezomotoren 

� Optimiert für alle PILine ® Ultraschall-Piezolinearmotoren 

U-161 und U-164 im Einzel- oder Doppelantrieb 

� Breitbandige Encodereingänge ermöglichen hohe 

Geschwindigkeit und Auflösung 

� PID-Regelung mit dynamischer Parameterumschaltung 

� Integrierter Piezomotor-Leistungstreiber 

mit Frequenzregelung 

� USB, RS-232 und analoge Schnittstellen (z.B. für Joystick) 

� 4 + 4 programmierbare TTL-Ein/Ausgänge 

für flexible Automatisierung 

� Datenrekorder 

� Daisy-Chain Vernetzbarkeit für bis zu 16 Achsen 

� Leistungsfähige Makroprogrammiersprache, 

u.a. für Stand-Alone-Betrieb 

� Umfangreicher Softwaresupport, LabVIEW, DLL, ... 

Der C-867 Controller wurde 

speziell für geregelte Positioniersysteme 

mit PILine ® Piezo- 








C-867 Piezomotor Controller und äußerst 

flacher M-692 Positionierer mit integriertem 

keramischen PILine ® Linearantrieb 

linearmotor-Antriebenentwickelt. In das kompakte Gehäuse 

wurde neben den Komponenten 

zur Regelung und Kommunikation 

auch die Treiberelektronik 

für die piezokeramischen 

Motoren integriert. 

Der Controller kann über einen 

Host-PC angesteuert werden. 

Die Kommunikation erfolgt 

dabei über eine USB oder 

RS-232 Schnittstelle. Alternativ 

zur Computersteuerung kann 

der Controller im autonomen 

Betrieb auch zuvor program- 

mierte Makro-Befehle ausführen 

sowie manuell per Joystick 

oder Pushbutton Box bedient 

werden. 

Hochspezialisierter PID-Regler 

Der C-867 basiert auf einem 

hochspezialisierten DSP (Digital 

Signal Processor), der die PID- 

Positionsregelung der Motoren 

durchführt. Piezolinearmotoren 

besitzen typische Bewegungseigenschaften, 

die ein abgestimmtes 

Regelverhalten erfordern. 

Daher schaltet der 

Controller automatisch zwischen 

Parametern für den 

dynamischen Betrieb und den 

statischen Betrieb um, für ein 

optimiertes Einschwingverhalten 

von wenigen 10 Millisekunden. 


Encodereingang unterstützt 

mit einer Grenzfrequenz von 






Stabile Leistungsmerkmale 

durch Frequenzregelung 

Der integrierte Piezomotortreiber 

unterstützt alle Positioniersysteme 

der Serien M-66x 

bis M-69x mit PILine ® schall-Piezomotoren.Ultra- 

Driften in der mechanischen 

Resonanzfrequenz des Motors, 

die bei Änderungen der Temperatur 

oder Belastung möglich 

sind, werden durch eine 

Frequenzregelung in der Antriebsspannung 

kompensiert. 

Das führt zu einer hohen 

Stabilität in der Kraft, Geschwindigkeit 

und Positionsregelung. 

Software / Programmierung 

Neben den Programmen zur 

Konfiguration, Inbetriebnahme, 

Systemoptimierung und für 


C-867.160 

Piezomotorcontroller / Treiber, 

vernetzbar, für PILine ® Systeme 

Zubehör: 

C-819.20 



C-819.20Y 

Y-Kabel für 2 Controller an C-819.20 

C-170.PB 

Pushbutton Box mit 4 Tasten 

und 4 LEDs 


den Betrieb werden umfangreiche 

LabVIEW Treiber und DLL- 

Bibliotheken mitgeliefert. 

Die Bedienersoftware PIMikro- 

Move ® bietet über das PI- 

TuningTool die Möglichkeit, die 

Systemperformance zu optimieren. 

Grafische Anzeigen 

spiegeln das Systemverhalten 

wider und erleichtern so die 

Einstellungen. 










� Selbsthemmung 

im Ruhezustand / keine 

Halteströme 


bis 5 g 


bis 500 mm/s 





vakuumtaugliches 

Funktionsprinzip

Technische Daten (vorläufig) 


Funktion Controller / Treiber für PILine ® Piezomotoren / Systeme 

Antriebsarten PILine ® Motoren, Einzel- und Doppelantriebe mit U-161 oder U-164 

Kanäle 1 


Reglertyp Programmierbare PID V-ff Filter, Parameteränderung im Betrieb 

Trajektorienprofile Trapez 

Encodereingang A/B differenzielle Signale, 50 x 106 Impulse/s 

Blockiererkennung Motorstopp, Regelung deaktiv, bei Überschreitung eines 

programmierbaren Positionsfehlers 

Endschalter 2 programmierbare TTL-Leitungen 



1 programmierbare TTL-Leitung (aktiv High / Low) 

Ausgangsleistung max. 15 W 

Ausgangsspannung 


max. 200 Vpp 

Schnittstelle / Kommunikation USB, RS-232 

Motoranschluss MDR14 

Controllernetzwerk Bis zu 16 Einheiten an einer Schnittstelle 

I/O Leitungen 4 analoge/digitale Eingänge, 4 digitale Ausgänge auf Mini DIN 9-pol. 

digital: TTL 

analog: 0 bis 5 V 

Befehlssatz PI General Command Set (GCS) 

Bedienersoftware PIMikroMove ® 

Softwaretreiber GCS-DLL, LabVIEW-Treiber 

Unterstützte Funktionen Start-Up Makro, Makro, Datenrecorder zur Aufnahme 

von Betriebsgrößen wie Motorspannung, Geschwindigkeit, 

Position oder Positionsfehler 


Umgebung 

Pushbutton Box, Joystick (für 2 Achsen), Y-Kabel für 2-D-Bewegungen 

Betriebsspannung 24 VDC von externem Netzteil (im Lieferumfang) 

Stromaufnahme 300 mA ohne Motor 

Betriebstemperaturbereich +5 °C bis +40 °C 

Masse 1010 g 




www.pi.de




C-702 Hybridsystem-Positionssteuerung 

Nanometergenaue Positionierung bei hohen Geschwindigkeiten 

� Endstufen und Regler für den gleichzeitigen Betrieb 

von Motor und Piezo 

� Zwei Kanäle 

� Abtastrate 10 kHz 

� Piezoauflösung 24 Bit 

� Schneller serieller Bus für inkrementellen, 

hochauflösenden Sensor 

� Echtzeit-Betriebssystem 

� Schnittstellen: TCP/IP Ethernet, RS-232, VGA, Keyboard 

Der digitale Hybridcontroller 

C-702 bietet eine äußerst leistungsfähige 

Lösung zur Steuerung 

der Nanopositioniersysteme 

M-511.HD (s. S. 4-46) und 

M-714 (s. S. 4-62). Diese basieren 

auf dem innovativen Konzept 

des Hybridantriebes, der 

Motor und Piezoaktorik auf 


Sensor regelt. Das Ergebnis 

ist ein Nanopositioniersystem, 

das hohe Lasten exakt über ein 

Bewegungsprofil über lange 

Strecken von mehreren Millimetern 

bewegt und mit Nanometergenauigkeit 

positioniert. 







4-118 

C-702 Hybrid-Controller 

Leistungsfähige Regelung für 

komplexe Antriebstechnologie 

Das optimierte Zusammenwirken 

von Piezo- und motorisierter 

Aktorik als ein Bewegungssystem 

erfordert sowohl 

eine extrem schnelle Sensorauswertung 

als auch mächtige 

Regelalgorithmen. Daher besitzt 

der 2-Kanal Digitalcontroller 

C-702 für den Betrieb 

von hybriden Systemen einen 

fortschrittlichen Rechnerkern 

mit Echtzeit-Betriebssystem, 

der in der Lage ist die Informationen 

ohne Latenzzeit auszuwerten 

und Berechnungen 

schnellstmöglich durchzuführen. 

Die Piezoendstufe besitzt 

hochauflösende 24-Bit D/A- 

Wandler, die die hohe Positionsauflösung 

der integrierten 

Piezosysteme voll unterstützen. 

Das neue, breitbandige 

SSI-Interface für den optischen 

Linearencoder erlaubt Geschwindigkeiten 

bis zu 300 mm/s 

bei einer Auflösung von 2 nm. 

Externe Sensorsignale, z. B. von 

einem Interferometer, können 

über ein SSI Interface zur 

Regelung verwendet werden 

(spezielle Verkabelung erforderlich). 



Das PI Hybridsystem kombiniert 

Motor und Piezoaktorik zu 

einem einzigen Bewegungssystem. 

Motor und Piezoaktor 

wirken dabei jederzeit zusammen. 

Stick-Slip-Effekte beim 



Im dynamischen Betrieb 

wird eine hohe Konstanz der 

Geschwindigkeit und eine 


C-702.00 

Hochpräziser Hybrid-Controller, 

2 Kanäle 

hohe Bahntreue erreicht. Im 

Positionierbetrieb erfolgt das 

Einschwingen auf die Position 

binnen weniger Millisekunden, 

und kleinste Schritte im 

Bereich der Sensorauflösung 

werden zuverlässig ausgeführt. 

Der hierfür erforderliche Regelalgorithmus 

ist komplex, die 

Positionsinformationen müssen 

bei Geschwindigkeiten von 

100 mm/s und mehr extrem 

schnell übermittelt und verrechnet 

werden. 

Ausgangssignale des Hybrid-Controllers C-702 während einer Positionierung. Motor 

und Piezoaktor werden gleichzeitig angesteuert, wodurch die Vorteile beider Antriebe 

genutzt werden 

10-nm-Schritte mit einem M-714, angesteuert mit einem 

C-702 Digitalcontroller, interferometrisch vermessen


Die Hybrid-Familie: M-714 Z-Versteller, 

M-511 Versteller und C-702 Controller (v. v. i. UZ) 


Funktion Controller für Hybrid-Versteller 

Antriebsarten DC-Motor (PWM) und Piezoaktorik 

Kanäle 2 


Reglertyp PID V-ff Filter, Notchfilter, Hystereseeinstellung (Motorantrieb); 

P-I + Notchfilter (Piezoantrieb) 

Samplerate Regelung 10 kHz 

Trajektorienprofile Trapez, S-Kurve 

Prozessor 32-bit Intel Celeron 

Positionierbereich 32 Bit 

Endschalter 2 Leitungen pro Achse 

Referenzschalter 1 Leitung pro Achse 

Motorbremse 


per Software konfigurierbar 

Betriebsspannung 24 VDC (über M-500.PS Weitbereichsnetzteil*) 

Ausgangsleistung/Kanal PWM: 19,5 kHz, 10 Bit Auflösung 

Piezospannung ±36 V (24 Bit Auflösung) 

Leistungsaufnahme 


< 25 W 

Schnittstelle/Kommunikation TCP/IP, RS-232, VGA, Keyboard 

Motoranschluss D-Sub Stecker 26-pin** 

Encodereingang Serielle SSI Schnittstelle für inkrementellen Encoder 

Controllernetzwerk via TCP/IP 

I/O Leitungen 8 TTL Eingänge, 8 TTL Ausgänge 

Befehlssatz ASCII Format, PI General Command Set 


Softwaretreiber GCS (PI General Command Set)-DLL, LabVIEWTM-Treiber Unterstützte Funktionen 

Umgebung 

Autostart Makro, Makroprogrammierung 

Betriebstemperaturbereich +10 bis +50 °C 

Masse 1,35 kg 


*M-500.PS: Weitbereichnetzteil, 100 bis 250 VAC, 50 bis 60 Hz 

**D-Sub 26 enthält Anschlüsse für Motor, Piezo, Referenz- und Endschalter und Sensor 

Interner Kühlkörper mit sehr leisem Lüfter 


Integrated Sensor 

PI Hybrid 

Motor + Piezo 

Der PI Hybridantrieb kombiniert ein hochauflösendes Piezosystem mit 

motorisiertem Versteller und integriertem Sensor in einem Regelkreis 

4-119



Die neue C-843 PCI-Motorsteuerkarte 

ist ein flexibler Servomotorcontroller 

für Präzisions- 

Positionieranwendungen in Industrie 

und Forschung. 

On-Board Servoverstärker 

Im Gegensatz zu den meisten 

PCI-Controllern verfügt die 

C-843 Karte über integrierte 

Linearservoverstärker für den 

Betrieb von PI-Positioniersystemen 

mit DC-Getriebemotoren. 

Die Ausgänge können individuell 

per Softwarebefehl auch 

in den PWM-Modus (Pulsweitenmodulation) 

umgeschaltet 

werden. Damit lassen sich z.B. 

die schnellen, direktgetriebenen 

PI-Stellsysteme mit integrierten 

ActiveDrive Verstär- 

4-120 


C-843 DC-Servomotor Positionssteuerung 

PCI-Motorsteuerkarte für 2 / 4 Achsen mit integrierten Servoverstärkern 

C-843.41 PCI-Motorsteuerkarte mit M-110.DG Mikrolineartisch, M-235.5DG DC-Mike 

Linearaktuator, M-511.DD Lineartisch mit schnellem Direktantrieb und 

M-501.1DG Hubtisch. Alle hier aufgeführten Systeme können direkt von der C-843 

Karte ohne externe Verstärker betrieben werden. 

� 2- und 4-Achsenausführungen 

� Kostengünstig: Integrierte Servoverstärker 

� PWM-Ausgänge für Hochleistungsmotoren 

� Trapez, S-Kurve, Geschwindigkeitsprofil 

� 32 kSamples RAM für Hochgeschwindigkeits-Buffer Betrieb 

� 16 I/O-Leitungen für flexible Automatisierung 

� Schnelle PCI Kommunikation, 120 µs für einmal Position lesen 

� Umfangreicher Softwaresupport 

� General Command Set (GCS) kompatibel 

kern steuern. In jedem Fall wird 

kein externer Verstärker benötigt, 

was Systemkosten spart 

und den Aufbau vereinfacht. 

Leistungsfähige PID-Regelung 

Die C-843 ist mit einem schnellen 

32-Bit DSP (Digital Signal 

Processor) ausgerüstet, der die 

PID-Positionsregelung aller 

Achsen durchführt. Er ermöglicht 

die Programmierung von 

Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, 

Verzögerung 

usw. individuell für jede Achse, 

wobei alle Parameter zu jedem 

Zeitpunkt geändert werden 

können. Die schnellen Zähler 

können einseitig geerdete und 

differenzielle Enkoder mit einer 

Bandbreite von bis zu 5 MHz 

auslesen. 

I/O-Leitungen für flexible 

Automatisierung 

Neben 3 TTL-Leitungen für 

End- und Referenzschalter und 

einer Motorbremsensteuerleitung 

pro Achse stehen insgesamt 

16 weitere TTL-Eingänge 

und -Ausgänge für flexible 

Automatisierungsaufgaben zur 

Verfügung. 

Hochgeschwindigkeits- 

Buffer Betrieb 

Der integrierte 32 kSample 

Speicher erlaubt das schnelle 

Aufzeichnen und Schreiben 

transienter Daten von bis zu 

vier unabhängigen Systemvariablen, 

wie z. B. Position, 

Geschwindigkeit oder interne 

Registerinhalte. Die Datenaufnahme 

erfolgt zu ganzzahligen 

Vielfachen der Regelzyklus-Frequenz. 

Das ermöglicht die 

Überwachung des Bewegungssystems 

wie auch das Ablegen 

maßgeschneiderter Bahnprofile. 


Die Kommandostruktur des 

umfangreichen Befehlssatzes 

basiert auf dem General Command 

Set (GCS). Dieser Befehlssatz 

wurde von PI entwickelt, 

um den gemeinsamen 

Betrieb unterschiedlicher Geräte 

mit minimalem Programmieraufwand 

zu ermöglichen. 

Er ist auch bei verschiedenen 

Piezocontrollern und bei allen 

neuen PI-Motorsteuerungen 

implementiert. 

Zur Kommunikation mit der 

Karte werden Datenpakete per 

Speicherzugriff übertragen. 

Eine Interrupt-Leitung teilt dem 

PC mit, wenn eine programmierte 

Kondition auftritt, z. B. 

ein Enkoderindex-Impuls. Für 

Systemprogrammierer bietet 

die C-843 auch einen Direktzugriff 

auf den DSP. 

Neben vielen Software-Tools 

wie z. B. LabView Treibern 


C-843.21 

PCI-Motorsteuerkarte mit integrierten 

Servoverstärkern, 2-Achsen 

C-843.41 

PCI-Motorsteuerkarte mit integrierten 

Servoverstärkern, 4-Achsen 

C-843.JS 

Joystick und PCI-Schnittstellenkarte 

für C-843 

und DLL Bibliotheken, ist 

auch das benutzerfreundliche 

PIMikroMove ® im Lieferumfang 

enthalten. Es ermöglicht einen 

einfachen Betrieb der Positioniersysteme 

und enthält Funktionen 

wie das Tuning Tool, eine 

Joystick Ansteuerung, Terminal 

und einen Makro-Editor.

PIMikroMove ® Tabellendarstellung von vier angeschlossenen 

Mikropositionierern mit Bedienelementen und Statusanzeige. 

Das Tuning Tool, das in PIMikroMove ® integriert ist, stellt einen 

geregelten Schritt dar. Verschiedene Steuerelemente ermöglichen 

die Optimierung der PID Parameter und damit des Regelverhaltens. 


Modell C-843 


Funktion PCI-Motorsteuerkarte, 32-Bit, Versorgung über 3,3 V und 5 V PCI-Bus 

Achsen 2 (C-843.21) / 4 (C-843.41) 

Reglertyp Programmierbare 32-Bit-PID V-ff Filter, Parameteränderung im Betrieb 

Profile Trapez, S-Kurve, Geschwindigkeitsprofil 

Ausgangsleistung / Auflösung Analog 6 Watt/Kanal (Versorgung direkt vom PC-Netzteil), 

12-Bit D/A Wandler, 10-Bit Ausgänge für PWM-Treiber, 24,5 kHz 

Strombegrenzung 500 mA per Kanal (kurzschlussfest) 

Enkodereingang A/B TTL-Pegel differenziell gem. RS-422, 5 x 10 6 Impulse/s 

Blockiererkennung Motorstopp, Regelung deaktiv, 

bei Überschreitung eines programmierbaren Positionsfehlers 

Endschalter Je 2 programmierbare TTL-Leitungen pro Achse (aktiv High/Low) 

Referenzschalter Je 1 programmierbare TTL-Leitung pro Achse (aktiv High/Low) 

I/O-Kanäle 8 TTL-Eingänge, 8 TTL-Ausgänge 

Motoranschlüsse 15-pol. (w) Sub-D je Kanal (2 auf der Karte, 2 auf separatem Winkel bei C-843.41) 

Schnittstelle / Kommunikation PCI-Bus 

Befehlssatz PI General Command Set 

4-121



Der C-848 Controller ist eine 

flexible Servomotorsteuerung 

für Präzisionspositionieranwendungen 

in Industrie und 

Forschung. 

Flexibilität, Multiprozessor- 

Architektur 

Der Controller basiert auf einer 

zweifach-Prozessor Struktur, 

die die Flexibilität bietet, die 

heute in präzisen Fertigungsprozessen 

erwartet wird. 

Alle Bewegungssequenzen 

werden von einem speziellen 

Motion-Control Prozessor gesteuert 

und überwacht. Die 

CPU übernimmt die Kommunikation 

mit der Schnittstelle, die 

Verwaltung der schachtelbaren 

Makroprogramme und bedient 

die I/O-Leitungen. Alle gängigen 

Inkrementalmesssysteme, 

wie z. B. Interferometer, Linear- 

4-122 


C-848 DC-Servomotor Positionssteuerung 

DC-Motorsteuerung für 2/4Achsen 

C-848.43 DC-Servomotorsteuerung mit verschiedenen Mikrostellsystemen: 

M-112.2DG Miniaturtranslationstisch; M-232.17 DC-Mike, M-062.DG Rotationstisch 

M-235.5DG Hochleistungslinearaktor. 

� Simultaner Betrieb von bis zu 4 DC-Servomotoren oder 

Tauchspulantrieben 

� Leistungsfähige Makroprogrammiersprache 

� 16 I/O-Leitungen für flexible Automatisierung 

� Elektronische Getriebefunktion 


� RS-232 und optionale TCP/IP-Schnittstelle 

enkoder oder Rotationsenkoder 

mit TTL-Ausgängen können 

zur Positionsrückmeldung 

angeschlossen werden. Pro 

Achse stehen 3 TTL-Leitungen 

für End- und Referenzschalter 

und insgesamt 16 weitere 

TTL-Eingänge für flexible Automatisierungsaufgaben 

zur Verfügung. 

Darüber hinaus verfügt der 

C-848 über eine Reihe anderer 

wichtiger Funktionen: 

� Linearinterpolation zweier 

Achsen 

� Profilgenerator für Trapezund 

S-Kurven 

� Elektronische Getriebefunktion 

� Referenzschaltererkennung 

in Echtzeit und Endschalter- 

Fehlerbehandlungsroutinen 

Integrierte Servoverstärker / 

-PWM-Ausgang 

Die integrierten, rauscharmen 

Linearservoverstärker erlauben 

den Betrieb aller PI-Mikrostellsysteme 

mit DC-Getriebemotoren. 

Alternativ kann der Controller 

auch im PWM-Modus 

(Pulsweitenmodulation) betrieben 

werden. Damit lassen sich 

die schnellen, direktgetriebenen 

PI-Stellsysteme mit 

ActiveDrive Verstärkern steuern. 

In jedem Fall wird kein 

externer Verstärker benötigt, 

was Systemkosten spart und 

den Aufbau vereinfacht. 

Einheitlicher Befehlssatz: GCS 



basiert auf dem General 

Command Set (GCS). Dieser 

Befehlssatz wurde von PI entwickelt, 



mit minimalem Programmieraufwand 

zu ermöglichen. 

Er ist bei Nanopositioniercontrollern,Piezomotorsteuerungen 

und bei Motorsteuerungen 




Konfiguration, Inbetriebnahme 

und Systemoptimierung und 

für den Betrieb werden umfangreiche 

LabVIEW Treiber 

und DLL-Bibliotheken mitgeliefert. 

Zur Kommunikation stehen sowohl 

eine RS-232- als auch eine 

optionale TCP/IP-Schnittstelle 

zur Verfügung; ein manueller 

Betrieb mit dem C-819.10 

Joystick ist ebenfalls möglich. 

Der C-848 Controller kann auch 

im Stand-Alone-Modus betrieben 

und direkt programmiert 

werden. Anschlüsse für eine 

Computertastatur und einen 

Monitor sind vorhanden. 


C-848.23 

DC-Motor Controller, 2 Kanäle, 

19-Zoll-Gehäuse, RS-232 

C-848.43 

DC-Motor Controller, 4 Kanäle, 

19-Zoll-Gehäuse, RS-232 

Zubehör 

C-819.10 

Analog Joystick

Software zur einfachen Konfiguration des C-848 Systems 


Modell C-848.43 C-848.23 


Funktion DC-Servomotorsteuerung DC-Servomotorsteuerung 

Antriebsarten DC-Motoren DC-Motoren 

Voice-Coil Linearantriebe Voice-Coil Linearantriebe 

Kanäle 4 2 

C-848 Control Software, Terminalfenster 


Reglertyp Programmierbare 32-Bit-PID V-ff Filter, 100 µs/aktive Achse; Parameteränderung im Betrieb 

Trajektorienprofile Lineare Interpolation, Trapez, S-Kurven, elektronische Getriebefunktion 

Prozessor Dual Prozessor: CPU 133 MHz und Motion Chip, 2,5 kHz Servo Update Rate 

Encodereingang A/B, TTL-Pegel, differenziell, 5 MHz 

Blockiererkennung Motorstopp, Regelung deaktiv, bei Überschreitung eines programmierbaren Positionsfehlers 

Endschalter je 2 TTL, programmierbare Softlimits pro Achse 

Referenzschalter je 1 TTL-Positionserfassung in Echtzeit pro Achse 

Motorbremse 


TTL-Pegel, per Software konfigurierbar 

Betriebsspannung Weitbereichsnetzteil 100 bis 240 VAC, 50 bis 60 Hz 

Ausgangsleistung/Kanal Analoge H-Brücke ±12 V, 5 W/Kanal, 12-Bit D/A-Wandler, 

10-Bit Ausgänge für PWM-Treiber, 24,5 kHz 

Ausgangsspannung/Kanal ± 10,5 V analog; TTL/Pegel im PWM-Betrieb für SIGN und MAGN 

Strombegrenzung 


1 A pro Kanal max. (kurzschlussfest) 

Schnittstelle/Kommunikation RS-232 Standard, Kabel inklusive RS-232 Standard, Kabel inklusive 

Motoranschluss D-Sub Stecker 15-polig 

Controllernetzwerk via TCP/IP Option 

I/O-Leitungen 8 TTL-Eingänge, 8 TTL-Ausgänge 

Befehlssatz PI GCS (General Command Set) 

Bedienersoftware C-848 Control Betriebsprogramm, PIMikroMove ® 

Softwaretreiber LabView Treiber, Bibliotheken für C, Pascal, BASIC für Windows 

Unterstützte Funktionen Autostart Makro, Makroprogrammierung Monitor und Keyboard/Anschluss 

Steuerausgang für Motorbremse 


Umgebung 

Joystick via Controller oder Host PC 

Betriebstemperaturbereich +10 °C bis +50 °C +10 °C bis +50 °C 

Masse 8,2 kg 8,4 kg 

Abmessungen 447 x 450 x 90 mm (19-Zollgehäuse) 447 x 450 x 90 mm (19-Zollgehäuse) 


www.pi.de



Der C-880 Automatisierungscontroller 

ist ein modulares 

und extrem flexibles System 

für komplexe Mehrachsen- 

Positionier- und Automatisierungsaufgaben. 

Er wurde für 

Anwendungen wie z.B. die 

Fertigung faseroptischer Komponenten 

und Biotechnologie- 

Anwendungen entwickelt. 

Der Controller basiert auf 

einem robusten Industrie-PC, 

der die Flexibilität bietet, die 

4-124 


C-880 Automatisierungs-Positionssteuerung 

Flexibles, modulares System für bis zu 18 Achsen 

� Integration von bis zu 18 Achsen: Piezoaktoren, 

Servomotoren, Tauchspulantriebe 

� Plug-and-Play-Konfiguration 

� Große Auswahl an Zubehör: I/O-Karten, Photometer, 

manuelle Bedieneinheit 

� RS-232 und optionale TCP/IP-Schnittstelle 






� Halbleitertest 

� Mikromontage 



heute im Prototypenbau und in 

flexiblen Fertigungsprozessen 

erwartet wird. 

Verschiedenene Grundausführungen 

und Erweiterungen 

sind verfügbar, um Nanopositioniersysteme 

mit bis zu 18 

Achsen steuern zu können. 

Dabei können Servomotoren, 

Voice-Coil-Antriebe und Piezoaktoren 

miteinander kombiniert 

werden. Als Option stehen 

Photometerkarten, eine 

Relaiskarte eine integrierte 

Tastatur- / Bildschirmkombination 

und eine manuelle 

Bedieneinheit zur Auswahl. 

Einheitlicher Befehlssatz: GCS 



basiert auf dem General 

Command Set (GCS). Dieser 

Befehlssatz wurde von PI entwickelt, 



mit minimalem Program- 

Konfigurationsbeispiel für 

die Faserpositionierung. 

Hintergrund: C-880.00D ausgerüstet 

mit F-206.iRU 

IR-Photometerkarte, 2 x C-842.43 

Servomotorsteuerkarte und 

E-760.3Si Piezocontrollerkarte. 

Vordergrund links: M-511.DD 

Präzisionslineartisch mit 0,1 µm 

Linearencoder zum schnellen 

Zustellen bzw. Beladen / 

Entladen; F-131.3SD Hybrid- 

Faserpositioniersystem, 15 mm 

Stellweg in XYZ und 1 nm 

Auflösung. Rechts: M-501.1PD 

Präzisionshubtisch mit 0,008 µm 

Encoderauflösung; M-061.PD 

Rotationstisch und F-210 

Faserrotator 

mieraufwand zu ermöglichen. 

Er ist bei Nanopositioniercontrollern,Piezomotorsteuerungen 

und bei Motorsteuerungen 




Konfiguration, Inbetriebnahme, 

Systemoptimierung und für 

den Betrieb werden umfangreiche 

LabVIEW Treiber und 

DLL-Bibliotheken mitgeliefert. 

Zubehör für flexible 

Automatisierung 

Folgende Optionen sind für 

Automatisierungsaufgaben 

verfügbar: 

� C-880.TCP 

TCP/IP-Schnittstellenkarte für 

den Betrieb eines oder mehrerer 

C-880 von einem PC. 

� C-880.R8 

Relaiskarte zum Schalten 

von bis zu 8 Kanälen. Durch 

die hohe Schaltleistung von 

1 A / 24 V können Lasten wie 

z.B. Pneumatikventile, Magnete, 

Relais usw. direkt gesteuert 

werden. 

� F-206.MC6 

Interaktive manuelle Bedieneinheit. 

Diese Option erlaubt 

die einfache manuelle Kontrolle 

von bis zu 6 motori- 


C-880.00 

Automatisierungs-Controller, 

Chassis mit Netzteil, RS-232 

Schnittstelle 

C-880.00D 

Automatisierungs-Controller, 

Chassis mit Netzteil, RS-232 

Schnittstelle mit Fronttastatur und 

LCD-Monitor 

Optionen: 

C-842.23 

DC-Motor-Controller, 2 Kanäle, 

ISA-Bus 

C-842.43 

DC-Motor-Controller, 4 Kanäle, 

ISA-Bus 

E-760.3Si 

NanoCube ® Piezo-Controller, 

ISA-Bus-Karte, Photodetektor im 

infraroten Bereich 

E-760.3SV 

NanoCube ® Piezo Controller, 

ISA-Bus-Karte, Photodetektor im 

visuellen Bereich 

Zubehör: 

C-880.TCP 

TCP/IP-Schnittstellenkarte 

F-206.iiU 

Photometerkarte, IR-Bereich, 

2 Kanäle 

F-206.VVU 

Photometerkarte, sichtbarer Bereich, 

2 Kanäle 

F-206.MC6 

Manuelle Bedieneinheit 

für 6 Kanäle 

C-880.R8 

Schaltkarte für 8 Relais 

sierten Achsen im System 

über Drehknöpfe mit programmierbarer 

Schrittweite. 

� F-206.iiU / F-206.VVU 

Photometer- bzw. A/D-Karten. 

Diese Karten sind mit 

Photodioden und Verstärkern 

für sichtbares bzw. infrarotes 

Licht ausgerüstet. 

Beide Karten verfügen über 

integrierte 12-Bit A/D-Wandler, 

die über eine BNC-Buchse 

von außen zugänglich 

sind.

C-880 Konfigurations-Software ermöglicht die problemlose Erweiterung des Systems 


Modell C-880.00 C-880.00D 


Funktion Mehrachsen Automatisierungs-Controller Mehrachsen Automatisierungs-Controller mit 

Fronttastatur und LCD-Anzeige 

Antriebsarten mit C-842.23/C-842.43: Servomotoren und Tauchspulantriebe 

mit E-760.3S0: Piezoantriebe 

Kanäle Bis zu 18 Achsen, (Servomotoren oder Tauchspulantriebe), max. 6 Piezoachsen 


Reglertyp C-842.23/C-842.43: Programmierbare 32-Bit-PID V-ff Filter, 100 µs/aktive Achse; Parameteränderung im Betrieb 

E-760: P-I analog mit Notchfilter 

Trajektorienprofile Lineare Interpolation, Trapez, S-Kurven, elektronische Getriebefunktion 

Prozessor CPU 133 MHz 

C-842.23/C-842.43: Motion Chip, 2,5 kHz Servo Update Rate 

E-760: DSP 


Betriebsspannung 100 bis 250 VAC, 50 / 60 Hz 

Ausgangsleistung / Kanal C-842.23/C-842.43: Analoge H-Brücke ±12 V, 5 W/Kanal, 12-Bit D/A-Wandler, 10-Bit Ausgänge für PWM-Treiber, 24,5 kHz 

E-760: Max. 9 W, Dauer 3 W 

Ausgangsspannung / Kanal C-842.23/C-842.43: analog: ±10,5 V analog 

PWM: TTL für SIGN und MAGN 

E-760: -20 bis +120 V 

Strombegrenzung C-842.23/C-842.43: 1 A max. (kurzschlussfest) 

E-760: 90 mA max., Dauerbetrieb 30 mA 


Schnittstelle / Kommunikation RS-232 Standard, Kabel inklusive; TCP/IP optional (C-880.TCP) 

Motoranschluss D-Sub Stecker 15-pin, Piezoanschluss D-Sub Stecker 25-pin 

Controllernetzwerk über TCP/IP Option 

I/O-Leitungen C-842.23/C-842.43: 8 TTL Eingänge, 8 TTL Ausgänge 

C-880.R8: 8 Kanäle, 60 W max., 24 V / Kanal, 1 A / Kanal 

Befehlssatz PI General Command Set (GCS), ASCII-Kommunikation 


Softwaretreiber GCS-DLL, LabVIEW-Treiber 

Unterstützte Funktionen Autostart Makro, Makroprogrammierung, Monitor und Keyboard/Anschluss, Steuerausgang für Motorbremse, 

Ansteuerung von Hochleistungsrelais, Auslesen von analogen Schnittstellenkarten (Photometerkarten) 

Manuelle Bedienhilfe Manuelle Bedienhilfe F-206.MC6 (optional) 

Umgebung 

Betriebstemperaturbereich +10 °C bis +50 °C 

Abmessungen 19-Zoll-Gehäuse, 450 mm x 460 mm x 180 mm 

4-125



Zubehör 

C-819.10 Joystick 

Analoger Joystick für C-848 

Motorcontroller 

Der 819.10 Joystick kann zum 

Betrieb des C-848 an den 

PC-Gameport angeschlossen 

werden. 

C-819.20 



C-819.20Y 

Y-Kabel für 2 Controller an 

C-819.200 

C-819.30 



C-170.PB 

4-126 

C-819.20 2-Achsen Joystick 

Pushbutton Box mit 4 Tasten 

und 4 LEDs 

C-815.34 

RS-232 Null Modem Kabel, 

3 m, 9/9-pol. mit 25/9-pol. 

Adapter 


Motorkabel 

Alle Positioniersysteme von PI 

werden mit passenden Motorkabeln 

ausgeliefert. Die folgenden 

Kabel können als Ersatz 

oder zur Verlängerung bestellt 

werden. 

C-815.38 

Motorkabel, 3 m, Sub-D 15-pol. 

(w) / 15-pol. (m) 

C-815.38 Motorkabel 

C-815.83 

Motorkabel, 10 m, Sub-D 

15-pol. (w) / 15-pol. (m) 

C-815.34 RS-232 Kabel 

C-815.62 

Motorkabel, 3 m, 10-pol. Flachband 

/ 15-pol. Sub-D (m)

Grundlagen der Mikrostelltechnik 


Mikrostelltechnik



Absolute Genauigkeit 

Die absolute Genauigkeit ist die 

maximale Differenz zwischen 

der Sollposition und der Istposition. 

Die Genauigkeit wird 

durch Umkehrspiel, Hysterese, 

Drift, Nichtlinearität im Antrieb 

oder Messsystem, Verkippung 

etc. begrenzt. Die höchste Genauigkeit 

kann mit Direktmetrologie-Messsystemen 

erreicht 

werden. Dabei wird z. B. mit 

einem Interferometer oder 

Linearmaßstab direkt die Position 

der Stellplattform gemessen, 

so dass mechanisches 

Spiel innerhalb des Antriebsstrangs 

keinen Einfluss auf die 

Positionsmessung hat. Systeme 

mit indirekter Metrologie (z. B. 

Rotationsencoder) oder ungeregelte, 

schrittmotorgetriebene 

Tische bieten deutlich schlechtere 

Absolutgenauigkeit. Unabhängig 

davon können sie trotzdem 

hohe Auflösungen und 

Wiederholbarkeiten erreichen. 

Auflösung 

Siehe „Rechnerische Auflösung“ 

und „Kleinste Schrittweite“. 

Bidirektionale 

Wiederholbarkeit 

Die Genauigkeit, mit der jede 

Position innerhalb des Stellbereiches 

nach einer beliebigen 

Positionsänderung erneut angefahren 

werden kann. Effekte 

wie z. B. Hysterese und Umkehrspiel 

wirken sich direkt auf die 

bidirektionale Wiederholbarkeit 

aus, wenn das System nicht 

4-128 


Grundlagen der Mikropositionierung 

Glossar 

Prinzip eines seriellen „gestapelten“ 6D-Positioniersystems im Vergleich mit dem 

Hexapod Parallelkinematiksystem. Vorteile wie minimierte Massenträgheit (nur eine 

Plattform, auf die alle 6 Aktoren parallel wirken) und der kompaktere Aufbau werden 

hier deutlich. Die geringere bewegte Masse ermöglicht ein wesentlich schnelleres 

Ansprechen als bei serieller Kinematik, außerdem entfällt das Aufsummieren der 

Positionierfehler, was eine höhere Wiederholbarkeit ermöglicht (s. Cosinusfehler) 

über Direktmetrologie verfügt 

(s. S. 4-132). Siehe auch 

„Unidirektionale Wiederholbarkeit“. 

Cosinusfehler 

Der Cosinusfehler ist ein akkumulativer 

Positionsfehler in 

Linearsystemen, der auftritt, 

wenn ein Winkelfehler zwischen 

dem Antrieb und der Stellplattform 

existiert. Der Positionsfehler 

errechnet sich aus 

dem Produkt der Positionsänderung 

und der Differenz zwischen 

1 und dem Cosinus des 

Winkelfehlers. 

DC-Mike / Stepper-Mike 

Antriebe 

DC-Mikes und Stepper-Mikes 

sind Linearaktoren, die aus der 

Kombination einer Mikrometerschraube 

mit einem Motorantrieb 

bestehen. PI bietet kompakte 

Versionen mit Getriebemotoren 

sowie leistungsfähigere 

Varianten mit Direktantrieb 

und Kugelspindeln für hohe 

Stellkräfte an. Die meisten Modelle 

verfügen über nichtdrehende 

Kopfstücke und sind 

mit Endschaltern ausgerüstet. 

Alle Ausführungen bieten Auflösungen 

im Sub-Mikrometerbereich. 

Definition der Linear- und 

Drehachsen (s. Abb.) 

X: Linearbewegung in 

Richtung der 

Positionierung 

Y: Linearbewegung senkrecht 

zur X-Achse 

Z: Linearbewegung senkrecht 

zu X und Y 

θ X: Drehung um X (Rollen) 

θ Y: Drehung um Y (Neigen) 

θ Z: Drehung um Z (Gieren) 

Flexure 

Siehe „Führungssysteme“, auf 

Seite 4-131 

Freiheitsgrad 

Ein Freiheitsgrad entspricht 

einer aktiven Achse eines Positioniersystems. 

Ein XY-Positioniertisch 

hat zwei Freiheitsgrade, 

ein Hexapod sechs. 

Führungsfehler 

Der Führungsfehler beschreibt 

die Abweichungen der Stellplattform 

von der gewünschten 

Bahn senkrecht zur Stellrichtung, 

sowie die Verkippung 

um die Achsen. Bei einem Einachslineartisch 

sind das z. B. 

die unerwünschten Bewegungen 

in allen anderen fünf Freiheitsgraden. 

Für jede Translation 

in X treten auch lineare 

Komponenten in Y und Z und 

Verkippungen um X (θX, Rollen), 

um Y (θY, Neigen) und um 

Z (θZ, Gieren) auf. Führungsfehler 

werden durch das Führungssystem, 

die Montage des 

Positioniertisches (Verspannungen) 

und die Last (z. B. 

Drehmomente) verursacht. 


Siehe „Führungsfehler“ 

Grob- / Feinversteller 

Siehe Hybrid-Antrieb S. 4-132 

Hysterese 

Die Hysterese ist ein Positionsfehler, 

der beim Umkehren der 

Stellrichtung auftritt. Sie kann 

durch reibungsbedingte Verund 

Entspannungen verursacht 

werden. Die Hysterese eines 

Positioniersystems ändert sich 

meist mit der Belastung, Beschleunigung 

und Geschwindigkeit. 

Kleinste Schrittweite 

Die kleinste Bewegung, die 

wiederholbar durchgeführt werden 

kann, wird kleinste Schrittweite 

genannt und muss durch 

Messungen ermittelt werden. 

Sie unterscheidet sich meist 

stark von der "rechnerischen 

Auflösung", die numerisch wesentlich 

kleiner ausfallen kann. 

Wiederholbare Bewegungen im 

Nanometer- oder Subnanometerbereich 

können mit Piezostelltechnik 

und reibungsfreien 

Flexureführungen durchgeführt 

werden. Weitere Informationen 

dazu finden Sie in den Kapiteln 

„Piezo Systeme / Schnelle Scantische“ 

(S. 2-3 ff) und „Piezoaktoren 

/ Piezokomponenten“ 

(S. 1-61 ff). 

Maximale Druck-/Zugkraft 

Maximale Kraft in Bewegungsrichtung, 

bei mittiger Belastung. 

Einige Versteller bringen 

evtl. höhere Kräfte auf, was die 

Lebensdauer 

kann. 

beeinträchtigen 

Mikropositionierung 

Mikropositionierung beschreibt 

Bewegungen mit Sub-Mikro-

meterauflösung und Stellbereichen 

von einigen Millimetern 

bis einigen 100 mm, typischerweise 

motorgetrieben. Reibung 

in den Führungen und Lagern 

begrenzt die kleinste Schrittweite 

und Wiederholbarkeit 

von Mikropositioniersystemen 

typisch auf 0,1 µm. 

Nanopositionierung 

Nanopositionierung beschreibt 

reibungsfreie Stellsysteme mit 

Sub-Nanometerauflösung und 

Stellbereichen im Mikrometerbis 

Millimeterbereich, typisch 

mit hochdynamischen Piezoantrieben.Nanopositioniersysteme 

können bereits nach 

wenigen Millisekunden bis auf 

einige Nanometer genau positionieren. 

Längere Stellbereiche 

mit Nanometergenauigkeit können 

mit PiezoWalk ® Antrieben 

(siehe Kapitel „PiezoWalk ® 

Antriebe / Aktoren“ S. 1-3 ff) 

oder den hybriden Systemen 

M-511.HD und M-714 (s. S. 4-46, 

4-62) erreicht werden. 

Orthogonalität 

Siehe „Rechtwinkligkeit“. 

Parallele Kinematik 

Mehrachsiges System bei dem 

alle Aktoren direkt auf dieselbe 

bewegte Plattform wirken. Vorteile 

sind geringeres Massenträgheitsmoment, 

keine bewegten 

Kabel, niedrigerer Schwerpunkt, 

keine Akkumulation von 

Führungsfehler, kompakterer 

Aufbau. Siehe auch Serielle 

Kinematik. 

Präzision 

Präzision ist ein nicht genau 

definierter Begriff und wird von 

verschiedenen Herstellern 

unterschiedlich für Wiederholbarkeit, 

Genauigkeit oder Auflösung 

verwendet. 

Pulsweitenmodulation (PWM) 

Der PWM - Modus ist ein hocheffizienter 

Verstärkerbetrieb, bei 

dem nicht die Amplitude des 

Ausgangssignales geregelt 

wird, sondern dessen Einschaltdauer. 

Siehe „Active Drive“ 

Rechnerische Auflösung 

Die theoretisch kleinste Bewegung, 

die ein Positioniersystem 

durchführen kann, wird 

rechnerische Auflösung genannt. 

Dieser Wert darf nicht 

mit der kleinsten Schrittweite 

verwechselt werden. 

Bei indirektem Positionsmessverfahren 

gehen in die Berechnung 

der Auflösung z. B. die 

Werte für die Spindelsteigung, 

Getriebeuntersetzung, Auflösung 

des Motors bzw. Encoders 

etc. ein, sie liegt oft um Faktoren 

unter der kleinsten Schrittweite 

der Mechanik. Bei direkten 

Messverfahren wird die Auflösung 

des Sensorsystems angegeben. 

In der Praxis werden Werte für 

die Auflösung unter 0,1 µm 

schon durch die Reibung der 

Führungen (außer z. B. Luftlager 

und Flexures) verhindert. 

Rechtwinkligkeit 

Die Rechtwinkligkeit beschreibt 

die Abweichung vom idealen 

90° Winkel der X, Y und Z Bewegungsachsen. 

Serielle Kinematik 

Mehrachsiges System bei dem 

alle Aktoren auf eine eigene 

Stellplattform wirken. Vorteile 

sind einfacher mechanischer 

Aufbau und Kontrollalgorithmen. 

Nachteile sind schlechtere 

dynamische Eigenschaften, keine 

integrierte Parallelmetrologie 

möglich, Akkumulation von 

Führungsfehler, geringere Genauigkeit. 

Siehe auch „Parallele 

Kinematik“. 

Stick-Slip-Effekt 

Dieser Effekt begrenzt die kleinste 

Schrittweite. Er tritt beim 

Übergang von der Haftreibung 

zur Gleitreibung auf und bewirkt 

einen Bewegungssprung. Rei- 


bungsfreie Antriebe, wie z. B. 

Piezoaktoren, werden vom 

Stick-Slip-Effekt nicht beeinträchtigt 

und ermöglichen deshalb 

Auflösungen im Sub- 

Nanometerbereich. 

Taumelfehler 

Der Taumelfehler beschreibt bei 

Rotationstischen das unerwünschte 

Drehachse. 

Verkippen um die 

Umkehrspiel 

Der Positionierfehler, der bei 

einer Richtungsänderung auftritt, 

wird Umkehrspiel genannt. 

Er wird durch Spiel im Antriebsstrang, 

z. B. in Lagern oder Getrieben, 

und durch Reibung der 

Führungen verursacht. Im Gegensatz 

zur Hysterese kann Umkehrspiel 

in positionsgeregelten 

Systemen zur Instabilität führen, 

da es für eine Totzeit im Regelkreis 

sorgt. Einige Motorcontroller 

verfügen über eine 

automatische Umkehrspielkompensation, 

die bei jeder Richtungsumkehr 

den geschätzten 

Wert des Spiels zur Positionsvorgabe 

addiert. Der Erfolg ist 

begrenzt, weil das Spiel keine 

Konstante ist, sondern von 

Temperatur, Beschleunigung, 

Belastung, Spindelposition, 

Stellrichtung, Abnutzung usw. 

abhängt. 

Der Einfluss des Umkehrspiels 

wird durch Verwendung eines 

direkten Positionsmessverfahrens 

ausgeschlossen. 


Wiederholbarkeit 

Die Genauigkeit, mit der jede 

Position innerhalb des Positionierbereichs 

nach einer beliebigen 

Positionsänderung aus 

der gleichen Richtung wieder 

angefahren werden kann. Weil 

Hysterese und Umkehrspiel nur 

einen geringen Einfluss auf die 

unidirektionale Wiederholbarkeit 

haben, ist dieser Wert meist 

deutlich besser als die „Bidirektionale 

Wiederholbarkeit“. 


www.pi.de



Motoren & Antriebe 

Linearantriebe 

Piezoantrieb 

Hier muss zwischen klassischen 

Piezoaktoren für den direkten 

Antrieb und Piezolinearantrieben 

unterschieden werden. 

Piezoaktoren ermöglichen Auflösungen 

von unter einem 

Nanometer. Für verschiedene 

Mikropositioniertische sind zusätzliche 

Piezofeinantriebe verfügbar. 

Alternativ zu dieser 

seriellen Konfiguration werden 

sie zu Hybridantrieben kombiniert, 

bei denen eine gemeinsame 

Regelschleife für Motor und 

Piezoaktor verwendet wird (s. S. 

4-132). Piezoaktoren können 

extrem hohe Beschleunigungen 

von mehreren Tausend g übertragen 

und sind reibungs- und 

umkehrspielfrei. Ihr Stellweg ist 

in der Regel auf unter einen 

Millimeter begrenzt. Mehr dazu 

finden Sie in den Kapiteln 

„Piezoaktoren / Piezokomponenten“ 

„Piezo Systeme / 

Schnelle Scantische“ und im 

Tutorium: „Grundlagen der 

Nanostelltechnik“. 

4-130 


Klassische Antriebssysteme 

DC-Motoren mit ActiveDrive 

DC-Motorantriebe haben verschiedene 

Vorteile wie z. B. 

gute dynamische Eigenschaften 

mit einem weiten Regelbereich, 

hohes Drehmoment bei 

geringen Drehzahlen, geringe 

Wärmeerzeugung und Vibrationsarmut 

bei hoher Positionsauflösung. 

Die Kosten für 

einen leistungsfähigen linearen 

Verstärker sind jedoch üblicherweise 

höher als bei 

Schrittmotoren. 

Das ActiveDrive System reduziert 

diesen Aufwand erheblich, 

indem ein im PWM- 

Modus (Pulsweitenmodulation) 

getriebener Servoverstärker 

mit im Motorgehäuse 

integriert ist. Dieses Konzept 

hat viele Vorteile: 

Piezolinearantriebe erlauben 

prinzipiell unbegrenzte Stellwege. 

Sie wirken direkt ohne 

Zwischenelemente wie Spindeln 

oder Getriebe und sind 

umkehrspielfrei. Außerdem erzeugen 

sie weder Magnetfelder 

noch werden sie von diesen beeinflusst. 

PI bietet zwei verschieden 

Typen an: (Hochgeschwindigkeits-)Ultraschallmotoren 

und PiezoWalk ® Piezoschreitantriebe 

für hohe Stellkräfte 

und hohe Auflösung, die 

zum Aufbau von Nanostellsystemen 

mit langem Stellbereich 

verwendet werden (s. Piezo- 

Walk ® Antriebe / Aktoren, S. 1-3). 

Ultraschall-Piezolinearmotoren 

Der Antrieb besteht aus einem 

Stator, der den piezokeramischen 

Oszillator enthält und 

einem Läufer (Reibschiene), an 

dem der bewegte Teil eines 

Schlittens befestigt wird. Ultraschallmotoren 

von PI ermöglichen 

Geschwindigkeiten bis zu 

500 mm / s sowie Auflösungen 

von ca. 0,1 µm in Regelung. Sie 







Zuverlässigkeit, weil kein 

extern verkabelter Verstärker 

benötigt wird 





sind 

Zur Positionserfassung werden 

optische Linear- und 

Rotationsencoder eingesetzt. 

DC-Motor / Servomotor 

Ein Gleichstrommotor mit Positionserfassung 

wird als Servomotor 

bezeichnet. Typisch für 

sind extrem kompakt, selbsthemmend 

und besitzen eine 

Lebensdauer von über 20.000 

Stunden. PI setzt diese Piezomotoren 

z. B. in den Miniaturtischen 

der Serien M-661, 

M-662, M-663 und M-664, sowie 

in XY-Kreuztischen wie dem 

M-686 ein. 

Voice-Coil Linearantriebe 

(Tauchspulantrieb) 

Diese reibungsfreien magnetischen 

Linearantriebe werden 

durch hohe Dynamik, aber relativ 

geringe Haltekräfte charakte- 

DC-Servomotoren sind der gleichmäßige, 

schwingungsfreie Betrieb, 

ein weiter Geschwindigkeitsbereich 

und hohe Drehmomente 

bei geringer Geschwindigkeit. 

Um die Eigenschaften 

bestmöglich zu nutzen, 

benötigt man eine Motorsteuerung 

mit PID-Regelung (proportional, 

integral und differentiell) 

und geeigneten Filtern. Der 

Servomotor bietet viele Vorteile 

wie gute Dynamik, schnelles 

Ansprechen, hohe Momente bei 

kleinen Drehzahlen, geringe 

Wärmeentwicklung und wenig 

Vibration. Die Anschaffungskosten 

sind meist höher als für 

Schrittmotoren. 

DC-Getriebemotorantriebe 

Vorteile von DC-Getriebemotoren 

sind z. B. hohe Auflösung, 

Prinzipzeichnung eines Lineartisches 

mit Ultraschall-Piezolinearmotor 

risiert. Sie kommen besonders 

bei Scananwendungen mit 

Stellwegen von einigen Millimetern 

bis Zentimetern zum 

Einsatz. Um eine Position stabil 

zuhalten, muss der Voice-Coil, 

wie jeder magnetische Linearantrieb, 

in Regelung betrieben 

und bestromt werden, was zu 

einer Erwärmung führt. PI bietet 

Tauchspulantriebe im Standardsystem 

V-106 sowie verschiedenen 

kundenspezifischen Systemen 

an. 

kompakter Aufbau und geringer 

Leistungsbedarf bei hohem 

Drehmoment. Sie können 

direkt von PC-Karten ohne Zusatzverstärker 

getrieben werden. 

PI setzt verschiedene 

Typen mit 2 bis 3 Watt Leistung 

und optischen Rotationsencodern 

(bis zu 4.000 Impulse / 

Umdrehung) ein. Bei den meisten 

Ausführungen sind die 

Getriebe zur Vermeidung von 

Umkehrspiel vorgespannt. 

Schrittmotorantriebe 

Im Gegensatz zu DC Motoren 

nehmen Schrittmotoren nur 

diskrete Positionen innerhalb 

einer Umdrehung ein. Da diese 

Schritte einen konstanten Abstand 

haben, kann über deren 

Anzahl eine Position kommandiert 

werden, ohne dass ein

Positionssensor erforderlich 

ist. Schrittmotoren haben eine 

hohe Lebensdauer und sind im 

Vergleich zu DC-Motoren besonders 

bei Anwendungen mit 

geringerer Dynamik und im 

Vakuum gut geeignet. Wenn 

Antriebselemente 

Gewindespindeln 

Mit Gewindespindeln können 

sehr hohe Auflösungen und ein 

gleichmäßiger Lauf erreicht 

werden. Ein Gewindespindelantrieb 

besteht aus einer motorgetriebenen 

Spindel, deren 

Mutter mit dem Schlitten des 

Verstelltisches verbunden ist. 

Durch Federvorspannung der 

Mutter kann das Umkehrspiel 

minimiert werden. Sie weisen 

dadurch eine höhere Reibung 

als Kugelumlaufspindeln auf, 

wodurch sie einerseits selbsthemmend 

sind, was sich andererseits 

auf die Geschwindigkeit, 

Antriebsleistung und Lebensdauer 

auswirkt. Typische Gewindesteigungen 

liegen zwischen 

0,4 und 0,5 mm / Um- 

Führungssysteme 

Kreuzrollenlager 

Bei Kreuzrollenlagern wird der 

Punktkontakt der Kugeln in 

Kugellagern durch den Linienkontakt 

gehärteter Rollen ersetzt. 

Sie sind dadurch wesentlich steifer 

und kommen mit geringerer 

Vorspannung aus, was die 

Reibung reduziert und einen 

gleichmäßigeren Lauf ermöglicht. 

Kreuzrollenlager zeichnen 

sich darüber hinaus durch hohe 

Führungsgenauigkeit und Tragfähigkeit 

aus. Die Tische der 

Serien M-126, M-405/M-410/ 

M-415 und M-105/M-106 sind mit 

Kreuzrollenlagern ausgerüstet. 

Flexures (Festkörperführungen) 

Festkörperführungen finden für 

Stellwege im Mikrometer- bis in 

die Position gehalten werden 

soll, müssen Schrittmotoren 

permanent bestromt werden, 

was ein Positionszittern zwischen 

den Schritten und die 

Erzeugung von Wärme zur 

Folge haben kann. PI verwen- 

drehung, bis zu 1 mm / Umdrehung 

für längere Stellwege. 

Kugelumlaufspindeln 

Kugelumlaufspindeln sind deutlich 

reibungsärmer als Gewindespindeln, 

weil hier statt der 

Gleitreibung die wesentlich 

geringere Rollreibung genutzt 

wird. 

Ein Kugelspindelantrieb besteht 

aus einer motorgetriebenen 

Spindel, deren Mutter mit dem 

Schlitten des Verstelltisches verbunden 

ist. Zwischen der Mutter 

(Kugelgehäuse) und der Spindel 

laufen Kugeln in einem geschlossenen 

Kreislauf. Durch 

geeignetes Abstimmen von Kugeldurchmesser 

und Profil der 

Gewindegänge zwischen Spin- 

den Millimeterbereich Anwendung. 

Ein Flexure ist ein haftund 

gleitreibungsfreies Element, 

das auf der elastischen 

Deformation (Biegung) eines 

Festkörpers (z. B. Stahl) basiert 

und völlig ohne rollende oder 

gleitende Teile auskommt. Weitere 

Vorteile sind hohe Steifigkeit, 

Belastbarkeit und Verschleißfreiheit. 

Flexures sind außerdem 

wartungsfrei und unempfindlich 

gegenüber Schockbelastungen 

und Vibrationen. 

Sie können aus nichtmagnetischen 

Materialien gefertigt 

werden und benötigen weder 

Schmiermittel noch andere Betriebsstoffe; 

deshalb arbeiten 

sie – im Gegensatz zu den eben- 


det laufruhige, kostengünstige 

2-Phasenmotoren im Mikroschrittbetrieb, 

bei dem die diskreten 

Schrittweiten elektronisch 

interpoliert werden. 

del und Mutter kann das Umkehrspiel 

minimiert werden. 

Kugelumlaufspindeln sind nicht 

selbsthemmend, aber sehr effizient 

und ermöglichen hohe 

Geschwindigkeiten und Standzeiten 

im Dauerbetrieb. PI setzt 

Gewindesteigungen von 0,5, 

1 und 2 mm / Umdrehung ein. 

Der Spindeltyp ist im jeweiligen 

Datenblatt vermerkt. 

Kugelumlaufspindel 

Kreuzrollenführung 

Multilink-Festkörperführung. Reibungsfrei, ohne 

Parallelogrammversatz und Höhenschlag 

4-131



falls reibungsfreien Luftlagern – 

auch problemlos im Vakuum. 

Mit Flexures lassen sich hervorragende 

Führungsgenauigkeiten 

erzielen – je nach Aufwand und 

Fertigungsgenauigkeit bis im 

Nanometerbereich oder darunter. 

PI bietet eine große Auswahl 

piezogetriebener Nanopositioniersysteme 

mit Flexureführungen 

an (s. Kapitel „Piezo Systeme 

/ Schnelle Scantische“ s. S. 

2-3). 

Linearkugellager 

Diese Kugellager kommen z. B. 

in den Miniaturtischen der Serien 

M-110, M-111 und M-112 

zum Einsatz. Die Kugeln laufen 

in einem Messingkäfig und sind 

gegenüber den gehärteten Präzisionsführungswellenvorgespannt. 

Um Spielfreiheit und 

geringe Reibung zu ermöglichen, 

müssen exakte Toleranzen 

zwischen Führung und 

Lager eingehalten werden. 

Hybride Antriebe 

Klassische Kombinationen 

Kombinationen verschiedener 

Antriebsarten bezeichnet man 

als Hybridantriebe. Für die 

Mikrostelltechnik hat PI gestapelte 

Systeme aus piezogetriebenen 

und motorisierten 

oder manuellen Verstellern 

realisiert. Die Motor-Spindelkombination 

liefert lange 

Stellwege und der zusätzliche 

Piezofeinantrieb die Nanometergenauigkeit 

und schnelles 

Ansprechverhalten. Beispielsweise 

bietet PI ein hochauflösendes 

System zur Faserkopplung 

an, das einen 

6-Achsen-Mikropositionierer 

(F-206) mit einem Mehrachsen- 

Piezosystem (P-611 Nano- 

Cube ® ) kombiniert. 

Die Regelung bei solchen gestapelten 

Systemen arbeitet 

4-132 


Kugelumlauflager 

Die Tische der Serien M-505, 

M-511, 521, 531 und M-605 sind 

mit Doppelkugelumlauflagern 

ausgerüstet. Diese Lager zeichnen 

sich bei entsprechend sorgfältiger 

Montage durch eine vorteilhafte 

Kombination aus hoher 

Belastbarkeit, Lebensdauer, 

Wartungsfreiheit und Führungsgenauigkeit 

aus. Der bewegliche 

Teil der Tische wird von 

vier vorgespannten Kugelumlaufschuhen, 

die auf zwei Führungsschienen 

laufen, getragen. 

Jeder Lagerschuh beinhaltet 

zwei unabhängige Reihen umlaufender 

Kugeln. Kugelumlauflager 

sind unempfindlich 

gegen das Wandern der Wälzlager, 

das bei Kreuzrollenlagern 

auftreten kann, wenn kleine 

Bereiche häufig abgescannt 

werden. 

Magnetisch-kinematische 

Kugelführungen 

Die magnetisch-kinematischen 

Führungen der Lineartische 

unabhängig voneinander über 

separate Positionssensoren, 

und der Piezo tritt erst in 

Aktion, wenn der Motor hält. 

Die Positioniergenauigkeit 

(nicht die Auflösung) eines solchen 

Aufbaus wird von der 

Präzision des motorisierten 

Systems bestimmt. 

Neuartiges Hybridkonzept 

Die Hybridstelltische M-511.HD 

und M-714 verfolgen ein anderes 

Konzept. Hier liefert ein 

nanometergenauer Linearencoder 

die Positionsrückmeldung 

über den gesamten 

Stellweg. Der Piezoantrieb ist 

in den Motor-Spindelaufbau 

integriert und beide Antriebsarten 

werden simultan angesteuert. 

Dadurch werden Reibungseffekte 

beim Anfahren 

M-011 und M-014 nutzen die 

hohe Konstanz der im Tisch 

integrierten magnetischen Vorspannung 

für eine extrem 

ebene und gleichförmige Bewegung. 

Der Aufbau mit zwei 

unterschiedlichen Linearlagern 

sorgt für eine außergewöhnlich 

hohe Führungsgenauigkeit und 

Ablaufebenheit im Bereich von 


nur eines der Lager 

(V-Nut) die Längsführung, während 


tragende Funktion hat. Im Gegensatz 

zu Tischen mit konventionellen 

Kugel- oder Rollenlagern 

können bei dieser 

Konstruktion Winkelfehler 

zwischen den beiden Lagern 

keine Verspannungen verursachen. 

Mit den optionalen Piezoantrieben 

lassen sich Auflösungen 

von 5 nm realisieren. 

überwunden (Stick-Slip), und 

eine gleichmäßige Bewegung 

mit extrem konstanter Geschwindigkeit 

realisiert. Hybridversteller 

sind daher be- 

Lineare Führungsstangen 

mit Kugellagern 

Linearführungen mit doppelreihigen 

Kugelumlauflagern 

Magnetisch-kinematische Kugelführung 

Kombinationen von motorisierten und Piezoantrieben: 

a) Serielle Antriebe mit individueller Positionsrückmeldung 

b) Hybridantriebe von PI mit integriertem hochauflösendem Sensor 

sonders gut geeignet für Anwendungen, 

in denen die Position 

hochgenau ausgewertet 

und wieder angefahren werden 

muss, oder für Oberflächen

inspektion und Messtechnik, 

wenn eine Zielposition nanometergenau 

erreicht werden 

soll. 

In der Ausführung ist die 

bewegte Plattform des Hybridtisches 

über reibungsfreie Festkörpergelenke 

und hochsteife 

Piezoaktoren entkoppelt. Der 

Piezo korrigiert die Positionsfehler 

aus dem motorisierten 

Antriebsstrang und sorgt dafür, 

dass die Nanometer des 

Metrologie 

Direkte Metrologie 

Kontaktlose optische Linearencoder 

messen die Istposition 

mit höchster Genauigkeit direkt 

an der bewegten Plattform 

(Direktmetrologie). Dadurch 

werden Fehler im Antriebsstrang 

wie z. B. mechanisches 

Spiel und elastische Deformation 

nicht berücksichtigt. 

Indirekte Metrologie 

Positionssensor-Konfiguration, 

bei der die Bewegung der 

Plattform indirekt bestimmt 

wird. Der Sensor ist meist im 

Antriebsstrang integriert. Vorteil 

hier ist die vereinfachte 

Anbringung des Sensors. Umkehrspiel 

und mechanisches 

Spiel beeinflussen allerdings 

das Messergebnis. 

Parallele Metrologie 

Positionssensor-Konfiguration 

für mehrachsige parallel-kinematische 

Systeme, bei dem 

alle Sensoren die Position zwischen 

der Grundplatte und der 

bewegten Plattform messen. 

Wesentlich ist, dass alle Bewegungsabweichungen 

von 

der vorgegebenen Bahn erkannt 

werden und ausgeregelt 

werden können. Das bedeutet, 

dass das Positionsübersprechen 

aller Achsen kompensiert 

werden kann (Active Trajectory 

Sensors ausgeschöpft werden 

können. 

Die Regelalgorithmen betrachten 

Motor- und Piezosystem als 

eine Antriebseinheit und gleichen 

die tatsächliche Bewegung 

mit einer berechneten 

Trajektorie ab. 

Control). Nachteil ist die 

Komplexität der Kontrollalgorithmen. 

Positionsmessung mit 

Rotationsencoder 

Ein Rotationsencoder, auch 

Inkrementalgeber oder Drehgeber 

genannt, ist an einer sich 

drehenden Stelle im Antriebsstrang 

implementiert, z. B. der 

Motorwelle. Zur relativen Positionsbestimmung 

zählt der 

Controller die Encodersignale, 

die sog. Impulse. Um die absolute 

Position zu messen, muss 

der Versteller zu einem Endoder 

Referenzschalter gefahren 

werden. Bei den meisten 

Controllern ist dieser Vorgang, 

das sog. Referenzieren, automatisiert. 

Positionsmessung mit 

Linearencoder 

Optische Linearencoder messen 

die Istposition direkt 

(Direktmetrologie) und schalten 

so den Einfluss von Fehlern 

im Antrieb wie z. B. Nichtlinearität, 

Umkehrspiel oder 

elastischer Deformation aus. 

Serielle Metrologie 

Positionssensor-Konfiguration 

für mehrachsige Systeme, bei 

dem einige Sensoren die 

Position zwischen zwei beweg- 


Arbeitsprinzip des M-511.HD. Die Plattform ist vom 

Antriebsstrang des Motors über den Piezo und die 

Flexureführungen entkoppelt. Die bewegte Masse ist minimiert, 

wodurch das Ansprechverhalten verbessert ist 

ten Plattformen messen. Vorteile 

sind die einfache Integration 

in ein seriellkinematisches 

System und ein einfaches 

Regelkonzept. Nachteile 

sind Führungsfehler beim Positionsübersprechen 

der dazwischen 

liegenden Plattformen. 

4-133

Alle Wege führen zu PI 

PI Karlsruhe 

Im Einzugsbereich der Flughäfen 

Frankfurt, Stuttgart und Straßburg, 

liegt PI verkehrsgünstig, nahe dem 

Autobahndreieck Karlsruhe, direkt 

an der A8, Ausfahrt Karlsbad. 

www.pi.ws 

PI Ceramic Lederhose 

Einfach und schnell erreichbar 

liegt PI Ceramic direkt am 

Verkehrsknotenpunkt „Hermsdorfer 

Kreuz“ der A9 und der A4. 

Nur wenige Minuten von den 

Anschlussstellen Nr. 25 und Nr. 26 

entfernt. 

www.piceramic.de 

Richtung 

Frankfurt 

Autobahn- 

Dreieck 

Karlsruhe 

Richtung 

Basel 

Richtung 

Frankfurt 

Richtung 

Berlin 

Ausfahrt 

Karlsbad 

26 

Richtung 

Stuttgart 

25 

Hermsdorfer 

Kreuz 

Richtung 

München 

Stuttgart 

Richtung 

Dresden 


Hauptsitze 

DEUTSCHLAND 

Physik Instrumente (PI) 

GmbH & Co. KG 

Auf der Römerstr. 1 

76228 Karlsruhe 

Tel: +49 (721) 4846-0 

Fax: +49 (721) 4846-100 

info@pi.ws · www.pi.ws 

Niederlassungen 

USA (Ost) & KANADA 

PI (Physik Instrumente) L.P. 

16 Albert St. 

Auburn, MA 01501 

Tel: +1 (508) 832 3456 

Fax: +1 (508) 832 0506 

info@pi-usa.us 

www.pi-usa.us 

JAPAN 

PI Japan Co., Ltd. 

Akebono-cho 2-38-5 

Tachikawa-shi 

Tokyo 190 

Tel: +81 (42) 526 7300 

Fax: +81 (42) 526 7301 

info@pi-japan.jp 

www.pi-japan.jp 

CHINA 

Physik Instrumente 

(PI Shanghai) Co., Ltd. 

Building No. 7-301 

Longdong Avenue 3000 

201203 Shanghai, China 

Tel: +86 (21) 687 900 08 

Fax: +86 (21) 687 900 98 

info@pi-china.cn 

www.pi-china.cn 

FRANKREICH 

PI France S.A.S. 

32 rue Delizy 

93694 Pantin Cedex 

Tel: +33 (1) 57 14 07 10 

Fax: +33 (1) 41 71 18 98 

info@pifrance.fr 

www.pifrance.fr 

PI Ceramic GmbH 

Lindenstr. 

07589 Lederhose 

Tel: +49 (36604) 882-0 

Fax: +49 (36604) 882-25 

info@piceramic.de 

www.piceramic.de 

USA (West) & MEXIKO 

PI (Physik Instrumente) L.P. 

5420 Trabuco Rd., Suite 100 

Irvine, CA 92620 

Tel: +1 (949) 679 9191 

Fax: +1 (949) 679 9292 

info@pi-usa.us 

www.pi-usa.us 

PI Japan Co., Ltd. 

Hanahara Dai-ni-Building, #703 

4-11-27 Nishinakajima, 

Yodogawa-ku, Osaka-shi 

Osaka 532 

Tel: +81 (6) 6304 5605 

Fax: +81 (6) 6304 5606 

info@pi-japan.jp 

www.pi-japan.jp 

UK & IRLAND 

PI (Physik Instrumente) Ltd. 

Lambda House 

Batford Mill 

Harpenden, Hertfordshire 

AL5 5BZ 

Tel: +44 (1582) 711 650 

Fax: +44 (1582) 712 084 

uk@pi.ws 

www.physikinstrumente.co.uk 

ITALIEN 

Physik Instrumente (PI) S.r.l. 

Via G. Marconi, 28 

20091 Bresso (MI) 

Tel: +39 (02) 665 011 01 

Fax: +39 (02) 873 859 16 

info@pionline.it 

www.pionline.it 


www.pi.de

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