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Mar 29, 2024

광범위한 HV 및 UHV 모션 제품의 설계, 제조 및 공급을 전문으로 하는 UHV Design은 1990년대 후반부터 선형 변속 메커니즘(LSM)을 제공해 왔습니다. 이러한 LSM은 진공 챔버 안팎으로 선형 이동을 제공하며 원래 형식과 업그레이드된 형식 모두에서 오늘날에도 여전히 강력한 인기를 누리고 있는 벨로우즈 구성을 활용합니다.

UHV Design의 엔지니어링 이사인 Jonty Eyres는 "원래 버전에는 포트 축을 따라 벨로우즈 이동 플랜지를 효과적으로 움직이는 지지 샤프트, 리드 스크류 및 너트가 있습니다."라고 말합니다. 이를 통해 작업자는 나사산을 구동하는 것만으로 밀봉된 진공 환경 내에서 벨로우즈 내부에 포함된 막대 끝에 배치된 센서나 샘플과 같은 물체의 위치를 ​​원격으로 지정할 수 있습니다.

다양한 스트로크 길이와 하중 전달 기능을 갖춘 다양한 플랜지 크기로 제공되는 신뢰할 수 있는 솔루션입니다. Eyres는 “몇 뉴턴부터 최대 2500N까지의 진공 부하를 가질 수 있습니다.”라고 지적합니다. 추가 설계 요소에는 포트가 챔버와 정확히 수직이 아닌 경우와 같이 진공 시스템의 정렬 불량을 보상할 수 있는 장착 스터드가 포함됩니다.

정렬의 경우 선형 속도는 일반적으로 덜 중요하지만 스캔하려는 경우 우선 순위입니다.

그러나 모든 장치와 마찬가지로 성능에는 한계가 있습니다. Eyres는 "저희 표준 LSM 제품군의 정격은 10,000사이클입니다"라고 설명하면서 장치는 일상적인 작동보다는 수시로 조정하는 데 사용되는 경우가 많다고 설명합니다.

하지만 많은 측정을 지원하고 물체를 더 빠른 속도로 진공 챔버 안팎으로 이동해야 한다면 어떻게 될까요? LSM의 리드 스크류 및 너트 메커니즘은 초당 몇 밀리미터의 선형 운동으로 제한되며 부품이 원활하게 작동하도록 하려면 정기적인 윤활이 필요합니다.

성능을 새로운 수준으로 끌어올리기 위해 UHV Design은 2012년에 PLSM이라는 인기 있는 선형 변속 메커니즘의 더 높은 사양 버전을 출시했습니다. 업그레이드의 핵심은 재순환 볼 베어링 시스템을 통해 "캐리지"를 위아래로 안내하는 정밀 연삭 스테인리스 스틸 슬라이드웨이입니다. 이러한 기계적 배열에는 베어링이 중앙 구동 레일 또는 샤프트에 가공된 홈을 따라 저마찰 너트 역할을 하는 나선형 구성인 볼 스크류가 포함됩니다.

샤프트를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키면 캐리지(슬레이브 및 마스터로 배열됨)가 슬라이드 웨이에서 선형으로 위 또는 아래로 이동하고 하우징에 부착된 진공 밀봉 벨로우즈의 일치하는 움직임이 생성됩니다.

매우 부드러운 설정의 주요 장점은 기존 나사산 너트 기반 장치의 5mm/s에 비해 볼 스크류 슬라이드웨이가 최대 100mm/s의 변환 속도를 지원하는 고속 작동입니다. "정렬의 경우 선형 속도는 일반적으로 덜 중요합니다."라고 Eyres는 말합니다. "그러나 스캔하고 싶다면 그것이 우선순위입니다."

싱크로트론 설정에서 UHV Design의 고객은 빔 밀도 프로파일을 생성하는 데 널리 사용되는 기술인 와이어 스캐닝을 지원할 수 있는 장치를 원했습니다. 측정에는 얇은 와이어(텅스텐과 금으로 제작)를 빔을 가로질러 이동시키고 증분 단계에서 상호 작용 데이터를 얻는 작업이 포함됩니다.

다른 요청에는 단일 지점 측정을 수행한 후 센서를 빠르게 후퇴시킬 수 있는 기능과 빔을 여러 섹션으로 자르도록 설계된 설정이 포함되었습니다.

더 빠른 속도의 작동만이 팀이 설계해야 했던 유일한 요소는 아니었습니다. 싱크로트론이 활성화되면 액추에이터는 높은 수준의 방사선을 견딜 수 있어야 하며 예정된 유지 관리 사이의 오랜 기간 동안 안정적으로 작동해야 합니다. Eyres는 “이 기간 동안 장치는 중단 없이 50,000번의 원격 작동을 수행할 것으로 예상됩니다.”라고 지적합니다.

마모가 적은 통합 선형 슬라이드 덕분에 PLSM은 원래 LSM보다 훨씬 긴 듀티 사이클을 제공하여 유지 관리를 최소화합니다. Eyres는 “유지보수가 전혀 필요 없이 수십만 사이클을 달성할 수 있습니다.”라고 말합니다.