Veröffentlichungen ohne Studienabschlussarbeiten

In dieser Arbeit werden technische Realisierungsmöglichkeiten zur Lösung der Nanopositionieraufgabe konzipiert und die Auswirkungen der Eigenschaften passiver mechanischer Funktionselemente auf diese Anwendung anhand von Demomstratoren untersucht. Die funktionelle Anforderung an die geforderten Systeme ist die Positionierung von Funktionsflächen makroskopischer Objekte innerhalb eines Stellbereiches geometrisch gleicher Größenordnung mit Nanometerpositioniergenauigkeit. Es werden Gesamtkonzepte unter der Voraussetzung der Anwendung eines interferometrischen Messverfahrens entwickelt. Dabei liegt der Schwerpunkt auf solchen Anordnungen, welche eine vertikal wirkende Antriebsachse als autarkes und dadurch einzeln betrachtbares Modul beinhalten. Die Besonderheit der vertikalen Antriebsrichtung ist die notwendige aktive Wirkung gegen die Schwerkraft. Um Aktuatoren geringer Verlustleistung für den Zweck der Nanopositionierung einsetzen zu können, werden diese in Grob-/Feintriebanordnungen kombiniert. Diese Antriebsvariante findet Anwendung in der Realisierung von zwei Demonstratoren. Dabei dient der erste Versuchsaufbau dem grundsätzlichen Funktionsnachweis der Nanopositionierung anhand eines durch das gewählte Messverfahren begründeten Spiegelobjekts. Der zweite Demonstrator stellt eine funktionelle Weiterentwicklung des Vorgängers hinsichtlich erweiterten Bewegungsvermögens zur aktiven Führungsfehlerkompensation und Feinpositionierung in horizontaler Richtung dar, dient aber durch seine gut analysierbare Gestaltgebung primär der Erfassung des Einflusses von Deformationen passiver, mechanischer Funktionselemente auf das Positionierverhalten. Die Betrachtung erfolgt mittels Modellbildung, in welche die konstruktiv eingestellten Elastizitäten der im Antriebsstrang enthaltenen konstruktiven Komponenten einfließen. Die Funktion der passiven Konstruktion lässt sich losgelöst von allen weiteren Elementen eines Positioniersystems und deren Anteil im Positionierergebnis simulieren, wodurch die durch die Mechanik gegebenen, funktionellen Eigenschaften und erreichbare Leitungsfähigkeit eines Nanopositioniersystems im dynamischen Betrieb erkennbar werden. Im Ergebnis entsteht ein Erkenntnisgewinn über den Zusammenhang der Konstruktion von Positioniersystemen nach feinwerktechnischen Gesichtspunkten und der zu erwartenden Funktionserfüllung in der Nanopositionierung.