在粒子射线设备内调整支架元件的位置的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于调整安置在粒子射线设备内的支架元件的位置的方法，其中，所述支架元件设计用于支承物体，所述粒子射线设备具有至少一个用于粒子射线的射线发生器和至少一个用于聚焦粒子射线的物镜，并且其中支架元件设计借助至少一个第一步进电动机可运动。所述方法具有如下步骤：通过以作为交流电的第一电动机电流控制操纵所述第一步进电动机，使所述支架元件开始运动；将所述第一电动机电流调节至第一频率和第一振幅；通过减小所述第一电动机电流的第一频率和第一振幅，对所述支架元件的运动进行制动，其中，将第一频率在第一可预设时间区间内减小至零，并且其中，将第一振幅在第一可预设时间区间内减小至可预设的第一保持电流的振幅。

【技术实现步骤摘要】
在粒子射线设备内调整支架元件的位置的方法
本专利技术涉及一种用于调整安置在粒子射线设备内的支架元件的位置的方法。在此，所述支架元件例如被设计为可移动安置的试验台，在所述试验台安置待检测和/或处理的试样(物体)。
技术介绍
由现有技术已知一种粒子射线设备，例如具有试验台的电子扫描显微镜或离子束设备，在试验台上安置待检测和/或处理的物体。试验台被设计为可移动的，其中通过多个运动元件保证试验台的可移动的设计，由这些元件组装成试验台。这些运动元件能够使试验台沿至少一个规定的方向运动。尤其已知试验台具有多个平动的运动元件(例如约3至4个平动的运动元件)以及多个转动的运动元件(例如2至3个转动的运动元件)。例如试验台沿第一平移轴(例如x轴)、沿第二平移轴(例如y轴)以及沿第三平移轴(例如z轴)可移动地安置。第一平移轴、第二平移轴和第三平移轴相互垂直取向。此外，试验台可围绕第一转轴和围绕垂直于第一转轴的第二转轴转动。在现有技术中，通过步进电动机提供用于借助运动元件而运动的驱动力。为每一个沿平移轴的运动和围绕转轴的转动各提供一个步进电动机。在此，步进电动机可以被安置在粒子射线设备的真空室内或者也在粒子射线设备的真空室外。在后一种情况下，设置有相应的真空通道和机械装置，以便保证步进电动机和试验台之间的控制。现有技术中已知的步进电动机具有如下结构原理。步进电动机具有可转动地安置在步进电动机内的转子。此外，步进电动机具有围绕转子设置的线圈。线圈提供受控的、以步进方式旋转的电磁场，借助该电磁场转子能够以一个最小的角度或者该最小的角度的倍数旋转。以这种方式使得转子每转一周可以步进一定步数。由现有技术已知，转子每转一周转动使步进电动机进行不同的步数，例如每转一周进步100步。在具有转子每转一周步进100步的步进电动机中，在一整步中转子转动3.6度。在已知的步进电动机中，步进电动机除了执行整步步进外，还可以执行所谓的微步。在微步方式下步进小于整步。为此要缩小步进角度。这通过控制用于步进电动机内所使用的线圈的电动机电流实现。通过接通或者断开步进电动机的单个线圈上的电动机电流，实现阶梯形的总控制电流变化曲线，其通过在单个线圈上施加的电动机电流的振幅比率获得。因此，通过可选择地对在步进电动机中所使用的单个线圈的电动机电流的控制实现对步进电动机的控制。通过对步进电动机的单个线圈的电动机电流的可选择的相移的控制，能够实现整步步进或小步步进(例如半步、八分之一步或者更小的步进)。在步进电动机的第一线圈上施加的第一电动机电流的振幅和在步进电动机的第二线圈上施加的第二电动机电流的振幅与步宽(亦即例如整步、半步或者另外的步长)无关，因此任何所选择的步宽始终相等。在粒子射线设备中希望尽可能精确地进行试验台的位置调整。这尤其对于在试验台上安置的物体(试样)的良好的分辨能力或准确的成像是所期待的。如果在步进电动机使用微步方式，则当步进电动机停止时可能在调整试验台位置过程中产生问题。为使步进电动机停止要制动步进电动机的转子。这意味着，在制动试验台时(因而也在停止试验台时)，将用于单个线圈的电动机电流的频率降低到零。步进电动机的电动机电流的频率决定步进电动机的速度，因此也决定试验台的速度。在停止步进电动机时，转子停留在可预设位置，该位置通过微步预先确定。电动机电流在该位置取一个值，其通过在该电动机位置所需要的电动机电流的运行振幅和运行相位而预先确定。该运行振幅是静态的。它能够导致步进电动机出现所不希望的过量的热负荷。由此在现有技术中规定，在停止后电动机电流的振幅降低到可预设的保持振幅。具有该保持振幅的电动机电流也称保持电流。在保持电流下构件被加热到合理的程度。关于现有技术参照DE102009028600A1以及DE102010020550A1。然而由于存在电磁场，在将电动机电流降低到预设的保持振幅时，会导致步进电动机的转子向下一个整步的方向做微小的运动。由此试验台也运动。这导致额外的所不希望的移动并使试验台处于所不希望的位置。在试验台上安置的物体在有的情况下位于错误的位置。
技术实现思路
由此希望一方面能够精确地、不出现所不希望的额外移动地控制试验台的位置，另一方面使试验台的位置始终具有较高精确度。因此，本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种实现上述希望的方法。所述技术问题通过一种用于调整安置在粒子射线设备内的支架元件的位置的方法得以解决。本专利技术还涉及一种具有适合执行相应方法的程序代码的计算机程序产品。本专利技术还涉及一种粒子射线设备，其执行相应方法和/或具有控制处理器，其中可加载执行相应方法的计算机程序产品。按照本专利技术的方法用于调整安置在粒子射线设备内的支架元件的位置。所述支架元件也称为试验台或物体台。支架元件设计用于支承或容纳待检测和/或处理的物体。粒子射线设备具有至少一个用于产生粒子射线的射线发生器和至少一个用于聚焦该粒子射线的物镜。借助粒子射线例如检测和/或处理物体。所述支架元件设计借助至少一个第一步进电动机可运动。根据本专利技术所述方法具有如下步骤：-通过以作为交流电的第一电动机电流控制操纵所述第一步进电动机，使所述支架元件开始运动，-将所述第一电动机电流调节至第一频率和第一振幅，和-通过减小所述第一电动机电流的第一频率和第一振幅，对所述支架元件的运动进行制动，其中，将所述第一频率在第一可预设时间区间内减小至零，并且其中，将所述第一振幅在第一可预设时间区间内减小至可预设的第一保持电流的振幅。本专利技术源于以下认识。尤其在第一步进电动机的微步运行方式下在第一步进电动机的制动过程中，使第一电动机电流的频率在制动时间间隔内减小并被调节至零，第一电动机电流的第一振幅也发生变化。第一振幅在制动过程期间一直降低，直至达到保持电流。在该保持电流下，第一步进电动机处于静止状态。尚在第一步进电动机运动过程中，便控制电动机电流达到停止位置(也就是将电动机电流的振幅减小到保持电流)。本专利技术一方面能够使第一步进电动机(从而还有支架元件)停留在希望的位置并且第一步进电动机不再向下一个整步的方向移动。另一方面，本专利技术能够使第一步进电动机不致过热。第一频率和/或第一振幅的减小可以在第一可预设时间区间内骤然地进行(也就是说在第一可预设时间区间内的一个规定的时间点)或者在第一可预设时间区间内持续进行。第一电动机电流例如相位错开地向包含在第一步进电动机内的线圈供给电流。在此明确指出，上述及下述所描述的方法步骤的顺序是任意的。可以使用方法步骤的每一种合适的顺序。在按照本专利技术的方法的实施方式中附加或备选地规定，所述支架元件的起始运动包括在第二可预设时间区间内的加速。在第二可预设时间区间内，对具有第一加速频率和第一加速振幅的所述第一电动机电流进行控制，其中，所述第一加速频率和所述第一加速振幅在第二可预设时间区间内例如通过升高而发生变化，直至被调整到所述第一频率和所述第一振幅。在此规定，所述第一频率大于所述第一加速频率并且所述第一振幅大于所述第一加速振幅。在一种实施例中规定，第一加速振幅的改变在第二可预设时间区间内持续或骤然地进行。在按照本专利技术的方法的另一个实施方式中附加或备选地规定，第一频率和/或第一振幅在第三可预设时间区间内保持恒定。在按照本专利技术的方法的另一个实施方式中附加或备选地规定，支架元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调整安置在粒子射线设备(1)内的支架元件(11)的位置的方法，其中，?所述支架元件(11)设计用于支承物体，?所述粒子射线设备(1)具有至少一个用于产生粒子射线的射线发生器(2)和至少一个用于聚焦粒子射线的物镜(6)，并且其中?所述支架元件(11)设计借助至少一个第一步进电动机(M1至M5)可运动，其中，所述方法具有如下步骤：?通过以作为交流电的第一电动机电流(I)操纵控制所述第一步进电动机(M1至M5)，使所述支架元件(11)开始运动，?将所述第一电动机电流(I)调节至第一频率和第一振幅，和?通过减小所述第一电动机电流(I)的第一频率和第一振幅，对所述支架元件(11)的运动进行制动，其中，将所述第一频率在第一可预设时间区间(Δt2)内减小至零，并且其中，将所述第一振幅在第一可预设时间区间(Δt2)内减小至可预设的第一保持电流的振幅。

【技术特征摘要】
2012.03.30 DE 10201220531741.一种用于调整安置在粒子射线设备(1)内的支架元件(11)的位置的方法，其中，-所述支架元件(11)设计用于支承物体，-所述粒子射线设备(1)具有至少一个用于产生粒子射线的射线发生器(2)和至少一个用于聚焦粒子射线的物镜(6)，并且其中-所述支架元件(11)设计借助至少一个第一步进电动机可运动，其中，所述方法具有如下步骤：-通过以作为交流电的第一电动机电流(I)操纵控制所述第一步进电动机，使所述支架元件(11)开始运动，-将所述第一电动机电流(I)调节至第一频率和第一振幅，和-通过减小所述第一电动机电流(I)的第一频率和第一振幅，对所述支架元件(11)的运动进行制动，其中，将所述第一频率在第一可预设时间区间(Δt2)内减小至零，并且其中，将所述第一振幅在第一可预设时间区间(Δt2)内减小至可预设的第一保持电流的振幅，在第一保持电流下，所述第一步进电动机处于静止状态，由此，尚在第一步进电动机运动过程中，便控制第一电动机电流达到停止位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，-所述支架元件(11)的起始运动包括在第二可预设时间区间(Δt1)内的加速，和其中-在第二可预设时间区间(Δt1)内，对具有第一加速频率和第一加速振幅的所述第一电动机电流(I)进行控制，其中，所述第一加速频率和所述第一加速振幅在第二可预设时间区间(Δt1)内发生变化，直至被调整到所述第一频率和所述第一振幅，其中，所述第一频率大于所述第一加速频率并且所述第一振幅大于所述第一加速振幅。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一频率和/或所述第一振幅在第三可预设时间区间(Δt3)内保持恒定。4.根据权利要求3所述的方法，其中，-使所述支架元件(11)沿至少一个第一平移轴移动，和/或-使所述支架元件(11)沿至少一个第二平移轴移动，和/或-使所述支架元件(11)沿至少一个第三平移轴移动。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一平移轴和所述第二平移轴相互垂直定向。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一平移轴、所述第二平移轴和/或所述第三平移轴相互垂直定向。7.根据权利要求6所述的方法，其中，-使所述支架元件(11)围绕至少一个第一转轴(17)转动，和/或-使所述支架元件(11)围绕至少一个第二转轴(22)转动。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一转轴(17)和所述第二转轴(22)相互垂直定向。9.根据权利要求8所述的方法，其中，-借助所述第一步进电动机使所述支架元件(11)沿所述第一平移轴移动，和/或-借助第二步进电动机使所述支架元件(11)沿所述第二平移轴移动，和/或-借助第三步进电动机使所述支架元件沿所述第三平移轴移动。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述方法具有如下步骤：-通过以作为交流电的第二电动机电流(I)控制操纵所述第二步进电动机，使所述支架元件(11)开始运动，-将所述第二电动机电流(I)调节至第二频率和第二振幅，-通过减小所述第二电动机电流(I)的第二频率和第二振幅，对所述支架元件(11)的运动进行制动，其中，将所述第二频率在第四可预设时间区间(Δt2)内减小至零，并且其中，将所述第二振幅在第四可预设时间区间(Δt2)内减小至可预设的第二保持电流的振幅，-通过以作为交流电的第三电动机电流(I)控制操纵所述第三步进电动机，使所述支架元件(11)开始运动，-将所述第三电动机电流(I)调节至第三频率和第三振幅，和-通过减小所述第三电动机电流(I)的第三频率和第三振幅，对所述支架元件(11)的运动进行制动，其中，将所述第三频率在第五可预设时间区间(Δt2)内减小至零，并且其中，将所述第三振幅在第五可预设时间区间(Δt2)内减小至可预设的第三保持电流的振幅。11.根据权利要求10所述的方法，其中，-所述支架元件(11)的起始运动包括在第六可预设时间区间(Δt1)内的加速，和其中-在第六可预设时间区间(Δt1)内，对具有第二加速频率和第二加速振幅的所述第二电动机电流(I)进行控制，其中，所述第二加速频率和所述第二加速振幅在第六可预设时间区间(Δt1)内发生变化，直至被调整到所述第二频率和所述第二振幅，其中，所述第二频率大于所述第二加速频率并且所述第二振幅大于所述第二加速振幅。12.根据权利要求11所述的方法，其中，-所述支架元件(11)的起始运动包括在第七可预设时间区间(Δt1)内的加速，和其中-在第七可预设时间区间(Δt1)内，对具有第三加速频率和第三加速振幅的所述第三电动机电流(I)...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·克纳皮奇，
申请(专利权)人：卡尔蔡司显微镜有限责任公司，
类型：发明
国别省市：