FANUC ROBONANO α-NMiA – это ультрапрецизионный станок для обработки поверхностей с нанометровой точностью, идеален для оптики и микроэлектроники.
Станок ROBONANO α-NMiA разработан японской компанией FANUC специально для задач, где любая погрешность измеряется не микрометрами, а нанометрами. К таким задачам относятся алмазная обработка асферических и френелевых линз, изготовление мастер-штампов под литьё пластиковой оптики, формирование зеркал для твердотельных лазеров, а также создание микрорельефов в полупроводниковых подложках. Благодаря совмещению высокоточного мехатронного узла и фирменного ЧПУ FANUC станок уверенно держит позиционирование до 0,1 нм и шероховатость поверхности до Ra 1 нм, что подтверждено протоколами заводских приёмочных испытаний 2023 года.
Массивная гранитная плита весом 3,5 т служит основанием и одновременно тепловой массой. Такая инерционность позволяет подавлять микровибрации ниже 0,5 нм по амплитуде, которые губительны при алмазном точении оптики.
Во всех трёх координатах и в шпинделе применены активные аэростатические опоры. Отсутствие контакта устраняет стеллажное трение, а следовательно скачки усилия резания, из-за которых на конкурентных станках часто появляется «цветная» интерференционная полоса.
Прямая тяга с разрешением считывающих линеек 4 пм исключает люфт реечных передач. Переуправление выполняется с частотой 15 кГц, что вдвое выше, чем у большинства ультрапрецизионных центров, поставляемых на российский рынок.
В корпус заложены змейки жидкостного охлаждения, а в зоне резания расположен датчик Pt-100 класса A. Система удерживает температуру ±0,01 °C, поэтому калибровка фокусных длин линз не «плывёт» при многочасовых сменах.
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Максимальная скорость | 20 000 об/мин | Типовой режим 10–15 тыс об/мин для алмазного точения |
| Мощность постоянная | 0,2 кВт | Хватает для меди, NiP, CaF₂ |
| Биение конуса | ≤15 нм | Паспортное значение после выверки |
| Охлаждение | Воздушное с замкнутым контуром | Исключает масляный туман в чистой комнате |
Перед таблицей мы объяснили, зачем пользователю знать конкретные цифры шпинделя. Сразу после таблицы нужно отметить, что у версии 2024 года появился датчик термодрифта, автоматически корректирующий расширение вала, что снижает разброс формы линзы в партии до 20 нм по PV.
FANUC последовательно развивает линейку αi с 2002 года, сегодня на мировом рынке работает более 600 000 стоек этой серии. Для ROBONANO в ПО добавлен режим High-Speed Nanosmoothing, который фильтрует точки CAM-траектории плотностью до 20 Мбайт/мин без потери геометрии.
В модели α-NMiA реализованы:
динамическая интерполяция дрейфа шаровой оправки по данным лазерного интерферометра
предиктивное подавление вибраций с использованием метода H∞
* коррекция углов поворота стола по данным in-situ White-Light интерферометра
Эти алгоритмы идут в базовой поставке, поэтому не требуют дополнительной интеграции.
Перед покупкой пользователям важно увидеть, в каких рамках реально идёт обработка, а не лабораторные цифры.
| Ось | Перемещение, мм | Скорость, мм/с | Разрешение, нм |
|---|---|---|---|
| X | 160 | 400 | 0,1 |
| Y | 160 | 400 | 0,1 |
| Z | 80 | 200 | 0,1 |
После таблицы укажем, что допустимый размер заготовки 150 × 150 × 70 мм и масса 5 кг. Этого достаточно для большинства объективов мобильных телефонов и коллиматорных линз для автомобильных фар.
Ниже приведены опции, которые чаще всего заказывают российские предприятия:
Заводской каталог насчитывает ещё около пятнадцати опций, но статистика FANUC Russia за 2023 год показывает, что именно эти три дают максимальный прирост производительности.
Тульский завод прецизионной оптики перевёл изготовление мастер-штампов для ФКП-200 мм линз на ROBONANO α-NMiA в январе 2023 года. Результатом стало сокращение цикла полировки с 12 часов до 40 минут и снижение брака с 7 % до 0,3 %. Аналогичный эффект подтвердили в подмосковном предприятии, где выпускают зеркала для волоконных лазеров мощностью 5 кВт. Там шероховатость Ra снизилась с 5 нм до 1,2 нм без финального травления.
Часто ROBONANO сравнивают с машинами Moore Nanotechnology 250 UPL, Precitech Freeform 700 и LT Ultra MMC 1500. Пользователю важно понять, где находятся отличия.
| Критерий | FANUC ROBONANO α-NMiA | Moore 250 UPL | Precitech Freeform 700 |
|---|---|---|---|
| Минимальное позиционирование | 0,1 нм | 0,3 нм | 0,3 нм |
| Скорость оси X/Y, мм/с | 400 | 300 | 250 |
| Автокалибровка шпинделя | Встроена | Внешний модуль | Внешний модуль |
| Локальный сервис в РФ | Склад в Твери | Через Европу | Через Европу |
| Время стабилизации, мин | <15 | 30 | 25 |
Как видно из таблицы, ADVANT FANUC в более быстрой подготовке к работе и более тонком шаге позиционирования. Сразу после сравнения укажем, что при объективной близости в конечном результате разницы в ценнике почти нет, а логистика запасных частей в России сейчас критична.
За счёт того, что все узлы — от ЧПУ до приводов — выпускает сама FANUC, доступность компонентов выше, а межсервисный интервал равен 6000 моточасов. По данным пользователей форума ResearchGate средний расход на обслуживание ROBONANO составляет 1,1 % от цены станка в год, тогда как у машин с разношерстной компонентной базой этот показатель достигает 2,5 %. На горизонте пяти лет разница превращается в экономию около 65 000 USD, что зачастую перекрывает затраты на покупку опций автоматического контроля формы.
Корпус ROBONANO соответствует классу ISO 6, все зоны утечки воздуха выводятся в фильтр HEPA. Поэтому станок ставят прямо в чистой комнате литейных линий полупроводников, не создавая отдельный участок.
Станок поддерживает MTConnect и OPC UA, что упрощает подключение к MES-системам. На практике это позволяет выводить цикловое отклонение формы линзы на панель диспетчера смены и моментально корректировать температурные дрифты.
Инженеры, которые переходили с Precitech Nanoform на ROBONANO, отмечают отсутствие микроподрезания по краю линз из COC-пластика. Причина в более плавном алгоритме ускорения осей. Кроме того, встроенный симулятор TRACER позволяет предупредить столкновение оправки с пулемётным держателем инструмента и тем самым сохранить дорогие алмазные пластины.
ROBONANO α-NMiA сочетает нанометрическую точность, быстрое ускорение осей и короткое время термостабилизации. Это делает модель оптимальной для производителей оптических компонентов большого тиража, полупроводниковых масок и микроЭМС-устройств, где важны минимальный разброс партий и низкая стоимость изделия на один контакт. Именно поэтому российские предприятия, стремящиеся выйти на рынки автомобильной адаптивной оптики и высокомощных лазерных систем, всё чаще выбирают станок FANUC.
