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高精度直線壓電馬達(dá)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)|芯明天N31系列

更新時(shí)間: 2022-06-30

近年來(lái),隨著工業(yè)設(shè)備及應(yīng)用的升級(jí)與進(jìn)步,對(duì)宏動(dòng)行程范圍的運(yùn)動(dòng)控制提出了更高的要求,更大的行程范圍(mm級(jí))、更高的運(yùn)動(dòng)精度(nm級(jí))成為目標(biāo)。芯明天聚焦前沿科技應(yīng)用,結(jié)合自身技術(shù)優(yōu)勢(shì),組織研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了大量的設(shè)計(jì)與試驗(yàn),終于實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的突破,成功研制了直線壓電馬達(dá)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。

芯明天直線壓電馬達(dá)

壓電馬達(dá)是由壓電陶瓷作為驅(qū)動(dòng)單元,利用特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),將壓電陶瓷產(chǎn)生的直線微位移轉(zhuǎn)換為機(jī)械平面的宏觀直線運(yùn)動(dòng),行程可達(dá)幾百毫米,精度則依然可以保持壓電陶瓷的超高精度,達(dá)納米級(jí)。

 

原理介紹

芯明天N31系列直線壓電馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)原理如下圖所示,下圖中展示了部分壓電驅(qū)動(dòng)足的驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)效果。

 

該直線壓電馬達(dá)中具有多對(duì)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng),成對(duì)的壓電陶瓷在不同電壓驅(qū)動(dòng)下發(fā)生推拉運(yùn)動(dòng),從而使移動(dòng)臺(tái)面產(chǎn)生爬行前進(jìn)或后退,而每對(duì)壓電陶瓷間的配合,將該直線壓電馬達(dá)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度成倍提高。并且,采用該種結(jié)構(gòu)的直線壓電馬達(dá)提供了非常高的保持力,是一般壓電馬達(dá)保持力的10倍以上。

 

芯明天N31系列直線壓電馬達(dá),內(nèi)部采用高性能PZT驅(qū)動(dòng),直線運(yùn)動(dòng)行程可選25mm、50mm、100mm,可達(dá)亞納米級(jí)分辨率。選配閉環(huán)伺服傳感器(增量式編碼器)可提供更高的定位精度。

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N13.25E直線壓電馬達(dá)

(25mm行程,配有閉環(huán)傳感器,帶移動(dòng)臺(tái)面)

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N13.50E直線壓電馬達(dá)

(50mm行程,配有閉環(huán)傳感器,帶移動(dòng)臺(tái)面)

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N13.100E直線壓電馬達(dá)

(100mm行程,配有閉環(huán)傳感器,帶移動(dòng)臺(tái)面)

 

 

產(chǎn)品特點(diǎn)

•大出力

•上電自動(dòng)找零位

•閉環(huán)誤碰后自動(dòng)歸位

•可選光柵尺數(shù)字閉環(huán)

•采用耐磨材料,真空無(wú)磁兼容

•可選二/三維組合

 

應(yīng)用領(lǐng)域

•工業(yè)級(jí)精密定位

•半導(dǎo)體技術(shù)/測(cè)試

•晶圓檢測(cè)

•平版印刷

•納米壓印

•納米計(jì)量學(xué)

•在強(qiáng)磁場(chǎng)和真空中運(yùn)動(dòng)

 

直線壓電馬達(dá)位移測(cè)試

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大出力

N31系列直線壓電馬達(dá)的主動(dòng)推拉力可達(dá)30N,被動(dòng)保持力達(dá)40N。并且N31系列直線壓電馬達(dá)水平放置時(shí),可在承載5kg負(fù)載下進(jìn)行高精度運(yùn)動(dòng)。

 

可選配移動(dòng)臺(tái)面

N31系列直線壓電馬達(dá),可根據(jù)應(yīng)用需求選擇配備移動(dòng)臺(tái)面。移動(dòng)臺(tái)面的表面預(yù)留有陣列安裝螺紋孔。

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    未安裝移動(dòng)臺(tái)面                          安裝移動(dòng)臺(tái)面

 

耐磨材料

N31系列直線壓電馬達(dá)采用高耐磨材料,壽命達(dá)千米以上。

 

高精度增量式編碼器

N31系列直線壓電馬達(dá)可選配增量式編碼器作為閉環(huán)傳感器,可提高直線運(yùn)動(dòng)精度,分辨率<10nm。

 

斷電自鎖

N31系列直線壓電馬達(dá)在斷電后具有自鎖功能,且再次上電時(shí),會(huì)自動(dòng)找零。在使用中,當(dāng)外力導(dǎo)致的行程變化時(shí),N31也會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)歸位保持控制位置精度。

 

技術(shù)參數(shù)

型號(hào)N31

運(yùn)動(dòng)自由度X

集成傳感器類(lèi)型增量式編碼器

標(biāo)稱(chēng)行程范圍25、50或100mm

速度上限10mm/s

閉環(huán)分辨率10nm

開(kāi)環(huán)分辨率0.1nm

線性度1μm

重復(fù)度1μm

/拉力(主動(dòng))30N

保持力(被動(dòng))40N

最大承載5kg

工作溫度0~50℃

質(zhì)量(包含電纜)565715g

材質(zhì)、不銹鋼

電纜長(zhǎng)度1.5m

 

 

壓電馬達(dá)配套控制器

E71系列壓電控制器是專(zhuān)為驅(qū)動(dòng)N31直線壓電馬達(dá)而研制,它是由上位機(jī)數(shù)字控制,且壓電馬達(dá)運(yùn)動(dòng)速度可調(diào)。

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技術(shù)參數(shù)

型號(hào)E71

控制方式伺服控制/開(kāi)環(huán)控制

供電輸入電壓24VDC/4A(20V~30V)

靜態(tài)功耗<10 W

處理器32bit 168MHz

D/A 轉(zhuǎn)換器16bit

串口波特率115200

通信接口USB、RS-422、RS-232

峰值電流1A

平均電流75mA

紋波10mVpp(加載2.2μF)

額定輸出功率50W

工作溫度范圍0~50℃

輸出短路電流60mA

尺寸162.5×162×45.5 mm^3

重量1.3kg

 


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