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  • 哈爾濱芯明天科技有限公司

    高精度直線壓電馬達運動平臺|芯明天N31系列

    時間:2022-6-30 閱讀:1684
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    近年來,隨著工業設備及應用的升級與進步,對宏動行程范圍的運動控制提出了更高的要求,更大的行程范圍(mm級)、更高的運動精度(nm級)成為目標。芯明天聚焦前沿科技應用,結合自身技術優勢,組織研發團隊進行了大量的設計與試驗,終于實現了技術上的突破,成功研制了直線壓電馬達運動平臺。

    芯明天直線壓電馬達

    壓電馬達是由壓電陶瓷作為驅動單元,利用特殊的機械結構設計,將壓電陶瓷產生的直線微位移轉換為機械平面的宏觀直線運動,行程可達幾百毫米,精度則依然可以保持壓電陶瓷的超高精度,達納米級。

     

    原理介紹

    芯明天N31系列直線壓電馬達的驅動原理如下圖所示,下圖中展示了部分壓電驅動足的驅動動態效果。

     

    該直線壓電馬達中具有多對壓電陶瓷驅動,成對的壓電陶瓷在不同電壓驅動下發生推拉運動,從而使移動臺面產生爬行前進或后退,而每對壓電陶瓷間的配合,將該直線壓電馬達平臺的運動速度成倍提高。并且,采用該種結構的直線壓電馬達提供了非常高的保持力,是一般壓電馬達保持力的10倍以上。

     

    芯明天N31系列直線壓電馬達,內部采用高性能PZT驅動,直線運動行程可選25mm、50mm、100mm,可達亞納米級分辨率。選配閉環伺服傳感器(增量式編碼器)可提供更高的定位精度。

    2.jpg

     

    N13.25E直線壓電馬達

    (25mm行程,配有閉環傳感器,帶移動臺面)

    3.jpg

     

    N13.50E直線壓電馬達

    (50mm行程,配有閉環傳感器,帶移動臺面)

    4.jpg

     

    N13.100E直線壓電馬達

    (100mm行程,配有閉環傳感器,帶移動臺面)

     

     

    產品特點

    •大出力

    •上電自動找零位

    •閉環誤碰后自動歸位

    •可選光柵尺數字閉環

    •采用耐磨材料,真空無磁兼容

    •可選二/三維組合

     

    應用領域

    •工業級精密定位

    •半導體技術/測試

    •晶圓檢測

    •平版印刷

    •納米壓印

    •納米計量學

    •在強磁場和真空中運動

     

    直線壓電馬達位移測試

    5.jpg

     

     

    大出力

    N31系列直線壓電馬達的主動推拉力可達30N,被動保持力達40N。并且N31系列直線壓電馬達水平放置時,可在承載5kg負載下進行高精度運動。

     

    可選配移動臺面

    N31系列直線壓電馬達,可根據應用需求選擇配備移動臺面。移動臺面的表面預留有陣列安裝螺紋孔。

    6.jpg

     

        未安裝移動臺面                          安裝移動臺面

     

    耐磨材料

    N31系列直線壓電馬達采用高耐磨材料,壽命達千米以上。

     

    高精度增量式編碼器

    N31系列直線壓電馬達可選配增量式編碼器作為閉環傳感器,可提高直線運動精度,分辨率<10nm

     

    斷電自鎖

    N31系列直線壓電馬達在斷電后具有自鎖功能,且再次上電時,會自動找零。在使用中,當外力導致的行程變化時,N31也會自動調節歸位保持控制位置精度。

     

    技術參數

    型號N31

    運動自由度X

    集成傳感器類型增量式編碼器

    標稱行程范圍2550或100mm

    速度上限10mm/s

    閉環分辨率10nm

    開環分辨率0.1nm

    線性度1μm

    重復度1μm

    /拉力(主動)30N

    保持力(被動)40N

    最大承載5kg

    工作溫度0~50℃

    質量(包含電纜)565715g

    材質、不銹鋼

    電纜長度1.5m

     

     

    壓電馬達配套控制器

    E71系列壓電控制器是專為驅動N31直線壓電馬達而研制,它是由上位機數字控制,且壓電馬達運動速度可調。

    7.jpg

     

    技術參數

    型號E71

    控制方式伺服控制/開環控制

    供電輸入電壓24VDC/4A(20V~30V)

    靜態功耗<10 W

    處理器32bit 168MHz

    D/A 轉換器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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