高精度直線壓電馬達(dá)運動平臺|芯明天N31系列

近年來，隨著工業(yè)設(shè)備及應(yīng)用的升級與進(jìn)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(biāo)。芯明天聚焦前沿科技應(yīng)用，結(jié)合自身技術(shù)優(yōu)勢，組織研發(fā)團(tuán)隊進(jìn)行了大量的設(shè)計與試驗，終于實現(xiàn)了技術(shù)上的突破，成功研制了直線壓電馬達(dá)運動平臺。

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)動單元，利用特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計，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動，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。

原理介紹

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

該直線壓電馬達(dá)中具有多對壓電陶瓷驅(qū)動，成對的壓電陶瓷在不同電壓驅(qū)動下發(fā)生推拉運動，從而使移動臺面產(chǎn)生爬行前進(jìn)或后退，而每對壓電陶瓷間的配合，將該直線壓電馬達(dá)平臺的運動速度成倍提高。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，直線運動行程可選25mm、50mm、100mm，可達(dá)亞納米級分辨率。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。

N13.25E直線壓電馬達(dá)

(25mm行程，配有閉環(huán)傳感器，帶移動臺面)

N13.50E直線壓電馬達(dá)

(50mm行程，配有閉環(huán)傳感器，帶移動臺面)

N13.100E直線壓電馬達(dá)

(100mm行程，配有閉環(huán)傳感器，帶移動臺面)

產(chǎn)品特點

•大出力

•上電自動找零位

•閉環(huán)誤碰后自動歸位

•可選光柵尺數(shù)字閉環(huán)

•采用耐磨材料，真空無磁兼容

•可選二/三維組合

應(yīng)用領(lǐng)域

•工業(yè)級精密定位

•半導(dǎo)體技術(shù)/測試

•晶圓檢測

•平版印刷

•納米壓印

•納米計量學(xué)

•在強(qiáng)磁場和真空中運動

直線壓電馬達(dá)位移測試

大出力

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

可選配移動臺面

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臺面。移動臺面的表面預(yù)留有陣列安裝螺紋孔。

    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(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，可提高直線運動精度，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，會自動找零。在使用中，當(dāng)外力導(dǎo)致的行程變化時，N31也會自動調(diào)節(jié)歸位保持控制位置精度。

技術(shù)參數(shù)

型號：N31

運動自由度：X

集成傳感器類型：增量式編碼器

標(biāo)稱行程范圍：25、50或100mm

速度上限：10mm/s

閉環(huán)分辨率：＜10nm

開環(huán)分辨率：＜0.1nm

線性度：1μm

重復(fù)度：1μm

推/拉力（主動）：30N

保持力（被動）：40N

最大承載：5kg

工作溫度：0~50℃

質(zhì)量（包含電纜）：565至715g

材質(zhì)：鋁、不銹鋼

電纜長度：1.5m

壓電馬達(dá)配套控制器

E71系列壓電控制器是專為驅(qū)動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)的運動速度可調(diào)。

技術(shù)參數(shù)

型號：E71

控制方式：伺服控制/開環(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