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高精度直线压电马达运动平台|芯明天N31系列

近年来,随着工业设备及应用的升级与进步,对宏动行程范围的运动控制提出了更高的要求,更大的行程范围(mm级)、更高的运动精度(nm级)成为目标。芯明天聚焦前沿科技应用,结合自身技术优势,组织研发团队进行了大量的设计与试验,终于实现了技术上的突破,成功研制了直线压电马达运动平台。

芯明天直线压电马达

压电马达是由压电陶瓷作为驱动单元,利用特殊的机械结构设计,将压电陶瓷产生的直线微位移转换为机械平面的宏观直线运动,行程可达几百毫米,精度则依然可以保持压电陶瓷的超高精度,达纳米级。

 

原理介绍

芯明天N31系列直线压电马达的驱动原理如下图所示,下图中展示了部分压电驱动足的驱动动态效果。

 

该直线压电马达中具有多对压电陶瓷驱动,成对的压电陶瓷在不同电压驱动下发生推拉运动,从而使移动台面产生爬行前进或后退,而每对压电陶瓷间的配合,将该直线压电马达平台的运动速度成倍提高。并且,采用该种结构的直线压电马达提供了非常高的保持力,是一般压电马达保持力的10倍以上。

 

芯明天N31系列直线压电马达,内部采用高性能PZT驱动,直线运动行程可选25mm、50mm、100mm,可达亚纳米级分辨率。选配闭环伺服传感器(增量式编码器)可提供更高的定位精度。

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N13.25E直线压电马达

(25mm行程,配有闭环传感器,带移动台面)

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N13.50E直线压电马达

(50mm行程,配有闭环传感器,带移动台面)

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N13.100E直线压电马达

(100mm行程,配有闭环传感器,带移动台面)

 

 

产品特点

•大出力

•上电自动找零位

•闭环误碰后自动归位

•可选光栅尺数字闭环

•采用耐磨材料,真空无磁兼容

•可选二/三维组合

 

应用领域

•工业级精密定位

•半导体技术/测试

•晶圆检测

•平版印刷

•纳米压印

•纳米计量学

•在强磁场和真空中运动

 

直线压电马达位移测试

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大出力

N31系列直线压电马达的主动推拉力可达30N,被动保持力达40N。并且N31系列直线压电马达水平放置时,可在承载5kg负载下进行高精度运动。

 

可选配移动台面

N31系列直线压电马达,可根据应用需求选择配备移动台面。移动台面的表面预留有阵列安装螺纹孔。

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    未安装移动台面                          安装移动台面

 

耐磨材料

N31系列直线压电马达采用高耐磨材料,寿命达千米以上。

 

高精度增量式编码器

N31系列直线压电马达可选配增量式编码器作为闭环传感器,可提高直线运动精度,分辨率<10nm

 

断电自锁

N31系列直线压电马达在断电后具有自锁功能,且再次上电时,会自动找零。在使用中,当外力导致的行程变化时,N31也会自动调节归位保持控制位置精度。

 

技术参数

型号N31

运动自由度X

集成传感器类型增量式编码器

标称行程范围2550或100mm

速度上限10mm/s

闭环分辨率10nm

开环分辨率0.1nm

线性度1μm

重复度1μm

/拉力(主动)30N

保持力(被动)40N

最大承载5kg

工作温度0~50℃

质量(包含电缆)565715g

材质不锈钢

电缆长度1.5m

 

 

压电马达配套控制器

E71系列压电控制器是专为驱动N31直线压电马达而研制,它是由上位机数字控制,且压电马达运动速度可调。

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技术参数

型号E71

控制方式伺服控制/开环控制

供电输入电压24VDC/4A(20V~30V)

静态功耗<10 W

处理器32bit 168MHz

D/A 转换器16bit

串口波特率115200

通信接口USB、RS-422、RS-232

峰值电流1A

平均电流75mA

纹波10mVpp(加载2.2μF)

额定输出功率50W

工作温度范围0~50℃

输出短路电流60mA

尺寸162.5×162×45.5 mm^3

重量1.3kg

 


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