親位置測定とクローズドループ制御のハイブリッドコンセプト

ピエゾとモーターでナノメートルの精度

  • ピエゾフレクシャドライブとDCサーボ/ボールねじドライブの同時制御
  • ナノメートル台の再現性
  • 直接測定:分解能2 nmのリニアエンコーダ
  • ミリ秒台の整定時間でナノメートルの精度
  • 摩擦のないピエゾドライブとたわみを緩和したボールねじ
  • アプローチ時のバックラッシュおよびスティックスリップ効果のアクティブ補償
  • 高い速度安定性
  • 最小のエネルギー要件/熱散逸で高い駆動力と保持力

2つのドライブに1つの制御装置

モーター(青)、および高分解能のリニアエンコーダ(緑)を1台搭載したピエゾアクチュエータ(黄)に対して一般的なクローズドループ制御を行うことで、極めて安定した速度と高いポジショニング精度が得られます。

スティックスリップ効果

指定位置への到達時のスティックスリップ効果またはバックラッシュについても補償可能です。2つのモーションシステムのクローズドループ制御には、同一の高分解能位置センサーを使用しています。これにより、数百ミリメートルのトラベルレンジとピエゾベースナノポジショナーの精度を兼ね備えたモーションシステムを実現しています。

分解能とポジショニング精度は、使用する位置センサーによって決まります。

モーションの分離

ハイブリッドドライブでは、高い剛性を持つピエゾアクチュエータおよびバックラッシュと摩擦のないフレクシャジョイントにより、モーターを備えた動力伝達系から移動プラットフォームが分離されています。ポジショニングモードでは数ナノメートルへのセトリングをわずか数ミリ秒で行うことができ、エンコーダの分解能域の最小インクリメントを確実に実行可能です。

ダイナミック運転では、ピエゾアクチュエータがモータードライブのモーションの異常を補償することで、非常に安定した速度が得られます。


応用事例

ハイブリッドステージは位置の測定と位置への復帰に高い精度が求められる用途や、表面検査および計測に特に適しており、ナノメートルの精度で目標位置に到達できます。

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