PIMag® 磁気ダイレクトドライブ

スピンドルベースのテクノロジーと比べ、磁気ダイレクトドライブには特に摩耗やダイナミクスに関してメリットがあります。使用する機械部品の数を可能な限り抑えているため、摩擦とバックラッシュが抑えられ、精度の向上を実現しています。

PIMag^®シリーズでは、固定子、アクチュエータ、素子などのシステムコンポーネントは用途ごとに弊社で個別にカスタマイズしています。

これらのカスタムメイドのソリューションは、チップ/チルトミラーや分注、検査およびフォーカシング、内視鏡、宇宙望遠鏡など、多くのオートメーション分野やハンドリング技術において有用です。

ボイスコイルアクチュエータおよび磁気リニアドライブでは、磁場内の通電導体にかかる力が磁場および電流の強度に比例することを利用しています。電気エネルギーは機械エネルギーに変換され、電流の方向に応じて両方向に作用可能な力が発生します。この方式には、特に摩耗やダイナミクスに関してスピンドルベースの技術に比べてメリットがあります。機械部品をほとんど使用しないため、摩擦とバックラッシュが抑えられ、高い精度を得ることができます。また同時に、コストを抑えエネルギー効率を改善しています。

この摩擦のない電磁リニアドライブには、保持力は比較的小さいものの、ダイナミクスが優れているという特徴があります。これらのドライブは主として、トラベルレンジが最大数十ミリメートルのスキャン用途に使用されます。ボイスコイルリニアドライブで安定した位置を保つには、他のリニアコイルと同様に、操作およびブレーキをクローズドループ制御により行う必要があります。

ピエゾベースドライブソリューションなどと比べ、この電流制御方式では位置調整と力調整を両立可能です。これにより、小型のアクチュエータやドライブで比較的大きなトラベルレンジを実現できます。

原理的には、磁気リニアモーターは複数のボイスコイルアクチュエータを組み合わせたものに相当し、各コイルは位置に依存した定義済みパターンに応じて制御可能です(整流)。一般に、コイルまたは磁気組立品を移動させることができます。

リニアモーターは、フィード速度が非常に高い場合と非常に低い場合の両方に使用されます。これらのモーターは、0.1 µm/s未満から5 m/sを超える速度まで、高い精度で動作します。エアベアリングまたは磁気ベアリングと組み合わせた場合、数ナノメートルの位置分解能が得られます。

磁気ダイレクトドライブは電流制御型であり、駆動力は電流に線形に依存するため、位置制御および速度制御だけでなく、力制御にも基いて操作することが可能です。

力制御により、保持力または送り力を指定してPIMagドライブおよびステージを動作させることができます。力センサーと位置センサーの値は同時に読み取って処理できます。力制御のみの場合と比較して、この方法では副次的な位置および速度の制御が可能になります。自動ゼロ点補償機能により、オープンループでドライブが0 N力を出力する(すなわち重量を補償する)保持電流の値が定義されます。

弊社では、PIMagアクチュエータに力センサーを取り付けるオプションもご用意しています。

内視鏡用PIMagドライブ — 医療用内視鏡向けの中空軸を備えた小型磁気ドライブ

弊社では、特定の要件に合わせて、固定子、アクチュエータ、素子などのあらゆるシステム要素のカスタマイズを行っています。このため、ピエゾセラミックドライブと同じ幅広い技術を備えています。

制御技術、ガイドシステム、ナノ計測センサーシステムのノウハウも備えているため、磁気ダイレクトドライブの分野においても、追加の「既製」ソリューションを購入することなくご指定の要件に柔軟に対応可能です。このため、どの動作原理のポジショニングシステムを使用する場合でも、利用上の差が生じることはありません。オーダーメイドのポジショニングソリューションを確実にご利用いただけます。