PIRestアクチュエータ

長期安定性とナノメートルの分解能を備えたアクティブシム

応用事例

アクティブシムは、2つのサブアセンブリーの整合が重要であり、マシン部品のドリフトや公差の変化に応じて再調整を行う必要のある用途すべてで使用されています。特に、環境条件とアクセス性が原因で手動操作が煩雑になっている場合には、PIRestアクチュエータが最適です。

  • マシンの品質認定および較正
  • お客様の現場へのマシンの初回設置
  • 温度ドリフトが原因の再配列
  • サブアセンブリーなどの寸法の変化による再配列

 

このアクチュエータは数ナノメートル台の高い分解能を有しているため、従来のメカニカルエンジニアリングだけでなく、天文学の光学部品の配列、シンクロトロンでの材料研究、半導体製造などにも使用されています。


一貫して安定したギャップをアクティブに調節できるまったく新しいピエゾテクノロジー

マシンに含まれる2つの部品間の目標寸法または実寸法が変化すると、これらの寸法の再調整が必要になる場合があります。

必要な寸法に合わせて厳密に研磨されている従来のシムのデメリットは、機械的に挿入しなければならないということです。こうしたシムは必要な精度で調節できない場合があり、また規定の寸法を変えることができません。

こうした従来のアプローチとは対照的に、ピエゾベースのPIRestシムは1回挿入するだけでよく、2つの部品間で変化した寸法をアクティブに調節できます。

従来のピエゾセラミックアクチュエータでは、こうした調整プロセスに対応できません。変位が必要な限りアクチュエータの電圧(オフセット電圧)を維持しなければならず、アクチュエータおよびマシンの機材の寿命にとって大きなデメリットとなります。また、安定した電源が追加で必要になります。

PIRestテクノロジーのベースはピエゾアクチュエータですが、オフセット電圧を印加しなくても、調節後ナノメートルの精度で安定した変位を維持できます。


簡単に使用可能

アクティブシムは、初回作成の段階でマシンに合わせて設計されます。プレートやリング、さらには静的な調節だけでなくアクティブな振動補償やその他のモーションをナノメートルの精度で行う複雑なハイブリッド駆動部品として、実質的にあらゆる形状とサイズで製造可能であり、ほぼすべての場所に統合できます。

このアクティブシムには静的な寸法調節用に電圧接続部が設けられていますが、この接続部を電圧源に接続する必要があるのは各調整プロセス時のみです。弊社では、調整を非常に簡単に行うことのできる携帯電源を提供しています。

必要なケーブルはすべてマシンに合わせて設計すればよく、恒久的に配線したままにできるため、手の届かない場所での調整作業が著しく簡単になります。


The Advantages of PIRest at a Glance

PIRestのメリットの概要

  • 位置の保持に永続電圧源は不要です。初期設置の費用を抑え、調節を非常に簡単に行うことができます。
  • 柔軟性の高い形状と機能要素。PIRestアクチュエータの製造プロセスは、弊社で大量製造している従来のピエゾセラミックアクチュエータとほとんど同じであり、お客様の仕様に合わせた成形にも対応しています。
  • ピエゾアクチュエータが持つ高い信頼性と長寿命
  • 標準で最大35 µmの変位
  • ナノメートルの分解能とマイクロメートルの変位。PIRestテクノロジーは、従来のピエゾセラミックアクチュエータと同じ特性を備えています。
  • 長期位置安定性
  • 携帯機器などにより変位を簡単に調節可能
  • 数百マイクロメートルにわたる調節や動的な振動補償が可能なハイブリッドアクチュエータ
  • 1軸から6軸バージョンまで製造可能です。オプションでアクチュエータに温度センサーを搭載できます。

長期安定性

PIRestアクチュエータの変位安定性に影響するのは、環境温度の変化のみです。温度変化が±1 K以内の環境において公称調節範囲10 µmのアクチュエータを用いた長期試験では、変位にかかわらず位置ドリフトが±100 nm未満であることが示されています。

ナノメートルの分解能

PIRestアクチュエータと手動制御デバイスで構成されるシステムでは、荷重によらず数ナノメートルの長さの変化を起こすことができます。


製品概要

 

多様な成形による柔軟性

 

変位は、アクチュエータの長さによって決まります。標準では、最大変位が35 μmの単純な6軸アクチュエータをご用意しています。大まかに言って、PIRestテクノロジー製品は、多層ピエゾアクチュエータのPICMAシリーズの製品ポートフォリオで利用可能なすべてのフォームファクターで製造可能です。

ハイブリッドアクチュエータによる柔軟性

 

ハイブリッドアクチュエータは、従来のピエゾアクチュエータとPIRestピエゾアクチュエータで構成されています。上述のようにPIRestアクチュエータは恒久的に位置を補正しますが、同時に従来のアクチュエータで行う動的モーションの基準としても使用できます。このため、数十ヘルツの振動の動的補償、測定または走査プロセス中の焦点面の再調整、計測や材料加工におけるレーザービームの制御を行うことができます。

PIRestシム(青)

調整範囲:4.6 μm

PICMAアクチュエータ(黄)

調整範囲:5 μm

分解能:<50 pm超


最大6軸の調節

マシンのサブアセンブリーの最終位置に対する調整は、1次元にとどまらない場合があります。6次元調整にはすべての空間角が含まれているため、コンポーネントの調節を2次元平面上で行う場合でも最適な位置決めが可能です。

PIRestテクノロジーでは各アクチュエータを緻密に配置することで、単一の設計でパラレルキネマティック多軸アクチュエータを実現しています。