芯明天N31系列直线压电马达的原理/特点/应用/参数

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。

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

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。

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：25、50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

推/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）：565至715g

材质：铝、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，且压电马达的运动速度可调。

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

　　审核编辑：汤梓红