CoreMorrow のピエゾ ナノ ポジション システムの応用

Harbin Core Tomorrow Science & Technology Co., Ltd.は、主にハイエンドの精密機器メーカーにサービスを提供するナノスケールの精密測位製品の研究、開発、製造、販売に重点を置いています。 私たちの市場は、すべての有名な大学、研究機関、および高精度機器メーカーをカバーしており、ヨーロッパ、アメリカ、日本、韓国、およびその他の国に輸出されています。

20年近くの急速な開発の後、CoreMorrowは、ピエゾナノモーションおよび制御システムの研究開発、設計、および製造において多くの経験を蓄積し、何万ものカスタマイズされたソリューションとさまざまなアプリケーションシナリオを備えています。

次に、CoreMorrow で使用できるピエゾ ナノモーションおよび制御システムを見てみましょう。 また、購入プロセスでは、どのように選択する必要がありますか?

ピエゾアクチュエータ

CoreMorrow ピエゾ アクチュエータは、主に PZT チタン酸ジルコン酸鉛であり、さまざまな構造、動作方法、およびアプリケーション シナリオに従って多くのタイプに分類されます。

例えば、構造によって、単層構造、多層構造、複合構造タイプに分けることができます。

ソナー、超音波洗浄機などの超音波振動に使用する場合は、高周波、高出力、低コストを特徴とする単層圧電アクチュエータを選択できます。 光位相シフト、マイクロナノ精密位置決めなどに使用する場合は、大きなストローク、安定した変位、高精度、低駆動電圧を特徴とする多層圧電アクチュエータを選択する必要があります。

CoreMorrow ピエゾ アクチュエータは、動作モードによって、直線運動タイプ、曲げタイプ、せん断タイプ、2D スキャン タイプ、3D モーション タイプ、管状拡張タイプ、管状 3D スキャン タイプなど、多くのカテゴリに分類できます。

モーションピエゾアクチュエータのタイプごとに、多くのモデルがあります。たとえば、リニアピエゾアクチュエータには何百ものモデルがあります。どのように選択するのですか?これは主に、ピエゾ アクチュエータのサイズ (高さや断面積など) を決定する、移動と変位に対する顧客の要件と、ブロック力の要件に依存します。さらに、顧客の駆動電圧、駆動周波数の要件に応じて、特定のモデルのスクリーニングを実施します。

プリロードされたピエゾ アクチュエータ

プリロードされたピエゾ アクチュエータは、プリロードされた状態でパッケージ化され、ロードされているため、直線運動を生成できます。その内部には信頼性の高い低電圧/高電圧のピエゾ スタックを組み込むことができ、外部は円筒形のステンレス スチール シェルで保護されています。高負荷で非常に動的な用途向けの高い内部機械的プリロード。プリロードされたピエゾ アクチュエータは、最大 50,000N のブロッキング力を生成できるため、工作機械、アクティブ防振、または適応力学に最適です。サイズが小さく、共振周波数が高いため、走査型顕微鏡、レーザー チューニング、ビーム ステアリング、パッチ クランプ、干渉計などのアプリケーションに最適です。

プリロードされたピエゾ アクチュエータには、開ループ (位置フィードバック センサーなし) と閉ループ (統合された位置フィードバック センサー) のバージョンがあります。開ループでは、その分解能は無限に高く、制御機器のノイズによってのみ制限されますが、圧電セラミックのヒステリシスとクリープ特性により、再現性と安定性は低くなります。しかし、閉ループ バージョンは、ヒステリシスとクリープの問題を解決できます。
圧電アクチュエータを購入するときは、変位と負荷のパラメータも最初に決定し、次に駆動電圧に応じて製品のモデルを事前に決定できます。

増幅ピエゾアクチュエータ

増幅型ピエゾ アクチュエータは、プリロードされた低電圧ピエゾ スタックによって生成された変位の出力を、機械的増幅構造を介して増幅するアクチュエータです。
上記の圧電アクチュエータと比較して、増幅されたピエゾアクチュエータは同じ体積でより大きな変位を示しますが、ブロッキング力は比較的小さくなります。

機械的増幅構造は楕円形の機械的シェルであり、その材料は一般的に鋼です。 ピエゾ スタックに最適なプリロード力を提供するだけでなく、ピエゾ スタックが張力を受けないように保護します。 大きな引張力は、ピエゾ スタックに不可逆的または致命的な損傷を引き起こす可能性があります。 楕円形の機械的拡大構造は、ユーザーに統合しやすい機械的インターフェースも提供します。

さらに、CoreMorrow は、フィードバック センサーを備えた増幅ピエゾ アクチュエータの閉ループ バージョンとしても利用できます。

増幅ピエゾ アクチュエータ閉ループ バージョン

· フィードバックセンサー付
· 高い再現性
· 高い直線性

 

ピエゾクランプ

ピエゾクランプは、金、銀、銅などをクランプするために特別に設計・開発された製品です。構造がシンプルで、応答速度が速く、分解能が高いのが特徴です。 圧電セラミックスは変形が小さいため、圧電セラミックスの変位を適切に増幅するために、一般に機械的増幅構造が使用されます。

ピエゾ クランプは、主に全自動ボンディング マシンで使用されます。 高速応答と適切なクランプ力により、チップ ワイヤ ボンディング プロセスの高効率が保証されます。 動的で高速な開閉プロセスは、圧電セラミックのヒステリシスとクリープの影響を受けません。

ピエゾ クランプは閉ループ バージョンでも利用できます。 下の写真のピエゾ クランプは閉ループ バージョンです。 クランププロセスを監視します。

ピエゾ クランプ閉ループ バージョン

· フィードバックセンサー付
· 高い再現性
· 高い直線性

 

ピエゾファイバーストレッチャー

ピエゾファイバーストレッチャーは、ピエゾアクチュエーターを柔軟なヒンジ構造に組み立てるファイバーストレッチャーとも呼ばれます。 溝では、ピエゾアクチュエータによって生成された変位が半径方向に出力され、円周が変化し、それによってファイバーが伸ばされます。

ピエゾ ファイバー ストレッチャーは、特殊な環境用途向けの航空宇宙バージョンでも利用できます。 選択プロセス中、注意してください: ピエゾ ファイバー ストレッチャーに巻き付けることができるファイバーは無限に長くはありません。また、ファイバーを伸ばすために必要なブロッキング力は、ファイバー ストレッチャーの出力力よりも小さくする必要があります。 繊維のストレッチは効果がありません。 伸ばされたファイバが非常に長い場合は、複数のファイバ位相変調器を選択し、同時制御を使用してより大きな伸張変位を生成することをお勧めします。

巻かれた光ファイバー

· ファイバーは無限に巻けない
· 必要に応じて、複数のファイバーストレッチャーを使用できます

 

ピエゾマイクロメータ

ピエゾマイクロメータは、ピエゾ微動ステージとマイクロメータを組み合わせたもので、マイクロメータによる手動調整が可能で、ピエゾステージを介してマイクロ・ナノレベルでの微調整が可能です。 ピエゾステージは機器に統合できますが、積載プラットフォームが必要な場合は、CoreMorrow はモバイル積載プラットフォームを備えたマクロとミクロの複合プラットフォームも提供できます。 1D から 3D バージョンおよび真空バージョンで利用可能なピエゾ マクロ - マイクロ複合プラットフォーム。

一次元/三次元運動/三次元運動真空バージョン

 

ピエゾナノポジショニングステージ

ピエゾ ナノポジショニング ステージの外観は、完全なプラットフォームの形で提示されます。 また、ピエゾアクチュエータを駆動源として使用し、柔軟なヒンジ機構と組み合わせて、X 軸、Y 軸、Z 軸、XY 軸、XZ 軸、XYZ 軸、および 6 軸を実現します。 精密モーション用のピエゾステージ。 その駆動形態には、ピエゾアクチュエータの直接駆動機構と増幅機構があります。

一般に、ダイレクトドライブ構造のピエゾナノポジショニングステージの変位は比較的小さいですが、負荷容量は強力です。 増幅機構のピエゾナノポジショニングステージの動作範囲は大きく、ミリメートルレベルに達する可能性がありますが、負荷容量は通常、直接駆動構造の負荷容量よりも低くなります。

CoreMorrow ピエゾ ナノポジショニング ステージは、サイズが小さく、摩擦がなく、応答速度が速いという特徴があります。 ナノスケールの分解能と位置決め精度を実現する高精度センサーをオプションで搭載でき、非常に高い信頼性を備えています。 ピエゾナノ位置決めステージは、精密位置決めの分野で重要な役割を果たします。

ピエゾ ナノポジショニング ステージは、アパーチャーなしまたはアパーチャー バージョンで利用できます。 開口バージョンは、光学位相シフトや光学顕微鏡イメージングなど、透過光の光学アプリケーションに適しています。

リニアピエゾモーター

前述の製品では、機械的な直接駆動または増幅構造の原理が使用されていますが、リニアピエゾモーターは異なります。 ピエゾアクチュエータをモーターとして使用し、ピエゾアクチュエータの連続的なステップと摩擦の原理を介して移動します。 ロッド/フェースは、数ミリメートルから数百ミリメートルの移動を生成します。

リニアピエゾモーターは、圧電マイクロドライブ技術、つまり圧電マイクロ変位アクチュエータを使用して高精度の位置決めと動作を実現する技術を採用しています。 線形ミリメートル ストロークを移動します。 リニア モーション ストロークはオプションで 25、50、100 mm で、サブナノメートルの解像度に達することができます。 また、オプションの閉ループ サーボ センサー (インクリメンタル エンコーダー) により、位置決め精度が向上します。

 

アンギュラーピエゾモーター

角度ピエゾ モーターは、ピエゾ アクチュエータを駆動モーターとしても使用し、特別な機械構造設計を使用して、ピエゾ アクチュエータの連続的な線形微小変位ステップを、360° および双方向のストロークで、機械面のマクロ角運動に巧みに変換します。 動き。 調整可能。

角度ピエゾ モーターには、閉ループ フィードバック センサー、つまり回転運動の精度を確保するためのインクリメンタル エンコーダーを装備することもできます。

 

高速工具位置決めステージ

高速工具位置決めステージは、超精密旋削加工用に開発および設計されています。 高応答周波数、高剛性、高精度などの独自の特性を利用して、ツールを移動方向に急速に送り込むように駆動し、複雑な表面ワークや精密機械加工の構造を実現できます。

CoreMorrow の超精密で高速な工具位置決めステージの大きなブロッキング力バージョンは 3000N の出力を生成でき、大容量バージョンの負荷容量は 20kg に達することができます。 また、動作周波数は1μmストロークで600Hzに達します。

CoreMorrow は、より高い出力とより高い頻度で高速工具位置決めステージをカスタマイズできます。

 

ピエゾ対物スキャナ

ピエゾ対物スキャナは、対物レンズのフォーカスと顕微鏡を調整するために特別に設計されています。 対物レンズの上部に組み込むことができ、顕微鏡検査/測定または観察装置に取り付けられ、焦点を合わせるためのロードされた対物レンズを使用して、精度を向上させ、高解像度と組み合わせて使用 する多くのものと連携することができます 顕微鏡。

ピエゾ対物スキャナはアダプタを介して対物レンズに接続されており、対物レンズを目的の位置にすばやくロックできます。 M27×0.75、M26×0.75、M26×1/36"、M25×0.75、W0.8×1/36"など、さまざまなネジが用意されており、取り付けネジもカスタマイズして簡単に使用できます。 顕微鏡との一体型設置。

 

ピエゾZ/チップ/チルト/回転ステージ

ピエゾZ・先端・傾斜・回転ステージは、角運動を発生させるピエゾステージです。 正確な角度調整のためにピエゾアクチュエータによって駆動されます。 2次元のθx、θyモーションが選択でき、Z方向の直線も同時に装備可能。 θz 回転を備えた別のピエゾ回転ステージも選択できます。 さらに、6 自由度のパラレル メカニズム プラットフォームがあります。 6自由度バージョンに比べ、位置決め精度が向上し、応答速度が速くなります。

このシリーズは、レーザービームの走査やレーザービームの結合などの光路調整用途に最適です。 100mm×100mmまでのミラーを搭載できる中央貫通穴付きピエゾZ/先端/傾斜/回転ステージ。

 

ピエゾ チップ/チルト/Z プラットフォーム

ピエゾ チップ/チルト/Z プラットフォームはピエゾ チルト ステージに似ており、どちらも主に θx および θy 角度偏向運動を生成しますが、ピエゾ チップ/チルト/Z プラットフォームはサイズが小さく、光学反射でより多く使用されます。

CoreMorrow ピエゾ チップ/チルト/Z プラットフォームは、1 軸の θx バージョン、2 軸の θx、θy バージョン、および 3 軸の θx、θy、Z バージョンを選択できます。平行運動学に基づいて設計されており、2 方向のたわみ運動は同じ移動平面を共有します。 4 つの内部ピエゾ アクチュエータはペアで差動制御され、プラットフォームのたわみ動作を決定します。これにより、ピエゾ チルト プラットフォームは、温度差が大きい環境でも優れた角度位置決め安定性を実現できます。

内部にピエゾアクチュエータを採用し、最高の信頼性を確保しています。特殊樹脂絶縁により、周囲の湿度や漏れ電流の障害に耐性があります。信頼性と寿命において、従来の圧電アクチュエータよりもはるかに優れています。

ピエゾ チルト プラットフォームの可動プレートには、反射レンズを取り付けることができ、ピエゾ チルト プラットフォームの高速回転により、光通信、レーザー加工、適応光学など、ミリ秒単位の高速光路調整を実行できます。 .

 

ピエゾコントローラー

ピエゾ コントローラは、ピエゾ アクチュエータを駆動して変形と移動を生成するために使用されます。前述のすべての製品を駆動するには、対応するピエゾ コントローラが必要です。

ピエゾ コントローラーは、一般にアナログ入力またはデジタル入力によって制御され、電力増幅機能があり、出力電圧と出力周波数は調整可能です。ピエゾアクチュエータを駆動源とするピエゾモーション製品のコントローラや駆動電源の駆動に使用されます。

構造形態に応じて、ピエゾ コントローラーは主に、モジュール式、統合型、産業用、ボード型、航空宇宙グレード、およびその他のコントローラー製品に分類されます。
チャネル数、電力、サイズなどの要件に応じて、さまざまなシリーズのピエゾ コントローラー製品を選択できます。

CoreMorrow E00/E01 シリーズ モジュラー ピエゾ コントローラーは、異なる機能を持つ 4 種類のモジュールで構成されています。 モジュールは接続されており、さまざまな機能と性能パラメーターを持つさまざまな独立したモジュールを互いに組み合わせて、さまざまな機能と性能パラメーターを持つ何百もの製品を形成できます。

モジュラーピエゾコントローラー

 

少量アプリケーションの要件に対応して、CoreMorrow は、小型、軽量、高出力、低消費電力、高帯域幅、および低リップル ノイズを特徴とするさまざまな少量ピエゾ コントローラーを開発および設計しました。 DC24V電源を採用し、デジタルとアナログの制御機能を統合し、オープン/クローズドループオプション、RS-232/RS-422/USB通信オプション、外部制御機能を設定でき、操作は簡単で便利です。 シェルには放熱領域があり、発生した熱をすばやく放散できます。

統合型小型ピエゾ コントローラ

ユーザーの製品開発ニーズを満たすために、CoreMorrow はボード型ピエゾ コントローラーの設計とカスタマイズをサポートし、顧客のニーズとスペースの制約に従って製品ソリューションを提供できます。

ボード型ピエゾコントローラー

100 チャンネルのピエゾ コントローラー

適応光学、フェーズド アレイ、変形可能ミラーなどのアプリケーションで多数のピエゾ アクチュエータを使用するアプリケーション シナリオを推進するために、CoreMorrow は 100 チャネルのピエゾ コントローラを提供します。 チャネル数は 256 チャネルに達する可能性があります。

ユーザーごとにアプリケーション環境が異なるため、多くの場合、ユーザー向けに設計をカスタマイズする必要があります。 長年の蓄積された経験により、CoreMorrow はそのようなアプリケーションの詳細を深く理解し、迅速なカスタマイズ設計、迅速な供給、および製品品質保証を提供できます。

224/256/156 チャンネル

ピエゾひずみセンサー

ピエゾひずみセンサーは比較的特殊な製品で、ピエゾベースの変形センサーです。 ひずみセンサーは、主に構造面の変形を測定するために使用されます。 通常、機械の耐荷重構造は、力を加えるプロセス全体を通して、必要な力よりも大きいまたは小さい引張り力または圧縮力によってひずみを受けます。ひずみセンサーは、間接的な動的および準静的な力の測定を提供できます。 力 ひずみとの関係は十分に線形であり、正確な測定と監視の要件を効果的に満たします。 ひずみを間接測定に使用すると、フォース シャントが 99% 近くになる可能性があり、直接測定よりもはるかに高くなります。

ひずみεは無次元、つまり単位のない物理量です。 ひずみ ε は、国際単位系で相対的な尺度として使用され、その単位はメートル/メートル (m/m) です。 相対ひずみの単位として με を使用し、1με=1 マイクロひずみ=10^-6m/m=1μm/m とします。

ひずみセンサーにより、溶接力の監視など、力のプロセス監視が可能になります。

上記はCoreMorrow製品の一般的な紹介ですが、実際の製品はこれだけではありません。 対応する圧電製品のニーズがある場合は、CoreMorrow までご連絡ください。 お客様のアプリケーションに適したピエゾ ソリューションを迅速な対応で提供します。