并联运动压电陶瓷定位系统

紧凑型设计,无牵引设备及线缆

在多轴并联系统中,所有促动器直接作用于单一运动平台。这意味着可以为所有轴设计相同的动态特性,从而大幅降低移动质量。额外优势:并联运动系统可比串行堆叠或嵌套系统设计得更紧凑。单个轴的误差和质量不会累积。由于最小化质量惯性,并联运动系统可提供多达6个水平的自由度和所有轴的高动态。


平行计量:使用固定参考的多轴测量

多轴阶段设计与并联运动允许使用直接平行计量,测量所有有关固定参考的移动平台的自由度。例如,由于力的作用而意外的串扰进入不同轴,因此可检测并实时纠正。这种积极的制导即使在动态运行时,也允许纳米范围内的高弹道保真度


多轴偏摆系统运动学

来自PI的压电偏摆镜系统基于所有运动方向的单一移动平台并联运动。该系统可实现比切换两个连接的单轴系统更高的线性度,例如,在电扫描装置情况下仍保持紧凑。 压电驱动偏摆镜和平台适用于高度动态操作,例如追踪、扫描、图像稳定、消除漂移和振动;同时也适用于光学系统和标本的静态定位。它们允许光束偏移至100 mrad、几微秒的极短响应时间和降至弧度范围的分辨率。PI提供大范围的紧凑型激光束大单位控制系统,用于天文学。

三脚压电陶瓷驱动器的偏摆系统

平台由三个彼此呈120°角的压电陶瓷致动器控制。通过坐标变换,运动可以被分割在不同的致动器之间。 除了偏摆,平台也可以线性用于Z轴,这很重要,例如,用于校正光路长度(移相器)。 下面的公式用于计算偏摆角度和在Z轴的路径范围。A、B和C是相应致动器的线性位移:

差动压电陶瓷驱动器的偏摆系统(四角支座)

平台由一对彼此呈90°角的压电陶瓷致动器控制。四个致动器根据偏摆方向两两单独控制。由于偏摆轴θX和θY成正交设置,因此无需坐标系变换。 结果是在较大温度范围内完美的位置/角度稳定性。三脚架的设置也是如此,不同的变形保证在较大温度范围内最优的角度稳定性。对于位置控制变形,每个轴的两个传感器的不同评估提供了更好的线性度和分辨率。

压电偏摆镜动力学

压电偏摆系统的最大工作频率依赖于它的机械谐振频率。放大器、控制器和传感器的特性也相当重要。为了估计系统的有效谐振频率——一组平台与镜子的组合——对于算第一镜基板的惯性矩很必要。

m 反射镜重量 [g]
IM 反射镜的转动惯量 [g × mm2]
L 倾斜轴正交的反射孔长度 [mm]
H 反射镜厚度 [mm]
T 位移旋转点平台表面 (见各型号的技术资料 ) [mm]
R 反射镜直径 [mm]

平台的振谐频率(参见 >> 产品规格)和镜基板的惯性矩根据下面的等式给出系统的振谐频率:

f' 带反射镜的平台振谐频率 [Hz]
f0 无反射镜的平台振谐频率 [Hz]
I0 平台惯性矩 (参见技术材料) [g × mm²]
IM 反射镜转动惯量 [g × mm²]