ניו-טק מגזין | דצמבר 2017

Motion Control מוסף מיוחד

) הוכח כבעל התאמה טובה לייצור L1B2 המוני, אמינות גבוהה, טווח דינאמי גבוה של מהירות, דיוקי תנועה גבוהים, שחיקה נמוכה ואורך חיים גבוה. סוג מנועים זה מוצא כיום שימוש בתעשיות המיקרואלקטרוניקה, האלקטרואופטיקה, החלל והתעשייההצבאית .) Nanomotion (מנועים וצירי התנועה של מבנה בסיסי של ציר תנועה מבנה בסיסי של ציר תנועה יחיד המבוסס מנוע .1 פיאזואלקטרי אולטראסוני מתואר באיור הבקר מתבסס על אלגוריתם בקרה שהותאם למנוע פיאזואלקטרי בכדי לבצע פרופיל תנועה נדרש. פקודות הבקר נשלחות בצורת מתח למגבר אשר בתורו מפעיל מתח ערור , בתדר הרזוננס על גבי המנוע. המיקום AC הנוכחי של הציר מבוקר ומתוקן באופן תמידי ע"י שימוש בערכי המיקום הנשלחים באופן רציף אל הבקר ע"י אנקודר מיקום המשולב על הציר. L1B2 מנוע פיאזואלקטרי מסוג מתואר בצורה L1B2 אופן העבודה של מנוע . לסטטור הפיאזואלקטרי 2 סכמאטית באיור צורת מלבן. בחירת יחס האורך-רוחב הנכון עבור המלבן מאפשרת ערור בו-זמני של שני ע"י הפעלה של תדר B2 ו L1 אופני הרזוננס )). ארבע אלקטרודות a (2 ערור יחיד (איור מלבניות מיושמות על הפאה הגדולה העליונה של המלבן בצורה סימטרית, כאשר כל שתיים הממוקמות לאורך אלכסוני הפיאה )). הפאה b (2 העליונה, מחוברות ביניהן (איור הגדולה התחתונה של המלבן מכוסה כולה באלקטרודה יחידה. הפעלת מתח חילופין בתדר המתאים בין הפיאה התחתונה לבין אחד מזוגות האלקטרודות על הפאה העליונה B2 ו L1 גורמת לערור של שני אופני הרזוננס, במישור הפיאות הגדולות. כתוצאה משילוב אופני הרזוננס, קצה הסטטור מבצע תנועות אליפטיות (מיקרוניות), כאשר כיוון סיבוב האליפסה נקבע ע"י בחירת הפעלת המתח על אחד מתוך שני צמדי האלקטרודות שעל הפיאה העליונה. צימוד מכאני של הסטטור הרוטט אל ציר תנועה, גורם לתנועות האליפטיות של קצה הסטטור להעביר מומנט/כוח אל הציר הנע. סוג התנועה של הציר – ליניארית או סיבובית – נקבע ע"י בחירת הבמה המתאימה )) או סיבובית (איור d (2 (ליניארית (איור )). כיוון התנועה נקבע ע"י כיוון התנועה e (2 האליפטית, כאמור ע"י בחירת האלקטרודות. המבנה להלן יכול להיות מיושם בעזרת מנועים

מבנה בסיסי של ציר תנועה יחיד המבוסס מנוע פיאזואלקטרי אולטראסוני :1 איור «

), בעל קשיחות ותדר no backlash חופשים ( רזוננס גבוהים בכיוון התנועה, מה שמאפשר זמני תגובה קצרים ביותר, דיוק ואחידות תנועה גבוהים (דיוקים ברמות נאנומטריות ) וכן תאוצות ותאוטות ultra - high precision ). צימוד בעזרת חיכוך hard brake גבוהות ( מאפשר לא לצרוך אנרגיה כלל כאשר ציר התנועה עומד במקום, תוך אבטחה של נאנומטר (תיקון 50 מרחקי סחיפה הקטנים מ אקטיבי מאפשר להגיע לסחיפה של פחות מנאנומטר בעמידה. לדוגמא בצירי התנועה של לתעשייתהמיקרואלקטרוניקה). Nanomotion חומרים פיאזואלקטריים הינם חומרים קרמיים קשים, לא מגנטיים, עמידים

בממסים ובטמפרטורות גבוהות יחסית ובעלי לחץ אדים נמוך. תכונות אלו מאפשרות בניית צירי תנועה אשר אינם מושפעים מהפרעות אלקטרומגנטיות ולא גורמים הפרעות כאלה בעצמם (מתאימים לעבודה בתוך מכשירי ). הם מתאימים לעבודה בוואקום גבוה MRI ובחדרים נקיים. תדרי הרזוננס של הסטטורים הפיאזואלקטריים גבוהים בהרבה מגבול השמע האנושי, מה שמבטיח עבודה שקטה. מבין אפשרויות התכנון השונות של מנועים פיאזואלקטריים אולטראסוניים, מנוע L1 המבוסס על שילוב של אופני תהודה (רזוננס הכפיפה B2 (רזוננס האורכי הראשון) ו השני) של מלבן פיאזואלקטרי (מנוע מסוג

)b , ) תיאור סכמאטי של שילוב אופני הרזוננס L1B2: a מבנה בסיסי של מנוע :2 איור « ) תמונה b) , d) ) דוגמא ליישום הסכימה המתוארת ב c , תיאור סכמאטי של ערור הרזוננס ) תמונה של ציר סיבובי. e , של ציר ליניארי

New-Tech Magazine l 46