ניו-טק מגזין | מרץ 2022 | מהדורה דיגיטלית

הנעהמדויקת בטכנולוגיה פיאזואלקטרית

, גרמניה. Attocube עוז מעיין, מנכ"ל מדיטל ויז'ן בע"מ, בשיתוף עם חברת

. התנועה הכוללת מורכבת מצעדים רבים. ∆ מערכת בקרה ייעודית שולטת על התנועה בעזרת הפקת פולסים בצורת "שן-מסור", שיוצרים את התנועה הנדרשת ברזולוציות גבוהות מאוד. כאמור, כל צעד הוא תנועה ננומטר והוא מיוצר על ידי עליה 50 של הדרגתית וירידה מהירה של המתח, אך קיימת אפשרות להעלות את המתח באופן חלקי ולהגיע למיקום הרצוי גם ברזולוציות . ∆ x טובות מננומטר בודד, בתוך תחום ה- התיאור לעיל לעקרון הפעולה מתייחס לתנועה ליניארית בציר בודד, אולם ניתן לבצע תנועה בשני צירים ליניאריים על אותו שולחן הנעה ). קיימים סוגים נוספים של תנועה: הנעה X , Y ( ) וגוניומטרים Rotator ),הנעהסיבובית( Z לגובה( .) Theta ) Θ (/ Phi ) Φ ( - Pitch / Roll ( לצורך הגעה למיקום אבסולוטי מדויק, המערכת בדרך כלל תכלול אמצעי מדידה, כגון אנקודר, פוטנציומטר, או חיישן מיקום אחר. סגירת חוג הבקרה מתבצע על ידי מערכת הבקרה הייעודית. הדיוק הסופי יהיה תלוי גם באמצעי המדידה. למשל, כדי להגיע לדיוקים של ננומטר בודד, משתמשים בדרך כלל באינטרפרומטר בעל דיוק גבוה, או אנקודר ברזולוציה גבוהה מאד.

, כפי שמיושמת Stick - Slip זו תפורט שיטת מגרמניה. Attocube על ידי חברת מבנה האקטואטור הוא שולחן הנעה מיניאטורי, המורכב על מסילות הנעה ומתחתיו מנוע פיאזו, שמחזיק את השולחן באמצעות חיכוך. התנועה נוצרת בשלושה שלבים: – מנוחה. 1 אין מתח על הפיאזו. הציר מוחזק מהחיכוך עליית מתח הדרגתית, מרחיבה את הפיאזו . אורך ∆ x ובעזרת החיכוך השולחן נע התנועה יהיה תלוי בגובה המתח למנוע וביכולת של הפיאזו להתרחב. מדובר בכמה עשרות ננומטרים. – החלקה. 3 הורדה מהירה של המתח מחזירה את הפיאזו במהירות למקומו הראשוני. כתוצאה מהתנועה המהירה, החיכוך קטן והשולחן אינו חוזר עם הפיאזו, אלא שומר על מקומו. מחזור כזה של שלושת השלבים הנ"ל יוצר 1 , כ- ∆ x תנועה קטנה אחת – צעד באורך של x מיקרומטר למשל. גובה המתח ייקבע את עם הפיאזו. – תנועה. 2

שנים האחרונות, עם ההתקדמות הטכנולוגית בתחומי המוליכים

ב

למחצה, האלקטרוניקה, האופטיקה ותעשיות נוספות, עלתה הדרישה לבצע הנעה ברזולוציות ודיוקים גבוהים יותר. פתרון נפוץ לכך הוא שימוש באקטואטורים מבוססי מנוע פיאזואלקטרי. החומר פיאזואלקטרי ("פיאזו") התגלה ע"י שני חוקרים, אחים 1880-882 בשנת . Jacques Curie ו- Pierre Curie צרפתיים, הפיאזו הוא חומר קרמי או גבישי, שמשנה את צורתו כאשר הוא מוזן מתח חשמלי. למעשה, החומר גם מייצר מתח חשמלי כאשר משנים לו את הצורה, או מפעילים עליו כוח. לצורך הפשטות ניתן להגיד, שחומר פיאזואלקטרי מתרחב כאשר הוא מקבל מתח חיובי ומתכווץ, כאשר הוא מקבל מתח שלילי. קיימים סוגים רבים של חומרים פיאזואלקטריים, שלא יורחבו בכתבה זו ויש להם יישומים רבים ומגוונים. עקרון פעולה ליישומי הנעה מדוייקת בתעשייה קיימות כמה שיטות לביצוע הנעה באמצעות מנועים פיאזואלקטריים. בכתבה

New-Tech Magazine l 50