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芯明天壓電宏微復(fù)合運動平臺 - 毫米行程、納米精度

更新時間： 2022-07-06
傳統(tǒng)的絲杠導(dǎo)軌運動平臺以其耐用可靠的特點廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、科研技術(shù)之中，然而隨著工業(yè)技術(shù)的提升以及科研的進(jìn)步，宏動行程低精度的運動平臺已無法滿足越來越高精度的使用要求，宏動行程高精度調(diào)節(jié)的產(chǎn)品與方案應(yīng)運而生 - 壓電驅(qū)動宏微復(fù)合機構(gòu)。


壓電驅(qū)動宏微復(fù)合的技術(shù)方案，解決了其要求行程大、定位精度高等技術(shù)難題，同時還具備了體積小、響應(yīng)速度快、出力大等技術(shù)優(yōu)勢。
芯明天壓電宏微復(fù)合機構(gòu)是手動調(diào)節(jié)與電壓調(diào)節(jié)相結(jié)合的超精密定位臺?？刂平Y(jié)構(gòu)分為兩部分，一部分為手動調(diào)節(jié)臺，通過千分尺進(jìn)行調(diào)節(jié)；另一部分為壓電納米定位臺，內(nèi)部由壓電陶瓷驅(qū)動，通過施加電壓來控制。在粗調(diào)機構(gòu)中，可調(diào)整的直線運動行程為mm級，分辨率為10μm。在精調(diào)機構(gòu)中，可調(diào)整的直線運動行程可達(dá)幾十~幾百μm級，分辨率為nm級。通過兩種調(diào)節(jié)方式結(jié)合來達(dá)到毫米級行程、納米級定位精度。




組成結(jié)構(gòu)


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壓電宏微復(fù)合平臺是將壓電平臺與手調(diào)或其他電動平移臺相結(jié)合，且該結(jié)合不會損失壓電平臺的高分辨率。利用手調(diào)千分尺的壓電宏微復(fù)合平臺，一般手調(diào)行程為13mm，且它的分辨率達(dá)10μm，在壓電平臺精調(diào)行程范圍內(nèi)。在手動進(jìn)行粗調(diào)后，再利用壓電平臺進(jìn)行納米級的精調(diào)。
芯明天標(biāo)準(zhǔn)的壓電宏微復(fù)合機構(gòu)是在手調(diào)千分尺的基礎(chǔ)上集成壓電微動運動平臺，并配以軌道載物臺面，手調(diào)千分尺可進(jìn)行13mm行程的宏觀調(diào)節(jié)，壓電運動平臺可進(jìn)行25μm、100μm或250μm行程的納米級微觀調(diào)節(jié)，既保證毫米級行程范圍，又保證了調(diào)節(jié)的高精度及便捷性。




特點
•宏動行程13mm，分辨率達(dá)10µm
•壓電精調(diào)行程25µm、100µm或250µm
•分辨率達(dá)0.5nm
•壓電調(diào)節(jié)可選配閉環(huán)傳感器




壓電宏微復(fù)合平臺（無載物移動臺面）
無載物移動臺面的壓電宏微復(fù)合平臺的功能類似于一個直線促動器，該促動器具有千分尺直線粗調(diào)，同時配有壓電直線納米級精調(diào)。用戶可將其集成到自有的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，作為促動器使用。
無載物移動臺面的壓電宏微復(fù)合平臺不可直接進(jìn)行組維，但可選擇多個進(jìn)行配合使用。

壓電宏微復(fù)合臺（無移動臺面）



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13mm千分尺行程

壓電行程可選25μm、100μm、250μm

納米至亞納米級分辨率

可選配傳感器


壓電宏微復(fù)合平臺（配備載物移動臺面）
配備載物移動臺面的壓電宏微復(fù)合平臺提供了負(fù)載的機械安裝接口，在移動臺面上配備有多種安裝螺紋孔。
多個該壓電宏微復(fù)合平臺可進(jìn)行組合，以組成二維或三維粗精調(diào)運動平臺。
 

壓電宏微復(fù)合臺（配備移動臺面）



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13mm千分尺行程

壓電行程可選25μm、100μm、250μm

納米至亞納米級分辨率

提供負(fù)載機械安裝接口

可選配傳感器



多維組合壓電宏微復(fù)合平臺
壓電宏微復(fù)合平臺的運動自由度在1至3維間自由選擇。下圖中為精調(diào)25μm行程的二維壓電宏微復(fù)合平臺，以及行程為100μm的三維壓電宏微復(fù)合平臺。
組合式宏微復(fù)合平臺非常適用于多維大行程、高精度的定位，例如光纖對準(zhǔn)、光路對準(zhǔn)等。


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壓電宏微復(fù)合平臺技術(shù)參數(shù)


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移動臺面參數(shù)



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平直度：<3µm/13mm

導(dǎo)軌：交叉滾柱導(dǎo)軌

臺面尺寸：65mm×65mm



真空兼容版
對于真空環(huán)境應(yīng)用，芯明天選用真空兼容組件，形成真空兼容的壓電宏微復(fù)合平臺，如下圖所示，左側(cè)為精調(diào)250μm的真空版XY二維壓電宏微復(fù)合平臺，右側(cè)為精調(diào)行程250μm的三維真空版本。


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緊湊型三維壓電宏微復(fù)合平臺
對于系統(tǒng)應(yīng)用空間非常受限的環(huán)境，芯明天也可提供緊湊型三維壓電宏微復(fù)合平臺，該類平臺的多維版本具有更緊湊的外形尺寸。此外，該運動平臺采用的千分尺具有兩級調(diào)節(jié)，可先進(jìn)行5mm范圍內(nèi)的粗調(diào)，再進(jìn)行0.2mm范圍內(nèi)的精調(diào)。最后是納米級精度的壓電精調(diào)，壓電精調(diào)行程為18μm。

緊湊型壓電宏微復(fù)合臺



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5mm千分尺粗調(diào)行程

0.2mm千分尺精調(diào)行程

18μm壓電行程

納米至亞納米級分辨率

 
應(yīng)用案例
下方左圖：光學(xué)對準(zhǔn) - 帶載壓電偏轉(zhuǎn)鏡進(jìn)行光學(xué)路徑調(diào)節(jié)
下方右圖：納米光刻 - 帶載樣品做XY二維粗精位置調(diào)節(jié)


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壓電螺釘運動平臺
除上述類型的壓電宏微復(fù)合平臺外，芯明天也可提供壓電螺釘馬達(dá)驅(qū)動的運動平臺，可簡單的理解為，將上述壓電宏微復(fù)合平臺中的千分尺替換為壓電螺釘。該類平臺不僅運動行程大（可達(dá)26mm），定位精度也非常高，直線步長可小于20nm。


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