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Technologie

Der inverse piezoelektrische Effekt, der elektrische Ladung in eine mechanische Verschiebung im Nanobereich umwandelt, wurde in den letzten drei Jahrzehnten in vielen piezoelektrischen Aktoren für Nano-/Mikro-Positionierungen angewendet.

Drauf basierend wurden in den letzten Jahren einige neuartige und leistungsstarke Antriebskonzepte für Rotations- und Linearantriebe entwickelt. Sie sind sogenannte piezoelektrische Ultraschallmotoren oder Aktoren. Unsere innovativen Ingenieure haben in diesem Technologietrend einen einzigartigen Ultraschallantrieb entwickelt, der die Piezo-Biegeschwingung in die Schubkraft umsetzt für eine lineare Bewegung. Wir nennen sie Piezo motors (PZMs).

Ein patentierter piezoelektrischer Ultraschallmotor, schnell, präzise und ohne mechanischen Verschleiß.

Sie sind winzig, können aber hohe Geschwindigkeiten und Antriebskräfte generieren. Diese erlauben es, Teile mikrogenau zu positionieren. Da die PZMs im Ruhezustand keine Energie benötigen, punkten sie zudem mit einem geringen Stromverbrauch. Sie sind wartungsfrei, arbeiten mit kurzer Reaktionszeit und bewegen sich mit Auflösungen im Submikrometerbereich bei hoher Dynamik und Frequenzen von bis zu über hunderttausend Hertz. Außerdem verursachen PZMs von Haus aus keine elektromagnetischen Interferenz.

Diese Technologie eröffnet neue Ansätze und Antriebslösungen. Diese hat sich in mobilen Geräten, Mikropumpen bei Dispensern und Präzisionsoptiken bewährt. Es erschließen sich daher neben den industriellen Anwendungen neue Märkte wie Biowissenschaft und Medical.

Motor-TypVersatzGenerative KraftDrehmomentReaktionszeit
AC Servo Motor3 kg·m29.42 N·m100 msec
DC Servo Motor20 kg·m196.13 N·m10 msec
Step Motor10 μm30 kg294.20 N100 msec
Voice Coil Motor0.1 μm30 kg1 msec
Piezoelectric Motor0.01 μm3 kg/mm²29.42 N/mm²0.1 msec

Die PZM-Struktur verfügt über konfigurierbare Stablängen, um flexible Anforderungen an den Stellwege zu erfüllen. Und eine hohe dynamische Stabilität wirkt gegen Pixelverschiebung bei unterschiedlichen Ausrichtungen oder leichten Beschleunigungen. Die Closed-Loop-Positionserfassung gewährleistet eine Wiederholgenauigkeit im Sub-Mikrometerbereich.

Modulares Design, einfach zu integrieren für automatisierte Motion-Control-Lösungen

Die piezoelektrischen Ultraschallmotoren können modular aufgebaut werden und bestehen aus Standard- oder kundenspezifischen Komponenten. Dazu zählen Reiter, Führungsstabe, Positionssensoren sowie Gehäuse und Halterung.
Die Antriebselektronik liefert kurzen Schaltzeiten für hohe Dynamik. So können Sie ein komplettes Closed-Loop-Paket montage-, verdrahtungs- und betriebsfertig konfigurieren oder nur Komponenten auswählen und individuelle motorische Lösungen entwickeln.
Je nach Last, Hub, Genauigkeitsanforderung, Steuerungsschnittstelle usw. können Sie mit voller Unterstützung unseres Ingenieurteams Ihr optimales Systemdesign ausarbeiten.

Einfache Steuerung mit Pulsweitenmodulation

  • Offener Regelkreis. Steuerung mittels Impulsfolgen. Bewegungseigenschaften durch Puls/Pause Verhältnis, Frequenz und Anzahl der Pulse
  • Geschlossener Regelkreis für höchste Genauigkeit durch internen optischen Weggeber
  • Rückmeldung der aktuellen Position im µm Bereich
Controller-Board

Schnittstellen und Protokolle

  • Serielle Schnittstelle (LVTTL) mit V24 ASCII Protokol
  • USB 2.0 Interface mit UART
  • Optional Controller Board mit I²C Kommunikationsanschluß
  • Varianten für mehrere Motoren auf Anfrage
  • Weitere Protokolle und Interfaces sind in Planung

Hochmoderne Produktionslinie