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PiezoWalk® Antriebe setzen sich über die Beschränkungen konventioneller Nanopositionieraktoren hinweg: Sie bieten grundsätzlich unbegrenzt lange Stellwege und besitzen dennoch die Vorteile eines piezoelektrischen Aktors, wie ungeregelte Positionsauflösung bis in den Bereich unter 10 Picometern und hohe Steifigkeit für dynamischen Betrieb und Krafterzeugung.
PiezoWalk® Piezoschreitantriebe bestehen in der Regel aus mehreren einzelnen Piezoaktoren, die durch koordinierte Klemm- und Scherbewegungen eine Bewegung erzeugen (Schrittbetrieb). Jeder Schrittzyklus bewirkt einen Vorschub um wenige Mikrometer, womit bei einer Schrittfrequenz von mehreren hundert Hertz Geschwindigkeiten bis zu einigen Millimetern pro Sekunde erreicht werden.
Animation eines NEXLINE® Piezo-Schreitantriebes
(Kombinierter Schritt- und Analogmodus)
Das PiezoWalk® Funktionsprinzip bietet hohe Antriebskraft, Auflösung und Wiederholbarkeit. Piezoschreitantriebe erreichen hier typischerweise bessere Werte als Trägheitsantriebe oder Ultraschallmotoren. Verschiedene Betriebsmodi ermöglichen quasi unbegrenzten Stellbereich (Schrittmodus) oder hochauflösende, hochdynamische Positionierung (Analogmodus).
PI bietet zwei Produktlinien an, die auf verschiedenen Ausführungen des PiezoWalk® Prinzips basieren. NEXLINE® und NEXACT®. Ihre spezifischen Vorteile kommen in unterschiedlichen Anwendungen zum Tragen. |
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Kundenspezifischer PiezoWalk® Linearmotor
50 Picometer Schritte mit einem NEXLINE® Antrieb, gemessen mit einem externen, kapazitiven Positionssensor für höchste Auflösung. Die Messung zeigt die Leistungsfähigkeit, die noch viel Spielraum für die nächste Generation in der Nanotechnologie lässt |
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PiezoWalk® Antriebe in der Übersicht
- Sehr hohe Auflösung, die nur vom verwendeten Sensor begrenzt wird. Ungeregelt wurden bereits bis zu 30 Picometer erreicht.
- Hohe Antriebskraft und Steifigkeit. NEXLINE® Antriebe erzeugen und halten Kräfte bis zu 600 N, NEXACT® bis zu einigen 10 N.
- PiezoWalk® Antriebe halten auch unbestromt die Position stabil auf Nanometergenauigkeit. Das Antriebsdesign bewirkt maximale Klemmkraft im Ruhezustand.
- Die Position wird auch ohne Spannung gehalten. Es gibt also keine Leckströme, die die Funktion des Piezoantriebs beeinträchtigen könnten.
- PiezoWalk® Antriebe sind für nicht-magnetische Anwendungen geeignet, die z.B. auf der Kernspinresonanz basieren, oder für Experimente zur Supraleitfähigkeit. Die Antriebe erzeugen weder magnetische Felder, noch werden sie von ihnen beeinflusst.
- Die aktiven Komponenten der PiezoWalk® Antriebe werden aus einer vakuum-kompatiblen Keramik hergestellt. Die Antriebe können auch unter harter ultravioletter Strahlung eingesetzt werden.
- NEXLINE® Antriebe können Stoßbelastungen von mehreren g z.B. während des Transports überstehen.
- PiezoWalk® Antriebe sind in drei Integrationsstufen für flexiblen OEM Einsatz erhältlich: OEM Motoren, Aktoren im Gehäuse, sowie als Antrieb in komplexen Positioniersystemen wie mehrachsigen Stelltischen oder 6-Achsen Hexapoden
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6-Achsen parallelkinematisches Nanopositioniersystem (Hexapod) mit N-215 NEXLINE® Hochlastantrieben für die Anwendung in starken Magnetfeldern
Funktionsprinzip eines NEXLINE® Linearaktors |
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Nanopositionierung mit NEXLINE® Hochlastantrieben
NEXLINE® Systeme basieren auf sehr stabilen und leistungsfähigen Scher- und Klemmaktoren. Durch die integrierte Vorspannung erzeugen sie Antriebs- und Haltekräfte bis 600 N und dies bei einer hohen Lebensdauer. Das Aktordesign besitzt eine hohe Resonanzfrequenz von einigen hundert Hertz, wodurch hochsteife Strukturen mit geringsten Vibrationen konstruiert werden können. Der analoge Betriebsmodus innerhalb eines Scherzyklus dient für Dithering oder aktive Schwingungsdämpfung.
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Der N-216 NEXLINE® Hochlast-Linearantrieb bietet Haltekräfte bis 800 N und 20 mm Stellweg |
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Kompakte NEXACT® Antriebe für mittlere Kräfte
NEXACT® Antriebe basieren auf Vorschub- und Klemmbewegungen von Piezo Biegeaktoren. Sie ermöglichen Antriebskräfte bis 15 N und maximale Geschwindigkeiten von mehr als 10 mm/s bei niedrigen Betriebsspannungen von -10 bis 45 V. Die kompakten und kostengünstigen NEXACT® Antriebe sind mit verschiedenen Treiberelektroniken erhältlich, angefangen bei kostengünstigen OEM-Elektroniken für den ungeregelten Betrieb im Schrittmodus bis hin zum Servocontroller E-861 für hochauflösende, geregelte Mikrostelltische. |
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N-310 Linearaktor mit E-861 Servocontroller (Treiberelektronik integriert) |
| Typische Anwendungsbereiche für PiezoWalk® Antriebe / Aktoren |
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