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芯明天壓電宏微復(fù)合運(yùn)動(dòng)平臺(tái) - 毫米行程、納米精度

更新時(shí)間： 2022-07-06

傳統(tǒng)的絲杠導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)平臺(tái)以其耐用可靠的特點(diǎn)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(dòng)行程低精度的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)已無法滿足越來越高精度的使用要求，宏動(dòng)行程高精度調(diào)節(jié)的產(chǎn)品與方案應(yīng)運(yùn)而生 - 壓電驅(qū)動(dòng)宏微復(fù)合機(jī)構(gòu)。

壓電驅(qū)動(dòng)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(shí)還具備了體積小、響應(yīng)速度快、出力大等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

芯明天壓電宏微復(fù)合機(jī)構(gòu)是手動(dòng)調(diào)節(jié)與電壓調(diào)節(jié)相結(jié)合的超精密定位臺(tái)。控制結(jié)構(gòu)分為兩部分，一部分為手動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)，通過千分尺進(jìn)行調(diào)節(jié)；另一部分為壓電納米定位臺(tái)，內(nèi)部由壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)，通過施加電壓來控制。在粗調(diào)機(jī)構(gòu)中，可調(diào)整的直線運(yùn)動(dòng)行程為mm級(jí)，分辨率為10μm。在精調(diào)機(jī)構(gòu)中，可調(diào)整的直線運(yùn)動(dòng)行程可達(dá)幾十~幾百μm級(jí)，分辨率為nm級(jí)。通過兩種調(diào)節(jié)方式結(jié)合來達(dá)到毫米級(jí)行程、納米級(jí)定位精度。

組成結(jié)構(gòu)

壓電宏微復(fù)合平臺(tái)是將壓電平臺(tái)與手調(diào)或其他電動(dòng)平移臺(tái)相結(jié)合，且該結(jié)合不會(huì)損失壓電平臺(tái)的高分辨率。利用手調(diào)千分尺的壓電宏微復(fù)合平臺(tái)，一般手調(diào)行程為13mm，且它的分辨率達(dá)10μm，在壓電平臺(tái)精調(diào)行程范圍內(nèi)。在手動(dòng)進(jìn)行粗調(diào)后，再利用壓電平臺(tái)進(jìn)行納米級(jí)的精調(diào)。

芯明天標(biāo)準(zhǔn)的壓電宏微復(fù)合機(jī)構(gòu)是在手調(diào)千分尺的基礎(chǔ)上集成壓電微動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，并配以軌道載物臺(tái)面，手調(diào)千分尺可進(jìn)行13mm行程的宏觀調(diào)節(jié)，壓電運(yùn)動(dòng)平臺(tái)可進(jìn)行25μm、100μm或250μm行程的納米級(jí)微觀調(diào)節(jié)，既保證毫米級(jí)行程范圍，又保證了調(diào)節(jié)的高精度及便捷性。

特點(diǎn)

•宏動(dòng)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(tái)（無載物移動(dòng)臺(tái)面）

無載物移動(dòng)臺(tái)面的壓電宏微復(fù)合平臺(tái)的功能類似于一個(gè)直線促動(dòng)器，該促動(dòng)器具有千分尺直線粗調(diào)，同時(shí)配有壓電直線納米級(jí)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(dòng)器使用。

無載物移動(dòng)臺(tái)面的壓電宏微復(fù)合平臺(tái)不可直接進(jìn)行組維，但可選擇多個(gè)進(jìn)行配合使用。

壓電宏微復(fù)合臺(tái)（無移動(dòng)臺(tái)面）

13mm千分尺行程

壓電行程可選25μm、100μm、250μm

納米至亞納米級(jí)分辨率

可選配傳感器

壓電宏微復(fù)合平臺(tái)（配備載物移動(dòng)臺(tái)面）

配備載物移動(dòng)臺(tái)面的壓電宏微復(fù)合平臺(tái)提供了負(fù)載的機(jī)械安裝接口，在移動(dòng)臺(tái)面上配備有多種安裝螺紋孔。

多個(gè)該壓電宏微復(fù)合平臺(tái)可進(jìn)行組合，以組成二維或三維粗精調(diào)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。

壓電宏微復(fù)合臺(tái)（配備移動(dòng)臺(tái)面）

13mm千分尺行程

壓電行程可選25μm、100μm、250μm

納米至亞納米級(jí)分辨率

提供負(fù)載機(jī)械安裝接口

可選配傳感器

多維組合壓電宏微復(fù)合平臺(tái)

壓電宏微復(fù)合平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)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(tái)，以及行程為100μm的三維壓電宏微復(fù)合平臺(tái)。

組合式宏微復(fù)合平臺(tái)非常適用于多維大行程、高精度的定位，例如光纖對(duì)準(zhǔn)、光路對(duì)準(zhǔn)等。

壓電宏微復(fù)合平臺(tái)技術(shù)參數(shù)

移動(dòng)臺(tái)面參數(shù)

平直度：<3µm/13mm

導(dǎo)軌：交叉滾柱導(dǎo)軌

臺(tái)面尺寸：65mm×65mm

真空兼容版

對(duì)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(tái)，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(tái)，右側(cè)為精調(diào)行程250μm的三維真空版本。

緊湊型三維壓電宏微復(fù)合平臺(tái)

對(duì)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(tái)，該類平臺(tái)的多維版本具有更緊湊的外形尺寸。此外，該運(yùn)動(dòng)平臺(tái)采用的千分尺具有兩級(jí)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(jí)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(tái)

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(jí)分辨率

應(yīng)用案例

下方左圖：光學(xué)對(duì)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)

壓電螺釘運(yùn)動(dòng)平臺(tái)

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

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楊先生