제로 백래시와 소형화를 실현한 피에조 모터

PiezoMotor

나노 미터 범위의 고정밀 움직임은 포커싱 및 스캐닝 애플리케이션 분야에서 매우 중요하다. 스웨덴 회사 PiezoMotor의 소형 피에조 모터는 다른 모션 기술로는 달성할 수 없는 제로 백래시의 정밀한 움직임이 가능하다.

단일 모터와 드라이브 컴포넌트 사이의 설계와 관련된 갭은 백래시를 유발한다. 단일 컴포넌트의 장점은 자유로운 움직임, 쉬운 조립, 변형 제거 및 온도 변화 및 오염에 대한 내성이다. 그러나 기구적 백래시는 위치 정확도를 낮추고 마모를 증가시킨다. 이는 특정 생물 공학 및 의료 공학 분야, 반도체 산업 및 입자 가속기 또는 디지털 스캐너를 사용하는 애플리케이션에서는 바람직하지 않다. 이러한 문제는 스웨덴 PiezoMotor의 소형 모터에 의해 해결할 수 있다.

오늘날의 모터 제조업체는 제로 백래시와 최대 정밀도 및 소형화를 결합해야 하는 문제에 직면하고 있다. 생산의 정밀성에 대한 요구가 지속적으로 증가함에 따라 정밀기계 및 고정밀 분석기기의 개발이 필요하다. 다이렉트 드라이브는 드라이브 트레인과 마찰 손실을 모두 제거하므로 이러한 요구 사항을 충족한다. 다이렉트 드라이브의 장점은 전체 효율의 향상뿐만 아니라 기어의 백래시로 인한 부정확한 움직임을 제거한다는 것이다. 다이렉트 드라이브는 기존 드라이브보다 훨씬 동적이므로 반응 시간이 단축되고 경로 정확도가 높아지며 최종 속도 또는 회전 속도가 빨라진다.

백래시가 없는 자체 잠금

일반적인 다이렉트 드라이브 시스템의 디자인은 간단하고 콤팩트 하다. 다이렉트 드라이브 모터에서 결여되어 있는 것은 자체 잠금(self-locking) 기능이다. 자체 잠금 기능은 많은 애플리케이션 분야에서 브레이크 사용이 필요하며 크기에도 영향을 미친다.

피에조 모터에는 이러한 문제가 없다. 따라서 PiezoMotor의 피에조 모터는 최대 정밀도와 소형화가 필요한 모든 애플리케이션 분야에 사용할 수 있다. 견고하고 고정밀 리니어 및 회전 모터는 특허 받은 Piezo LEGS? 기술을 사용하여 나노 미터 및 서브 나노 미터 범위에서 백래시가 없는 움직임을 수행한다.

Piezo LEGS? 기술은 소위 말하는 역 압전 효과(inverse piezoelectric effect)를 활용한다. 압전성은 탄성체가 탄성 변형될 때 고체의 전기 분극(electric polarization)의 변화를 가져온다. 반대로 전압이 가해지면 재료가 변형된다. Piezo LEGS?는 길이가 길어지고 전압에 의해 측면으로 구부러져 움직일 수 있는 세라믹 다리이다. 쌍으로 배열된 다리의 동기화는 마이크론 이하에서 나노미터 범위의 움직임을 일으켜 선형 및 회전 모터를 구동한다.

최소 치수, 최대 전력

모터의 로드(rod)는 움직이는 물체 및 모터의 피에조 요소와 직접 접촉한다. 다리와 로드 사이의 마찰 커플링은 백래시가 없고 반응 시간이 매우 짧으며 분해능이 높다. 또한 다이렉트 드라이브는 동일한 액츄에이터에 의해 잠금 및 구동이 수행되므로 정지 시에 전력 소비없이 강력한 잠금이 가능하다. 다리에 닿지 않으면 다리 끝이 타원형으로 움직일 수 있지만 대신 막대를 잡고 원하는 방향으로 밀게된다. 액츄에이터의 위상 이동은 항상 로터 또는 로드를 잠그므로 제멋대로 움직이지 않는다.

Piezo LEGS? 모터의 힘은 다리에 사용되는 피에조 재료의 부피에 따라 달라지며 몇 뉴턴(N)에서 수백 뉴턴까지 조절할 수 있다. PiezoMotor는 4개 또는 6개의 다리로 구성된 Piezo LEGS? 요소를 제조하여 서로 다른 실 속력(stall force)을 가진 제품 포트폴리오를 제공한다.

가장 작은 공간에서의 제로 백래시

기존 솔루션과 비교하여 피에조 모터의 부품 및 요소 수는 최소로 유지된다. 전자 드라이브 구성 요소의 단순성으로 인해 공간이 절약되어 모든 애플리케이션 분야에서 높은 수준의 소형화가 가능하다. 백래시 제로, 전원 차단 시 높은 유지력, 뛰어난 역학 및 소형화 기능은 많은 사용자에게 확실한 이점이다. PiezoMotor의 피에조 모터는 낮은 유지 보수 설계 및 진공 호환성으로 인해 고정밀 위치 결정에 중점을 둔 광범위한 OEM 애플리케이션에 적합하다.

자료 제공: PiezoMotor(www.PiezoMotor.com)