数mm×数mmの可動範囲を持つ超高精度平面三自由度インパクト駆動機構の開発

开发运动范围数mm×数mm的超高精度平面三自由度冲击驱动机构

• 批准号: 08750170
• 负责人: 磯部 浩巳
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750170/
• 关键词: 圧電素子; 位置決め; 微動機構; 衝撃力; 多自由度; 摩擦力

圧電素子の急速変位により発生する衝撃力を駆動力とする,数mm×数mmの広い位置決め可能範囲とサブマイクロメートルオーダの高い位置決め分解能を持つ駆動機構が開発された.この機構の外寸は80(W)×100(L)×25(H)とコンパクトであるので,真空チャンバなどの狭小空間内を作業領域とすることが可能である.以下に研究結果を示す.1.それぞれの圧電素子の駆動波計を変化させることで,発生する駆動力のベクトルを適宜調整した結果,平面三自由度(X,Y方向並進+γ方向回転)に対しての移動が可能であった.同様に自由曲線上をトレースすることも可能であった.2.静電容量型変位計により,機構の位置および姿勢を測定した.本機構の位置決め分解能はX,Y方向に対して0.05μm,γ方向に対して0.6"であった.この値は測定器の性能と同程度である.3.機構の位置および姿勢を上述の測定システムにより逐次観測し,駆動力のベクトルを修正することで,機構の位置および姿勢のフィードバック制御を行った.ここでは運動誤差の補正を行った結果,X軸に沿う直線運動(移動範囲【plus-minus】25μ)時に発生する運動誤差:Y方向シフトとγ方向ヨ-イングは(1μm,20")から(0.03μm,0.6")まで減少した.また同様にγ方向の回転運動時(回転範囲【plus-minus】250")に発生する運動誤差:XおよびY方向シフトは(1.5μm,2.0μm)から(0.03μm,0.03μm)まで減4.摺動面との摩擦状態は本機構の位置決め特性に極めて大きな影響を与える.ここではZ方向(鉛直方向)に変形する圧電素子を配置し,この圧電素子の変形パターンにより垂直抗力を変化させ,摺動面との摩擦力の大きさを制御した.この結果,駆動機構の位置に伴う摩擦力変動の影響が小さくなり,オープンループ制御下における位置決めのばらつき誤差が減少した.

The number of mm × number of mm location decisions may be in the range of high-speed position resolution resolution to maintain the performance of the operating mechanism. The equipment equipment is 80 (W) × 100 (L) × 25 (H), and the vacuum equipment is in the narrow space. It is possible to operate in a small space. The results of the following studies show that. 1. It is advisable to adjust the results of the dynamic wave analysis of the plane with three degrees of freedom (in the X-ray direction and in the + gamma direction). On the same line, you may have a problem with your freedom. 2. The static capacity type position meter is used to measure the position and attitude of the machine. The position determination decomposition of this machine can reduce the temperature of 0.05 μ m in Y direction and 0.6 μ m in γ direction. The performance of the tester is the same as that of the tester. The position of the machine, the position, the position, the position The results show that when moving along the straight line (moving range [plus-minus] 25 μ), there is a negative response in the Y direction (1 μ m, 20 ") and (0.03 μ m, 0.6") in the Y direction. The error of the response time (return range [plus-minus] 250 ") in the same direction is as follows: X-ray in the Y direction (1.5 μ m, 2.0 μ m), (0.03 μ m, 0.03 μ m). The folding surface is frictional and the location of the machine is very sensitive to that of the machine. The Z direction (straight direction), the shape, the vertical resistance, the vertical resistance, the friction, the friction, the shape, the shape, the vertical resistance, the friction. According to the results of the test, the position of the motor vehicle is accompanied by the friction force, and the position of the machine is less than that of the friction force.

项目成果

磯部浩巳: "平面3自由度インパクト駆動機構の開発" 精密工学会誌. 62・4. 574-578 (1996)

矶部博美：“平面三自由度冲击驱动机构的开发”日本精密工程学会杂志62・4（1996）。