Mit leisen Schritten

Der Linearaktor N 412 von Physik Instrumente eignet sich für die Verstellung federvorgespannter optomechanischer Komponenten. Der Aktor kann hierfür einfach über ein stirnseitiges Gewinde oder einen Klemmschaft in der Mechanik befestigt werden.

10. Juli 2015

Das Konzept basiert auf einem piezokeramischen Trägheitsantrieb mit hoher Vortriebskraft. Der Läufer wird durch einen Hohlwellenaktor bewegt und geführt. Dadurch baut der neue PIShift Aktor mit 13 Millimetern Durchmesser recht kompakt. Bei einer Gegenkraft von 7 Newton bewegt er sich zudem mit 5 Millimetern pro Sekunde schnell, in entgegengesetzter Richtung sogar mit bis über 20 Millimetern pro Sekunde. Dabei arbeitet der Aktor praktisch geräuschlos, wenn er mit der maximalen Betriebsfrequenz von 20 kHz angesteuert wird. Die Schrittweite eines vollen Stick-Slip-Zyklus beträgt - abhängig von der Last - typischerweise 300 nm.

Der neue PIShift Aktor eignet sich auch für den Einsatz im Ultrahochvakuum und in Magnetfeldern. Er lässt sich vergleichsweise einfach nichtmagnetisch auslegen, denn er hat keine Führungen, die normalerweise aus Metall bestehen.

Trägheitsantriebe sind platzsparende und piezobasierte Antriebe mit relativ hohen Haltekräften und prinzipiell unbegrenztem Stellweg. Sie nutzen den Stick-Slip-Effekt für den kontinuierlichen Vorschub eines Läufers, also den durch das Piezoelement erzeugten zyklischen Wechsel von Haft- und Gleitreibung zwischen einem bewegten Läufer und dem Piezoaktor.

Für den ungeregelten Betrieb der PIShift Aktoren steht die Treiberelektronik E 870 zur Verfügung. Sie ist speziell auf die Anforderungen der Trägheitsantriebe abgestimmt. Eine Endstufe kann in einem Gerät bis zu vier Kanäle ansteuern, was die Anschaffungskosten senkt. Die Implementierung in bestehende Anwendungen ist über LabVIEW-Treiber und DLLs möglich.