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Dos accionamientos permiten un movimiento preciso de doble velocidad

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¿Rapidez o precisión?

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Los sistemas de posicionamiento lineal de alta precisión, como los utilizados para enfocar y escanear en equipos de medición e inspección, suelen necesitar dos modos de movimiento diferentes: uno rápido (100 mm/seg) y otro más lento (20 nm/seg). El modo rápido reduce el tiempo de movimiento, mientras que el más lento garantiza la precisión. Hasta ahora, un diseño común utilizaba etapas separadas, una accionada por un husillo de bolas o un motor lineal y la segunda, montada encima de la primera, accionada por un micrómetro motorizado o un motor piezoeléctrico.

Los ingenieros han desarrollado un enfoque alternativo: una sola etapa económica con dos sistemas de accionamiento independientes. Dos motores rotativos, un servomotor de corriente continua estándar y un motor PiezoLeg, se montan en cada extremo de un husillo de bolas de alta precisión Steinmeyer. Un embrague electromagnético controla la conexión entre el motor PiezoLeg y el husillo de bolas. El servomotor de CC está siempre conectado, pero sólo se alimenta para los movimientos rápidos.

En el modo de alta velocidad, el embrague alimenta y desconecta el motor del PiezoLeg. Un motor de corriente continua convencional con codificador rotativo se encarga de la tarea de accionamiento. Dado que los movimientos de alta velocidad pueden ejecutarse rápidamente, el calor introducido por el motor de corriente continua es muy bajo. Dependiendo del paso del husillo de bolas, la velocidad utilizable oscila entre 0,1 y 100 mm/seg.

Con el embrague apagado, el motor del PiezoLeg se conecta al husillo de bolas. Un subsistema de medición lineal de alta resolución proporciona información de posición al controlador de movimiento. Con la alimentación del embrague desconectada, se minimizan los efectos del calor de los electroimanes. Y en la posición de reposo, el piezomotor funciona como un freno pasivo que evita el movimiento no deseado de la etapa. Sin embargo, después de cambiar al motor PiezoLeg, es posible un rango de velocidad de 0,15 a aproximadamente 0,00002 mm/seg (20 nm/seg). La estabilidad de las velocidades en el rango de velocidad inferior depende de la resolución de la escala lineal utilizada.

La relación entre la velocidad máxima y la mínima es de 1 millón a 1, o superior, y es posible pasar de la velocidad rápida a la lenta de alta precisión y viceversa. El movimiento en ambos modos está limitado únicamente por el rango de desplazamiento del sistema de posicionamiento.