ピエゾモーターのタイプ比較

モータータイプ運動原理相対推力力のないホールディング速度精度(分解能)再現性(クローズドループ)ピッチ/ヨーの安定性
慣性(スティック・スリップ)摩擦に基づくスティック/スリップモーションロー・ミディアム高いロー・ミディアム~5 nm~50 nm±20 nm ~ ±200 nm中~不良(±25~100アークセック)
超音波ピエゾ定在波共振運動ミディアム低い高い~1 nm~10 nm±10 nm ~ ±50 nm良好(±10~50アークセック、ガイドによる)
Piezo LEGS® 歩行)連続ピエゾ駆動ステップ高い高いミディアム<1 nm possible±1 nm ~ ±10 nm優れている(±1~10アーク秒、たわみあり)

テクニカル・ノート

再現性

  • モーターが繰り返し運動した後、同じ目標位置に戻る能力を定義する。
  • 顕微鏡や半導体のアライメントなど、安定した予測可能な位置決めが必要なシステムには不可欠。
  • 最適な性能は、高分解能エンコーダを利用したクローズドループフィードバックによって達成される。

精度(分解能)

  • ステップ・サイズとドライブ・エレクトロニクスによる。
  • 適切なフィードバックを備えたPiezo LEGS 超音波システムでは、サブナノメートル分解能が可能である。
  • イナーシャモータは、スティック・スリップのダイナミクスにより、ステップが粗くなる。

ピッチ/ヨーの安定性

  • 直線運動中の意図しない角度のずれ(横軸や縦軸周りの回転)を指す。
  • 光学、スキャニング、サブミクロンのアライメントを含むアプリケーションで重要。
  • フレクシャーガイド設計は最小限のピッチ/ヨー誤差を実現する——特にPiezo LEGS において。

性能に影響を与える設計要因

  • メカニカルガイドフレクシャー>リニアベアリング>アンガイドシステム
  • 負荷の対称性:軸外または不均等な負荷は角度誤差を増加させる
  • ドライブ・エレクトロニクス:滑らかさ、応答性、ノイズに影響
  • フィードバックシステム:静電容量式または干渉式エンコーダによる最適制御