Development of Fast, Stiff and High-Resolution Piezoelectric Motors with Integrated Bearing-Driving Functionality (Ontwikkeling van snelle en stijve piëzoelektrische motoren met een hoge resolutie en een geïntegreerde lagering-aandrijvingsfunctie)

Beknopte samenvatting:Om tegemoet te komen aan de hogere nauwkeurigheids-, stijfheids- en snelheidseisen gesteld aan positioneersystemen van bewerkings- en meetmachines, werden in dit doctoraat twee motorconcepten ontwikkeld met een geïntegreerde aandrijvings- en lageringsfunctie. Beide concepten zijn gebaseerd op piëzoelektrische technologie.In het eerste concept wordt het nadeel van de beperkte slag van piëzoactuatoren opgelost via een gedwongen lopende-golfprincipe. Door de intrinsiek continue overname van het contact vormen de controlevereisten geen beperking voor de snelheid. Hun hoge resolutie en stijfheid zorgen ervoor dat lopende-golfmotoren kunnen gebruikt worden als aandrijfmotor voor een nauwkeurig positioneersysteem waarin meerdere vrijheidsgraden geïntegreerd zijn.Het tweede concept is de gecombineerde motor. Hiervoor wordt een motormodule ontworpen om zowel in een nauwkeurige, maar trage stappende werkingsmode te functioneren als in een snellere hoogfrequente werkingsmode. De mogelijkheid om meerdere vrijheidsgraden te integreren werd aangetoond met een planair prototype. Er werd een experimenteel geverifiëerd motormodel opgesteld om het effect van resonantie te onderzoeken op de motorprestaties en op de warmteontwikkeling van de piëzoactuatoren. Een resonante motor laat hogere snelheden toe, terwijl een quasistatische motor robuuster en compacter is. Warmteontwikkeling in piëzoactuatoren kan drastisch verminderd worden door in de buurt van de resonantiefrequentie te werken. De optimale werkingsfrequentie voor minimale warmteontwikkeling ligt tussen de resonantie- en de antiresonantiefrequentie.status: publishe