Optimierung eines geregelten elektrodynamischen Linearantriebes mit Selbsthaltung für den Einsatz in fasenoptischen Schaltmodulen

Zusammenfassung: Die im anschließenden Bericht dargestellte Studienarbeit, beschäftigt sich mit einer experimentellen Weiterentwicklung eines Linearaktors, der in einem Projektseminar entwickelt wurde. Einsatzgebiet dieses Aktors ist ein optischer 2x2-Schalter, der die Funktionen Schalten und variables Abschwächen gleichzeitig realisiert. Dabei soll ein Stellweg von 3mm, eine stromlose Selbsthaltung und eine Positioniergenauigkeit von besser als 10µm erreicht werden. Die Linearführung für den Aktor wird durch eine Paralleführung mit Festkörperelenken realisiert. Der Antrieb erfolgt durch einen elektrodynamischen Linearaktor mit einer flach gewickelten Spule. Das Gehäuse ist mit zwei Aluminiumplatten realisiert, in der auch der magnetische Kreis integriert ist. Die Selbsthaltung erfolgt durch ein beidseitiges Klemmen der Parallelführung zwischen zwei Piezo-Biegeaktoren und einer festen Referenzplatte. Durch Anlegen einer Spannung geben die an der Referenzplatte angebrachten Biegeaktoren die Parallelführung frei und sie kann erneut positioniert werden. Die Positionserfassung des Aktors erfolgt über eine Reflexlichtschranke. Ansteuerung und Regelung übernimmt ein PC mit einem in LabView erstellten Programm. Der fertig gestellte Aktor erreicht einen Stellweg von 4mm. Ansteuerung, Positionierung und Selbsthaltung wurden in Betrieb genommen. Probleme der Reibung der Parallelführung an den Deckplatten, die im Projektseminar aufgetreten sind, konnten durch das verwendete neue Konzept der Selbsthaltung gelöst werden. Eine Verifizierung der Positioniergenauigkeit und der Dynamik sowie die Implementierung der Regelung ist noch vorzunehmen