荷重制御で位置決めを行いたい。

  • 対象製品

    ピエゾステージ、フォースセンサ

  • 課題

    変位量での位置決めではなく、一定荷重を保つように制御しながら位置決めを行いたい。

  • 対応・ご提案

    通常、ピエゾステージは上位からの指令信号と内蔵変位センサが一致するように制御を行うため位置制御で動作します。
    荷重制御を行う場合は、外力の大きさを測定できる荷重センサとピエゾステージを組み合わせ、PC上のソフトウェア※で指定荷重と現在値との差分が小さくなるようにピエゾステージを位置制御することで対応が可能です。
    力の測定としては「フォースセンサ」シリーズがありますが、必要な測定レンジや分解能(感度)およびピエゾステージとの連結を考慮したカスタム設計をおすすめします。

    ※荷重制御用ソフトウェアはカスタムでのご相談となります。

荷重制御例①

先鋭プローブを2μm/secの速度でゆっくりと降下させ約20~30μNの押圧力を検知して停止させた例です。

荷重制御例①
荷重制御例①

①昇降式ピエゾステージが低速で下降中。先鋭プローブ先端は試料に未接触状態。
②先鋭プローブが試料に接触し始め、微小力センサが検知し出力電圧が変化。
③接触荷重約30μNを検知した時点でピエゾステージを停止。
④ピエゾステージを上昇させ、先鋭プローブ先端が再び未接触となった状態。

荷重制御例②

ピエゾステージとフォースセンサの高剛性タイプを組み合わせた例です。
工具を取り付けて、加工物を微細に切り込みながら切削力をモニタすることができます。

荷重制御例②
ピエゾステージ部 概要仕様
ストローク 10μm
分解能 (Open-loop)
荷重センサ部 概要仕様
測定レンジ 0~50N
分解能 50mN
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