¿Ideas para mover con precisión un objeto pequeño en 2 dimensiones?

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Nos gustaría controlar con precisión la posición de un objeto pequeño en un plano X-Y. El objeto que estamos moviendo contiene un diodo LED y algunas ópticas. Las restricciones son:

  • El área total es de 9 mm x 6 mm
  • Nos gustaría posicionar el objeto dentro de ± 0.1 mm dentro de esta área.
  • Nos moveremos paso a paso (Mover 0.1 mm, esperar un momento, mover otro 0.1mm ...)
  • Los componentes caros están bien :)
  • Sin embargo, tenemos un tamaño muy limitado: cuanto más pequeña sea la solución, mejor.
  • El objeto que estamos moviendo es muy ligero (solo unos pocos gramos) y se puede modificar según sea necesario.

Nuestras ideas hasta ahora:

1) Construyendo una tabla X-Y en miniatura . Pensamos que esto podría diseñarse para satisfacer los requisitos de posicionamiento, pero la solución total (incluidos los motores paso a paso, etc.) probablemente sería más grande de lo que esperábamos.

2) Utilizando electroimanes. Dado que nuestro objeto es muy ligero, podríamos controlar su posición usando electroimanes de tamaño razonable.

¿Se te ocurre alguna otra forma de atacar este problema?

La pregunta es similar a esta pregunta , que asume una escala mucho mayor (30x30 cm).

    
pregunta user2078515

2 respuestas

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Para una mesa X-Y realmente pequeña, un par de los diminutos motores paso a paso utilizados para enfocar la lente de la cámara servirían bien:

Estos motores paso a paso tienen un intervalo de deslizamiento de 6 mm, y permiten una precisión mejor que 0.01mm :

Estos los steppers ligeramente más grandes tienen un espacio de deslizamiento de 18 mm y una precisión de alrededor de 0.025 mm .

Encadacaso,elmicrosteppingpermitemejorarlaprecisiónenunfactorde8a32,dependiendodelcontroladorespecíficoyelmododemanejoelegido.

Silalongitudtotalde22mmdelpasoapasomásgrandeesunapreocupación,conunpocodeinvestigación,seguramentesepuedeencontrarunpasodepasodeslizantede9o10mm,enelmismotamañodemotorde5a7mm.

Usandoun StepStick microstepping driver, he podido obtener una operación prácticamente libre de vibraciones desde el stepper más pequeño mencionado anteriormente. Los resultados deben ser similares para otros steppers de enfoque de lentes similares.

Esto permitirá que una tabla XY se fabrique con una huella comparable a las dimensiones de movimiento mencionadas en la pregunta, es decir, alrededor de 15 mm x 22 mm incluyendo motores, con los motores colocados debajo de la mesa.

De hecho, no se requeriría una tabla XY real, ya que el objeto a mover es pequeño: una base deslizante de un solo eje servida por el primer paso a paso funcionaría, con el El dispositivo se mueve a lo largo del eje perpendicular directamente mediante la pestaña deslizante del segundo paso a paso.

Bonificación: Si no se requieren microaspas, estos steppers funcionan incluso cuando se accionan directamente desde los pines GPIO del microcontrolador ATYY45, ya que su corriente de funcionamiento requerida está en el rango de 3 a 8 mA. Solo hay que agregar diodos de retorno para proteger los pines.

    
respondido por el Anindo Ghosh
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Como alternativa a los motores paso a paso, los materiales piezoelectric se utilizan para movimientos de precisión extremadamente alta, como alinear láseres. El principio de funcionamiento es bastante simple: los materiales piezoeléctricos cambian las dimensiones en presencia de un campo eléctrico. Una ventaja es que la cosa que se va a mover se puede unir directamente al actuador piezoeléctrico, por lo que no hay partes móviles como engranajes que tengan juego o juego en ellos.

También hay motores paso a paso piezoeléctricos lineales que "caminan" sobre un eje. El principio operativo se describe mejor mediante el video . Puede encontrar fabricantes buscando "paso a paso piezoeléctrico".

Sin embargo, sospecho que cuando intenta obtener las piezas, encontrará que los steppers magnéticos en miniatura son más económicos y al mismo tiempo lo suficientemente precisos. Los actuadores piezoeléctricos son cosas bastante especiales.

    
respondido por el Phil Frost

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