Hoch genaue lineare Positionierungssysteme, wie sie beispielsweise die Mess- und Inspektionsgeräte konzentriert und scannen, benötigen häufig zwei verschiedene Bewegungsmodi: eine schnelle (100 mm/s), gefolgt von einem langsameren (20 nm/s). Der schnelle Modus verkürzt die Verschiebungszeit, während der langsamere Modus die Präzision sicherstellt. Bisher verwendete ein übliches Design separate Stufen, die von einer Kugelschraube oder einem linearen Motor angesteuert wurden und das zweite, auf dem ersten montiert, der von einem motorisierten Mikrometer oder piezoelektrischen Motor angetrieben wurde.

Ingenieure haben einen alternativen Ansatz entwickelt: eine wirtschaftliche Einzelstufe mit zwei unabhängigen Antriebssystemen. Zwei Rotationsmotoren, ein Standard-DC-Servomotor und ein Piezolg-Motor, montieren an beiden Enden einer Steinmeyer-Kugelschraube mit hoher Präzision. Eine elektromagnetische Kupplung steuert die Verbindung zwischen dem Piezoleg -Motor und der Kugelschraube. Das DC -Servo ist immer miteinander verbunden, aber nur für schnelle Bewegungen angetrieben.

Im Hochgeschwindigkeitsmodus energetisiert und löst sich der Kupplungsmotor des Piezolegs. Ein herkömmlicher DC -Motor mit Rotary Encoder übernimmt die Fahraufgabe. Da Hochgeschwindigkeitsbewegungen schnell ausgeführt werden können, ist die vom DC-Motor eingeführte Wärme sehr niedrig. Abhängig von der Steigung der Kugelschraube reicht die nutzbare Geschwindigkeit von 0,1 bis 100 mm/s.

Mit dem Ausschalten der Kupplung verbindet sich der Motor des Piezolegs mit der Kugelschraube. Ein hochauflösendes lineares Mess-Subsystem liefert den Motion Controller Positionsinformationen. Bei Ausschalten der Kupplung werden Wärmeeffekte von Elektromagneten minimiert. Und in der restlichen Position arbeitet der Piezomotor als passive Bremse - und verhindert unerwünschte Bühnenbewegungen. Nach dem Umschalten in den Piezoleg -Motor ist jedoch ein Geschwindigkeitsbereich von 0,15 auf etwa 0,00002 mm/s (20 nm/s) möglich. Die Stabilität von Geschwindigkeiten im unteren Geschwindigkeitsbereich hängt von der Auflösung der verwendeten linearen Skala ab.

Das Verhältnis von maximaler zu minimaler Geschwindigkeit beträgt 1 Million zu 1 oder höher, und es ist möglich, von schnell auf die langsame Geschwindigkeit mit hoher Präzision zu wechseln und umgekehrt. Die Bewegung in beiden Modi wird nur durch den Reisebereich des Positionierungssystems begrenzt.