• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 2003.10a
• /
• pp.106-106
• /
• 2003

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.12 no.12
• /
• pp.45-52
• /
• 1995

A prototype of a linear piezoelectric actuator is developed and its dynamic behaviors are investigated. The actuator consists of a driving tip with two stacked piezoelectric elements and a slider. Dynamic characteristics of slider over various vibration lici of the driving tip and changes of normal force acting on the vibratory tip are examined through experiments. The moving direction of slider can be controlled by changing a phase angle between input signals applied to piezoelectric elements. A change of phase difference between input signals also have a great influence on the vibration locus of driving tip. Changes of slider motion due to different vibration loci are examined by experiments.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 2004.05a
• /
• pp.160-160
• /
• 2004

초음파 여기를 이용한 물체 이송 시스템은 최근 급속히 발달하고 있는 광산업이나 반도체 산업에서 기존의 이송 시스템의 단점을 보완하기 위해 개발되었다. 기존의 이송 시스템들은 이송공정이나 검사 공정 등에서 광소자의 표면손상이나 자기장에 의한 반도체 소자의 전자적 배열의 손상이 우려되었다. 하지만 PZT 액츄에이터로 구동되는 초음파 발생장치(Ultrasonic wave generator)에서 발생한 초음파 여기를 이용하여 물체를 이송시킬 경우 이러한 단점은 보완된다.(중략)

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2010.06a
• /
• pp.329-329
• /
• 2010

적층 액츄에이터는 우수한 압전특성 및 그 재료가 가진 고유한 특성 때문에 최근 이동통신 단말기용 햅틱 소자 및 PC 와 그 주변기기로 수요가 폭발적으로 증대되고 있으며, 향후에도 CATV 네트워크와 무선통신기기를 비롯한 디지털 통신분야로 응용분야가 확대되리라 예상된다. 적층 액츄에이터에서 발생되는 에너지는 세라믹 그린시트 두께와 전극 면적에 비례하여 변위 및 응력이 증가하게 되므로 고적층형에 대한 필요성이 증대되고 있다. 이러한 고적층 액츄에이터의 경우 소성과정에 서 warpage 및 de-lamination 같은 결함이 발생하기 쉬우므로 그린시트의 균일성 및 전극과의 matching성 확보가 중요한 요소이다. 본 연구에서는 슬러리의 분산성과 시트 내 유기물 함량 최적화 실험을 진행하여 적층 액츄에이터용 그린시트를 최적화 한 후 공정 적용성 및 저온소성 전극인 Ag-Pd 전극과의 매칭성을 확보하고자 하였다. 이러한 후막공정 기술 개선을 통해 적층 액츄에이터를 제조하여 압전 특성을 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2008.11a
• /
• pp.206-206
• /
• 2008

압전소자를 이용한 초음파 모터는 전자기적 원리로 동작하는 기존의 모터에 비해 구조가 간단하고 소형, 경량화가 가능하며 저속에서 큰 토크가 가능하고 ${\mu}m$단위 까지 정밀제어가 가능하다는 장점 등으로 인해 그 응용분야가 점차 확대되고 있다. 초음파 모터의 원리는 수평과 수직방향에서 변위가 타원형 운동을 형성하는 것이다. 따라서 선택한 타원운동의 방식에 의해서 모터의 형상이 달라진다. 초음파 모터는 액츄에이터를 사용하여 만들기 때문에 액츄에이터의 특성은 모터의 타원변위나 토크에 영향을 미친다. 단판형 액츄에이터에 비하여 적층 액츄에이터는 입력 임피던스를 낮추어 낮은 구동전압에서 구동이 가능하며 큰 변위와 토크를 발생하기 때문에 진동자의 수명 향상과 구동전압을 낮추기에 적합하다. 적층 액츄에이터는 변위량이나 응력 등을 개선하기 위해서 전기기계 결합계수(kp) 및 압전 d상수가 큰 재료가 요구되며, 고전압에서 장시간 구동 시 마찰에 의한 열손실을 감소시키기 위해 높은 기계적 품질계수(Qm)를 가져야한다. 적층 시 내부전극으로 사용하는 Pd, Pt가 함유된 전극은 가격이 비싸 제조비용을 상승시킨다. 상대적으로 값싼 Ag전극을 사용하면 비용절감을 할 수 있지만 융점이 낮아서 저온소결이 불가피하다. 따라서, 특성이 우수한 적층 액츄에이터를 제조하기 위해서 저손실, 저온소결 할 수 있는 액츄에이터 재료가 필요한 실정이다. L1-B4 혈 선혈 초음파 모터는 L1모드와 B4모드의 공진 주파수가 일치하여야 큰 변위를 얻을 수 있는데 이전의 논문에서 Atila를 이용한 시뮬레이션 결과를 분석한 봐 있다. 적층 액츄에이터의 층수를 5,7,9,11,13,15층으로 하여 L1-B4모드에서의 공진주파수를 비교한 결과 13 층일 때 두 모드가 비슷한 공진주파수를 보였고, 티원변위궤적도 다른 층수에 비해 크게 나타났다. 본 연구에서는 시뮬레이션 결과 가장 좋은 특성을 보인 13층 액츄에이터로 선형 초음파 모터를 제작하였다. 또한, 액츄에이터는 압전 및 유전특성이 우수한 저온소결 PZW-PMN-PZT세라믹을 이용하여 제작하였고, 내부전극으로 Ag전극을 사용하였다. 제작된 13 층 선형초음파모터를 가지고 프리로드 및 전압에 따른 속도를 조사하였고, 시뮬레이션 결과와 비교해 보았다.

• Proceedings of the KSME Conference
• /
• 2004.11a
• /
• pp.951-955
• /
• 2004

Piezoelectric(PZT) actuator can substitute for solenoid which is used in fluid control field because it has faster response times and no possibility of explosion. Besides, it is available in a high temperature and it has low energy consumption. In this study, pneumatic micro valve, bimorph type PZT actuator using the softner type PZT, carbon plate as a shim and its controller circuit were suggested and investigated. Performance tests and characteristics analysis, such as displacement, force, hysteresis and frequency properties, were carried out. The displacement of the actuator measured at the end point was 63 ${\mu}m$., force of the actuator was 0.052 N and maximum operating frequency was 15Hz. Also, characteristics of the micro valve with PZT actuator were evaluated in a testing system. The results show that the suggested PZT actuator is suitable for micro valve.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.18 no.4
• /
• pp.64-71
• /
• 2001

In general, precise linear actuators using piezoelectric element are driven by friction force. Exact understanding of friction plays an important role in analysis and control of a motor. In this research, we designed a precise linear actuator using piezoelectric elements and observed its dynamic characteristics. By varying phase angle difference and amplitudes of the sinusoidal waves that are driving inputs, we can know that it is possible to control moving direction and distance of the slider. As preload is increased, its moving distance is decreased. And also, we have modeled a precise linear actuator using stick slip friction models such as classical, Karnopp. and reset integrator. Finally, by comparing the results of simulation and experiment, it was verified that the model is well designed.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 2003.05a
• /
• pp.762-769
• /
• 2003

본 연구에서는 적층형 압전소자를 이용하여 초소형 및 슬림형 광디스크 드라이브용 광픽업 구동기를 개발하였다. 최근에 휴대용 정보기기의 급격한 발달로 인해 다양한 형태의 초소형 정보저장기기가 사용되고 있으며 착탈식 형태의 초소형 광디스크를 사용하는 ODD가 개발 중에 있다. 적층 형태의 압전소자와 유연 힌지 형태의 변위 확대기구를 사용하여 구동기의 출력 힘과 허용 변위를 증가시키도록 설계하였다. 압전형 구동기의 동특성을 고려한 모델링과 이론적 해석을 통해 목표 변위와 성능을 만족하도록 설계 변수를 최적화하였고 이를 ANSYS를 이용한 해석과 비교하였다. 상용화된 적층형 압전소자를 이용한 prototype 올 제작하여 실험을 수행하였으며 이론적인 예상 값과 잘 일치함을 보였다. 이와 같은 이론적 해석과 실험 결과를 토대로 높이가 2.5mm이며 15V 에서 $\pm$400$\mu\textrm{m}$의 변위를 갖는 슬림형 및 초소형 ODD에 적합한 압전형 구동기를 설계하였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.12 no.7
• /
• pp.26-31
• /
• 1995

A new actuating mechanism suitable for a micro positioning device is developed using piezo-electric elements. The actuator can make a step movement of 0.5 .mu. m up to 3.5 .mu. m. The step size can be adjusted on demand. By repeating this step action, long distance movement is achieved. Precise positioning can be obtained by combining the coarse motion with the maximum step size and fine motion. Two types of fine motion have been proposed for a driving method. Firstly, feedback control bases on PID is applied. The experimental results for the two method are presented.

• Proceedings of the KSME Conference
• /
• 2000.04a
• /
• pp.843-848
• /
• 2000

In general, inchworm actuators are composed of two clamping piezoelectric elements and one expansion piezoelectric element. In this paper, two electromagnetic clampers are used for higher speed and high load. Dynamic equation is derived to simulate the behavior of the inchworm actuator with electromagnets. Electromagnetic clamper is used to improve the performance of the inchworm actuator. The electromagnetic clamper is composed of two permanent magnets and one traditional electromagnet. The permanent magnets play the role of the source of magnetic field to make clamping force higher, and the electromagnet is to change the mode between clamping and free. The driving voltage profile is also analyzed to improve the speed of inchworm actuator. The real system was manufactured and experimented to find dynamic characteristics and the maximum speed is obtained. Dynamic model is verified by comparing with experimental results.