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Journal Européen des Systèmes Automatisés

1269-6935
Revues des Systèmes
 

 ARTICLE VOL 40/3 - 2006  - pp.369-388  - doi:10.3166/jesa.40.369-388
TITLE
Integrated mechatronics device for linear and angular displacements

RÉSUMÉ
Cet article présente un dispositif miniature capable d’effectuer des déplacements linéaires et angulaires dans un plan. Il est motorisé grâce à des mini-actionneurs électromagnétiques linéaires. Le principe d’actionnement, basé sur l’interaction entre des aimants permanents et des bobines plates est décrit ainsi que ses limitations. Un contrôle en boucle fermée permet d’obtenir des courses millimétriques avec une précision submicrométrique (300 nm) et une résolution de positionnement de ± 102 nm. L’erreur de répétabilité et la rectitude sont aussi d’ordre submicrométrique. Tous ces résultats sont obtenus expérimentalement sur un prototype à un seul degré de liberté. Un second prototype à deux degrés de liberté montre, en boucle ouverte, la capacité du dispositif à effectuer une course millimétrique ainsi qu’une course en rotation de [-7.87°; 7,87°].

ABSTRACT
This paper presents a device able to perform linear and angular displacements in a plan. This miniature device is actuated with direct drive electromagnetic mini-actuator. The principle of actuation based on the interaction between Permanent Magnets (PM) and Planar Electric Drive Coils (PEDC) is described as well as its limitations. Closed-loop linear motion on millimetric stroke with a submicrometric accuracy (300 nm), positioning resolution (± 102 nm) is demonstrated. Straightness and repeatability errors are submicrometric too. All these results were obtained with a one Degree Of Freedom prototype. Moreover, open loop millimetric stroke and rotation ability on a [-7.87°; 7,87°] range is shown with a two Degrees of Freedom prototype.

AUTEUR(S)
Nabil BENCHEIKH, Christine PRELLE, Frédéric LAMARQUE

MOTS-CLÉS
mini-actionneur électromagnétique, actionnement direct, aimants permanents, positionnement haute précision, course millimétrique.

KEYWORDS
electromagnetic mini-actuator, direct drive, permanent magnets, high-precision positioning, millimetric stroke.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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