Modellierung und Validierung der Krafterzeugung mit Stick-Slip ...

60 3. Krafterzeugung mit Stick-Slip-Antrieben: Proof of concept
dieser Funktionen gestaltet, wurde eine lineare Achse der Firma SmarAct (SL-
2040, [51]) charakterisiert. An die Angabe von 3N Haltekraft aus Kapitel 2.2.3
sei hier erinnert. Der Versuchsaufbau nutzt die gleiche Kraftmessdose wie bei den
obigen Versuchen. Sie wird so vor der SmarAct-Achse montiert, dass sich der Abtrieb
in einer Flucht mit der Messachse befindet. Die ermittelte Charakteristik
zeigt Abbildung 3.11.
3,0
2,5
2,0
F gen [N]
1,5
1,0
0,5
0,0
0 20 40 60 80 100
Amplitude [V pp ]
Abbildung 3.11.: Charakteristik der Krafterzeugung mit linearer Achse der
Firma SmarAct (siehe Kapitel 2.2.3).
Unterhalb einer Amplitude von knapp 40V pp werden keine Kräfte gemessen.
Hier werden demzufolge keine Schritte erzeugt, die 0-Amplitude beträgt 50% (bei
80V pp maximaler Amplitude). Die Kennlinie weist einen logarithmischen Verlauf
auf und erreicht den Höchstwert von 2, 7N bei 80V pp . Die Charakteristik ist mit
derjenigen in Abbildung 3.5 ,Vorspannung 1N’ sehr gut vergleichbar. Aus dieser
Messung kann geschlossen werden, dass das Prinzip der Krafterzeugung unabhängig
von der baulichen Ausführung der Führung und der Art der Piezoaktoren
ist. Denn die SmarAct-Achse wird im Gegensatz zum obigen Prüfstand mit einem
Linear-Wälzlager geführt, zudem wird statt einer Bulk-Keramik ein Piezostack
verwendet (siehe Abbildung 2.15).
Analog zu Kapitel 3.2.5 wurde die SmarAct-Achse mit verschiedenen Frequenzen
vermessen. Das Ergebnis ist in Abbildung 3.12 gezeigt. Für einen Frequenzbereich
zwischen 100 und 2000Hz ist die erzeugte Kraft nahezu konstant, für
höhere Frequenzen ist ein (im einfach logarithmischen Diagramm) linearer Ab-