以毫米級行程，實現數十奈米的精密定位
2026.09.15
您是否也面臨以下困擾？
熱飄移影響精度：設備停止運轉時，因保持電流持續供電而產生熱量，導致原本已定位完成的位置隨時間逐漸偏移。
行程不足：壓電滑台雖具備超高精度，但僅約 200μm 行程仍不足以滿足所需的調整範圍。
微振動產生雜訊：伺服鎖定（Servo Lock）時產生的微小振動（Hunting），可能在高解析的觀測數據中產生雜訊。
安裝空間受限：馬達本體的突出結構增加設備配置難度，但又不希望犧牲 50 nm 以下的定位精度。
這些課題，可透過THK PRECISION的「壓電馬達滑台（Piezo Motor Stage）」來解決。
內容大綱 （點擊展開）
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「靜」物理性鎖定
「動」奈米級作動，實現高解析度
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「壓電馬達滑台（Piezo Motor Stage）」的驅動源，採用可實現奈米級微動的壓電元件致動器（Piezo Actuator）。
關鍵在於內部搭載的 PiezoLEGS® 所採行的「步進動作(Delta 驅動)」。
- 四足步行結構：4 支壓電致動腳以 2 支為一組，兩組交替進行「伸長」與「彎曲」動作。
- 利用摩擦力驅動：兩組致動腳以不同相位夾持驅動桿，如同雙腳交替蹬地般，依序推動驅動桿前進。
- 積少成多的作動方式：單一循環移動量約 4～5μm，透過高速累積微小步進，最大可實現 25 mm 行程。
▲ 壓電元件 驅動示意圖
關鍵在於將單一步進進一步細分控制，並搭配高解析度線性尺（Linear Scale），直接對移動平台的位置進行監測與控制。
- 專用控制器：可將 1 個循環細分為 8,192 等分進行微小位移控制，進一步細分每一步的移動量。
- 高解析度線性尺：搭載解析度 20 nm 或 40 nm 的高解析度編碼器（Encoder）。
⏺︎ 斷電後仍可保持位置
完成定位後，即使關閉電源，也不會發生位置偏移。透過獨有的自鎖功能與高保持力，可穩定維持定位位置。
⏺︎ 內建高解析度線性編碼器，具高位置重現性
可依需求選擇兩種內建光學式線性編碼器的規格：
- 20 nm解析度光學式線性編碼器
- 40 nm解析度 THK Precision 自製光學式線性編碼器
⏺︎ 支援真空環境與非磁性需求
致動器提供真空環境規格及非磁性真空型規格，亦可依實際應用需求提供客製化方案。
兩者皆採用壓電元件作為驅動源，但運作原理不同，因此在性能特性也有所差異。
* 依應用需求選擇合適的壓電驅動方式
| 滑台類型 | 壓電馬達滑台 （Piezo Motor Stage） | 壓電滑台 （Piezo Stage） |
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驅動方式 |
4 支致動腳透過伸長與伸縮動作 進行摩擦驅動 |
積層式壓電元件的伸縮驅動 |
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行程 |
行程長：可達 25mm 以上 | 行程短：1 mm 以下 |
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移動導軌 |
交叉滾柱導軌 | 彈性鉸鏈 |
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解析度 |
20nm、40nm | 1nm 以上 |
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斷電後位置保持 |
○可保持 | ×無法保持 |
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作用力/推力 |
推力6N、20N | 作用力數十~數百 N |
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適用領域 |
靜態精密定位、長時間位置保持 | 高解析度、高速響應、高推力 |
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產品連結 |
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⏺︎ 光學系統 / 雷射對位：
適用於光軸調整完成後，需要在數小時內持續穩定保持定位位置的應用。
→應用場合：焦距微調、位置保持與奈米級微動、光路調整、雷射光束對位
→應用場合：焦距微調、位置保持與奈米級微動、光路調整、雷射光束對位
⏺︎ 分析 / 測量設備：
使用顯微鏡等設備完成大範圍 Mapping 量測後，可在指定位置長時間穩定停止並進行觀測。
→搭配力感測器（Force Sensor）使用時，亦可實現位置與作用力的可視化分析。
→搭配力感測器（Force Sensor）使用時，亦可實現位置與作用力的可視化分析。
⏺︎ 半導體 / 精密檢測設備：
適用於高倍率鏡頭等光學系統的微小位置對準，以及探針台（Prober）的接觸位置與微小位置調整等應用。
→適合定位完成後，其穩定性會直接影響產品品質的製程。
→適合定位完成後，其穩定性會直接影響產品品質的製程。
⏺︎ 特殊環境下的精密定位：
可應用於真空腔體內的精密定位與光學對準，亦可依需求客製非磁性規格。
應用範例
- 光學反射鏡與雷射系統的高精度定位
- 真空腔體內的精密量測與掃描定位
- 晶圓及光學系統的微小旋轉角度調整
- 顯微鏡用精密定位載台
- 適用於定位完成後，需要長時間維持穩定狀態的應用。
X 軸滑台
| 型號 | 行程 | 解析度 | 推力 | 最大移動速度 | 載重 |
| LS1L60(F)-08B-06 | ±4 mm | 40nm | 6N | 5 mm/sec | 1kg |
| LS1L90(F)-16☐-☐ | ±8 mm | 20nm、40nm | 6N、20N | 5 mm/ sec | 2kg |
| LS1L120(F)-25☐-☐ | ±12.5 mm | 20nm、40nm | 6N、20N | 5 mm/ sec | 3kg |
* 可將兩台X軸滑台以正交堆疊方式組合，組合成XY軸滑台。
XY 軸滑台
| 型號 | 行程 | 解析度 | 推力 | 最大移動速度 | 載重 |
| LS2K180-16B-☐ | (X,Y) ±8 mm | (X,Y) 40nm | 6N、20N | 5 mm/ sec | 2kg |
* 中央設有通孔開口，且在全行程內皆不會完全遮蔽該開口。
Z 軸滑台
| 型號 | 行程 | 解析度 | 推力 | 最大移動速度 | 載重 |
| LSVL90(F)-12☐-20 | ±6 mm | 20nm、40nm | 20N | 5 mm/ sec | 0.5kg |
| LSVL90(F)-03☐-20 | ±1.5 mm | 20nm、40nm | 20N | 1 mm/ sec | 5kg |
* 垂直型：將X軸滑台垂直安裝，在維持長行程的同時，可進行垂直方向移動。
* 水平面型：採用楔形結構，使移動台面在保持水平的狀態下升降；雖然行程較短，但即使承載重物也能穩定作動。
* 水平面型：採用楔形結構，使移動台面在保持水平的狀態下升降；雖然行程較短，但即使承載重物也能穩定作動。
回轉・傾角型滑台
| 型號 | 行程 | 解析度 | 推力 | 最大移動速度 | 載重 |
| LS1C90-02☐-20 | ±1° | 0.2秒、0.4秒 | 20N | 12°/ sec | 2kg |
| LS1G☐90-02☐-20 | ±1° | 0.1秒、0.2秒 | 20N | 2.4°/ sec | 2kg |
* 旋轉型：雖然旋轉範圍較小，但具備極高的角度解析度與重複定位精度。
* 測角型：提供2種不同迴轉中心距離的機型，可組合成具有相同迴轉旋轉中心的 2 軸（θx、θy）平台。
* 測角型：提供2種不同迴轉中心距離的機型，可組合成具有相同迴轉旋轉中心的 2 軸（θx、θy）平台。
控制器
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型號
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軸向
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光學線性傳感器類型
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通訊介面
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外形尺寸
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電源
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FC421A FC421B
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1
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A：Renishaw製
B：THK Precision製 |
LAN,RS485
（可選配 RS232C） |
W210 × D240 × H68 mm
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AC100～120V
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| FC422A FC422B | 2 | ||||
| FC443A FC443B | 3 | ||||
| FC444A FC444B | 4 |
* 控制介面：可選擇 LAN、RS485、USB、RS232C。
* 內建控制板、驅動板及光學尺訊號細分器（Interpolator）。
* 內建控制板、驅動板及光學尺訊號細分器（Interpolator）。
範例操作軟體：可透過PC輕鬆操作
基本功能：支援指定位置移動、原點復歸、變更速度、手動微調等基本功能。
* 軟體取得：敬請來電聯繫索取
⏺︎ Q1：壓電馬達型產品適用於長時間連續作動嗎？
A：本產品採用摩擦驅動方式，因此相較於長時間高速連續動作，更適合用於精密移動至指定位置後進行「靜止與保持」的應用。在這類「靜態定位」應用中，本產品可發揮「即使在斷電狀態下也不會發生位置偏移」的優勢。
⏺︎ Q2：為什麼在斷電後仍能維持位置不變？
A：由於致動器具備自鎖功能，即使在電源關閉的狀態下，仍可產生與規格推力相當的摩擦保持力。因此，能夠在不需持續通電的情況下穩定保持位置，同時避免因通電發熱所造成的熱飄移影響。
⏺︎ Q3：控制器如何連接？程式整合是否容易？
A：專用控制器「LC 系列」配備了 USB、LAN、RS232C 等標準通訊介面，可直接與 PC 進行連接。系統採用簡潔的指令架構進行控制，可輕鬆整合至 Python、LabVIEW 等開發環境，方便進行自動化控制與系統整合。
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