„Als Zulieferer für QS-Lösungen haben wir uns auf den Trend zu mehr In-Process-Qualitätsprüfungen eingestellt“, erklärt Aerotech-Geschäftsführer Norbert Ludwig seinen diesjährigen Messeauftritt. „Insbesondere auch auf die additiven Fertigungsverfahren, wie sie bspw. verstärkt in die Medizintechnik vordringen. Wir zeigen den Herstellern von Mess- und Prüftechnik hochinnovative Lösungen für ihre agile Prozessteuerung inklusive zerstörungsfreier Qualitätssicherung.“
Alternativ positioniert
Erstmals wird das IGM-System (Integrated Granite Motion-System) als Alternative zu herkömmlichen Positioniertischen mit Granitunterbau mit den neuesten Komponenten von Aerotech zu sehen sein: einer XR3 Hochleistungs-Steuerung, einer GL4 Galvo-Steuerung und der Automatisierungs-Plattform A3200, die den HyperWire-Antriebsbus nutzt. Damit lassen sich die maßgeschneiderten und an Steifigkeit einmaligen IGM-Lineartische flexibel auf die Anforderungen der unterschiedlichen Anwendungen konfigurieren. Je nach Verwendungszweck können Verfahrweg, Nutzlast und dynamische Leistung anwendungsspezifisch angepasst werden.
„Gegenüber herkömmlichen Positioniertischen mit Granitunterbau bieten unsere IGM-Systeme deutlich mehr Flexibilität, eine höhere Steifigkeit bei gleichzeitig reduzierter Bauhöhe“, so Norbert Ludwig. Die höhere Steifigkeit ist dem geschuldet, dass weniger Konstruktionselemente integriert werden müssen. Damit einhergehend erhöht sich die Positioniergenauigkeit und die dynamische Leistung ist deutlich besser.
Um zu demonstrieren, wie sich in das Positioniersystem auch hochpräzise Lasertechnik einbinden lässt, ist der neue Galvo-Scanner AGV-SPO in die Linearachsen integriert. Dabei sorgt die sog. IFOV-Funktion (Infinite Field of View) dafür, dass Linear- oder Rotationsservoachsen mit Laserscanner synchronisiert werden. IFOV sorgt für signifikante Durchsatzverbesserung und eliminiert Stiching-Fehler, die sonst oft Probleme mit der Teilequalität aufgrund überlagerter und nicht korrekt ausgerichteter Laserbearbeitung verursachen.
Nur nicht an der Oberfläche kratzen
Die Fertigung optischer Komponenten in der Lasermaterialbearbeitung, der Biotechnologie, Medizintechnik wie auch Halbleitertechnik erfordert hochpräzise Oberflächenmessungen inklusive zerstörungsfreier Qualitätssicherung. Laut Hersteller Aerotech ist die SMP das optimale Mehrachsen-Bewegungssystem für derartige Anwendungen. „Optische Komponenten werden überall verwendet, beispielsweise in der Medizintechnik zur Prävention, Diagnostik und Therapie oder zur Laserbearbeitung vom Materialien in der additiven Fertigung“, weiß Aerotech-Geschäftsführer Norbert Ludwig.
Er erklärt weiter: „Hochpräzise Optik erfordert hochpräzise Messungen sphärischer, asphärischer und zylindrischer Formen, und zwar im Nanometerbereich. Voraussetzung dafür ist eine flexible 2D- und 3D-Konturierung.“ Dabei profitiert das Messgerät von der Leistungsfähigkeit der Aerotech-Controller mit ihrer hochentwickelten Bewegungssteuerung und Positionssynchroner Ausgabe (PSO – Position Synchronized Output), der sehr gleichmäßige Bewegungen selbst bei niedrigsten Geschwindigkeiten ermöglicht.
Eine generische elektrische Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle zwischen Bewegungs- und Sensorsteuerung ermöglicht durch die Synchronisation von Mess- und Positionsdaten in Echtzeit eine Achsenwiederholbarkeit im unteren Nanometerbereich. Dadurch ist die Inkrementbewegung auf Nanometerebene extrem minimal, was die Erzeugung exakter Scan- oder Punkt-zu-Punkt-Bewegungsprofile unterstützt. Wie sich in Feldversuchen und praktischen Anwendungen zeigt, reduziert sich aufgrund der hervorragenden Positioniereigenschaften die Bearbeitungszeit bei Oberflächenmessungen um bis zu 40 Prozent. Ein weiterer Pluspunkt ist die Platzersparnis: ein SMP benötigt bis zu 60 Prozent weniger Stellfläche als kartesische Messsysteme.
Lineartische von Aerotech
Ob luftgelagert oder rein mechanisch betrieben, die Lineartische von Aerotech werden aufgrund ihrer Positioniergenauigkeit weltweit geschätzt. Auf der Control werden außerdem der direkt angetriebene luftgelagerte Lineartisch ABL1500 und der mechanisch gelagerte, spindelgetriebene Lineartisch ATX115SL/SLE vorgestellt.
Wartungsfreier Lineartisch im Subnanometerbereich
Mit seinen extrem geringen Positionierungstoleranzen ist der ABL1500 speziell für das Hochleistungsscannen und die Inspektion geeignet. Das integrierte Linear-Encoder-Feedback meldet Auflösungen im Subnanometerbereich zurück und das bei einem Verfahrweg von 500 mm. Seine hohe Steifigkeit und die hervorragende Führungs- und Positioniergenauigkeit macht den ABL1500 besonders für die Halbleiterfertigung interessant. Einzigartig ist seine Bauweise mit Luft-auf-Luft-Vorspannung, in vertikaler und horizontaler Richtung. Da die Traglast aufgrund der großen Luftlagerfläche über eine große Fläche verteilt wird, ist der Lineartisch außerordentlich steif und somit für schwere oder versetzte Lasten besonders geeignet.
Betrieben wird der Tisch mit einem bürstenlosen BLMC-Linearservomotor von Aerotech. Besonderes Kennzeichen ist der eisenlose Linearmotor für einen cogging-freien Betrieb ohne Anziehungskräfte und einmalig gleichmäßige Bewegungen. Das lineare Positioniersystem ist praktisch vollkommen wartungsfrei, alles funktioniert berührungslos, nichts muss geschmiert werden. „Da wegen der Luftlagerung unter Verwendung trockener Luft zwischen den angetriebenen Elementen kein mechanischer Kontakt besteht, ist ein Abrieb und eine damit einhergehende Leistungsreduzierung nahezu ausgeschlossen, die Betriebslebensdauer praktisch unbegrenzt“, ergänzt Norbert Ludwig zu dem Systemaufbau. Und wo nicht geschmiert wird, bleibt alles schön sauber, was den ABL1500 für Anwendungen im Reinraumbereich und der Medizintechnik prädestiniert.
Mechanisch, linear, präzise
Erstmals gezeigt wird die neue Serie von Lineartischen der Baureihe ATX. ATX-Tische kombinieren die Performance eines hochpräzisen Kreuzrollenlagers mit der Präzision eines Kugelumlaufspindelantriebs. Sehr hohe Führungs- und Positioniergenauigkeiten werden durch diese Lager-Spindel-Kombination erreicht: verwendet wird ein Kreuzrollenlager mit Kriechschutz (verhindert Käfigwandern) und eine präzisionsgeschliffene Kugelumlaufspindel. Laut Aerotech ist die ATX-Serie für die unterschiedlichsten hochpräzisen Aufgaben geeignet darunter die vertikale Positionierung von Sensoren und Kameras, Optikfokussierung wie auch Strahlnachführung und -manipulation.
Der ATX verfügt bereits über eine Vielzahl an Standardfunktionen und Optionen, was eine einfache Integration in ein größeres Subsystem oder eine größere Maschine begünstigt, kann jedoch auch standalone verwendet werden. An eine vielseitige mechanische Schnittstelle am beweglichen Schlitten lassen sich andere Positioniertische oder Geräte montieren. Als Antriebe stehen bürstenlose, eisenlose Servomotoren mit oder ohne Feststellbremse sowie Schrittmotoren zur Auswahl. Wer bei Anwendungen mit vertikaler Achse, bei denen der Platz oft begrenzt ist, die Gesamtlänge seines Tisches reduzieren möchte, der kann optional ein Motorumlenkungs-Kit anbringen.
Sämtliche Tische der ATX-Serie sind mit der ThermoComp-Funktion von Aerotech erhältlich. Dahinter verbirgt sich eine integrierte Temperaturkompensationslösung, um thermischen Schwankungen entgegenzuwirken. Ganz gleich ob variable Temperaturschwankungen oder reibungsinduzierte Selbsterwärmung, ThermoComp gleicht diese aus und sorgt selbst in extremen industriellen Umgebungen für eine hohe Prozessstabilität. Auch die ATX-Serie kann optional über Linear-Encoder für Positionsrückmeldungen betrieben werden. Er wird in der Mitte am beweglichen Schlitten des Tisches montiert und übernimmt die direkte Positionsmessung.
Aerotech auf der Control 2019 in Halle 5, Stand 218.
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