Seit mehr als 50 Jahren liefert Aerotech Standardkomponenten und -lösungen wie Motoren, Antriebe, Steuerungen, Positioniertische, Galvoscanner und vieles mehr. Zu kundenspezifisch entwickelten Bewegungssubsystemen gehören etwa Positioniersysteme auf Granitstrukturen mit Untergestell und Schwingungsisolation oder auch externe Messsysteme. Bei den integrierten Systemen handelt es sich um nahezu schlüsselfertige Maschinen, die gemeinsam mit den Kunden für die Durchführung eines automatisierten Prozesses entwickelt wurden. Diese enthalten nicht nur die Aerotech-Präzisionskomponenten für die Bewegungssteuerung, sondern auch eine vollständige Automatisierungsintegration für bspw. Teilehandhabung, Prozessinstrumente, Sicherheitselemente sowie kundenspezifische Software. Auch die eigenen Galvoscanner werden bei Bedarf in eine Automatisierungslösung integriert. „Wir haben in den letzten Jahren auch bei Photonikanwendungen eng mit den Kunden zusammengearbeitet und sind dabei auch immer weiter in die Prozessautomatisierung vorgedrungen“, erläutert Norbert Ludwig, Geschäftsführer bei der Aerotech GmbH in Fürth. „Als Hersteller von Automatisierungssystemen unterstützen wir fertigende Unternehmen dabei, ihre Prozesse mit den von uns hergestellten Präzisionsbewegungskomponenten optimal zu automatisieren. Davon können sich die Besucher an unserem Messestand gern selbst überzeugen.“ So hätten gerade im Halbleiter- und Elektronikbereich viele Unternehmen weder Personal noch die Fertigungstiefe, um parallel Mechaniken und Steuerungssysteme entwickeln zu können. Zudem würden die Lösungen immer smarter und komplexer, sodass ein einzelnes Unternehmen gar nicht mehr alle Implementierungsschritte beherrschen könne. „Unser Know-how als Komponenten- und Systemlieferant wird zunehmend wichtiger. Wir bieten hier eine ausführliche Integrationsberatung, an dessen Ende entweder die Lieferung einzelner Komponenten, ein nahtlos integrierbares Subsystem oder eben eine vollständige Automatisierungslösung steht“, erklärt Norbert Ludwig das Vorgehen.

Eine Steuerungsplattform für alle Anwendungen und Systeme

Am Aerotech-Messestand 245 in Halle A3 ist auf allen Positionierlösungen und -systemen Automation1 mit neuem Release 2.4 installiert. Dabei fungiere die Bewegungssteuerungsplattform als komplette Maschinensteuerung mit sämtlichen Komponenten, bspw. auch den hochdynamischen 2-Achsen Laser-Scan-Kopf AGV-20XHP, und bieten somit deutlich mehr als eine reine Bewegungssteuerung.

„Unser Messehighlight sind die Funktionserweiterungen der Bewegungssteuerungsplattform Automation1-Release 2.4“, so Norbert Ludwig. „Durch die API-Unterstützung von Python-API stehen nun auch alle Python-Hilfsdateien unserer Steuerung zur Verfügung. Bei Fragen zur Python-Schnittstelle kann jederzeit darauf zurückgegriffen werden.“

Auch das Maschinen-Setup, die Datenvisualisierung und das Homing-Hilfsmodul wurden nochmals deutlich verbessert. Außerdem haben die Aerotech-Programmierer das Up- und Downloaden von MCD-Dateien (mit MiniCAD Design Files) weiter vereinfacht. Und Automation1 unterstützt jetzt Gantry für XI4- und iXI4-Antriebe mit Absolut-Encodern sowie Gerätekatalog und Maschinen-Setup für lineare Gantries. Auch 3-Achsen-PSO auf dem GL4 mit IFOV (Infinite Field of View) und BiSS-Absolut-Encoder werden jetzt optimal unterstützt, was für die Einbindung von Galvoscannern und Lasern wichtig ist, um lineare oder rotierende Servoachsen mit Laserscannern zu synchronisieren. Das erhöht den Durchsatz, verbessert nochmals die Positioniergenauigkeit und eliminiert Nahtfehler, das sog. Stitching. Bei den Maschinen-Apps können Anwender jetzt auf einen Modul-Container zugreifen und so mehrere Module in einem separaten Bereich einer MachineApp platzieren. Zur Erhöhung der Usability lassen sich mittels Indikatoren Benachrichtigungen und Animationen direkt in der MachineApp ausführen.

IGM bringt mehr Steifigkeit und Dynamik beim Scannen 

Wie so ein integriertes System aussehen kann, wird an der Kombination eines IGM-Positioniersystems (Integrated Granite Motion-System) mit dem AGV-20HP Hochpräzisions-Laserscankopf mit einer Optik der Wellenlänge von 1030-1080 nm und einer Brennweite von 255 mm deutlich. Aerotech zeigt neue Maßstäbe in punkto hochpräziser Lasertechnik. „Unsere IGM-Positioniertische sind deutlich steifer durch die Kombination des Granits und den direkt aufgeschraubten Achsen. Aufgrund des flexibleren Aufbaus können wir noch individueller auf die Kundenwünsche eingehen“, erläutert Norbert Ludwig das IGM-Konzept. Und die höhere Steifigkeit des Lineartisches wirkt sich zudem auf die Dynamik und die Positionsgenauigkeit des Lasers aus. Dadurch kann die Scangeschwindigkeit und der Durchsatz signifikant erhöht werden. Auch hier kommt die Bewegungssteuerungsplattform zum Tragen: Wird nämlich ein AGV-Scanner in die Linearachsen eines IGM integriert, erfolgt dies in Automation1 als Plug-and-Play-Erweiterung von XR3 Hochleistungs-Steuerung und GL4 Galvo-Steuerung. Die Koordinaten lassen sich anschließend einfach programmieren.

Der Vorteil dieser Kombination: Es kann in XY programmiert werden, und die Steuerung führt anschließend automatisch eine Synchronisation mit dem Laserscanner durch. Sprich: Das Bild, welches der Scanner abfährt, wird aufgesplittet in Scanner- und XY-Bewegung. Damit verbessert sich die Performanz in der Struktur, Fehler werden vermieden und es gibt kein Stitching im klassischen Sinn. Hierbei kommt die sog. IFOV-Funktion (Infinite Field of View) zum Tragen, so dass Linear- oder Rotationsservoachsen mit dem Laserscanner synchronisiert werden.

Ausrichtungsplattform für die Optoelektronik

Optisches Gerät ist nicht gleich optisches Gerät: Wer Wettbewerbsvorteile erzielen will, sollte schon genau hinschauen, welche Peripherie seine Anforderungen optimal unterstützt, beispielsweise Positioniersysteme. In Halle A3 ist mit dem mehrachsigen FiberMaxHP ein hochpräzises, optisches Ausrichtungssystem zu sehen. Es basiert auf den bewährten Hochleistungs-ANT-Nanopositionierern und dient in der großvolumigen Fertigung zum Ausrichten und Prüfen von optoelektronischen Geräten und Photonik-Komponenten mit Submikrometer-Toleranzen. Die Präzisionsmechanik ist mit der Automation1-Steuerungsplattform gekoppelt und ermöglicht eine Bewegungsregelung mit niedriger Latenz und vorgeschriebenen optischen Ausrichtungsalgorithmen. Dadurch lassen sich sämtliche Automatisierungsprozesse über eine einzige Steuerungsschnittstelle programmieren. „Während die Ausrichtungstoleranzen mit neuen Silizium-Photonik-Geräten immer geringer werden, gewinnt gleichzeitig die Ausrichtung bei hoher Geschwindigkeit an Bedeutung“, ergänzt Norbert Ludwig. „Wir positionieren uns mit der Photonik-Ausrichtungsplattform FiberMaxHP bei Anwendungen im Nanobereich, sowohl in Forschungs- als auch in Industrieumgebungen.“ Die berührungslose Direktantriebstechnologie sorge laut Hersteller für eine äußerst präzise Ausrichtung mit minimalen Inkrementbewegungen bis zu 2 nm bei Geschwindigkeiten bis zu 400 mm/s, ohne dass darunter der Produktionsdurchsatz leide.