Auf dem Control-Messeauftritt von Aerotech stand in diesem Jahr die Bewegungs­steuerungsplattform Automation1 mit neuen Funktionen des Release 2.4 im Fokus. Demonstriert wurde mit dem Hexapoden HEX150 zudem eine kleinere Version des HEX300. Außerdem zeigte Aerotech am Messestand sein hochpräzises Mehrachsen­system SMP für Oberflächenmessanwendungen.

Unser Ansatz ist es, sowohl einzelne Komponenten für den Automatisierungsprozess zu liefern als auch komplette Positionier- und Automatisierungssysteme, natürlich genauso im Umfeld der Qualitätssicherung“, betont Norbert Ludwig, Geschäftsführer von Aerotech. Was nützen jedoch hochpräzise Positionier- und Automatisierungslösungen ohne eine hochpräzise Bewegungssteuerung? 

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

Viele Detailverbesserungen in Automations-Software

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

Oberflächen exakt vermessen

Die Fertigung optischer Komponenten in der Lasermaterialbearbeitung, der Biotechnologie, Medizintechnik wie auch Halbleitertechnik erfordert hochpräzise Oberflächenmessungen inklusive zerstörungsfreier Qualitätssicherung (QS). Mit dem Mehrachsen-Bewegungssystem SMP spricht Aerotech die QS-Verantwortlichen dieser Hersteller an. „Optische Komponenten werden überall verwendet, beispielsweise in der Medizintechnik zur Prävention, Diagnostik und Therapie oder zur Laserbearbeitung von Materialien in der additiven Fertigung“, weiß Ludwig aus der Praxis. Hochpräzise Optik erfordere jedoch hochpräzise Messungen sphärischer, asphärischer und zylindrischer Formen und zwar im Nanometerbereich. Voraussetzung dafür sei deshalb eine flexible 2D- und 3D-Konturierung. „Wir konnten in Feldversuchen wie auch in der Praxis zeigen, dass sich aufgrund der hervorragenden Positioniereigenschaften die Bearbeitungszeit bei Oberflächenmessungen um bis zu 40 Prozent reduzieren lässt“, sagt Ludwig. Und das SMP benötigt bis zu 60 Prozent weniger Stellfläche als kartesische Messsysteme. 

Hexapod für platz­beschränkte Anwendungen

Die Familie der Hexapoden von Aerotech bekam mit dem kleinsten Modell HEX150 Zuwachs. Ludwig kennt die herausragenden Eigenschaften der Bewegungskünstler: „Mit der Gegenüberstellung der beiden Hexapoden HEX150 und HEX300 wollen wir die deutlich bessere minimale inkrementelle Bewegung an einem kleinen und großen Hexapod-Positionier­system demonstrieren, gepaart mit größeren linearen Verfahrwegen als bei Wettbewerbsprodukten, und das alles bei einer kompakten und dennoch steifen Plattform.“ Zudem ermöglichen sechs Freiheitsgrade (DOF) eine präzise Translation in X-, Y- und Z-Richtung sowie eine Rotation um jede dieser Achsen.

Welchen Hexapoden ein Anwender für seine Positionieraufgaben wählt, hängt von der zu bewegenden Last und sicher auch vom verfügbaren Platz ab. „Unser Miniatur-Hexapod eignet sich ideal für platzbeschränkte Anwendungen mit mehreren DOFs, die eine feine Positionierungsauflösung erfordern“, ergänzt Ludwig. Hier empfiehlt Aerotech insbesondere Anwendungen wie Justage, Aufbau und Verbindungstechnik von Photonik-Komponenten, Optikinspektion und -ausrichtung, optisches Wafer-Probing, Sensortests in der Luft- und Raumfahrt und bei Satelliten sowie Probenausrichtung bei Synchrotron- und Beamline-Anwendungen.

Der große Bewegungsbereich wie auch die einfache Steuerung und Programmierung mit virtueller Drehpunkteinstellung vereinfachen die Integration in komplexe Anwendungen und kom­plette Systeme. Schnelle Ein­schwingzeiten sorgen für einen hohen Durchsatz bei Wiederholgenauigkeiten von weniger als 2 μm bei einer Traglast von bis zu 7,5 kg und einer Blockierkraft von bis zu 100 N. Auch die Schrittweiten ermöglichen vielfältige Einsatzgebiete des HEX150. 

In der Steuerungsplattform Automation1 ist die eigene Simulationssoftware „Hexgen Hexa­­pod“ integriert. Dadurch ist eine einfache Programmierung und Steuerung der Hexapoden in jedem benutzerdefinierten Koordinatensystem möglich. Für Kollisionsbetrachtungen kann der Benutzer den verfügbaren Arbeitsraum visualisieren und simulieren. Außerdem stehen vor­­konfigurierte Modelle aus einer hinterlegten Bibliothek mit Standarddesigns zur Verfügung.