Integrated Granite Motion-Systeme

Flexibler als ein Positioniertisch

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Qualitätssicherung in der Präzisionsbearbeitung fängt bei der exakten Positionierung an: Bisherige Lösungen sind zwar optimal für einen Anwendungsfall ausgelegt, aber kaum skalierbar. Die Herausforderung für ein flexibles Positioniersystem ist es, trotz der Flexibilität eine hohe Präzision zu erreichen.

Um ein solch flexibles Positioniersystem zur Verfügung zu stellen, hat Aerotech ein schon einmal angedachtes Konzept wieder aus der Schublade geholt. Mit der IGM-Bewegungsplattform hat das Unternehmen jetzt eine neue Baureihe entwickelt, die sich deutlich flexibler und skalierbarer zeigt als herkömmliche Positioniertische. Das dürfte die Konstrukteure im Bereich Micro- und Nanotechnologie erfreuen, denn gegenüber herkömmlichen Positioniertischen mit Granitunterbau bieten die neuen IGM-Lineartische – IGM steht für Integrated Granite Motion Systems – eine höhere Steifigkeit bei gleichzeitig reduzierter Bauhöhe und folglich eine erhöhte Flexibilität in der Konstruktion.

Je nach Einsatz kann der Verfahrweg, die Nutzlast und die dynamische Leistung anwendungsspezifisch angepasst werden. In dem sogenannten IGM-System werden Maschinenkomponenten wie Lager, Encoder und Antriebe direkt an der Granitstruktur und an der Brückenkonstruktion angebracht. Dadurch unterscheiden sich die IGM-Systeme von herkömmlichen Positioniertischen mit Granitunterbau, die bei der Konstruktion Positioniertische und Maschinenkomponenten als separate Bauteile berücksichtigen.

So lassen sich die Positionier-Systeme speziell an die besonderen Anforderungen der jeweiligen Anwendung oder Fertigungsaufgabe anpassen. Zur Wahl stehen dabei unterschiedliche Ausführungen mit mechanischen oder luftgelagerten Achsen. Bei den Antrieben können Kunden zwischen Kugelumlaufspindel und Linearmotor wählen. Außerdem stehen diverse Feedbackoptionen zur Verfügung, die vom einfachen Encoder bis hin zum Laserinterferometer reichen. Und schließlich lassen sich zusätzliche Bewegungselemente integrieren wie Drehachsen, Hubvorrichtungen, Piezo-Nanopositionierer oder sogar Galvanometer in die IGM-Achsen – der Anwender kann alle Bauelemente zentral über die Aerotech-Maschinensteuerung A3200 ansteuern.

Sowohl die IGM-Systeme als auch die herkömmlichen Positioniertische mit Granitunterbau weisen eine durchdachte Konstruktion auf. Welches System gerade für die jeweilige Anwendung das richtige ist, hängt stark von den jeweils herrschenden technischen und sonstigen Gegebenheiten ab. IGM-Systeme weisen in der Regel eine höhere Steifigkeit auf, da hier weniger Konstruktionselemente integriert werden müssen. Dies führt letztlich zu einer höheren Positioniergenauigkeit und einer besseren dynamischen Leistung. Zudem sind IGM-Systeme aufgrund der besseren Integration der Maschinenkomponenten in die Granitstruktur häufig kompakter. Dies hat eine Verringerung der Abbe-Fehler und eine Verbesserung der Positioniergenauigkeit zur Folge. Zudem es ist es einfacher, die einzelnen Parameter wie den Verfahrweg und die Nutzlast zu optimieren, da bei den IGM-Lösungen jede Achse direkt in der Granitstruktur integriert ist.

Maschinenbaukonstrukteur profitiert

Bei diskreten Verstellsystemen, die nicht aus dem Standard-Produktportfolio bedient werden können, benötigt der Maschinenbaukonstrukteur alle Einzelversteller in Sonderbauform. Dadurch wird der Aufwand von der Konstruktion bis zur Produktion deutlich höher. Auch die mechanische Bearbeitung muss jeweils neu ausgelegt werden, inklusive Erstellung neuer Maschinenprogramme. Das braucht natürlich Zeit. Beim IGM hingegen muss nicht für jeden Linearversteller neu konstruiert werden. Beispielsweise ist eine 1200 mm x-Achse mit einer 800 mm y-Achse schnell umsetzbar, wenn das Design der Granitplatte einmal festgelegt ist. Im gewissen Rahmen kann die Bauform sehr gut an die Bedingungen angepasst werden, die der Konstrukteur hat.

Anwendungsbereiche sieht Aerotech vorrangig in der Hochpräzisionsmesstechnik und der Lasermaterialbearbeitung: In der Regel finden sich die Kundenanwendungen hier mit Verstellbereichen von bis zu 2 m. Ist etwa bei Standard-Verstellern bei 1 m Länge Schluss, weil die Fräsmaschinen nur mit viel Aufwand längere Profile bearbeiten können, wäre das bei einem IGM-System kein Problem. Es können beliebige Längen gebaut werden, ohne dass dafür nochmals neu konstruiert werden muss.

IGM-Bewegungspattformen gab es bei Aerotech zwar bereits in Sonderfertigung, aufgrund des flexiblen Komponentenkonzepts kann jedoch dieser Einzelfertigungs-charakter nun variabel auf die Serie appliziert werden, sprich es wird mittels der Komponenten je nach Kundenanforderung ein anwendungsspezifischer Positioniertisch konfektioniert. Der Fertigungsstandort Fürth wurde ausgebaut, um diese anwendungsspezifischen Anpassungen für Kunden in Europa umsetzen zu können. ■


Der Autor

Uwe Fischer

Marketing Manager Europa

Aerotech

www.aerotechgmbh.de

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