用于激光材料加工的自動化平台

激光切割、激光焊接、激光打标或激光鑽孔-激光廣泛應用于多種工業領域的各種流程中,以優化制造流程、确保部件的高質量。正是這樣,電控制造、半導體行業、汽車行業或醫藥技術等都得益于激光材料加工的先進性能。

流程、材料、工作循環、環境條件以及吞吐量、精度、幾何公差、加工表面大小和輪廓等條件都對自動化平台提出了不同的要求。例如,對于吞吐量和精度而言,當機械部件、激光控制和激光束偏轉等系統部件相輔相成并通過高性能标準工業網絡進行通信時,就能滿足不同要求。


高吞吐量精密定位

制造上的技術廣度和深度使得PI能夠靈活響應激光技術中的市場發展,并為高精度和高吞吐量激光加工提供自動化平台,以滿足OEM、集成商和終端用戶的需求:從不帶光束線偏轉的單軸和多軸系統到振鏡掃描器的運動和定位系統必須同步化并同時運行的高度定制解決方案。

采用單軸和多軸裝置進行激光打标

高動态
精度
穩健性

對複雜或高價值的結構進行打标是多軸定位系統的應用之一。例如, 人眼無法識别的不可見标記可通過激光被 雕刻在物品上。工件在X、Y向上的運動以及激光物鏡在Z向上定位是通過使用高動态直接驅動線性平台來實現的。 >> V-528線性平台 線性平台采用傳統的基于步進或旋轉伺服的解決方案,實現盡可能更高的速度和掃描頻率。平台具有交叉滾柱軸承,所以采用配備高重複精度及高精度的線性編碼器的電機可實現亞微米精度。

例如,>> V-417系列 的平台也非常适用于激光加工應用。這些平台的定位精度隻有幾微米,速度高達2米/秒。它們可實現輕松組合,以用于多軸應用。
硬蓋和側密封經過特殊設計,可防止灰塵或灼熱顆粒進入驅動和編碼器機械部件。高防護等級工業連接器和卡銷實現更高穩健性。由于特殊成形邊緣與軸承導向或運動方向的平行度(//)優于50微米,線性平台在安裝過程中可輕松對準。


要從PI産品系列中找出用于激光材料加工的更合适的定位解決方案,最簡單的方法就是産品查找器。它可以幫助您根據您的标準找到高性能部件和系統。

産品查找器


采用平面掃描器進行晶圓切片

高運動精度
高平面度
恒定高速

分離晶圓模具也取決于高精度。切割寬度必須保持不變,且垂直交叉不可避免。此外,為了在切割過程中不損壞單個模具,絕對精度也十分重要。行程範圍内的允許公差僅為每米幾微米。>> A-322空氣軸承平台由線性電機直接驅動進行移動,是非常适用于此類應用的定位系統。此類系統可以實現較高的速度,加速度為20米/平方秒。 同時,正弦換向控制可以實現平滑運動和幾納米的定位。控制和機械部件相結合的方式可确保最大的吞吐量和最高的精度。


采用龍門系統制造模版和印刷電路闆

高精度
高動态
長行程

模版和印刷電路闆的生産加工要求是相似的。工件大小和特征密度可能相對較高。這其中的挑戰是要在提供長行程的同時保持微米精度。龍門系統可以針對這些要求提供很好的解決方案。電纜管理和操作均進行了優化,以适合于垂直運動軸、自動聚焦傳感器和用于激光的光纖路由系統。這種設計可以實現當激光從上空移動時零件保持不動。由PI實現的絕對測量系統使得啟動後無需再找參考位,從而簡化了系統初始化。

 


采用包含振鏡掃描器的多軸裝置進行激光打标

高精度
高速度
二維加工

在激光成型中,配備振鏡掃描器的多軸定位系統通常會被用于偏轉激光束。這就能實現很好的動态和精度,例如對于在功能部件上刻寫刻度等。這麼一來,XY向運動就由>> V-731系列定位平台接管,該平台被設置為XY向滾動平台。它的線性電機無需其他附加機械部件,可直接驅動平台。使得高速度成為可能。

了解更多關于Scanlab振鏡掃描器的信息

高性能運動控制系統

 

在上述激光加工流程中,激光可通過特殊的激光模塊直接從運動平台上進行便捷控制。該模塊可實現對激光源的直接控制,以提高流程的精度和吞吐量。

>> ACS的LCM(激光控制模塊)系列的EtherCAT®從站模塊提供多種功能,包括用于動态功率控制、輸出脈沖或選通信号(開關信号)的數字脈沖調制,其中後兩者與沿二維至六維運動路徑的位置或可編程操作區保持同步。控制模塊可以通過通用接口控制幾乎任何激光。


EtherCAT®是一種基于以太網的開放式現場總線系統,最初是由倍福自動化公司開發的。現如今,作為一款用于機器控制解決方案的穩健型高速實時網絡,EtherCAT越來越受到控制和系統工程師的歡迎。現場總線系統的靈活性是一大原因。

閱讀有關ACS運動控制解決方案如何得益于EtherCAT集成的信息

無拼接的大區域打标

高精度
高吞吐量
同步二維加工

通常,采用振鏡掃描器的運動系統的操作是在掃描器下移動待加工的零件、将控制交給掃描器控制器來執行其單獨操作。如果待加工區域大于掃描器的視場,則以被稱為“耕耘”的方式執行上述方法。如果大面積内有很多小細節,則這種方式無法實現有效打标。小細節可能需要較高的加速度,而大細節則需要更長的行程。采用快速靈活的振鏡用于分離軌迹的小特征,而相對較慢的大型運動系統平台用于處理大特征,這樣可能更有利。這麼一來,兩種系統需為同步的控制器架構,以将合适的輸出供給正确的運動平台。

XLSCAN 由ACS運動控制和SCANLAB提供技術支持

共同開發的XLSCAN運動和龍門控制系統可實現大面積打标和加工。通過同步控制和移動二維掃描頭以及配備高動态磁性線性驅動的二維掃描平台,XL掃描解決方案擴展了激光掃描系統的工作區域。組合系統可實現大面積有效打标,且吞吐量和精度都很高。

閱讀更多關于XLSCAN運動和龍門控制系統的信息



下載

手冊

用于激光材料加工的自動化平台

精度 – 吞吐量 - 同步運動
版本/日期
BRO67E R1 2018-06
版本/日期
BRO67CN 2018-11
文件語言
pdf - 3 MB
pdf - 11 MB

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