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Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

Antriebe Neue Produkte

Antriebe Neue Produkte für die Laserbearbeitung Aerotech geht mit neuen innovativen Motion-Control-Systemen an den Markt GL4-Scanner-Controller im Überblick: • Galvo Scanner Controller mit 192 kHz Servo-Rate und positionsbasierter Lasersteuerung • Zweiachsiger Servoantrieb für Aerotech-Scanner der AGV-Serie • Infinite Field of View (IFOV) kombiniert nahtlos AGV und Servobewegung, um den Arbeitsbereich des Scanners zu erweitern • Zero-Tracking Error eliminiert geschwindigkeitsbedingte Teileverzerrungen, wie z. B. Einschnürungen auf Kreisen und Abrunden von Ecken • Positionsbasiertes Laserfeuern (PSO) mit Windowing-Funktion hält einen konstanten Punktabstand über einen weiten Bereich von Betriebsgeschwindigkeiten aufrecht • Glasfaser-Schnittstelle Mehr Informationen: www.aerotech.com/product-catalog/drives-and- drive-racks/gl4.aspx Bild 1: GL4-Scanner-Controller von Aerotech: Die Produktweiterentwicklung soll nun für sehr gute Einschwingzeiten sorgen sowie thermische Langzeitstabilität und Spurtreue auf Mikroniveau bieten Aerotech GmbH www.aerotechgmbh.de Die Aerotech GmbH ent wickelt seit Jahren hochpräzise Motion- Control-Systeme, Positioniertische und die dazugehörigen Softwarelösungen. Diese kommen überall dort zum Einsatz, wo ein hoher Durchsatz bei höchster Präzision gefordert wird, also in Industrie, Wissenschaft und Forschung. Jetzt präsentiert das Unternehmen gleich drei neue Highlights auf einmal: Einen GL4-Scanner-Controller, der für die bereits bestehende AGV- Scanner-Familie deutlich optimiert wurde und mit dem eine effektive Auflösung von bis zu 26 Bit erreicht werden kann. Darüber hinaus: Den Aerotech-Linearverstärker XL4s für die Regelung von Tauchspulaktoren und Einphasen motoren mit geschlossenem Regelkreis sowie ein innovatives XR3-Rack, das neben zahlreichen neuen Funktionalitäten bis zu 6 Achsen verschiedenster Motortypen über ein Interface betreiben kann. GL4-Scanner-Controller mit zahlreichen neuen Funktionen Der bekannte GL4-Scanner-Controller von Aerotech wurde jetzt für die AGV-Scanner-Familie nochmals optimiert: Die Produktweiterentwicklung soll nun für sehr gute Einschwingzeiten sorgen sowie thermische Langzeitstabilität und Spurtreue auf Mikroniveau bieten. „Wir haben damit bereits sehr gute Ergebnisse erzielt“, sagt Norbert Ludwig, Geschäftsführer bei der Aerotech GmbH. „Der AGV-optimierte GL4- Scanner überzeugt dank innovativer Funktionen wie beispielsweise Full-State-Feed-Forward, 192-kHz- Servo-Raten und Optik-ahead-basierte Geschwindigkeitskontrolle.“ So verwendet der GL4 eine hochentwickelte Interpolationselektronik, mit der eine effektive Auflösung von bis zu 26 Bit erreicht werden kann, während die integrierte Echtzeit-2D- Kalibrierung eine genaue Strahlpositionierung über das gesamte Sichtfeld gewährleistet. Präzise Laserbearbeitung Die Fähigkeit, einen Laserpunkt genau in Abhängigkeit von der X/Y- Achsenposition zu platzieren (PSO = Position Synchronized Output), ist ein Hauptmerkmal der Aerotech- Positioniersysteme im Bereich Laserbearbeitungsanwendungen. Mit dem Release des GL4 ist diese Funktionalität nun auch für Scanneranwendungen verfügbar. In Abhängigkeit von der Scanner-Position kann der Laserpuls exakt getriggert werden, so dass die zusätzliche Programmierung von Markierungs-, Sprung- und Polygonverzögerungen entfällt – was wiederum zu einer verringerten Programmierkomplexität führt. Mit der Funktion „Positionsynchronisierte Ausgabe“ (PSO) können nun scannerbasierte Prozesse auf dieselbe Weise programmiert werden wie bei traditionellen X/Y- Systemen. Verbesserte Systemgenauigkeit Bei den meisten Scannern ist die Leistungselektronik zusammen mit den Galvo-Treibern und der Feedback-Elektronik direkt in den Scannerkopf integriert. Die durch die Elektronik verursachte Wärme wird dort direkt eingebracht, was zu einer Positionsdrift führen kann, einen Versatz zwischen den Spiegeln verursacht und auf diese Weise die Markierungsgenauigkeit verringert. Einige Systeme verwenden PWM-Leistungsstufen, um den Wärmeeintrag zu minimieren. Dieser Ansatz kann jedoch zu einer verringerten Spurgenauig keit aufgrund von nichtlinearen Effekten beim Umpolen der Galvo-Steuerströme führen. Aerotech hat die Leistungsendstufen aus dem Scankopf separiert und kann so leistungsstärkere und rauschärmere Transistoren einsetzen ohne zusätzlichen Wärmeeintrag im Scannerkopf. Damit wird die System genauigkeit deutlich verbessert. Bestmögliche Einschwingzeiten Der Linearverstärker XL4s von Aerotech wurde für die Regelung von Tauchspulaktoren und Einphasenmotoren im geschlossenen Regelkreis entwickelt. Er eliminiert die bei PWM-Verstärkern üblichen Nichtlinearitäten. Der XL4s bietet deterministisches Verhalten, automatische Identifikation und eine einfache Software-Einrichtung. Zusätzlich verfügt er über einen Multi-Core-Gleitkomma-DSP mit doppelter Genauigkeit, der die digitale PID steuert. „Alle 78 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2019

Antriebe Linearverstärker XL4s im Überblick: • Closed-Loop-Servosteuerung für Voice-Coil (Tauchspulaktoren)- und Einphasenmotoren mit 192 kHz Servo-Rate • 192 kHz Servo-Loop-Aktualisierungsrate • Anpassbare Stromregelkreis-Konfigurationen verfügbar, um spezielle Anwendungsanforderungen zu erfüllen • Glasfaser-Schnittstelle Mehr Informationen: www.aerotech.com/product-catalog/drives-and-drive-racks/xl4s.aspx Bild 2: Neuer Linearverstärker XL4s: Alle Parameter sind per Software einstellbar, einschließlich Regelkreisverstärkungen und Systemsicherheitsfunktionen frontseitigen 3U-Plug-In-Verstärkern. Die Aerotech-Entwicklung unterstützt sowohl lineare als auch PWM- Topologien. So kann das XR3 jede Kombination von bürstenlosen, DC- Bürsten- oder Schrittmotoren mit bis zu 320 V DC Betriebsspannung und einer Spitzenstromkapazität von 30 A steuern. Sowohl der Stromals auch der Servoregelkreis wird digital geschlossen, um höchste Positioniergenauigkeit und Geschwindigkeitskonstanz zu gewährleisten. „Die besondere Signalverarbeitung ermöglicht es, Servoraten von bis zu 20 kHz bereitzustellen und sowohl digitale als auch analoge E/A- Verarbeitungs-, Datenerfassungs-, Prozesssteuerungs- und Encodersignal-Vervielfachungsaufgaben in Echtzeit abzuwickeln“, erklärt Aerotech- Geschäftsführer Norbert Ludwig die wesentlichen Vorteile. Zu den Standardfunktionen gehören die Bremssteuerung der Einzelachsen , die zusätzliche Encoderrückmeldung, die analoge E/A- Erweiterung sowie 16 optoisolierte Ein- und 16 optoisolierte Ausgänge. Außerdem bietet das XR3-Rack bis zu zwölf differenzielle Ausgänge (High Speed), drei externe synchrone Eingänge Synchronisierung für PSO (Position Synchronized Output), drei TTL- oder isolierte PSO-Ausgänge, ein optoisolierter Datenerfassungs eingang sowie zwei STO-Eingänge (Safe Torque Off). Das XR3- Rack unterstützt Open-Loop-Steuerung und verarbeitet Rechteck-, Analog- oder Absolut- Encodereingangssignale. Parameter sind per Software einstellbar, einschließlich Regelkreisverstärkungen und Systemsicherheitsfunktionen“, erklärt Aerotech- Geschäftsführer Norbert Ludwig zum Produkt. „Mit den XL4s erreichen Anwender bestmögliche Einschwingzeiten – der Linearverstärker bietet thermische Langzeitstabilität für Positioniergenauigkeiten im Submikrometer-Bereich.“ Der XL4s biete außerdem zahlreiche erweiterte Funktionalitäten wie bspw. Full- State-Feed-Forward, 192-kHz- Servo-Raten sowie eine Look-Aheadbasierte Geschwindigkeitssteuerung. Branchenführende Servo-Rate Darüber hinaus übertrifft der XL4s andere einphasige Motorcontroller aufgrund seiner branchenführenden Servo-Rate von 192 kHz. Dies korreliert direkt mit verbesserter Tracking-Genauigkeit und der Bearbeitungsqualität bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen wie Fast-Tool- Servos, hochdynamischen optischen Fokussierachsen sowie schnellen Pick-and-Place-Maschinen. Anwender in den Zielbranchen Präzisionsbearbeitung, optische Messtechnik oder Bestückungsmaschinen profitieren außerdem von einer Encoder-Interpolationsfunktion, dedizierten analogen und digitalen E/A, einer faseroptischen Schnittstelle sowie separaten Stromanschlüssen für Motor- und Versorgungsspannungen. Im Gegensatz zu anderen Fast-Tool-Servo-Controllern lässt sich der XL4s als Modul direkt in ein Maschinengehäuse montieren, sodass bestmöglich Platz gespart werden kann. XR3-Rack unterstützt sowohl lineare als auch PWM-Topologien Das XR3-Rack verfügt über sechs Achsen mit vor Ort austauschbaren, Drei Optionen zur Encodersignalverarbeitung Weitere Optionen des XR3 sind z. B. die verschiedenen Möglichkeiten von Encoderauswertungen (Eingangsfrequenz und Inter polation), Verarbeitung getrennter Encoder zur Geschwindigkeits- und Positionsregelung, aktive Kühlung des Racks, Einschub module/Schienengeführte Module oder mehrachsige positionssynchrone (PSO) I/Os zur Prozesssteuerung von Vorgängen mit sehr geringer Latenzzeit. Das XR3 enthält ein Netzteil, das zwei wählbare Spannungsbereiche zulässt, um verschiedene Motoren mit unterschiedlichen Betriebsspannungen anzusteuern. Wenn nur eine Motorspannung benötigt wird, werden die beiden Spannungsbereiche für eine noch höhere Ausgangsleistung zusammengefügt. ◄ Das XR-3-Rack im Überblick: • Sechsachsiges Steuerungs-Rack mit faseroptischer Schnitt stelle für Bürsten-, bürstenlose und Schrittmotoren • 3U-Plug-In-Verstärker • 19-Zoll-Rackmount-Design • Bürsten-, bürstenlose- oder Schrittmotoren mit demselben Verstärker antreiben • Bis zu 30 A Spitzenstrom • PWM oder lineare Verstärker • Glasfaser-Schnittstelle Bild 3: Das XR3-Rack verfügt über sechs Achsen mit vor Ort austauschbaren, frontseitigen 3U-Plug-In-Verstärkern. Die Aerotech-Entwicklung unterstützt sowohl lineare als auch PWM-Topologien Mehr Informationen: www.aerotech.com/product-catalog/drives-and- drive-racks/xr3.aspx Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2019 79

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