EF 2016

Positioniersysteme
Bild 5: Der Digitalcontroller übernimmt alle notwendigen
Berechnungen
Bild 4: Der mit bis zu 5 kg belastbare Miniatur-Hexapod eignet sich
für viele Anwendungen in der Mikromontage und Qualitätssicherung.
0,04 mm Aktorauflösung bei bis zu
5 kg Belastbarkeit eignet er sich für
viele Anwendungen in der Mikromontage
und Qualitätssicherung.
Die kleinste Schrittweite beträgt
0,2 µm; die Wiederholgenauigkeit
±0,1 µm. Dabei ist das Positioniersystem
bis zu 10 mm/s schnell.
Dass für eine faseroptische Justage
die entsprechenden Scanalgorithmen
bereits integriert sind, dürfte
Anwender aus der Photonik besonders
freuen. Außerdem ist der vielseitige
Hexapod auch in vakuumkompatiblen
Ausführungen erhältlich.
Leistungsfähiger
Digitalcontroller
kommuniziert mit der
Steuerung
kartesischen Koordinaten vorgegebenen
Positionier- und Fahrbefehle
für das parallelkinematische
Sechsachssystem entsprechend
umzusetzen, also die Transformation
der kartesischen Soll-Positionen
in die Ansteuerung der Einzelantriebe.
Außer den Hexapod-
Achsen kann der Digitalcontroller
noch zwei weitere Achsen ansteuern,
z.B. Linearversteller für eine
Grobpositionierung über lange
Stellwege oder einen Drehtisch für
Bewegungen um 360°.
Auch die Anbindung an eine übergeordnete
SPS ist einfach möglich.
Die Hexapoden lassen sich praktisch
in jeden Automatisierungsverbund
integrieren und die Taktsynchronisierung
mit anderen Automatisierungskomponenten
ist gut realisierbar.
Die Steuerung kann mit
dem Hexapodsystem dann z.B. über
EtherCat kommunizieren (Bild 6).
Sie gibt als Master die kartesische
Soll-Position bzw. Bahnen im Raum
vor und bekommt die Ist-Positionen
ebenfalls über die Feldbus-Schnittstelle
zurückgemeldet. Alle anderen
Berechnungen übernimmt der
Hexapodcontroller, er verhält sich
gegenüber der SPS wie ein intelligenter
Antrieb.
SpaceFABs
sind sechsachsige Positioniersysteme,
so klein wie ein Handteller,
die das beim Hexapoden verwendete
parallelkinematische Prinzip
anderweitig nutzen: nämlich
in einer Kombination von Seriellund
Parallelkinematik. Die Funktion
basiert auf drei Kreuztischen,
die über drei Beine mit konstanter
Länge und einer geeigneten Gelenkkonfiguration
gemeinsam eine Plattform
positionieren. Auf diese Weise
lassen sich ebenfalls schnelle und
hochpräzise sechsachsige Verfahrwege
realisieren. In der kleinen Version
(Bild 7) bieten sie Stellwege
bis zu 13 x 13 × 10 mm und in den
Drehachsen Winkelbewegungen
von über 10°. Die Positionsauf
lösung beträgt 2 nm.
Das auf kombinierten Linearverstellern
basierte Design lässt sich
unkompliziert an Anwendungsanforderungen
anpassen, z.B. für den Einsatz
im Hoch- und Ultrahochvakuum.
Treibende Kraft sind piezobasierte
Trägheitsantriebe der Q-Motion-Linie.
Sie stehen für hohe Auflösung im
Nanometerbereich bei theoretisch
unbegrenzten Stellwegen, kleiner
Bauform und günstigem Preis.
Dabei sind die piezoelektrischen
Trägheitsantriebe keineswegs so
träge, wie der Name vermuten lässt.
Je nach Ausführungsform werden
sie mit einer Frequenz von 20 kHz
betrieben, sind dadurch nicht hörbar
und erreichen Geschwindigkeiten
von bis zu 10 mm/s. Die sechsachsigen
parallelkinematischen Positionssysteme
decken damit in der
Mikroproduktion ein breites Anwendungsspektrum
ab, bei Montageaufgaben
ebenso wie im Bereich der
Qualitätssicherung.
Physik Instrumente (PI)
GmbH & Co. KG
www.pi.ws
Hexapoden erfordern aufgrund
ihres parallelkinematischen Aufbaus
eine besondere Ansteuerung.
Damit muss sich der Anwender
jedoch nicht auseinandersetzen,
denn die Hexapoden werden
als Komplettlösung mit einem leistungsfähigen
Digitalcontroller ausgeliefert
(Bild 5). Dieser übernimmt
alle Berechnungen, die notwendig
sind, um die vom Anwender in
Bild 6: Standardisierte Feldbusschnittstellen vereinfachen die Integration.
Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2016 121