Neuartiges Scan-Konzept vergrößert Bildfeld
Die SCANLAB GmbH und ACS Motion Control Inc. stellen auf der Laser World of Photonics in München ein neues Scan-Konzept vor. Die gemeinsam entwickelte syncAXIS control Ansteuersoftware ermöglicht eine simultane Steuerung eines 2D-Scan-Kopfes und eines mechanischen XY-Tisches mit zwei Servo-Achsen. Das kombinierte System vergrößert erheblich das Bildfeld und erlaubt somit nicht nur großflächige Markierungen, sondern ist auch zum Schneiden von Glas und dem Bohren großer Leiterplatten in der Elektronikfertigung sowie für die Mikrobearbeitung hervorragend geeignet. Die simultane Laserbearbeitung mit einem größeren Bildfeld – im Gegensatz zu einer kachelartigen Bearbeitung – kann Prozesszeiten merklich verkürzen und somit Produktivitätssteigerungen und Kostensenkungen in der Fertigung erzielen.
Bislang wird die Laserbearbeitung – gleichgültig ob Markier-, Schneid-, Bohr- oder auch Mikrostrukturierungsprozesse – zumeist durch das Bildfeld des Scanners limitiert. Bei großflächigeren Bearbeitungsaufgaben erfolgt die Bearbeitung schrittweise, durch Abarbeitung einzelner ‚Kacheln‘. Dieses Verfahren kann relativ lange Prozesszeiten und sogenannte ‚Stitching-Fehler‘, ein Versatz der Markierungen am Bildfeldrand, nach sich ziehen.
Um diese Schwächen auszumerzen haben die beiden Unternehmen mit der Ansteuersoftware syncAXIS control ein neues Scan-Konzept entwickelt, welches das Bildfeld erheblich vergrößert, simultan einen Scan-Kopf sowie zwei Servo-Achsen ansteuert, den Durchsatz erhöht und beispiellose Genauigkeit erzielen kann. Ein exemplarischer Systemaufbau besteht dabei aus einem excelliSCAN 14 Scan-Kopf von SCANLAB mit einem telezentrischen 100 mm Objektiv mit einem Bildfeld von 54 x 54 mm2 , einer RTC6-Ansteuerkarte, einem NPMpm NanoPWM-Achscontroller von ACS Motion Control, der einen 300 x 300 mm2 hochpräzisen Granit-XY-Tisch antreibt, und einem Pikosekunden-Laser. Das Steuerungskonzept basiert auf der Anbindung des Tisches an das Scan-System und der damit einhergehenden Vergrößerung des Bildfeldes. Der Betrieb des gesamten Systems erfolgt, analog der Ansteuerung eines einzelnen Scan-Kopfes mit einer RTC6-Ansteuerkarte, mit einem einzigen Befehlssatz. Daher könnte jede Anwendung, die heute ein SCANLAB Scan-System einsetzt, mit minimalem Aufwand alternativ auch durch ein kombiniertes System ausgeführt werden.
Produktivitätssteigerungen dank simultaner Bewegungen
Durch die intelligente Verknüpfung und simultane Ansteuerung von Scan-System und XY-Tisch können, im Vergleich zu einer kachelartigen Laserbearbeitung, erhebliche Prozessvorteile erzielt werden. Neben der Vermeidung von Stitching-Fehlern kann die Genauigkeit signifikant erhöht, oder auch der Durchsatz um bis zu 40% gesteigert werden.
„Unsere zahlreichen von Applikationsexperten durchgeführten Testreihen haben die Praxistauglichkeit des neuen Scan-Konzeptes eindrucksvoll belegt. In allen Fällen – egal ob große Kreisformen mit Beschriftungen, Kreisfiguren in einer Matrix, flächige Rautenmuster oder eine Vielzahl von Bohrlöchern – konnten deutliche Prozessvorteile im Vergleich zu einer kachelartigen Bearbeitung belegt werden.“ berichtet Norbert Petschik, Geschäftsführer Entwicklung der SCANLAB GmbH, von der erfolgreichen Zusammenarbeit. „Auch spezielle Testmuster zur Überprüfung von Vibrationen, die man bei der hohen Dynamik des XY-Tisches erwarten könnte, haben keinerlei verbliebene Schwingungen aufgewiesen“.
Das innovative Scan-Konzept wird während der Messe in München auf dem Stand der Firma Busch Microsystems in Halle A2, Stand 220, und bei PI in Halle B2, Stand 320, in Live-Demonstrationen gezeigt.
