PLANARER DIREKTANTRIEB PLANAR POSITIONING SYSTEM

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Simon Linden
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1 PLANARER DIREKTANTRIEB PPS 100 PPS 200 PPS 250 PRECISION ENGINEERING SENSOR AND MECHATRONIC SYSTEMS ELECTRONIC DEVICE CONTROLS

2 PLANARER DIREKTANTRIEB Läufer Luftlager Funktion Direktantrieb mit elektrodynamischem Prinzip Läufer aerostatisch geführt, frei beweglich in zwei Richtungen Krafterzeugung durch bewegte Dauermagnete und ortsfeste Spulen Verdrehsperre des Läufers durch Feldkräfte, Verdrehung aktiv regelbar Spulen Funktionsprinzip functional principle slider air bearings Vorteile Höchste Genauigkeit, Reproduzierbarkeit, Auflösung und Positionsruhe durch spielfreien Direktantrieb mit optischem Gitter zur Positionsbestimmung Sehr hoher Dynamik- und Geschwindigkeitsbereich bei exzellentem Gleichlauf Wartungsarm, kein Verschleiss, geringe Reibung durch Luftlager Hohe Steifigkeit bis zur maximalen Kraft des Motors Keine Systemdeformation während der Bewegung durch planare Antriebsstruktur Geringe Bauhöhe, geringe Geräuschentwicklung Reinraumtauglich coils Aufbau PPS 100 assembly PPS 100 PPS 100 montiert PPS 100 assembled Funtionality Direct drive with electro dynamical principle Slider (rotor) aerostatic guided, free to move in two directions Mechanical power generation by moveable permanent magnets and fixed coils Torsion of the slider interlocked by field forces, torsion active controllable Advantages Highest accuracy, repeatability, resolution and position stability by a play free direct drive with an optical grid for position measurement Very high dynamic, velocity range, and excellent even speed properties Low-maintenance, no wear and low friction by air bearings High stiffness up to maximum force of the drive No deformation during the motion by planar drive structure Low installation height, low noise Clean room compatible TETRA Gesellschaft für Sensorik, Robotik und Automation mbh Gewerbepark "Am Wald" 4 D Ilmenau Tel.: +49 (36 77) Fax: +49 (36 77) info@tetra-ilmenau.com

4 PLANARER DIREKTANTRIEB Steuerung / Software Steuerschrank Control cabinet Steuerung als Schaltschrank oder in 19 Einschubtechnik verfügbar Signalverarbeitung und Regelung mittels Industrie PC unter dem Betriebssystem LINUX Systemerweiterung mit zusätzlichen Achsen über CAN Bus möglich Einbindung in andere Steuerungen über verschiedene Bussysteme und digitalen I/O möglich 2D-Bahnregelung für den Direktantrieb, weitere Achsen können in die Bahnregelung einbezogen werden elektronische Handradfunktion Kopplung mit PC unter Windows möglich Editierung der Bahndaten im G-Code (DIN 66025) Umfangreiche Software für Laserschneidanlage Control / Software Steuerung 19 Rack 19 rack Control in an electric cabinet or in a 19 rack available Signal conditioning and control at an industrial PC with real time operating system LINUX System extension with additional axis by CAN bus possible Connection to other controls by digital buses or In / Out signals 2D path control for the direct drive, additional axis can be implemented Electronic hand wheel function Connection to Windows-PC Editing the path in G-Code (DIN 66025) Several software tools for laser cutting systems Lasersoftware Laser software TETRA Gesellschaft für Sensorik, Robotik und Automation mbh Gewerbepark "Am Wald" 4 D Ilmenau Tel.: +49 (36 77) Fax: +49 (36 77) info@tetra-ilmenau.com

5 PLANARER DIREKTANTRIEB Bahngenauigkeit (Kreis) Kreise mit 1µ m Durchmesser im Soll (blau) / Ist (rot) Vergleich. Genauigkeit ist besser als 100nm. Anforderungen: Betriebstemperaturbereich: Temperatur für exakte Positionierung: 15 C bis 30 C 22,5 C ±0,1 K Path accuracy Circles with 1µ m in diameter in variance comparison (target data - red, actual data- blue). The accuracy is better then 100nm. Requirements: Operating temperature range: Temperature for specific positioning: 15 C to 30 C 22,5 C ±0,1 K Bahngenauigkeit Kreis Path accuracy Schrittauflösung Schritte von 100nm bis 10nm ** Standardabweichung der Position ist kleiner als 5nm Step resolution Steps from 100nm down to 10 nm ** Standard deviation is less than 5nm Schrittauflösung Step resolution Reproduzierbarkeit Eine Ecke wurde mit einer Geschwindigkeit von 200mm/s aus unterschiedlichen Richtungen durchfahren. Die Bahnabweichung ist kleiner als 1µ m. Repeatability A corner was passed through from different directions with a speed of 200 mm/s. The deviation is less than 1µ m. ** Blau - ungefiltert, rot - gefiltertes Signal ** blue - raw signal, red filtered signal Reproduzierbarkeit Repeatability Alle Messungen wurden mit einem externen Laserinterferometer durchgeführt. All measurements were made with an external laser interferometer.

6 PLANARER DIREKTANTRIEB Reproduzierbarkeit Schritte in x-richtung und das dazu gehörige Signal in y-richtung Die Reproduzierbarkeit ist besser als 5nm. ** Reproduzierbarkeit Repeatability Repeatability Steps in x direction and the corresponding signal in y direction The repeatability is better then 5nm. ** Positionsruhe Positionsruhe bei eingeschaltetem Antrieb Die Regelabweichung (Positionsruhe) beträgt weniger als 5 nm. ** Position stability Positionsruhe des Direktantriebes Position stability of the positioning system The position stability of the activated drive The control deviation (position stability) is better than 5nm. ** Gleichlauf Die Standardabweichung für Geschwindigkeiten ist kleiner als 1 % für Geschwindigkeiten >5mm/s. Velocity stability The standard deviation of the velocity error is less than 1 percent for velocities >5mm/s. Gleichlauf Velocity stability ** Blau - ungefiltert, rot - gefiltertes Signal ** blue - raw signal, red filtered signal TETRA Gesellschaft für Sensorik, Robotik und Automation mbh Gewerbepark "Am Wald" 4 D Ilmenau Tel.: +49 (36 77) Fax: +49 (36 77) info@tetra-ilmenau.com

7 PLANARER DIREKTANTRIEB Applikationen Präzisionsbearbeitung Hochgeschwindigkeits-Laserschneidanlagen Ultrapräzisions Laserbearbeitung, Laser Dicing, Laserschweißen und -löten Optische Stepper, Direktbelichter Mikromontage Präzisionsmesstechnik Inspektion mechanischer und elektronischer Baugruppen Charakterisierung von Oberflächen Materialtester Waferinspektion Präzisionsmessmaschinen PPS 100 mit Portal PPS 100 with portal Applications Precision machining High speed laser cutting systems High precision laser machining, laser dicing, laser welding and soldering Optical stepper, direct maskaliner Micro assembling Precision measuring technique Inspection of mechanical and electronical components Characterisation of surfaces Material tester Wafer inspection Precision measurement units Faser-Laserschneidkopf fiber laser processing head Medizinischer Stent Medical stent

PRODUKTLINIE PRODUCT LINE SENSOR SYSTEME SENSOR SYSTEMS PRÄZISIONSANTRIEBE PRECISION DRIVES ELEKTRONISCHE STEUERUNGEN ELECTRONIC CONTROLS

24 18 15 office@cm-tech.at www.cm-tech.at DIN EN ISO 9001:2000 Zertifikat: 01 100 75007 Satz/Layout: www.impuls-ilmenau.

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