SCANLAB perfect scanning

Transkript

1 mirrors in motion

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3 SCANLAB perfect scanning Galvanometer-Scanner leistungsstarke Laser-Scan-Systeme Objektive und Fokussiereinheiten Komponenten zur Systemintegration Software kundenspezifische Systementwicklung individuelle Kundenberatung

4 SCANLAB AG Die SCANLAB AG befasst sich seit ihrer Gründung 1990 erfolgreich mit der Entwicklung und Produktion von Galvanometer-Scannern und Scan-Lösungen. Der Hauptsitz von SCANLAB ist in Puchheim bei München. Hier verfügt das Unternehmen seit 2005 über ein eigenes Firmengebäude, welches durch eine Erweiterung 2012 auch bei zukünftigem Wachstum genügend Platz für die Produktion und weitere qualifizierte Mitarbeiter bietet. Unsere Produkte ermöglichen es, den Laser als hochdynamisches und flexibles Werkzeug zur Materialbearbeitung einzusetzen. In den Ablenkungs- und Positioniersystemen wird der Laserstrahl mithilfe von bewegten Spiegeln und optischen Elementen schnell, präzise und zuverlässig in drei Dimensionen positioniert. SCANLAB kann auf eine jahrelange Erfahrung mit mittlerweile deutlich über installierten Scan-Lösungen pro Jahr zurückgreifen. Damit sind wir der international führende Anbieter in unserem Marktsegment. SCANLAB wächst kontinuierlich. Im Jahr 2003 wurde die hundertprozentige Tochter SCANLAB America gegründet. Seit 2009 gehört auch SCANLAB Systems Engineering zum Unternehmen. 4

5 Gute Scanner sind komplex Für die heutigen Anforderungen an Scan-Systeme ist die Zusammenarbeit eines Teams von erfahrenen Spezialisten aus den Bereichen Mechanik, Elektronik und Optik notwendig. Derzeit sind rund 150 Mitarbeiter bei der SCANLAB AG beschäftigt. Etwa die Hälfte davon sind Ingenieure, die eine stetige Weiterentwicklung von innovativen Scan-Lösungen ermöglichen so wird SCANLAB auch in Zukunft maßgeblich dazu beitragen, neue Einsatzgebiete für die Lasertechnik zu erschließen. SCANLAB steht für höchste Qualität Sowohl an die Qualität der Produkte als auch an die Liefertreue und den Kundenservice stellt SCANLAB die höchsten Ansprüche. Dies ermöglicht den anhaltenden Erfolg des Unternehmens. Gefertigt wird ausschließlich in Deutschland. Der hohe Qualitätsstandard wird durch ein eigens von SCANLAB entwickeltes Testverfahren gewährleistet. Jedes System wird während und nach der Fertigung mehrfach geprüft. Erst nach erfolgreich bestandenem Endtest erhalten unsere Produkte das Qualitätssiegel SCANcheck.

6 Anwendungen Precision Mikro-Materialbearbeitung Gravieren Solarzellenfertigung Perforation Bohren Medizin Ritzen Rapid Manufacturing Beschriften Wärmebehandlung DNA-Sequenzierung Schweißen On the fly -Applikationen Power Schneiden Löten Speed 6

7 SCANLAB bietet eine breite Palette an Produkten für die unterschiedlichsten Anforderungen hinsichtlich Geschwindigkeit, Präzision und Laserleistung an. Unsere Produkte setzen kontinuierlich neue Maßstäbe und eröffnen unseren Kunden neue Applikationen und Märkte. Sie haben vielfältige Einsatzgebiete: industrielle Lasermaterialbearbeitung Markieren, Schweißen, Schneiden, Bohren, Rapid Prototyping Bio- und Medizintechnik Ophthalmologie, Dermatologie, konfokale Mikroskopie Wissenschaft und Forschung Wir bieten die besten Scan-Lösungen: hochpräzise Galvanometer-Scanner Scan-Systeme und Optiken für: - alle gängigen Laserwellenlängen - Wiederholgenauigkeiten bis in den µm-bereich - Geschwindigkeiten von mehr als 100 m/s - Laserleistungen bis in den Multi-kW-Bereich Scan-Systeme mit verschiedenen dynamischen Einstellungen bei Bedarf kundenspezifische Auslegungen und Sondersysteme

8 Funktionsprinzip Legende 1 RTC Ansteuerkarten (PCI, PCI-Express, PC/104-Plus, PCIe/104, SCANalone-USB) 2 digitale Schnittstelle 3 digitale oder analoge Servo-Verstärkerkarten Optik Die Ablenkung des Laserstrahls erfolgt durch Scan-Spiegel, die mit Hilfe von Galvanometer-Scannern schnell und präzise positioniert werden. Bei der Scan-Kopf-Bauweise sind alle Komponenten, inklusive Elektronik, kompakt in einem abgedichteten Gehäuse integriert. Für die Fokussierung des Laserstrahls wird ein Objektiv am Strahlaustritt des Scan-Systems und/oder ein varioscan Fokussiersystem am Strahleintritt verwendet. Zur optischen Überwachung des Bearbeitungsprozesses bietet SCANLAB Kameraadapter an. Ansteuerung RTC -Ansteuerkarten von SCANLAB ermöglichen die synchrone Ansteuerung von Scan-System, Laser und Peripheriegeräten. Mit laserdesk bietet SCANLAB eine perfekt auf die RTC 5-Ansteuerkarte abgestimmte Laserbearbeitungs-Software an. Umfangreiche DLLs ermöglichen auch kundeneigene Software-Lösungen. Zur Überwachung und Optimierung lassen sich die Rückmeldungen der SCANLAB Scan-Systeme auswerten. 8

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10 Scan-Systeme dynaxis intellidrill varioscan intellicube 1D Scanner SCANLAB Galvanometer-Scanner und Reglerkarten sind die Kernkomponenten für zuverlässige Laser-Positionier-Systeme. In der einfachsten Ausführung als Einzel-Achsen-Modul ermöglichen sie die Positionierung von Laserstrahlen entlang einer Geraden mit einer Positionsauflösung von bis zu 20 Bit. 2D Scan-Köpfe Ein 2D-Scan-Modul, bestehend aus zwei Einzel-Achsen-Modulen, ermöglicht die Ablenkung von Laserstrahlen in zwei Dimensionen. Optimierte Halteblöcke sorgen für die richtige geometrische Anordnung der Scanner und für die mechanische Stabilität des Scan- Systems. Bei Scan-Köpfen sind darüber hinaus alle Komponenten in einem abgedichteten Gehäuse integriert. 3D Scan-Systeme Zur Positionierung des Laserfokus entlang der Strahlrichtung muss die Brennweite der Fokussierung dynamisch veränderbar sein. Als Erweiterung von 2D-Scan-Systemen bietet SCANLAB dazu die varioscan Fokussiereinheiten an. Auch die 3D-Scan-Systeme können mit SCANLAB RTC -Karten einfach angesteuert werden. So wird der Laserstrahl zu einem flexibel einsetzbaren Werkzeug in der 3D Materialbearbeitung. Neueste Technologien SCANLAB arbeitet kontinuierlich an neuen Scan-Technologien, wie der digitalen Encoder-Technologie für höchste Positioniergenauigkeit und der idrive -Technologie für volldigitale Systeme mit umfangreichen Statusmeldungen, flexiblen Tunings und höchsten Geschwindigkeiten. 10

11 intelliweld powerscan hurryscan intelliscan Aperturen Die Größe der Scan-Spiegel ist entscheidend für den Fokusdurchmesser und die dynamischen Eigenschaften eines Scan-Systems. Je höher die Laserleistung ist, desto größere Scan-Spiegel (bzw. Aperturen) werden benötigt. Allerdings können die höchsten Geschwindigkeiten nur mit kleinen Aperturen erreicht werden. SCANLAB bietet standardmäßig Scan-Systeme mit Eintrittsaperturen von 7 bis 70 mm an: 7-14 mm Apertur - intelliscan und hurryscan (gleiches Gehäuse, bei unter schiedlichen dynamischen Eigenschaften) - intellicube und SCANcube (extrem kompaktes Gehäuse, bei unterschiedlichen dynamischen Eigenschaften) mm Apertur - intelliscan, intellidrill und hurryscan (für höchste dynamische Performance bei hoher Laserleistung und innovatives Gesamtkonzept mit Luft- und/oder Wasserkühlung) - intelliweld (ermöglicht robotergestützte Schweißapplikationen mit fasergekoppeltem Hochleistungslaser) > 30 mm Apertur - powerscan (für Anwendungen mit sehr hohen Laserleistungen bis in den Multi-kW-Bereich; ermöglicht große Bearbeitungsfelder bei gleichzeitig kleinen Fokusdurchmessern)

12 Komponenten zur Systemintegration RTC 5 RTC 4 Ansteuerkarten Die SCANLAB RTC -Ansteuerkarten sorgen für eine schnelle, präzise und synchrone Ansteuerung von Scan-System, Laser und Peripheriegeräten. Weitere Leistungsmerkmale sind: bis zu 20-Bit-Positionsauflösung Auswertung von Statussignalen Processing on the fly 2D- bzw. 3D-Feldkorrektur volle idrive Unterstützung mehrere Karten in einem PC Vielzahl an applikationsspezifischen Funktionen Neue Möglichkeiten durch idrive Die idrive -Technologie definiert den neuen Industriestandard für die Ansteuerung von Galvanometer-Scan-Köpfen und kommt im intelliscan, intellicube, intelliweld und intellidrill zum Einsatz. Vorteile der idrive -Technologie: volldigitale Regelung des Scan-Systems mehrere Dynamik-Tunings pro Scan-Kopf automatischer Tuningwechsel kunden- und applikationsspezifische Tunings exakte Abbildung des Scanners im Regelalgorithmus Prozess-Simulation und -Optimierung erhöhte Betriebssicherheit durch Betriebszustandsrückmeldung 12

13 laserdesk RTC SCANalone laserdesk -Software SCANLAB s laserdesk ist eine professionelle Laserbeschriftungsund -bearbeitungssoftware. laserdesk steuert die Hardware-Komponenten über die RTC 5-Ansteuerkarten von SCANLAB. Damit sind auch die idrive -Funktionen der neuesten Scan-Kopf-Generation von SCANLAB verfügbar. Die moderne Benutzeroberfläche stellt alle notwendigen Funktionen zum Konfigurieren, Testen, Kalibrieren und Überwachen der System-Komponenten bereit und ermöglicht eine einfache Integration in Produktionslinien. Optional steht eine Fernsteuerfunktion zur Verfügung. System-Erweiterungen Die dynamische Fokussiereinheit varioscan erweitert 2D-Scan-Einheiten zu 3D-Scan-Systemen und kann aufwendige Flachfeldobjektive ersetzen. Kameraadapter, SCANalign und Teach-Hilfe erweitern SCANLAB Scan-Systeme um Prozessbeobachtungs- und Kalibrierfunktionen. Bei Bedarf können unsere Systeme außerdem mit Wasserkühlung, Luftkühlung oder mit Sensoren zur automatischen Selbstkalibrierung ausgestattet werden.

14 Systemanpassung und Optische Auslegung Für jede Anforderung die passende Lösung SCANLAB Scan-Systeme können mit verschiedenen Objektiven, Spiegeln, Schnittstellen und dynamischen Einstellungen geliefert werden. Auch Scan-Gehäuse sind in unterschiedlichsten Ausführungen erhältlich. Damit bieten wir unseren Kunden ein optimal auf ihre Bedürfnisse zugeschnittenes System. Auf Anfrage sind auch kundenspezifische Systemauslegungen möglich. Auslegung des Systems Bei der Ermittlung der optischen und dynamischen Auslegung des Systems spielen viele Einflussgrößen eine Rolle, wie z.b.: Fokusdurchmesser Arbeitsabstand Bildfeldgröße bzw. Arbeitsvolumen Wellenlänge, Laserleistung und Pulslänge Positioniergenauigkeit Dynamik Nach ausführlicher Beratung stellen wir jedem Kunden die optimale Produktkombination zusammen. 14

15 s = λ f M 2 k / d s Fokusdurchmesser (1/e 2 ) f λ M 2 Wellenlänge (typisch 193 nm 10,6 µm) Brennweite (typisch 30 mm mm) Strahlqualität (abhängig vom Laser) k Korrekturfaktor (ideal 1,27, real meist 1,5 2,0) d Strahldurchmesser vor Fokussierung (typisch 6 mm 70 mm) Bildfeldseitenlänge Wellenlänge, Laserleistung, Pulslänge Passend zur Wellenlänge, Leistung und Pulslänge des Lasers wird das System mit entsprechend beschichteten Scan-Spiegeln und geeigneten Objektiven oder varioscan Fokussiereinheiten ausgestattet. Fokusdurchmesser Der Fokusdurchmesser (1/e 2 ) kann mit Hilfe obiger Formel abgeschätzt werden. Er ist abhängig von der Lichtquelle (Laserwellenlänge und Strahlqualität des eingekoppelten Laserstrahls) sowie der Apertur und Brennweite des Scan-Systems. Arbeitsabstand und Bildfeldgröße bzw. Arbeitsvolumen Der freie Arbeitsabstand wird im Wesentlichen durch die Brennweite und vom Design der Fokussieroptik bestimmt. Die Größe des Bildfeldes hängt vom Scan-Winkel des Scan-Systems, der Brennweite und vom Design des Objektivs ab.

16 SCANLAB AG Siemensstr. 2a Puchheim Deutschland Tel. +49 (89) Fax +49 (89) SCANLAB America, Inc. 100 Illinois Street Suite 200 St. Charles, IL USA Tel. +1 (630) Fax +1 (630) SCANLAB Systems Engineering, Inc. 6 Fortune Drive Billerica, MA USA Tel. +1 (978) info@scanlab-systems.com Für mehr Informationen über SCANLAB hier scannen: Bildnachweis Seite 7: EOS GmbH SCANLAB 05/2012 Änderungen vorbehalten.