GSI Lasers® entwickelt und produziert ein breites Spektrum industrieller Lasertechnologien für den Einsatz wichtiger Fertigungsanwendungen in der Luftfahrt-, Automobil-, Elektronik-, Medizintechnik- und Halbleiterbranche. Bei der Durchführung von Verfahrenstests arbeitet das Unternehmen im Bereich der Positionierssysteme und Bewegungssteuerungen dabei sehr eng mit Aerotech zusammen.
GSI Lasers®, ein Unternehmen mit mehr als 30 Jahren Branchenerfahrung, das in zahlreichen Marktsegmenten führend ist, kooperiert mit wichtigen Herstellern, OEMs und Systemintegratoren. Im Vordergrund steht dabei die Entwicklung wettbewerbsfähiger und oft auch richtungweisender Lösungen für Laserschweiß-, Schneide-, Bohr- und Markierungsanwendungen.
Für diese hochspezialisierten Bereiche spielen die umfangreich ausgestatteten Applikations-Labore, die GSI Lasers® an seinen Standorten in Rugby, Großbritannien und in Suzhou, China, unterhält, eine entscheidende Rolle. Beide Zentren verfügen über mehrere Labore, die mit dem gesamten Spektrum von GSI Lasers® sowie Aerotech-Positioniersystemen mit den zugehörigen Bewegungssteuerungen ausgestattet sind. Somit können optimale Laserverfahren für die Anwendungen der Kunden entwickelt und getestet werden.
Um den hohen Anforderungen der Laserbearbeitungsverfahren, deren Bandbreite von der Wafer-Bearbeitung und Nanoröhrchenherstellung bis hin zum Schweißen von Turbinenblättern und der Mikrobearbeitung medizinischer Stents reicht, gerecht werden zu können, hat GSI Lasers® eine umfassende Produktpalette hochmoderner faseroptischer Laser sowie CW- und Nd:YAG-Pulslaser entwickelt.
Ein weiterer Entwicklungsschritt von GSI Lasers® ist das einzigartige faseroptische Strahlenführungssystem Luminator, was einen schnellen Austausch der Laserstrahlquelle für 3D-Schneid-, Schweiß- und Bohrverfahren ermöglicht. Es bietet damit vor allem den Kunden entscheidende Wettbewerbsvorteile, die auf hohe Flexibilität z.B. durch schnelle Anpassungen der Punktgrößen, Fokuseinstellungen sowie Laserverfahren ohne kostspielige Ausfallzeiten angewiesen sind.
Das faseroptische Strahlenführungssystem PIPA (Plug-in-Pre-Alignment) erlaubt die entfernte Aufstellung zusätzlicher Laserquellen auch außerhalb des Arbeitsbereiches und kommt überall dort zum Einsatz, wo die Einrichtung abgesichert ist und eine minimale Unterbrechung des Fertigungsprozesses möglich ist. Zudem sind die PIPA-Funktionen Bestandteil des Application Laboratory Service von GSI Lasers®, wo unterschiedliche Lasertypen und konfigurationen vorgenommen werden können, ohne dabei die Arbeitsstation oder das Positioniersystem umstellen zu müssen. Insbesondere bei problematischen Materialien oder sehr anspruchsvollen Verfahren nutzen OEMs und Systemintegratoren diesen Service vor allem dann, wenn konsistente Resultate notwendig sind und damit unterschiedliche Konfigurationen oder Positioniersysteme nicht in Frage kommen.
Ein weiterer Vorteil des Application Laboratory Service von GSI Lasers® ist die Evaluierung einer kompletten Systemlösung mit identischen Positioniereigenschaften und gleich bleibend hoher Durchsatzleistung. Auf diese Weise wird erreicht, dass ein Laserbearbeitungssystem die erforderliche Performance bereitstellen kann und anfallende Kosten durch Anschaffung und Inbetriebnahme auf ein Minimum reduziert werden.
Das Applikations-Labor am Standort Rugby verfügt über ein breites Spektrum an Aerotech-Positioniersystemen, die im Hinblick auf Präzision, Durchsatz und Schutzvorrichtungen optimal auf Laserbearbeitungsverfahren zugeschnitten sind. Eine bereits bewährte X-Y-Achs-Kombination sind z.B. die beiden Lineartische ALS5000 und ALS5000WB mit extra breitem Tischkörper. Mit dieser Konstellation und den Linearservomotoren als Direktantrieb sind sowohl hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten als auch besonders präzise Positionierungen selbst bei größeren Lasten möglich. Auch bei anspruchsvollen Produktionsumgebungen garantieren die Lineartische aufgrund der geschlossenen Bausweise einen zuverlässigen Betrieb bei sehr niedrigem Wartungsaufwand.
Die X-Y-Kombination, bestehend aus der Modellreihe ALS1000, werden bei mittelschweren Lasten bevorzugt. Sie nutzen die gleiche lineare Antriebstechnologie, wobei auch diese Tischserie in geschlossener Bausweise ausgeführt ist. Insbesondere das im Tischkörper integrierte Kabelmanagement ist vollständig geschützt und hat sich bei Laserbearbeitungsanwendungen bewährt.
Für Anwendungen mit mittleren Präzisionsanforderungen bei zugleich hoher Durchsatzleistung bietet GSI Lasers® eine spezielle Konfiguration, bestehend aus Aerotech-Lineartischen mit Präzisions-Kugelspindelantrieben. Die Modellreihe ATS1100 ist mit intern montierten bürstenfreien Hochleistungs-Rotationsmotoren ausgestattet und gegen das Eindringen von Schmutzpartikeln vollständig geschlossen ausgeführt. Das Positioniersystem verfügt zudem über direkt angetriebene, robuste und langlebige Rotationstische der Modellreihe ACS, die integrierten Spannfutter sorgen für eine unkomplizierte Handhabung des Werkstücks. Kundenspezifische Montageplatten für Mehrachsenkonfigurationen, wie z.B. Positioniersysteme mit Z-Achsen, sind ebenfalls erhältlich. Um die hohe Stabilität sicherzustellen, die bei Anwendungen mit hohen Präzisionsanforderungen eine zentrale Rolle spielt, bietet GSI Lasers® in Kooperation mit Aerotech Maschinengestelle mit Granitgrundplatten an.
Im Mittelpunkt des Application Laboratory Service steht die Standardisierung der Aerotech-Automationsplattform A3200, die als Bewegungs- und Maschinensteuerung für die Verfahrensevaluierung eingesetzt wird. Das softwarebasierende PC-Steuerungssystem mit Firewire® -Schnittstelle (IEEE-1394) kombiniert die synchronisierte Bewegungssteuerung für bis zu 32 Servoachsen mit leistungsstarken Ndrive® - Servoverstärkern und voll integrierten Modulen für HMI, Machine Vision und Soft-SPS-Funktionen.
Weiterhin bietet die Automationsplattform A3200 dedizierte Befehle wie Position Synchronised Output (PSO), mit denen z.B. die anwendungsspezifische Performance für Laserbearbeitungsverfahren weiter optimiert werden kann. Die bewährten PSO-Funktionen erlauben eine noch schnellere, hochpräzise Synchronisierung zwischen Laserpuls und Positioniersystem. Durch Festlegung eines festen Pulsabstandes wird unabhängig von der Konturgeschwindigkeit ein gleichmäßiger Energieeintrag erzielt. Dadurch wird eine gleich bleibend hohe Qualität am Bauteil sichergestellt, ohne dabei die Prozessgeschwindigkeit reduzieren zu müssen. Mithilfe einer Echtzeit-Encoder-Rückmeldung ruft die PSO-Funktion die Position jeder Achse ab. Sie analysiert die Daten, berechnet daraufhin eine Ein- oder Mehrachsen-Vektorposition und übermittelt die Informationen an die Lasertriggerung der A3200-Steuerung. Die PSO kann auf einfache Weise verwendet werden und beinhaltet eine Reihe von Befehlen und Parametern für unterschiedliche Laserpulsmodi.
Darüber hinaus verfügt die A3200 über leistungsstarke Tools zur Minimierung unerwünschter Systemschwingungen, zur Optimierung der Regelungsparameter sowie zur Maximierung der Durchsatzleistung. Mit Hilfe von typischen Anwendungsbeispielen wird die Programmierung innerhalb der Automation 3200 mittels G-Code (RS274) vorgenommen. Hierbei ist auch ein optionales Software-Entwicklungskit mit ActiveX-basierten Komponenten und anderen verwendbaren Programmiersprachen wie C, C++, VisualBasic® und LabviewTM verfügbar.
Vor allem bei sehr anspruchsvollen Anwendungen stehen Aerotech-Ingenieure bei der Systemeinrichtung und Softwareprogrammierung unterstützend zur Seite. Sie arbeiten dabei sehr eng mit den Ingenieuren von GSI Lasers® zusammen, wodurch ein optimaler Support sichergestellt wird. Zudem bietet Aerotech nach Systemlieferung einen direkten Vor-Ort-Support an. |
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