PlanarHDX Zweiachsig Planluftlagertisch aus Siliziumkarbid

Description

Gestaltungsmerkmale

• Ausgereifte Silizium-Karbid-Struktur für hochdynamische und ultrapräzise Bewegungsabläufe
• Geschwindigkeiten bis 1,5 m/s und Beschleunigungen bis 5 g
• Eigenes Reaktionsmassen-Design ermöglicht schnelle Umschlag- und Bewegungszeiten
• Aktive und passive Isolationssystemoptionen
• Encoder oder Laser-Interferometer-Rückmeldung
• Linearmotoren mit verbessertem Wärmemanagement
• Ausgereifte Steuerungslösungen bieten einen erhöhten Durchsatz

Aerotechs lange Geschichte als Lieferant von ultrapräzisen Positioniersystemen in Hochtechnologiebereichen wie der Halbleiterfertigung hat eine kontinuierliche Entwicklung und Verbesserung der wichtigsten Bewegungstechnologien ermöglicht. Aufbauend auf diesen Technologien hat Aerotech die Planar_HDX entwickelt, die fortschrittlichste kommerziell erhältliche planare luftgelagerte Plattform auf dem Markt.

Ultra-präzise Konstruktion

Die planaren_HDX-Strukturelemente wurden unter Verwendung einer fortschrittlichen Siliziumkarbid-Keramik entwickelt, die eine fünfmal höhere spezifische Steifigkeit (Elastizitätsmodul/Dichte) als Aluminium und einen etwa fünfmal geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Das daraus resultierende Material in Verbindung mit einer FEA-optimierten Struktur ermöglicht Bewegungen mit hohem Durchsatz (1,5 m/s Scangeschwindigkeit und 5 g Spitzenbeschleunigung bei einer Nutzlast von bis zu 20 kg) ohne Einbußen bei der dynamischen Nachführung, der geometrischen Leistung oder der thermischen Stabilität.

Auf der Grundlage von fast 50 Jahren Erfahrung in der Entwicklung von Luftlagern und Präzisionsbewegungssystemen hat Aerotech eine neue Luftlager-Kompensationsstrategie entwickelt, die die Steifigkeit und Belastbarkeit für anspruchsvolle hochdynamische Anwendungen erhöht. Der Einsatz der bewährten Luft-auf-Luft-Vorspannung in kritischen Lagerelementen verbessert die Durchlauf- und Einschwingzeiten gegenüber vakuumvorgespannten Konstruktionen.

Ein proprietäres Reaktionsmassen-Design reduziert die stufeninduzierten Kräfte in der Schrittachse, die auf das Isolationssystem oder die Struktur des Kunden (Optik, Sensoren, etc.) übertragen werden, drastisch. Durch die Minimierung dieser dynamischen Kräfte wird die Verfahrzeit reduziert und der Prozessdurchsatz erhöht.

Abhängig von den Anforderungen der Anwendung ist der Planar_HDX mit passiven oder aktiven Isolationssystemen erhältlich. Zusätzliche Achsen wie Z-Tip-Tilt- oder Z-Theta-Ausführungen sowie kundenspezifische Wafer-Lade-/Entlademechanismen und Wafer-Chucks sind verfügbar. Maschinenschweißungen, komplexe Granitsockelstrukturen oder Einhausungen können ebenfalls angeboten werden.

Hochpräzises Feedback

Standardmäßig ist die Planar_HDX mit dehnungsarmen Glasmaßstäben in jeder Achse erhältlich. Die Positionen von Maßstab und Abtastkopf sind so gewählt, dass Abbe- und thermisch bedingte Fehler minimiert werden. Für Anwendungen, die höchste Genauigkeit erfordern, kann Aerotech Laserinterferometer-Feedback mit Spiegeln anbieten, die sich am Arbeitspunkt mit integrierten Wafer Chucks oder Werkstückspannvorrichtungen befinden. Sowohl bei den Encoder- als auch bei den Interferometer-Feedback-Systemen sind die Materialien und Befestigungsmethoden so optimiert, dass ein hochdynamischer Betrieb möglich ist und gleichzeitig thermisch bedingte Genauigkeitsfehler minimiert werden.

Berührungslose Direkt-Antriebstechnik

Das Herzstück des Planar_HDX sind die BLM- und BLMH-Linearmotoren von Aerotech, die eine eisenlose Forcer-Konstruktion für eine extrem sanfte Bewegung verwenden. Sowohl die Schritt- als auch die Scan-Achse verwenden mehrere Motoren, die in der Nähe des Massenschwerpunkts betrieben werden, um eine außergewöhnliche vertikale/laterale Geradheit und minimale Winkelfehler zu gewährleisten. Die Motoren sind thermisch isoliert und können für Anwendungen mit hoher Einschaltdauer wassergekühlt werden, um thermische Fehler durch die Motorerwärmung zu minimieren.

Fortschrittliche mechatronische Lösung

Aerotech fertigt nicht nur die mechanischen Elemente, sondern auch die Elektronik und Steuerungselemente des Positioniersystems. Dadurch können kritische Antriebs- und Softwaresteuerungsfunktionen eng mit der Mechanik gekoppelt werden, was nicht nur eine Lösung aus einer Hand bietet, sondern auch eine mechatronische Komplettlösung mit unübertroffener Leistung ermöglicht. Viele fortschrittliche Steuerungsfunktionen wie z. B. direktionale Verstärkungsplanung, iterative Lernsteuerung und Oberwellenunterdrückung sind das Ergebnis der Entwicklung für den Einsatz in spezifischen Anwendungen mit Aerotech-Steuerungen und -Mechaniken.

Die ETM-Option (Enhanced Throughput Module) von Aerotech hilft, die Positionierleistung von hochdynamischen Bewegungssystemen wie dem Planar_HDX zu verbessern, indem die unerwünschte Bewegung der Maschinenbasis direkt gemessen und an die Steuerung zurückgemeldet wird. Durch die Zusammenarbeit mit der Dynamic Controls Toolbox und den Aerotech-Steuerungen verbessert das ETM die Verfahr- und Einschwingzeit sowie die Konturierungsleistung erheblich, erhöht den Durchsatz bestehender und neuer Maschinen und reduziert die Auswirkungen der Rahmenbewegung auf das Servosystem erheblich.