Movimento e posizionamento sotto controllo

Come fornitore di soluzioni di Quality Assurance (QA), Aerotech ha presentato alla fiera Control 2019 le sue competenze nel campo dell’automazione, della misura & collaudo e del controllo del movimento e del posizionamento: soluzioni in grado di rispondere alle crescenti esigenze
di qualità nei collaudi in linea.

di Alma Castiglioni

Aerotech ha presentato, in occasione di Control 2019, le sue soluzioni per l’automazione e i componenti per apparecchiature di misura e collaudo, nonché i suoi controlli di posizionamento. Tra le novità di spicco il sistema IGM (Integrated Granite Motion) con il controller di automazione A3200 e il bus di trasmissione HyperWire®, la piattaforma di movimento multiasse SMP per sistemi di misura delle superfici, lo stadio lineare ABL 1500 con cuscinetti ad aria e la nuova serie di stadi di posizionamento lineare ATX con guida a rulli incrociati.
La qualità nei collaudi in linea è un’esigenza sempre più sentita; ciò vale, in particolare, per i processi di produzione additiva che, ad esempio, influenzano sempre più la tecnologia del settore medicale. Aerotech offre soluzioni innovative per un controllo snello dei processi, inclusa la garanzia di una qualità non distruttiva.

Un’alternativa alle piattaforme di posizionamento in granito
Aerotech ha presentato in anteprima il sistema Integrated Granite Motion (IGM), un’alternativa alle tradizionali piattaforme di posizionamento in granito – completo dei più recenti componenti di Aerotech: un controller XR3 ad alte prestazioni, un controller galvanometrico GL4 e la piattaforma di automazione A3200 con bus di azionamento HyperWire®. Tutto ciò consente di configurare gli stadi lineari IGM su misura e specifici in termini di robustezza onde offrire la massima versatilità d’impiego. A seconda dell’applicazione, infatti, è possibile adattare percorrenza, carico utile e prestazioni dinamiche.
Rispetto ai tradizionali stadi di posizionamento con base in granito, i sistemi IGM di Aerotech offrono anche maggiore robustezza e un’altezza complessiva ridotta. La prima è dovuta al fatto che occorre integrare un numero minore di parti strutturali, il che aumenta la precisione di posizionamento e le prestazioni dinamiche. Per dimostrare come la tecnologia laser ad alta precisione possa essere incorporata anche nel sistema di posizionamento, il nuovo scanner galvanometrico AGV-SPO è integrato negli assi lineari. La cosiddetta funzione IFOV (Infinite Field of View) garantisce che i servoassi lineari o rotativi siano sincronizzati con uno scanner laser. IFOV migliora significativamente la produttività ed elimina gli errori di “sutura” (stitching) che altrimenti causano spesso problemi di qualità delle parti a causa di un’elaborazione laser sovrapposta e disallineata.

Misure di precisione su superfici delicate
La produzione di componenti ottici in vari settori, come la lavorazione dei materiali laser, la biotecnologia, la tecnologia medica e la tecnologia dei semiconduttori, richiede misure superficiali ad alta precisione, compresa la garanzia di una qualità non distruttiva. Per queste applicazioni Aerotech propone SMP, un sistema di movimento multiasse.
L’ottica ad alta precisione richiede misure ad alta precisione di forme sferiche, asferiche e cilindriche nella banda dei nanometri. Ciò richiede un contouring 2D e 3D versatile.
Il dispositivo di misura beneficia delle prestazioni dei controllori Aerotech grazie al loro avanzato controllo del movimento e al Position Synchronized Output (PSO), consentendo movimenti molto fluidi anche alle basse velocità.
Una classica interfaccia elettrica ad alta velocità tra movimento e controllo del sensore consente la ripetibilità sugli assi nel range nanometrico inferiore, sincronizzando i dati di misura e di posizionamento in tempo reale. Ciò riduce al minimo i movimenti incrementali a livello nanometrico, consentendo una generazione precisa di profili di movimento scansionati o punto-punto.
Test sul campo e applicazioni pratiche hanno dimostrato che un posizionamento ad alta precisione riduce i tempi di elaborazione delle misure di superficie anche del 40%. Un ulteriore vantaggio è il risparmio di spazio: un SMP richiede fino al 60% di spazio in meno rispetto ai sistemi di misura cartesiani.

Stadi lineari per la massima precisione di posizionamento
Che si tratti di cuscinetti ad aria o meccanici, gli stadi lineari di Aerotech offrono un’alta precisione di posizionamento. In fiera erano esposti lo stadio lineare ad azionamento diretto ABL1500 con cuscinetti ad aria e lo stadio lineare ATX115SL/SLE con mandrino autocentrante.
Con le sue tolleranze di posizionamento estremamente basse, ABL1500 è particolarmente adatto alle scansioni ad alte prestazioni e alle verifiche. Il feedback integrato dell’encoder lineare riporta risoluzioni nella fascia sub-nanometrica, con una corsa di 500 mm. L’elevata robustezza e l’eccellente precisione di guida e posizionamento rendono l’ABL1500 particolarmente interessante nella produzione di semiconduttori. Una caratteristica preculiare è la sua struttura con precarico aria-aria per i piani verticali e orizzontali.
Dato che il carico è distribuito su una vasta area a causa dell’ampia superficie del cuscinetto d’aria, lo stadio
lineare è estremamente robusto e quindi particolarmente adatto a carichi pesanti o sfalsati.
Il tavolo è alimentato dal servomotore lineare BLMC brushless di Aerotech. Una caratteristica particolare è il motore lineare non ferroso per un funzionamento senza ingranaggi, il che impedisce effetti di attrazione e permette movimenti molto fluidi. Il sistema di posizionamento lineare è praticamente privo di manutenzione, perché il tutto avviene senza contatto. Non occorre lubrificazione, il che rende l’ABL1500 valido per impieghi in cleanroom e nelle applicazioni medicali.
Concludiamo con gli stadi lineari ATX che combinano le prestazioni di un cuscinetto a rulli trasversali ad alta precisione con la precisione di un azionamento con vite a ricircolo di sfere. Questa combinazione di cuscinetti e mandrini – un cuscinetto a rulli trasversali con protezione antistrisciamento (che impedisce lo spostamento della gabbia) e una vite a ricircolo di sfere di precisione – permette di ottenere una precisione di guida e di posizionamento.
La serie ATX è adatta a una varietà di operazioni di alta precisione, come il posizionamento verticale di sensori e telecamere, la messa a fuoco, il tracciamento e la manipolazione in beamline.
Lo stadio ATX offre già una varietà di funzioni e opzioni standard, consentendo una facile integrazione in sottosistemi o macchine più grandi, ma può anche essere utilizzato come sistema a se stante. Altri stadi di posizionamento o dispositivi possono essere montati su una versatile interfaccia meccanica sulla slitta mobile. Come azionamenti sono disponibili servomotori non ferrosi senza spazzole con o senza blocco di posizione e motori passo-passo. Se si desidera ridurre la lunghezza complessiva del tavolo in applicazioni ad assi verticali in cui lo spazio è spesso limitato, è possibile installare facoltativamente un kit di rinvio del comando motore. Tutti gli stadi ATX sono disponibili con la funzione ThermoComp di Aerotech. Questa soluzione integrata di compensazione della temperatura contrasta le fluttuazioni termiche.