BUSCH Microsystems GmbH

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Busch Microsystems – Systemvarianten

Ein Überblick über verschiedene Bauweisen

Moderne Fertigungsverfahren und Werkzeuge werden stetig weiterentwickelt, wobei vielerlei neue Herausforderungen entstehen. Häufig steigen dabei die Anforderungen an die Positionieraufgabe, um einen vorhandenen Prozess zu verbessern oder um neue Verfahren auf den Markt zu bringen. Wir von Busch Microsystems sehen uns hierbei als Pioniere, um das Maximum aus Ihrer Applikation herauszuholen. Dazu bieten wir ein breites Spektrum an Systemen an, um eine individuelle Lösung für Ihren Prozess zu schaffen.

 

Neben einfachen Achssystemen, wie dem Lineartisch, dem XY-Tisch oder Rotationsachsen bieten wir unter anderem Mehrachssysteme wie XYZ-Systeme in Portalbauweise oder Gantry-Systemen an. Mit diesem Artikel möchten wir Ihnen einen Überblick über diese Systeme verschaffen und Ihnen Inspirationen für Ihr nächstes Projekt mit auf den Weg geben.

 

„Standard ist nur die Präzision – Alles andere ist nicht von der Stange“

Mit diesen Worten beschreibt Dipl.-Ing. Winfried Busch, Geschäftsführer der Busch Microsystems Consult GmbH, unsere Mission kurz und prägnant: Wir nehmen uns Ihrer Herausforderung an und schaffen dabei die optimale Positionierlösung für Ihre Applikation – immer mit dem Ziel, dabei die maximale Präzision für Ihren Prozess auszureizen. Hierzu gehört der direkte und intensive Austausch mit Ihnen über Ihre Applikation und die gemeinsame Entwicklung des maßgeschneiderten Positioniersystems.

 

Zu den primären Anwendungsgebieten unserer Positioniersysteme gehören die Laserbearbeitung, die Elektronikproduktion, die Messtechnik und die Optische Industrie. Unterschiedliche Prozesse innerhalb dieser Branchen erfordern verschiedene Systemaufbauten, welche individuelle Vor- und Nachteile mit sich bringen. Die meisten Anwendungsfälle basieren auf der Bewegung eines Bearbeitungskopfes oder Messkopfes über dem Werkstück bzw. der Bewegung des Werkstücks in XY.
Im Folgenden stellen wir Ihnen die häufigsten Systemvarianten genauer vor.

 

Portalsystem AS-XY

Bestehend aus einem XY-Tisch auf der Basis und einer Z-Achse auf dem darüber liegenden Portal, eignet sich das Portalsystem AS-XY ideal für anspruchsvolle Bearbeitungsköpfe. Da dieser nur in Z-Richtung bewegt wird, findet das Portalsystem AS-XY Anwendung in Laserbearbeitungsprozessen, bei denen der Laserstrahl per Faser von der Laserquelle in den Bearbeitungskopf geführt wird, während das Werkstück durch den sich darunter befindlichen XY-Tisch bewegt wird. Hierdurch wird ein stabiler Laserstrahl gewährleistet. Ebenso können hohe Lasten des Bearbeitungskopfes realisiert werden.

 

Die Besonderheit des XY-Tisches ist seine Bauweise: Hier werden nicht bloß zwei Lineartische gekreuzt aufeinandergesetzt, sondern die obere Achse in die untere integriert. Die untere Achse wird ebenfalls in die Granitbasisplatte integriert. Dadurch können die Achsen sehr gut aufeinander abgestimmt werden und man erhält deutliche Genauigkeitsunterschiede im Vergleich zum einfachen Stapel. Typischerweise werden Bauteilgewichte von bis zu 5 kg auf dem XY-Tisch aufgelegt und Bearbeitungsköpfe bzw. Werkzeuge von bis zu 25 kg an der Z-Achse angebracht. Darüber hinaus wird beim Portalsystem AS-XY sonstiges Equipment wie Laserquelle oder Optikmodul häufig auf oder an dem Portal befestigt, um eine platzsparende Anlage aufzubauen. Da ein Großteil der Bewegung im XY-Tisch stattfindet, wird bei diesem System eine einfache Medienversorgung und Kabelverlegung zum Bearbeitungskopf ermöglicht.

 

Eine Modifikation dieses Systems ist der Aufbau mit einer gewichtskompensierten Z-Achse. Diese Systeme werden hauptsächlich in der Halbleiterindustrie zum Belichten von Wafern und Leiterplatten eingesetzt. Die Anzahl der Z-Achsen für die Belichter ist hierbei variabel.

 

Die Vorteile des Protalsystems AS-XY liegen in seiner Flexibilität in Hinsicht auf die Applikation bei geringen Kosten. Der Bearbeitungsraum des Werkstücks ist groß und Dynamik und Präzision finden ein ausgewogenes Optimum. Das System eignet sich für kleine und leichte Bauteile sowie aufwändige und anspruchsvolle Bearbeitungsköpfe.

Busch AS XY 300

Busch AS-XY 300

 

 

Portalsystem AS-T

Das Portalsystem AS-T zeichnet sich durch seine Vielseitigkeit und Flexibilität für vielerlei Anwendungen aus. Der Aufbau weist einen entscheidenden Unterschied zu dem Portalsystem AS-XY auf: Das System besteht aus einer integrierten Linearachse in Basis und einer auf dem Portal beweglichen Z-Achse. Anders als beim Portalsystem AS-XY, ist die Bewegung in X und Y somit voneinander entkoppelt. Dies ermöglicht höhere Dynamiken und Gewichte sowie Größen des Werkstücks. Im maximal ausgefahrenen Zustand der Achsen entstehen dadurch keine Überhänge, die zu Genauigkeitsverlusten führen können.

 

Typischerweise werden hier Bearbeitungsköpfe sowie Werkstücke von bis zu 25 kg verwendet. Je größer die Verfahrwege sind, umso kompakter ist der Aufbau des AS-T im Vergleich zum AS-XY, denn die Y-Achse ist hier im Portal integriert und kann somit dessen vollständige Breite ausnutzen, während die Y-Achse beim AS-XY zwischen dem Portal platziert werden muss.

 

Eine Erweiterungsmöglichkeit zur Erhöhung des Durchsatzes beim Portalsystem AS-T ist beispielsweise die Verwendung mehrerer beweglicher Z-Achsen. So können große Werkstücke auch mit zwei oder mehreren Laserprozessköpfen gleichzeitig bearbeitet werden.

 

Die Portalsysteme AS-XY und AS-T bieten eine kostengünstige Lösung für fast alle Anwendungen. Individuell von unseren Ingenieuren konstruierte Systeme mit optimierten Komponenten in Bezug auf Präzision und Dynamik ergeben in Verbindung mit einer Steuerung und Inbetriebnahme ein maßgeschneidertes System für Ihren Prozess.

Busch AS T 600

Busch AS-T 600

 

 

Gantry-System

Im Gegensatz zu den Portalsystemen wird bei einem Gantry-System lediglich der Bearbeitungskopf bzw. das Werkzeug bewegt, während das Werkstück ruht. Anstelle eines statischen Portals wird eine Traverse durch zwei separate Motoren im Gantry-Modus bewegt. Auf der Traverse wird eine Y-Achse integriert, die eine Z-Achse trägt. Dieser Aufbau ermöglicht nahezu unbegrenzte Gewichte, Formen und Abmessungen des Werkstücks. Werkstückspannsysteme lassen sich ebenfalls sehr einfach durch ein Gewinderaster in der Granitbasis montieren. Sogar die Platzierung eines Förderbands unter der Traverse für einen vollständig automatisierten Prozess ist möglich.

 

An der Z-Achse werden typischerweise Bauteile von bis zu 25 kg angebracht. Unsere Gantry-Systeme werden beispielsweise in der Bearbeitung von großflächigen Glasstrukturen eingesetzt. Da bei einem Gantry-System nur der Bearbeitungskopf bewegt wird, ist der Bearbeitungsraum nicht größer als das Werkstück selbst und Dynamiken erreichen Bestwerte. Analog zum Portalsystem AS-T kann der Durchsatz durch das Hinzufügen mehrerer beweglicher Z-Achsen gesteigert werden.

 

Hybride Systeme bestehend aus einer Granitbasis und CFK-Traversen sind eine hervorragende Ausbaustufe des Gantry-Systems, um besonders hohe Dynamiken bei gleichwertiger Präzision zu erreichen.

Busch GS 100

Busch GS 100

 

 

Die individuelle Lösung

Um Ihrer Herausforderung gerecht zu werden, entwickeln wir die Standardsysteme individuell weiter. So passen wir Granitstrukturen und Bauteile an, um größere Gewichte und Dynamiken zu ermöglichen, oder gar Systeme zu entwerfen, deren Aufbau vollkommen von den drei vorgestellten Standardaufbauten abweicht. Sprechen Sie uns einfach an, damit wir auch für Ihre Applikation ein passgenaues System entwickeln können. Nicht von der Stange, sondern individuell nach Maß.

 

systemvarianten_gantry_xy