Q-Sys | Nieuws

laser direct imaging

Platform op klantspecificatie voor een R&D lasertoepassing

Dit testplatform is bedoeld voor R&D processen op het gebied van laser direct imaging en ontwikkeld op basis van klantspecificaties. Voor de twee onafhankelijke Z-assen was een herhaalnauwkeurigheid van 1µm vereist. Deze twee Z-assen bevinden zich boven de horizontale as die een slaglengte heeft van 300mm. Deze, met een lineaire motor aangedreven as beweegt met een snelheid van 500mm/s en een volgfout kleiner dan 1.5µm. Het platform bevindt zich in een veiligheidsomkasting met speciale folie zodat licht met bepaalde golflengtes wordt gefilterd.

ESRF motion platform #1

Motion platform met vier vrijheidsgraden

Bij The European Synchrotron (ESRF) in Grenoble worden bij diverse “beam lines” zogenaamde transfocators gebruikt. Dit zijn apparaten waarmee röntgenstralen gefocusseerd worden. De transfocator kan hierbij worden gebruikt samen met meerdere transfocators en/of andere focusserende componenten. Deze apparaten bestaan uit een reeks van co-axiale, circulaire lenzen en dienen te worden uitgelijnd ten opzichte van de röntgenstraal. Q-Sys heeft voor deze toepassing een motion platform ontwikkeld en gebouwd waarmee deze elementen in vier vrijheidsgraden kunnen worden uitgelijnd. Er is daarbij gebruik gemaakt van een zogenaamde drie-wig constructie waardoor het platform zeer compact kon worden gehouden met behoud van stijfheid en stabiliteit. Het gaat om twee lineaire bewegingen, één horizontaal en één verticaal en de rotaties om beide lineaire assen. Door voorbij te gaan aan bestaande concepten en in nauw overleg te treden met ESRF, is het Q-Sys gelukt een oplossing te leveren die aan alle eisen en wensen voldoet.

Z-wedge tafel

Z-wedge positioneertafel

Om ons pallet van standaard positioneertafels verder uit te breiden, wordt de QW-R-10 Z-wedge geïntroduceerd. Deze tafel wordt aan ons bestaande aanbod van lineaire en roterende tafels toegevoegd en biedt daarmee een nieuwe mogelijkheid om meerassige systemen te creëren. De Z-wedge tafel is uitermate geschikt voor bijvoorbeeld nauwkeurige toepassingen die hoogte- of autofocusinstelling behoeven zoals visuele bij inspectie en laserbewerkingen. De datasheet is beschikbaar in de downloadsectie van deze website.

autocollimator kalibratie

Hoog nauwkeurig platform voor kalibratie

Dit platform is volledig op klantspecificatie gebouwd en bedoeld voor het zeer nauwkeurig kalibreren van autocollimatoren. De drie assen zijn alle met luchtlagers uitgevoerd en worden direct aangedreven. Het gaat hierbij om één lineaire as en twee rotatieassen. Het gehele platform is geïnstalleerd in een clean room en staat opgesteld op zes trillingsisolerende poten. Deze zijn zodanig gekoppeld dat ze als drie oplegpunten acteren. De te kalibreren autocollimator wordt op de lineaire as geplaats. Vanwege de toepassing zijn kantelfouten van de slede zeer belangrijk en moeten zo klein mogelijk zijn. Deze zijn over de volledige slag van 1.5m kleiner dan 5µrad. Aan de kolom worden twee referentie-autokollimatoren bevestigd. Vervolgens wordt een optische reflector in de vorm van een kubus op de gestapelde rotatieassen geplaatst. Met deze twee assen kan de reflector zeer snel en uiterst nauwkeurig in een andere hoekorientering worden gebracht. De herhaalnauwkeurigheid van de rotatieassen bedraag 0.1µrad! Het platform werd nclusief besturing bij de klant geïnstalleerd.

sharper

Eurostars project genaamd SHARPeR.

Samen met het franse bedrijf Imagine Optic participeert Q-Sys in een Eurostars project genaamd SHARPeR. Dit project heeft als doel een zeer nauwkeurig, geautomatiseerd metrologie platform te ontwikkelen voor het nameten van optische componenten van extreem hoge kwaliteit. Deze componenten worden bijvoorbeeld gebruikt in “beamlines” van synchrotrons, voor EUV lithografie systemen en voor telescopen. De oppervlakken van deze spiegels voor röntgenstralen met afmetingen in het meterbereik, zullen in kaart worden gebracht met een hoeknauwkeurigheid van beter dan 50nrad rms.

Het project kan worden opgedeeld in drie hoofdonderdelen:

• Een uiterst stabiel en herhaalnauwkeurig multi-assen motion platform inclusief rotatie- en tip-tilt assen

• Een hoognauwkeurige "wavefront" sensor met een absolute nauwkeurigheid van λ/1000 rms

• Een geavanceerd "stitching" algoritme voor zeer nauwkeurige eindresultaten

Eurostars        Eurostars Eureka European Community

CNC controller

Upgrade van CNC besturing verlengt levensduur van machine en voegt functionaliteit toe

Q-Sys heeft voor een klant bij een bestaande laserbewerkingsmachine een upgrade van de besturing uitgevoerd.Het ging hierbij om een 4-assen bewerkingsmachine waar in de oude configuratie 3 verschillende lasers aan zijn gekoppeld. Bij de upgrade is rekening gehouden met een uitbreiding tot 4 verschillende lasers en het toevoegen van een galvo-kop. Samen met de klant is aan het begin van het project een lijst met eisen en wensen opgesteld. Dit is vervolgens door Q-Sys vertaald naar een technische oplossing. Het vermogen van de lasers kan nu bijvoorbeeld worden aangestuurd als functie van de vectorsnelheid van de assen. Om de kosten van de upgrade binnen de perken te houden is getracht om zoveel mogelijk hardware van de oude besturing te hergebruiken. De overige onderdelen van de machine konden nog probleemloos een groot aantal jaren mee en met de upgrade van de besturing heeft de machine een tweede leven voor zich, waarbij het aantal gebruiksmogelijkheden zelfs is toegenomen.

XY

Klant met replica uit de problemen geholpen

Deze XY tafel is weer een heel mooi voorbeeld van wat Q-Sys voor haar klanten kan betekenen. In dit geval was de toegepaste XY tafel door een leverancier uit het productenpakket genomen, met als gevolg dat de klant zijn machine zou moeten aanpassen. Q-Sys heeft daarop een XY tafel geleverd die mechanisch 1:1 uitwisselbaar is met de tot dan toe ingebouwde tafel. De klant kon hiermee significante kosten besparen.

BNL

Luchtgelagerde as met superieure prestaties voor toepassing in een optische meetopstelling

Het concept bestaat uit een granieten balk, opgesteld op twee kolommen. De beschikbare slaglengte in dit geval is ongeveer 1m. In de toepassing kan de slede ofwel kleine stapjes maken of met een hele constante snelheid van de ene naar de andere kant bewegen (scannen). De extreem nauwkeurige metingen worden uitgevoerd in een speciale, thermisch zeer stabiele, omkasting. Mede door de zeer kleine warmtedissipatie van het systeem, < 0.5W, biedt dit de condities voor uitstekende resultaten. Voor wat betreft de geometische nauwkeurigheden kan worden opgemerkt dat alle hoekverdraaiingen binnen 2 boogseconden liggen en de rechtheid en vlakheid van de beweging binnen 2µm. Voor andere klanten zijn wijzigingen in het ontwerp vanzelfsprekend mogelijk en er zijn nu al concepten met slaglengtes tot 1500mm.

RX Solutions

7 assen luchtlagerplatform ten behoeve van nauwkeurige metingen.

Van het platform zijn vijf van de zeven bewegingsassen met luchtlagers uitgevoerd. Het ontwerp is volledig op klantspecificatie gemaakt, waarbij er bijvoorbeeld een doorgaande sleuf in de granietbasis is aangebracht. Dit biedt de gebruiker de mogelijkheid om zowel metingen van bovenaf alsook van onderaf uit te voeren. Behalve bij de verticale assen, worden alle lineaire assen met behulp van ijzerloze lineaire motoren aangedreven. In combinatie met de luchtlagers en de contactloze, optische meetsystemen zorgt dit er voor dat extreem hoge meetnauwkeurigheden kunnen worden bereikt. Dit is met name mogelijk doordat de geometrische afwijkingen van de bewegingen zeer klein te noemen zijn voor een platform van dit formaat. De horizontale slaglentes varieren van 500mm tot 1400mm. Op de rotatietafel kunnen werkstukken tot 300kg worden geplaatst.

Micronix

XY tafel voor het ontwikkelen van lasersnijprocessen.

Het XY platform heeft een bereik van 600mm x 600mm en wordt ingezet om een nieuw lasersnijproces te ontwikkelen. Het doel hierbij is om bij relatief lage laservermogens en grote materiaaldiktes hogere snijsnelheden te bereiken. Het platform is bedoeld voor fase 1 van het project en haalt snelheden van 1m/s bij een belasting van 20kg. De herhaalnauwkeurigheid bedraagt 1µm. Andere specificaties van de individuale tafels zijn rechtheid van beweging 10µm en vlakheid van beweging 15µm. De tafels zijn in diverse slaglengtes beschikbaar en kunnen naar wens van de klant worden gecombineerd. Tevens kunnen ze worden aangesloten op diverse besturingen.

ECN

3 assen platform voor laserbewerkingen.

De configuratie van het platform is tot stand gekomen in nauwe samenwerking met de klant. Naast de huidige drie assen is er bijvoorbeeld rekening gehouden met de mogelijkheid om in de toekomst een reel-to-reel optie er aan toe te voegen. Het bereik is 600mm x 1300mm x 200mm. De assen hebben een herhaalnauwkeurigheid van beter dan 1µm en een absolute positioneernauwkeurigheid van 3.5µm. Het platform is uitgerust met een CNC-besturing. Het platform wordt ingezet bij onderzoek naar laserprocessen, bijvoorbeeld bij de productie van zonnecellen.

Micronix

Lasersnijstation.

De gantry biedt OEM’s aantrekkelijke mogelijkheden met name als ze op zoek zijn naar een XYZ platform met uitstekende herhaalnauwkeurigheden en absolute nauwkeurigheden. Er is gebruik gemaakt van een granieten basis die om esthetische redenen aan de buitenkant ook zichtbaar is. De bewegende balk van de gantry is op basis van een constructie met inwendige demping. Mede als gevolg hiervan worden zeer goede dynamische eigenschappen bereikt. Zowel de X- als de Y-beweging wordt aangedreven met behulp van lineaire motoren. Afhankelijk van de besturing, die op basis van klantvoorkeur kan worden gekozen, kan de geintegreerde Z-as de taak van autofocus vervullen.

Minerva

Lasersnijstation.

Het XYZ platform heeft een bereik van 600mm x 600mm x 100mm. Na integratie met een fiber laser zal de machine door de eindgebruiker worden ingezet om dunne materialen te snijden. Het platform is uitgevoerd met een CNC-besturing die bijvoorbeeld de mogelijkheid biedt om het laservermogen als functie van de vectorsnelheid van X en Y te regelen. Op basis van een hoogtesensor in de snijkop regelt de besturing de Z-as en zorgt automatisch voor een constante afstand tussen snijkop en het materiaal. Hierdoor is altijd sprake van een optimale focussering. Dit, in combinatie met het geregelde laservermogen, geeft een superieure snijkwaliteit als resultaat. Op wens van de eindgebruiker zijn bovengenoemde slaglengtes gekozen, maar het concept kan zeer eenvoudig in andere slaglengtes worden geleverd en bovendien worden uitgebreid met extra assen bijvoorbeeld een rotatieas.

Grasbeemd 15 B

WIJ ZIJN VERHUISD!!

Sinds de oprichting van Q-Sys in 2007 hebben we productieruimte gedeeld met NTS-Botech, onderdeel van de NTS-Group. Vanwege de toenemende behoefte aan ruimte bij beide bedrijven werd het tijd voor ons om onszelf te vestigen in een eigen pand en een werkomgeving die we nodig hebben voor de bouw van een steeds grotere verscheidenheid aan motion- en positioneringssystemen die we aan onze klanten leveren. We hebben een geschikt gebouw gevonden in Helmond en zijn begin juni 2013 verhuisd. Ons nieuwe adres is Grasbeemd 15-B, 5705 DE Helmond, Nederland.

positioneertafel

Vervangende tafel bespaart tijd en geld.

Q-Sys heeft een wanhopige klant uit de brand geholpen door een speciale positioneertafel te bouwen. De klant was in de problemen gekomen doordat de vorige leverancier had besloten een product uit het leverprogramma te nemen. Daarop had de klant bijna geen andere keuze dan de bestaande machine aan te passen. Door toeval kwamen ze in contact met Q-Sys met als resultaat een positioneertafel die 1:1 als vervanger kan dienen. Dit geldt niet alleen voor de mechanische interface (afmetingen en montagegaten), maar ook voor de besturing. De klant kan nu zonder extra inspanningen de bestaande machine blijven produceren.

DESY optische tafel met vijf vrijdheidsgraden

Optische tafel met 5 vrijheidsgraden.

Deze optische tafel met vijf vrijheidsgraden is op basis van klantspecificaties ontworpen, gebouwd en geleverd. In het graniet is, naast een groot aantal inserts, een vijftal RVS T-sleuven aangebracht waardoor de gebruiker een zeer grote flexibiliteit heeft bij de montage van zijn componenten. Onder het graniet bevinden zich drie actuatorsystemen waarmee de bewegingen in vijf richtingen kunnen worden uitgevoerd. Het gaat daarbij om twee lineaire bewegingen en drie hoekverdraaiingen. De actuatorsystemen zijn op ingenieuze wijze gekoppeld aan de granieten plaat, waardoor verschillende combinaties van bewegingen van deze actuatoren leiden tot de gewenste bewegingen in de vijf vrijheidsgraden. Vanwege veiligheidsaspecten zijn de actuatoren met een rem uitgevoerd.

cnc 2000 controller upgrade

Controller upgrade.

Terwijl de budgetten voor investeringen streng bewaakt blijven, zijn er steeds meer gebruikers die vinden dat hun machine een nieuw leven kan worden ingeblazen door een revisie van de hardware in combinatie met het vervangen van de controller door een up-to-date alternatief. Waar motion componenten relatief weinig zijn veranderd in de afgelopen jaren, zijn de besturingen voortdurend in ontwikkeling. Het laatste systeem dat een dergelijke aanpak van Q-Sys heeft ondergaan is een station voor lasersnijden waar de positioneringstafels, overige hardware en de laser nog vele jaren van probleemloos gebruik voor zich hebben. Het vervangen van de Anorad CNC 2000 besturing heeft de betrouwbaarheid en gebruiksmogelijkheden van het systeem significant laten toenemen.

gantry voor laser snijden

Nieuwe gantry.

Door gebruik te maken van een granieten basis en een balkconstructie met inwendige demping worden zeer goede dynamische eigenschappen bereikt. Zowel de X- als de Y-beweging wordt aangedreven met behulp van lineaire motoren. Het platform is bijvoorbeeld uitermate geschikt voor laser-snijtoepassingen en optische inpectietaken. De geintegreerde Z-as kan dan de functie van autofocus vervullen. De slaglengte van X en Y bedraagt 600mm. Door de lineaire motoren kan een versnelling tot 20m/s² worden gehaald. De herhaalnauwkeurigheid is beter dan 1µm en de absolute nauwkeurigheid 10µm. Het platform kan met diverse servobesturingen worden gecombineerd.

geometrische nauwkeurigheid voor inspectie platform

Geometrische nauwkeurigheid voor inspectiesysteem.

Belangrijke specificaties voor dit motionplatform zijn dynamische bewegingen en geometrische nauwkeurigheden. Vanwege de eisen is er gebruik gemaakt van een lineaire motor en zijn de kogelomloopgeleidingen direct op het graniet gemonteerd. Op deze manier wordt er geprofiteerd van de extreme vlakheid die met graniet gerealiseerd kan worden. De rechtheid van beweging bedraagt 5µm en de vlakheid van beweging 3µm.

6 assen laserbewerkingsplatform

Zes assen platform voor laserbewerking.

Vanwege de te halen specificaties zijn vijf van de zes assen uitgevoerd met luchtlagers. Deze vijf assen worden alle aangedreven met een lineaire motor en de positieterugkoppeling wordt gedaan middels optische lengtemeetsystemen. De zesde as is uitgevoerd met een zogenaamde harmonic drive. Op deze as wordt een galvokop gemonteerd. De verticale as bestaat uit een speciaal ontworpen verlijmde constructie. Het resultaat is een zeer hoge stijfheid in combinatie met een lage massa. Bovendien wordt een extreem hoge nauwkeurigheid gehaald. Alle lineaire assen hebben een herhaalnauwkeurigheid van kleiner dan 1µm en een absolute nauwkeurigheid van kleiner dan 6µm. De kantelfouten zijn kleiner dan 5 boogseconden.

DLS 5 assen detector positioneer platform

Vijf assen platform voor onderzoek.

Dit platform heeft vijf bewegende assen. De onderste, 1500mm lange beweging, is opgebouwd op een granieten basis. Daarbij zijn de benodigde componenten zoals geleidingen, spindel en encoder direct op het graniet gemonteerd. De andere vier assen zitten paarsgewijs op de onderste slede gemonteerd. De slaglengtes zijn voor beide paren 550mm x 300mm. De gehaalde waarde voor de nauwkeurigheid over het gehele bereik bedraagt 100µm en de laagste mechanische eigenfrekwentie 70Hz, bij een belasting van 100kg.

optische meetbank

Nauwkeurige optische meetbank.

Op de meetbank worden met behulp van lasermetrologie optische oppervlakken gecontroleerd. Door het gebruik van innovatieve ontwerpconcepten worden stabiliteit en herhaalnauwkeurigheid van de metingen geoptimaliseerd en geometrische fouten van de sledes geminimaliseerd. Beide sledes maken gebruik van luchtlagers en worden aangedreven door lineaire motoren.

groot formaat gantry

Groot formaat gantry.

Deze groot formaat gantry is opgebouwd op een granieten basis waardoor over het volledige werkgebied uitstekende prestaties worden gehaald. De brug wordt aan beide zijden met behulp van lineaire motoren aangedreven in een zogenaamde “full gantry mode”. Dit is opnieuw een voorbeeld van een op klantspecificatie ontworpen positioneerplatform van Q-Sys waarbij hoge specificaties, een strak leverschema en een gelimiteerd budget hand in hand gingen.

positioneertafel voor lange slaglengte

Positioneertafel voor lange slagen.

Deze positioneertafel is een zeer geschikte oplossing voor gebruikers die een lange slaglengte nodig hebben binnen een redelijk budget terwijl de prestaties nog steeds belangrijk zijn. De tafel biedt 2000mm slag met een totale lengte van minder dan 2500mm. De lineaire motor, lineaire encoder en kogelomloopgeleidingen zorgen samen voor uitstekende prestaties. Bovendien is er door gebruik van de gekozen onderdelen een minimum aan onderhoud vereist. De basis wordt gevormd door een geëxtrudeerd aluminium profiel en aan de bovenkant worden de onderdelen beschermd door een metalen afdekking.

positioneerplatform voor laserbewerking

XYZ positioneerplatform voor laserbewerkingen.

Het platform wordt gebruikt voor onderzoek in combinatie met diverse lasers, optieken en materialen. De uitdaging bij het ontwerp was om een multi inzetbaar platform te bouwen waarbij vanzelfsprekend het kostenaspect niet uit het oog mocht worden verloren. Nauwkeurigheid en dynamiek zijn belangrijke kenmerken van het platform. De 3 assen hebben respectievelijke slaglengtes van 1000mm, 750mm en 100mm. De absolute positioneernauwkeurigheden zijn beter dan 10µm met een herhaalnauwkeurigheid van 1µm. Ondanks het feit dat het hier om een gestapeld XY systeem gaat wordt een vlakheid van beweging gehaald van 3.5µm. Om dit te bereiken is voor de doorbuiging van de bovenste as, als gevolg van de bewegende massa, gecompenseerd. Het platform wordt geleverd compleet met 3-assen besturing en versterkers.

luchtlagersysteem

Luchtlagersysteem voor kalibratiedoeleinden.

Bij de kalibratiewerkzaamheden wordt gebruik gemaakt van een laserinterferometer. De meetwaarde van het te kalibreren werkstuk zal worden vergeleken met de door de laserinterferometer gemeten waarde. Om de zogenaamde Abbe-fouten, die van invloed zijn op de meting, zo klein mogelijk te houden dienen de geometrische fouten extreem klein te zijn. De vlakheid en de doorbuiging van de granieten basis waren daarom in de ontwerpfase erg belangrijke aandachtspunten. Er zijn uitzonderlijk goede resultaten behaald. Als lagering is gekozen voor vacuum voorgespannen luchtlagers. Dit is ook gedaan omdat een zeer gladde beweging (constante snelheid) noodzakelijk is.

XY positioneersysteem met hybride lagering

XY Positioneersysteem met hybride lagering

Het concept is gebaseerd op het zogenaamde co-planair luchtlagersysteem. De ene as is uitgevoerd met mechanische lagering. De andere as, de slede van het systeem, wordt gelagerd met behulp van luchtlagers. De luchtlagerslede wordt aangedreven middels een ijzerloze lineaire motor. De "mechanische as" heeft ijzerkern lineaire motoren als aandrijfcomponent. Naast voordelen voor specifieke toepassingen heeft dit concept ook een gunstig effect op de kosten. Door het uitgekiende ontwerp zijn de kantelfouten van de slede minimaal, ondanks de mechanische lagering op de ene as.

inktjet printkop testsysteem

Testtijd van printkoppen met meer dan een factor 50 teruggebracht!

Q-Sys heeft onlangs een testsysteem geleverd aan een fabrikant van inktjet printkoppen. Het systeem wordt gebruikt om printkoppen te testen en te bepalen of de werking correct is en de prestaties te evalueren om zo in de toekomst de printkwaliteit te verbeteren. Bijkomend doel was om de benodigde testtijd significant te verkorten. Het resultaat is een relatief klein split-axes systeem, waarbij het motion platform werd geintegreerd met de granieten basis. Het idee was het systeem dusdanige prestaties te laten leveren, dat eventuele kwaliteitsproblemen tijdens het printen alleen aan de printkop te wijten zouden zijn. Uiteindelijk werd de testtijd teruggebracht van enkele uren tot enkele minuten terwijl de prijs van het systeem ongeveer een kwart bedroeg van het oude systeem.

Field support en upgrades voor motion- en positioneersystemen

Na de sluiting van Anorad Europe in Best, eind 2009, is er voor de eigenaren van Anorad apparatuur, beperkte ondersteuning in Europa. Q-Sys heeft voor deze gebruikers een oplossing en biedt ondersteuning en service voor deze systemen.

Q-Sys is in 2007 opgestart door vier ex Anorad-managers om de traditie voort te zetten van het ontwerpen en bouwen van nauwkeurige motion platforms. Aangezien de Q-Sys engineers bekend zijn met de door Anorad in Europa geleverde systemen, kunnen zij daarvoor ondersteuning en service bieden en waar nodig reparaties uitvoeren. Dit kan varieren van hulp bij storingen tot het uitvoeren van geplande inspectie- en onderhoudsbeurten. Daarnaast biedt Q-Sys de mogelijkheid tot upgrades waarbij bepaalde hard- en software wordt vervangen om de prestaties van de systemen nog verder te verbeteren of de levensduur te verlengen en zo grote investeringen uit te stellen.

De service kan worden uitgevoerd naar aanleiding van behoefte (storing) of op basis van een zogenaamd servicecontract waarin de bezoeken vooraf worden gepland en reactietijden en beheer van reserveonderdelen worden geregeld.