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Anwendungen für Laser-Wegmesssysteme

Faseroptische Laser-Wegmesssysteme – Halbleiter

Einzelheiten zur Anwendung

Die Halbleiterindustrie ist bekannt für ihre rasch wechselnden Entwicklungen, die auf die Produktion immer kleinerer und schnellerer Chips zu niedrigeren Kosten abzielen. Ein Faktor zur Verwirklichung dieser Ziele sind hocheffiziente Fertigungsverfahren, die in der Lage sind, außergewöhnliche Qualitätsanforderungen erfüllen.

Zur Unterstützung dieser Ziele kommen häufig Laser-Wegmesssysteme in der Halbleiterfertigung zum Einsatz, da sie in wichtigen Produktions- und Prüfprozessen höchste Genauigkeit bieten.

Anwendungsvorteile

Wesentliche AnforderungenRenishaws Lösung
Genauigkeitsniveaus im NanometerbereichDer RLD10-X3-DI Differentialinterferometer-Detektorkopf ermöglicht Direktmessungen zwischen Einheit und Wirkpunkt oder innerhalb von Vakuumsystemen.
Wiederholgenauigkeit im Sub-NanometerbereichDie Lasereinheit RLU20 von Renishaw verfügt über eine außergewöhnliche Frequenzstabilität und ist dadurch bei Vakuumanwendungen extrem wiederholgenau.
Auflösungen im Pikometerbereich

Mit dem RPI20 Parallel-Interface von Renishaw können Auflösungen bis zu 38,6 pm im 36-Bit Parallelformat erreicht werden.

Erfahrung

Laser-Wegmesssysteme oder Verschiebungsinterferometersysteme werden bereits seit mehreren Jahren in der Halbleiterfertigung eingesetzt. Renishaw beliefert OEM der Halbleiterindustrie bereits seit dem Jahr 2005 mit laserbasierten Wegmesssystemlösungen und blickt auf eine erfolgreiche Vergangenheit in der Zusammenarbeit und Unterstützung von Ausrüstungsherstellern zurück.




Differentialinterferometer-Detektorkopf RLD10, Raith Anwendung

Faseroptische Laser-Wegmesssysteme – Synchrotron

Einzelheiten zur Anwendung

Synchrotrone sind eine bestimmte Art von Teilchenbeschleunigern, die in der wissenschaftlichen Forschung für verschiedene Experimente eingesetzt werden. Jedes dieser Experimente, wie beispielsweise hochpräzise Motion-Control-Systeme, Schwingungsanalysen oder Driftmessungen, birgt eigene einzigartige Herausforderungen. Je nach Anforderungen werden Laser-Wegmesssysteme oder Wegsensoren in diesen Experimenten eingesetzt.

Anwendungsvorteile

Wesentliche AnforderungenLösungen von Renishaw
Einfache Aus- und EinrichtungDie Detektorköpfe von Renishaw (RLD) verfügen über Strahlsteueroptiken, die in Kombination mit der faseroptischen Lasereinheit einen einfachen Systemaufbau inklusive Ausrichtung ermöglichen.
Hohe AktualisierungsratenDas RSU10 USB-Interface bietet eine maximale Aktualisierungsrate von 50 kHz. Es kann entweder mit den Standard-Softwarepaketen von Renishaw oder kundenspezifischen Lösungen unter Verwendung des kostenlosen Softwareentwicklungs-Kit (SDK) eingesetzt werden.
Wissensaustausch und partnerschaftliche ZusammenarbeitHäufig besteht die erste Herausforderung erste einmal darin zu verstehen und zu definieren, was gemessen werden soll. Renishaw verfügt über sehr große Erfahrung in der partnerschaftlichen Zusammenarbeit mit Kunden und der Erstellung von optimalen Lösungen für den Kunden.

Erfahrung

Synchrotrone sind weltweit vertreten und in verschiedenen Größen erhältlich. Renishaw hatte Gelegenheit, mit verschiedenen dieser Institute zusammenzuarbeiten, um praktische und machbare Lösungen zu entwickeln, die in vielen Fällen die ersten Anforderungen übertroffen haben.

RLE ISARA Anwendung

Faseroptische Laser-Wegmesssysteme – XY-Tische

Einzelheiten zur Anwendung

XY-Tische werden bei einer Vielzahl verschiedener Anwendungen, von der Fertigung großer Stückzahlen bis hin zu Test- und Forschungseinrichtungen, eingesetzt. XY-Tische werden typischerweise vom Effekt Abbé’scher Fehler beeinflusst: Winkelfehler innerhalb des Tisches, die auf der Tischoberseite große Positionsfehler zur Folge haben können. Durch die Verwendung von interferometrischen Wegmesssystemen und die Messung eines bestimmten Messpunkts am Werkstück kann der Effekt dieser Fehlerquellen eliminiert werden.

Anwendungsvorteile

Wesentliche AnforderungenRenishaws Lösung
Beseitigen von Abbé’schen oder TischfehlernRenishaws RLE System mit seinen kompakten Detektorköpfen ermöglicht eine einfache Montage neben dem Tisch. Dadurch ist sichergestellt, dass problemlos eine direkte Messung am Werkstück ausgeführt werden kann.
Entfernte WärmequelleLaserquellen erzeugen in der Regel viel Wärme. Das von Renishaw gelieferte faseroptische System ermöglicht die Installation der Lasereinheit (RLU) entweder 3 m oder 6 m vom Arbeitsbereich entfernt, sodass eine Wärmeentwicklung dort ausgeschlossen wird.
Einfach integrierbar und aufzubauenInterferometerbasierte System sind in der Regel schwer zu integrieren und einzurichten. Durch die Entwicklung einer faseroptischen Lösung mit einem kompakten Interferometer und Erfassungssystem ist es Renishaw gelungen, die Messleistung von interferometrischen Wegmesssystemen mit der einfachen Installation gängiger optischer Messsystem zu verbinden.

Erfahrung

Renishaw hat mehr als 20 Jahre Erfahrung darin, Interferometer-basierte Wegmesssysteme in verschiedensten Einsatzbereichen zu integrieren – von den rauen Produktionsumgebungen der CNC-Maschinen bis hin zu den anspruchsvollen Leistungsanforderungen der Halbleiterindustrie.

Diese Erfahrung entwickelte sich aus der Zusammenarbeit mit zahlreichen OEM und Tischherstellern und engen Partnerschaften mit diesen Herstellern. Die Unterstützung bei der Integration interferometrischer Wegmesssysteme in Produkte der nächsten Generation führte zur stetigen Weiterentwicklung dieser Technologie.

RLE System auf einem XY-Tisch


Bild mit freundlicher Genehmigung von Aerotech.

Laser-Wegmesssysteme für lange Maschinenachsen – Aerospace

Einzelheiten zur Anwendung

Die Luft- und Raumfahrt wird von dem Wunsch nach immer engeren Toleranzen an den größten Bauteilen getrieben. Durch den Einsatz von laserinterferometrischen Wegmesslösungen konnte dieses Ziel verwirklicht werden. An großen CNC-Maschinen, die in der Regel für Flügelholme oder Rümpfe verwendet werden, müssen die längeren Maschinenachsen häufig 30 m lang oder noch länger sein. Renishaws HS20 System in Verbindung mit dem RCU10 Kompensationssystem ermöglicht eine Genauigkeit von ±30 µm über eine Achsenlänge von 30 m.


Anwendungsvorteile

Wesentliche AnforderungenRenishaws Lösung
Long-Range Messung in rauen UmgebungenDer HS20 Laserkopf von Renishaw kann Distanzen bis zu 60 m messen. Seine bewährte Zuverlässigkeit im Einsatz unter schwierigsten Bedingungen macht ihn weiterhin zum Marktführer in diesem Bereich.
Berührungsloses MesssystemBerührungslose Messungen beseitigen die bei Feedbacksystemen an Ritzel/Zahnstange oder Kugelgewindetrieb häufig auftretenden Fehler wie Hysteresefehler, Umkehrspiel, mechanische und zyklische Fehler.
Kompensation an Werkstück und MaschinenstrukturDas RCU10 Kompensationssystem enthält Module, die zur Kompensation der thermischen Ausdehnung und Kontraktion der Maschinenstruktur und des Werkstücks entwickelt wurden und somit konstante Genauigkeit über lange Bearbeitungszyklen gewährleisten.

Erfahrung

Durch die Zusammenarbeit mit Flugzeugteile- und großen CNC-Maschinenherstellern auf der ganzen Welt und sind eine beachtliche Zahl von Renishaw Laserinterferometersystemen installiert und in Betrieb genommen worden.

Diese Interferometrie-basierten Systeme kommen an Maschinen zum Einsatz, die luftfahrtspezifische Legierungen bis hin zu Kohlefaserverbundwerkstoffen, die im modernen Flugzeugbau verwendet werden, bearbeiten. Für all diese Anwendungen sind engste Toleranzwerte an größten Teilen gefordert, die von den interferometrischen Wegmesssystemen von Renishaw problemlos erreichbar sind.

HS20 Anwendung

Laser-Wegmesssysteme für lange Maschinenachsen – KMG

Einzelheiten zur Anwendung

Koordinatenmessgeräte (KMGs) arbeiten in der Regel mit optischer Messsystemen. Auf dem Markt der größeren KMGs, die eine präzise und wiederholgenaue Messleistung erfordern, fällt die Wahl zunehmend auf laserinterferometrische Wegmesssysteme.

KMGs werden typischerweise in Brückenbauweise hergestellt, an größeren KMGs kann der Geometriefehler, der sich aus dieser Bauform ergibt, zu großen Positionsfehlern führen. Geometriefehler können jedoch durch das Anbringen interferometrischer Wegmesssysteme auf der Brücke beseitigt werden.

Anwendungsvorteile

Wesentliche AnforderungenRenishaws Lösung
Positionsmessungen – langer MessbereichLaser-Wegmesssysteme von Renishaw ermöglichen Messungen über lange Messbereiche von bis zu 60 m mit dem HS20 und 4 m mit dem RLE.
WerkstückmessungEin wesentlicher Vorteil von laserinterferometrischen Wegmesssystemen ist die Möglichkeit, einfach einen Messpunkt am Werkstück vornehmen zu können.
Einfache Installation und AusrichtungRenishaw Systeme verwenden eine sichtbare Lichtquelle, die in Verbindung mit einer einfachen 0 bis 1 V Signalverstärkung aus der Laserquelle, eine problemlose Installation und Ausrichtung ermöglichen.

Erfahrung

Durch die Zusammenarbeit mit OEM hat Renishaw vielfältige Geschäftsbeziehungen und Konfigurationen entwickelt, mit denen sich die spezifischen Messanforderungen von Kunden erfüllen ließen. Für die Entwicklung der richtigen Lösung muss man die messtechnischen Rahmenbedingungen einer Maschine verstanden haben.

Prüfung durch Koordinatenmessgeräte – Bild

Laser-Wegmesssystem für lange Maschinenachsen – LCD

Einzelheiten zur Anwendung

Ebenso wie die Technologien in der LCD-Branche entwickeln sich auch die Maschinen, die zur Fertigung und Prüfung dieser Produkte eingesetzt werden, ständig weiter. Große Bildschirme mit immer kleiner werdenden Merkmalen verlangen dem Messsystem an der Bearbeitungsmaschine höhere Leistungen ab. Laser-Wegmesssysteme bieten eine Lösung, die diesen Ansprüchen gerecht wird.

Anwendungsvorteile

Wesentliche AnforderungenRenishaws Lösung
WerkstückmessungFür Anwendungen mit große XY-Tischen, wo typische Abbé‘sche Fehler die Maschinengenauigkeit beeinträchtigen könnten. Die Laser-Wegmesslösungen von Renishaw ermöglichen die direkte Messung am Werkstück.
Bewährte Technologie in vergleichbaren IndustriezweigenLaser-Wegmesssysteme von Renishaw sind bereits seit mehreren Jahren in der Halbleiterfertigung im Einsatz. Dort haben sie bereits ihre Zuverlässigkeit unter Beweis gestellt und liefern eine Messleistung, die einem neuen Gerät selbst nach mehreren Jahren des Dauerbetriebs in nichts nachsteht.
Hohe MessgenauigkeitMit Signalperioden (analog) von 158 oder 316 nm ermöglichen laserinterferometrische Wegmesssysteme interpolierte Auflösungen im Pikometerbereich.

Erfahrung

Die Erfahrung, die Renishaw durch die Zusammenarbeit mit OEM und Tischherstellern gewonnen hat, wurde genutzt, um Integrationszeiten zu minimieren. Unsere Erfahrung und unser Know-how in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen machen es uns leicht, schnell das richtige interferometrische Wegmesssystem für Ihre Zwecke zu finden.

LCD Prüfung (Getty Images)