Präzisionslinearachse PLA-280

Automatisierte Oberflächenvermessung

In der Solarindustrie eröffnen sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten für hochgenaue Antriebstechnik sowohl beim Herstellungsprozess als auch zum Einbau in die Produkte selbst. Wichtiger Aspekt bei der Produktion von Photovoltaiksystemen ist die Qualitätssicherung der eingesetzten Silizium-Wafer. Bei der Rohbearbeitung entstehen durch das Sägen des Siliziumblocks in Scheiben Unebenheiten, die durch spezielle Bearbeitungsstufen reduziert werden. Um eine gleichbleibende Qualität sicherzustellen, müssen nach Abschluss der Bearbeitung die Oberflächenprofile an der Ober- und Unterseite der Silizium-Wafer vermessen werden; diese Messung erfolgt als sogenannter Hundert-Prozent-Test – jeder Wafer wird vermessen. Aufgrund der Stückzahl muss das automatisiert erfolgen. Durch Einsatz hochdynamischer Präzisions-Antriebstechnik lassen sich hier die Durchlaufzeiten erheblich verkürzen. In einem konkreten Anwendungsfall geschieht das wie folgt: Ausgehend von der Prüfvorschrift VDE 0126-18-100 erfolgt die Aufnahme des Oberflächenprofils an der Ober- und der Unterseite des Wafers anhand mehrerer paralleler Linien in einer Richtung. Realisiert wird eine Anordnung zur berührungslosen Messung mittels Lasertriangulationssensoren, ein sogenanntes Laserprofilometer. Zum Verfahren des Prüflings wird die neuentwickelte Präzisionslinearachse des Typs PLA-280 von Jenaer Antriebstechnik eingesetzt. Die Präzisionslinearachse liefert eine Positioniergenauigkeit von zwei Mikrometer auf dem vorgesehenen Messweg von 210 Millimeter bei Verfahrgeschwindigkeiten von 300 Millimeter pro Sekunde. Aufgrund der erforderlichen Ablaufgenauigkeit erfolgt der Aufbau der Achse in selbsttragender Bauweise auf Granit. Durch die Verwendung eisenloser Linearmotoren der Serie Ecolin SLME-025 wird ein guter Gleichlauf erreicht. Zur Vermeidung von thermischen Einflüssen auf die Genauigkeit der Achse sind die Motorbauteile thermisch entkoppelt am Granitkorpus montiert. Ein Längenmesssystem mit einer Positionsauflösung von 0,2 Mikrometer ist integriert. Die Achse beschleunigt mit maximal zehn Meter pro Quadratsekunde. Der seitliche Ablauf- sowie Höhenfehler (Geradheit entlang des Hubs) ist kleiner als ein Mikrometer auf den Arbeitsbereich. Kombiniert mit dem Servoverstärker Ecovario 414 von Jenaer Antriebstechnik wird ein komplettes Mechatroniksystem einbaufertig geliefert. Als Steuerungsschnittstellen für die Sollwertvorgabe stehen EtherCAT, CANopen oder Profibus DP zur Verfügung. pb

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