kl2732 倍福kl2732端子模块kl2809 BECKHOFF原装PLC 总线端子模块

倍福kl2732端子模块kl2809 BECKHOFF原装PLC 机械设计是确保精度的前提 机架由一个手动放置（精度为 2 µm）的防振花岗岩基体、 一个悬空的花岗岩架及两个悬空的滑块构成。激光和一个自 动对焦系统安装在滑块上，它以 1 m/s 的速度和 10 m/s2 的 加速度将激光二极管纵向移动到基底的上方。三吨重的花岗 岩架将装置横向移动，定位精度为 2.5 μm。压力系统控制对 焦和激光束的横向偏移。为了制作出所需的结构，在运动过 程中不定地对激光束进行脉冲。

第 2 页 共 2 页 通过 EtherCAT 实现极速加工 控制系统的核心部分是一台 Beckhoff 控制柜式工控机 C6140（操作系统为 Windows XP 专业版）和 TwinCAT 自动 化软件。“高速数据传输和处理是精确激光定位的前提条件倍福kl2732端子模块kl2809 BECKHOFF原装PLC 因此，我们只使用高性能组件，如工控机 C6140、EtherCAT 总 线系统和 EtherCAT 端子模块。”Tobias Reiter 如是说。Stefan Scharl 补充道：“这让我们能够获得高采样率、短周期时间（约 50 µs）和稳定的实时能力，它们都是激光束高精度定位的基 础。 光刻系统的每根轴都有一个现场总线端子盒，用一根单独的 电缆连接至控制柜。

“这样可减少布线工作量和拖缆数量， 这一点对我们来说特别关键。”Stefan Scharl 高兴地说道。“我 们想要减少拖缆的使用量，用玻璃光纤来代替，以减少机械 故障发生几率。” “我们使用 PROFIBUS 连接现场总线端子盒 和控制装置，包括 PC 和手持装置。由于 EtherCAT 具有开 放性，其它协议，如 PROFIBUS也可通过总线端子模块系统 轻松集成。” Tobias Reiter 解释道。 借助 Beckhoff 驱动技术实现高精度定位 “直线电机用于移动龙门架和滑块，而自动对焦系统的部件 则由伺服电机驱动。电机由 Beckhoff AX2xxx 系列数字式伺 服驱动器驱动。

结合 TwinCAT 自动化软件，我们能够精确 定位激光，且重复精度高。”Tobias Reiter 如此说道。“尽管 滑块运动具有高动态性，我们仍能够实现匀速运动，在短暂 的加速阶段后，速度公差小于 0.01 m/s。” 直线电机为反向 旋转。“这样一来，我们就能够避免高扭矩并可实现脉冲推 力补偿。为了避免受到干扰，龙门架中两根电气独立的直线 电机借助 TwinCAT NC PTP 通过耦合实现同步，精度可达 5 µm。” 龙门架与滑块的每次移动都需要激活和取消激活空气轴承。 “这一过程必须快速、精确，位置上无任何变动。”Stefan AX2xxx 系列伺服驱动器， 用于控制高动态直线电机 Scharl 阐释道。“Beckhoff 控制器完*够应对这一挑战。

它 们坚固耐用，甚至在从无摩擦到摩擦状态转换过程中也足以 避免出现峰谷。” 长度测量传感器可监视当前的龙门架和滑块位置，并且，测 得的数据直接通过伺服驱动器处理。*测量激光束的当 前位置倍福kL2732端子模块kL2809 BECKHOFF原装PLC。位置数据在测量数值补偿单元中加以分析，并作为 控制激光束定位用压力系统的基础。“甚至可通过 Beckhoff 组件将外部驱动系统，如压力系统，集成入自动化解决方案 中，不会影响整个系统的性能。”Stefan Scharl 说道。 “由于外形小巧，并集成有 EMC 过滤器和可插拔式连接器， 我们能够轻松地在控制柜中安装伺服驱动器。”Tobias Reiter 如是说。由于位置测量装置具有热敏性，功率电子元件安装 在清洁室外的控制柜内。

“为了确保能充分曝光，光纤电缆 不能太长。第二个控制柜内包含有激光光纤耦合器，测量装 置安装在系统附近的清洁室内，并在曝光过程中以与龙门架 平行的方向移动。”Stefan Scharl 说道。用于龙门架的直线电 机和用于控制柜的驱动器通过 PLC 控制器作为主站和从站 轴耦合。 具有高度灵活性，适用于批量生产 串统一个重要的成功要素就是灵活性。

“由于 Beckhoff I/O 系统后续扩展的模块性，修改和重新配置都简单易行。 这使得我们能够根据客户要求进行修改，倍福kL2732端子模块kL2809 BECKHOFF原装PLC如可以毫不费力地 更改光源数量。”Stefan Scharl 解释说。Tobias Reiter 补充道： “此外，我们用软件而不是硬件创建了多个功能，如安全功 能：通过引用总线端子模块系统中的安全端子模块，我们能 够便捷地实施安全功能，如急停和安全门电路或通过调整或 更换软件进行其它修改