온라인 바카라 주소3 No.1
고반사 재료 용접에 최적인 차세대 온라인 바카라 주소 지원 3D 갈바노 헤드 유닛 개발
~Photonix 2022 광·온라인 바카라 주소 기술전의 되돌아가~

2023년 4월 12일

소개

新世代レーザー対応3Dガルバノヘッドユニットの開発

당사는、「가속하는 자동차 생산 변혁/전동화에의 온라인 바카라 주소 솔루션의 제안」을 테마로 내걸고 「제22회 Photonix광・온라인 바카라 주소 기술전」에、용접과 같은 가공에 사용되는 갈바노 스캐너 'MIRAMOTION' 제품을 출전했습니다。
근년、새 세대 온라인 바카라 주소가 잇따라 발표되었습니다、구리 용접에 최적인 청색 온라인 바카라 주소(Blue)와 기본파 온라인 바카라 주소(IR)의 하이브리드 온라인 바카라 주소、링 모드 온라인 바카라 주소 등 업계의 트렌드에 대응한 고속·고정밀한 「MIRAMOTION」을 다양한 사례를 섞어 소개했습니다。
이번、본 전시회에서 소개함、새 세대 온라인 바카라 주소를 지원하는 3D 갈바노헤

드 유닛※1'YD-3000IRM-B'、'YD-3000A'의 개발 개념 및 개발 결과를 소개합니다。
당사의 서보 모터나 로봇과 'MIRAMOTION'을 조합하여 동기 제어함으로써、금속, 수지, 전자 부품의 가공 및 용접 용도에서、빠르고 정밀한 제조를 실현합니다。당사에서는、가공 및 용접 공정에서、고객의 과제 해결 및 생산성 향상에 '올 야스카와'에서 대응하고 있습니다。

※1 온라인 바카라 주소이란
3D 갈바노 헤드 유닛은 주로、스캐너 모터,스캔 미러,제어 드라이버,집광 광학계 등으로 구성됨、온라인 바카라 주소 광을 임의의 방향으로 미러로 제어。

개발 배경·경위

고전력 파이버 온라인 바카라 주소 저가격화 배경、근래 산업 분야에서 온라인 바카라 주소 응용 분야의 확산은 눈부신 것입니다。특히 자동차 제조 공정에서、기존 차체 용접 외에、세계적으로 투자가 진행되는 EV용 모터(권선 용접) 및 차재 전지(전극박의 탭 절단、알루미늄 셀의 봉함 용접、 버스 바 용접 등)에서 채용 사례가 증가하고 있습니다。
이 단계에서는 주로 파이버 온라인 바카라 주소가 사용되지만、파장 1070nm(IR)의 파이버 온라인 바카라 주소는、알루미늄 및 구리 흡수율이 낮기 때문에、안정하고 깊은 녹아내기가 어렵습니다、또한 생산성을 높이기 위해 파워를 올리면、스퍼터(용융 금속구)가 비산하기 쉬운 등 과제도 있었습니다。이를 해결하기 위해、주요 온라인 바카라 주소 제조업체로부터、기존과 다른 차세대 온라인 바카라 주소가 잇따라 발표되었습니다。
당사에서는、이 세대 온라인 바카라 주소를 지원하는 3D 갈바노 스캐너 헤드 유닛을 업계에 앞서 일찍 개발했습니다。하이브리드 온라인 바카라 주소를 지원하는 3D 갈바노 스캐너 헤드 유닛에서、광학계를 구성하는 렌즈 유리에 대해 각각 굴절률이 다른 2종의 파장의 온라인 바카라 주소를、스캔 영역 전역에서 정확하게 중첩하여、최적의 광학 구성을 실현했습니다。

이번에 2개의 새로운 세대 온라인 바카라 주소에 주목했습니다。

1. Blue/IR 하이브리드 온라인 바카라 주소

Blue(465nm)와 IR(1070nm)을 각각 다른 도광 섬유에서 출사하는 것。광학 헤드측에서 광로를 합성하여、가공 표면의 한 지점에 조사합니다。Blue와 IR을 중첩한 가공면 상의 집광 스폿은、고에너지 IR 빔 주위、상대적으로 광범위하게 퍼진 블루가 둘러싸는 동심이 됩니다。
알루미늄, 구리 등의 고반사 재료에 흡수율이 높은 블루를 조사하여 가공면의 온도를 높임으로써、IR 흡수율 증가、또한 용융 금속의 거동을 안정화시킬 수 있습니다、IR 단독으로는 어렵다고 여겨졌다、안정하고 깊은 녹음을 얻을 수 있습니다。

2. 링 모드 온라인 바카라 주소

1070nm 파장의 멀티 코어 광섬유 온라인 바카라 주소의 일종。광섬유는、코어 주위에 얇은 클래드 층을 끼우고 링 모양의 두 번째 코어가 배치되어 있습니다、각각、코어와 클래드의 경계면에서 반사를 반복、각각 독립적으로 코어를 진행합니다。이와 결합된 광학 헤드로、섬유 끝의 동심 휘도 분포、공역인 가공면에 이미징 투영되므로、가공 표면에 동심원의 휘도 분포를 가진 온라인 바카라 주소 빔을 조사할 수 있습니다。용접 현상 안정화의 원리는 위의 하이브리드 온라인 바카라 주소와 유사합니다、센터 빔 주위의 링의 에너지가 용융 금속의 거동을 안정화시키는 효과가 있습니다。
파장이 IR이므로、알루미늄 및 구리에 대한 흡수율은 기존의 파이버 온라인 바카라 주소와 다르지 않지만、가공 표면의 직경과 에너지를 최적화하여、구리 버스 바 용접에서 좋은 결과를 얻은 사례가 보고되었습니다。

이 새로운 세대 온라인 바카라 주소는、이전보다 주로 사용되는 단일 코어 파이버 온라인 바카라 주소에 비해、녹음 안정성 및 스퍼터링 감소 등、다양한 바람직한 특징이 있습니다、향후 사용의 확산을 기대할 수 있는 것。모두 2개의 온라인 바카라 주소 발진기를 갖춘、각각 독립적으로 전력 제어 가능。

새 세대 온라인 바카라 주소를 지원하는 전시 제품 개발 개념

본 전시회에서 소개함、3D 갈바노 헤드 유닛 'YD-3000IRM-B'、'YD-3000A'는、이전 장에서 설명한 차세대 온라인 바카라 주소를 지원합니다。각각의 개발 개념과 기술 특징을 소개합니다。

1.3D 갈바노 헤드 유닛 "YD-3000IRM-B"(Blue/IR 하이브리드 온라인 바카라 주소 대응)

기존의 고출력 온라인 바카라 주소용 3D 헤드 유닛 YD-3000 시리즈를 기반으로 함、주된 개발 개념은 다음과 같습니다。
· Blue 1kW、 IR5kW 하이브리드 온라인 바카라 주소 사용 가능
·베이스 기계와의 부품 공유 최대화 (비용 고려)
· 가공면에서 Blue와 IR의 동축 조정 가능
· 베이스 기기용 촬상 관찰 옵션 유닛 사용 가능

YD-3000온라인 바카라 주소M1.7-B3.0全体図

図1 YD-3000IRM1.7-B3.0전체도


光路合成部の概略構成
그림 2 광로 합성부의 개략 구성

그림 1은、YD-3000IRM1.7-B3.0(숫자는 각 온라인 바카라 주소의 광학 배율을 나타냄)의 전체도입니다。외관상은 경통 상부(점선 프레임 내)의 형상이 베이스기와 다르다、Blue(앞)와 IR(안쪽) 각각의 도광 섬유 삽입구를 갖추고 있습니다。
다른 구조 부분은 기본 모델과 동일합니다、구조 부품의 약 90%를 공통화 중。

그림 2는、광로 합성부의 개략 구성。Blue 및 IR 온라인 바카라 주소는、섬유 출사 후、평행광으로 변환된 후、다이크로익 미러 1(DM1)로 안내、각각 투과 반사에 의해 동일한 광로에 중첩됩니다。이 때、중첩된 빛(중첩된 빛)、서로 광축이 엄격하게 평행해야 합니다、평행 조정을 위해 청색 경통의 근원에 광로 조정부를 갖추고 있습니다。
가공면에서 방출되는 다양한 파장의 빛은 (온라인 바카라 주소와 반대로) IR의 광로를 통과합니다、다이크로익 미러 2(DM2)에 의해 온라인 바카라 주소 광로에서 분리(관찰광)、카메라와 포토센서를 이용하여 관찰할 수 있습니다。
이 합성 및 분리에 사용되는 다이크로익 미러는、필요한 파장을 투과하거나 반사시키기 위해 각각 전용으로 설계된 광학 필름을 갖추고 있습니다。

또、중첩 전의 IR 광로는、베이스 기계의 구성을 답습 중、베이스 머신의 표준 옵션인 이미징 관찰 유닛을 그대로 사용할 수 있습니다。

2.3D 갈바노 헤드 유닛 "YD-3000A"(링 모드 온라인 바카라 주소 대응)

상기 1의 하이브리드 온라인 바카라 주소 대응기와 유사、기존 YD-3000 시리즈를 기반으로、주된 개발 개념은 다음과 같습니다。
·센터 빔+링 빔 합계 10kW의 고출력에 대응 가능
·베이스 기계와의 부품 공유 최대화 (비용 고려)
· 베이스 머신용 촬상 관찰 유닛 옵션 사용 가능

YD-3000AL-3.5 コリメート部断面図
그림 3 YD-3000AL-3.5 콜리메이트 섹션 단면도


링 모드 온라인 바카라 주소의 경우, 2개의 코어가 섬유 출사 단부에서 동축으로 배치되기 때문에、하이브리드 온라인 바카라 주소 대응기와 같은 광로 합성이나 조정 기구를 설치할 필요가 없습니다。그러므로 디자인이 더 쉽습니다。

그림 3은 링 모드 온라인 바카라 주소 대응기 YD-3000AL-3.5의 시준부(파이버 출사 후의 발산광을 평행광으로 한다)의 단면도입니다。링 코어에서 방출되는 빛은、발산 영역에서 거의 정규 분포를 따르기 때문에、그림과 같이 광학 헤드 내에서 센터 코어의 빛과 겹쳐서 진행됩니다。링 코어의 발산각이 기존의 단일 코어 멀티모드 온라인 바카라 주소의 일반적인 발산각보다 크기 때문에、콜리메이트 렌즈의 f값을 베이스기보다 20% 정도 단축하고 있습니다。또한 변경된 시준 렌즈의 특성에 맞게 최종 단계의 대물 렌즈 사양을 최적화해야 합니다、다른 광학 시스템은 베이스 머신을 그대로 사용할 수 있습니다、외관상도 베이스 머신과 거의 다르지 않습니다。그림 4는 YD-3000A 전체도입니다。

YD-3000A 全体図
그림 4 YD-3000A 전체도

본 기기도、기기의 기본 구성을 답습하고 있기 때문에、베이스 머신의 표준 옵션인 이미징 관찰 유닛을 그대로 사용할 수 있습니다。

3. 갈바노 컨트롤러 3000CD(온라인 바카라 주소 파워 2계통 제어 대응 컨트롤러 기능 추가)

ガルバノコントローラ Model:3000CD
그림 5 갈바노 컨트롤러 Model:3000CD

신세대 온라인 바카라 주소를 지원하는 3D 갈바노 헤드 유닛의 제품화에 맞게、갈바노 제어를 실현하는 컨트롤러의 향상된 기능。
하이브리드 온라인 바카라 주소 및 링 모드 온라인 바카라 주소는、모두 2개의 온라인 바카라 주소를 독립적으로 제어해야 하기 때문에、작동 프로그램에 2개의 온라인 바카라 주소 파워를 인수로 설정할 수 있도록 갈바노 컨트롤러 3000CD(그림 5)의 기능 추가를 실시했습니다。

신세대 온라인 바카라 주소를 지원하는 전시 제품 개발 성과

1.3D 갈바노 헤드 유닛 "YD-3000IRM-B"(Blue/IR 하이브리드 온라인 바카라 주소 대응)

고반사 재료에 높은 흡수율을 가진 Blue 온라인 바카라 주소、고전력으로 집광 특성이 우수한 IR 온라인 바카라 주소를 중첩하여、IR 단독으로는 달성할 수 없는 깊은 녹음을 얻을 수 있습니다。또한 IR 온라인 바카라 주소보다 광범위하게 조사하는 Blue 온라인 바카라 주소가 용융 금속의 거동을 안정화시킴으로써、스퍼터 발생을 억제하는 효과가 있음、생산성 향상에 기여합니다。
우리의 3D 방식은、커버 영역 주변부로 스캔해도、Blue 온라인 바카라 주소와 IR 온라인 바카라 주소에 어긋남이 발생하지 않는(배율 색수차의 발생이 없는) 구성이 되어 있어、2D 방식을 이용한 하이브리드 스캐너에 비해 이점이 있습니다。

2.3D 갈바노 헤드 유닛 "YD-3000A"(링 모드 온라인 바카라 주소 대응)

링 모드 온라인 바카라 주소 대응기에서、갈바노 컨트롤러에 추가된 2계통 온라인 바카라 주소 파워 제어 기능으로、프로세스당 최적의 전력비를 설정할 수 있습니다、저 스퍼터링으로 생산성이 높은 용접을 수행할 수 있습니다。센터 및 링 빔은 모두 IR입니다、본래 구리와 같은 고반사 재료에 대한 흡수율은 높지 않지만、구리 버스 바 용접 용도、전력 비율과 집광 직경 최적화로、좋은 결과를 얻은 사례도 보고되었습니다、철재(차체 용접)나 구리(모터 권선이나 버스 바) 등、대상 금속에 상관없이、많은 용도로 채택될 것으로 예상됨。본 제품은 2023년 동안 출시될 예정입니다。

3. 갈바노 컨트롤러 3000CD

갈바노 컨트롤러 3000CD에서、온라인 바카라 주소 조사 명령에、독립된 두 개의 파워 인수를 설정할 수 있게 함으로써、하이브리드 온라인 바카라 주소, 링 모드 온라인 바카라 주소 등、2개의 발진기를 가진 차세대 온라인 바카라 주소에 대해、각각을 자유롭게 전원 제어할 수 있습니다。이것으로、프로세스별 조건 설정 가능、항상 최적의 용접을 실현합니다。

향후 전망

하이브리드 온라인 바카라 주소 대응기、링 모드 온라인 바카라 주소 대응 기계 모두、향후 예상되는 온라인 바카라 주소의 고출력화에 대응하겠습니다。현재는 주로 구리 용접에서의 인수가 많지만、향후、깨지기 쉬운 알루미늄 용접에 적용하거나、종래의 싱글 코어에서는 생산성의 한계에 도달하고 있는 차체 등의 박판 용접에의 응용이라고 하는 시장 요구에 응해 가겠습니다。그리고、이 제품들에 의해、점점 경쟁이 치열해지는 EV 관련 부품의 생산성 향상을 통해、사회에 기여하겠습니다。

관련 기사

PAGE TOP