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2023년 4월 12일
당사는, 「가속하는 자동차 생산 변혁/전동화에의 레이저 솔루션의 제안」을 테마로 내걸고 「제22회 Photonix광・레이저 온라인 바카라 주소전」에, 용접 등의 가공에 사용되는 갈바노 스캐너 MIRAMOTION '제품을 출전했습니다.
近年、新世代レーザーが相次いで発表されており、銅の溶接に最適な青色レーザー(Blue)と基本波レーザー(IR）とのハイブリッドレーザー、リングモードレーザーなど業界のトレンドに対応した高速・高精度な「MIRAMOTION」を様々な事例を交え紹介しました。
이번 전시회에서 소개한 신세대 레이저에 대응한 3D 갈바노헤
드 유닛※1'YD-3000IRM-B', 'YD-3000A'의 개발 개념과 개발 결과를 소개합니다.
서보 모터
※1 3D 갈바노 헤드 유닛이란
3D 갈바노 헤드 유닛은 주로 스캐너 모터, 스캔 미러, 제어 드라이버, 집광 광학계 등으로 구성되어 있으며 레이저 광을 미러로 임의의 방향으로 제어합니다.
하이파워 파이버 레이저의 저가격화를 배경으로, 최근의 산업 분야에서의 레이저 응용의 확산은 눈부신 것이 있습니다.특히 자동차 제조 공정에서, 종래의 차체 용접에 더해 세계적으로 투자가 진행되는 EV 용 모터(권선 용접)나 차재 전지(전극박의 탭 절단, 알루미늄 셀의 봉함 용접,
これらの工程では主としてファイバーレーザーが使用されていますが、波長1070nm(IR)のファイバーレーザーは、アルミや銅への吸収率が低いため、安定した深い溶け込みが得られにくく、また生産性を高めるためにパワーを上げていくと、スパッタ(溶融金属球)が飛散しやすいなど課題もありました。これを解決するため、主要なレーザーメーカーから、従来とは異なる新世代のレーザーが相次ぎ発表されています。
드 유닛
今回以下２つの新世代レーザーに着目しました。
Blue (465nm)와 IR(1070nm)을 각각 다른 도광 파이버로부터 출사하는 것입니다.광학 헤드측에서 광로를 합성해, 가공면상의 1점에 조사합니다.
アルミ・銅などの高反射材料に対して吸収率の高いBlueを照射して加工面の温度を上げることにより、IRの吸収率を高め、かつ溶融金属の挙動を安定化させることが可能で、IR単独では難しいとされていた、安定した深い溶け込みを得ることができます。
파장 1070nm의 멀티코어 파이버 레이저의 일종입니다. 로 반사를 반복해, 각각 독립적으로 코어내를 진행해 갑니다.
波長がIRなので、アルミ・銅に対する吸収率は従来のファイバーレーザーと変わりませんが、加工面上の径とエネルギーを最適化することで、銅のバスバー溶接で良好な結果を得た事例が報告されています。
これらの新世代レーザーは、以前より主に使用されているシングルコアのファイバーレーザーと比べて、溶け込みの安定やスパッタ低減など、様々な好ましい特長があり、今後の用途の広がりが期待できるものです。いずれも２系統のレーザー発振器を備え、それぞれ独立してパワー制御が可能です。
본 전시회에서 소개한, 3D 갈바노 헤드 유닛 「YD-3000IRM-B」, 「YD-3000A」는, 전장에서 말한 신세대 레이저에 대응하고 있습니다 각각의 개발 컨셉과 온라인 바카라 주소 특징을 소개합니다.
기존의 고출력 레이저용 3D 헤드 유닛 YD-3000 시리즈를 기반으로 하며 주요 개발 개념은 다음과 같습니다.
・Blue 1kW、 IR5kWのハイブリッドレーザーが使用可能
・ベース機との部品共用最大化 (コスト配慮)
・加工面上におけるBlueとIRの同軸調整が可能
・ベース機用の撮像観察オプションユニットの使用が可能
그림 1 YD-3000IRM1.7-B3.0 전체도
그림 2 광로 합성부의 개략 구성
그림 1은 YD-3000IRM1.7-B3.0(숫자는 각 레이저의 광학 배율을 나타낸다)의 전체도입니다. , Blue (앞) 및 IR (안쪽) 각각의 도광 섬유 삽입구를 갖추고 있습니다.
他の構造部分はベース機種と同等で、構造部品の約90％を共通化しています。
광로 합성부의 개략 구성
加工面から放射される様々な波長の光は(レーザーとは逆向きに)IRの光路を通り、ダイクロイックミラー2（DM2）によりレーザー光路から分離され（観察光）、カメラやフォトセンサーを用いて観察することが可能です。
これらの合成および分離に使われるダイクロイックミラーは、必要な波長を透過または反射させるためにそれぞれに専用設計された光学膜を備えています。
また、重畳前のIRの光路は、ベース機の構成を踏襲しており、ベース機の標準オプションである撮像観察ユニットをそのまま使用することができます。
상기 1의 하이브리드 레이저 대응기와 마찬가지로, 기존의 YD-3000 시리즈를 베이스로 하고 있으며, 주요 개발 컨셉은 다음과 같습니다.
・センタービーム+リングビーム合計10kWの高出力に対応可能
・ベース機との部品共用最大化 (コスト配慮)
・ベース機用の撮像観察ユニットオプションの使用が可能
그림 3 YD-3000AL-3.5 시준부 단면도
링 모드 레이저의 경우 2계통의 코어가 파이버 출사단에 있어서 동축 형상으로 배치되어 있기 때문에, 하이브리드 레이저 대응기와 같은 광로 합성이나 조정 기구를 마련할 필요가 없습니다.
図3はリングモードレーザー対応機YD-3000AL-3.5のコリメート部(ファイバー出射後の発散光を平行光にする)の断面図です。リングコアから放射される光は、発散領域ではほぼ正規分布に倣うので、図のように光学ヘッド内ではセンターコアからの光と重なり合って進んでいきます。リングコアの発散角は従来の単一コアのマルチモードレーザーの一般的な発散角より大きいため、コリメートレンズのf値をベース機より2割程度短縮しています。さらに変更したコリメートレンズの特性に合わせて最終段の対物レンズの仕様を最適化することが必要ですが、他の光学系はベース機をそのまま使用することが可能で、外観上もベース機とほぼ変わりません。図４はYD-3000A全体図です。
그림 4 YD-3000A 전체도
본 기기는 또한 베이스 머신의 기본 구성을 답습하므로 베이스 머신의 표준 옵션인 촬상 관찰 유닛을 그대로 사용할 수 있습니다.
그림 5 갈바노 컨트롤러 Model:3000CD
신세대 레이저에 대응하는 3D 갈바노 헤드 유닛의 제품화에 맞춰 갈바노 제어를 실현하는 컨트롤러의 기능 강화를 도모했습니다.
컨트롤러
고반사 재료에 대한 흡수율이 높은 Blue 레이저와 고출력의 집광 특성이 우수한 IR 레이저를 중첩함으로써 IR 단독으로는 달성할 수 없는 깊은 용해를 얻는다. 또한 IR 레이저보다 광범위를 조사하는 Blue 레이저가 용융 금속의 거동을 안정화시킴으로써 스퍼터의 발생을 억제하는 효과가 있어 생산성 향상에 기여합니다.
当社の3D方式は、カバーエリア周辺部にスキャンしても、BlueレーザーとIRレーザーにずれが生じない(倍率色収差の発生がない)構成となっており、2D方式によるハイブリッドスキャナと比較して優位性があります。
컨트롤러
컨트롤러
하이브리드 레이저 대응기, 링 모드 레이저 대응기 모두, 향후 상정되는 레이저의 하이 파워화에 대응해 갑니다 알루미늄 용접에의 응용 및
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