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車体

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車体製造工程のモニタリング

自動車産業では、様々な部品を無人運転で全自動かつ高速にレーザー溶接することが当たり前になりました。特に大量生産ラインにおいて、レーザー溶接システムが独立して動作することが要求されています。レーザー溶接は、高速且つ正確に溶接継手に照射されなければなりません。加工パラメータの変化は、溶接継手の形状や特性に影響を与える可能性があり、溶接部品の機械的挙動を低下させ、故障につながる可能性があります。つまり、レーザー溶接加工のモニタリングと制御は、溶接品質の保証に不可欠です。

生産現場で要求される3つのレーザー溶接加工

一つ目は、フィラーワイヤと触覚シームトラッキングセンサー用いたレーザー溶接またはレーザーはんだ付けです。二つ目は、フィラーワイヤなしの固定光学系によるレーザー溶接です。三つ目は、溶接速度を上げたり、より複雑な溶接形状を溶接したりするために、ガルバノスキャナを備えたレーザー溶接です。
Lessmüller Lasertechnikは、これらの用途に合わせた高品質レーザー溶接用光干渉断層撮影が可能なOCTや外部照明付きのカメラモニターを搭載したWELDEYEを提供しています。

 高品質レーザー溶接用OCT

OCTは、高ダイナミックレンジ且つ、マイクロメートルの解像度を持つ非接触の装置であり、あらゆる光学的外乱(加工レーザー光やその他の光線)の影響を受けないことから、自動車製造工程でレーザー加工の産業用モニタリングに導入された革新的な技術です。OCTは、3次元画像により、高さに基づく画像分析をオンザフライで提供し、時間と材料を節約することが出来ます。

OCTの横方向および軸方向の高解像度により、パワートレイン部品の溶接中に溶接継ぎ目の開いた気孔を検出することができます。
動画では溶接継ぎ目の層をOCTで可視化した映像が見られます。

次の画像は、隅肉溶接部の溶接欠陥(矢印で表示)の写真とOCT画像です。OCT測定により、即座に自動エラー修正を開始することができます。
(a) 亜鉛メッキ鋼板の溶接部における0.2mmの気孔。
(b) アルミニウム底板の突合せ継手の溶接部剥離。
(c) 亜鉛メッキ鋼板上板の突合せ継手の溶接部剥離。
03_Kb_OCT_Grafik

OCT技術は、レーザー溶接においてµm単位の精度でのリアルタイム加工モニタリングと品質保証するためにオーダーメイドでソリューションを提供します。
次の図は、レーザー出力の変化(上のグラフ)と縦断面の光学顕微鏡画像による浸透深さ(下の青い十字が並んでいる画像)の同時OCT測定結果です 。
03_Kb_OCT_Grafik-
このように溶接深さ測定も可能なため、溶接深さ確認するためにサンプル加工品を破壊するなどの工程を削減することが出来ます。
これらを実現できる製品を詳しく知りたい方は以下の製品名をクリックしてご確認ください。

 

WELDEYEによる自動化された規制された品質保証

効果的なレーザー加工には、高精度な自動オンライン加工モニタリングが必要です。
WELDEYE
レーザー光学系から高出力の外部光を照射し、溶接加工中にライブ画像を取得することで、溶接継手や溶融池や冷却された溶接継ぎ目の反射位置を測定し、レーザー溶接の進行状況を可視化します。これらの画像は、溶接加工の環境をマッピングするために使用され、照射画像と非照射画像を交互に記録することで、加工光と冷却された溶接継ぎ目の評価が可能になります。合否判定のための値は、直接かつ高速な通信インターフェースを介してロボット制御ソフトウェアに送信されます。

WELDEYEは、最適な溶接品質を確保するために幅広く使用されている可視化されたリアルタイム加工の画像データと加工パラメータを同期して記録、評価するカメラ技術です。WELDEYE、測定値を絶対限界値に基づいて分類するか、参照溶接から適切な限界値を学習することができます。