リアルタイムでのレーザー溶接プロセスの品質管理
レーザー溶接モニターLWMは 、24時間365日稼働の工業生産におけるオンラインプロセス監視に役立たれています。
連続生産では、熱伝導溶接やキーホールレーザー溶接など、関連するすべてのレーザー溶接プロセスについて、レーザー溶接シームの品質と生産性に関連するプロセスデータを収集・記録します。このデータは、拡張レベルに応じて、従来型または AI 支援のプロセス評価の基礎となります。
センサーの高ダイナミックレンジにより、高性能溶接アプリケーションから微細溶接アプリケーションまでのモニタリングが可能です。
部品の公差、汚れ、磨耗による品質変動を確実に検出・監視します。システムはシンプルで直感的に操作でき、ほとんどすべてのお客様のアプリケーション、設備、インフラに柔軟に統合できます。
包括的な品質管理、柔軟性、精度の組み合わせにより、レーザー溶接モニターLWMは、最新のレーザー溶接生産において最高の品質と効率を実現するために不可欠なツールとなっています。
バッテリーセルのレーザー溶接におけるプロセス監視の詳細をご覧ください。
レーザー溶接モニター LWM のメリット
生産量の増加
レーザー溶接モニターLWMは、レーザー溶接プロセスの正確なリアルタイム監視により生産性を向上させます。プロセス・フィンガープリントを現在のプロセス・データと比較することにより、溶接パラメーターとシーム品質の偏差を認識します。これにより、欠陥のある溶接部をリアルタイムで特定し、再加工や不合格を最小限に抑え、ダウンタイムを削減します。
100％のトレーサビリティと透明性
すべてのプロセスデータは、コンポーネントごとに一貫して保存され、文書化されます。オンラインバックアップと組み合わせることで、このシステムはレーザー溶接プロセスの100%のトレーサビリティと透明性を実現します。
故障検出のインテリジェント化
新しい材料バッチは、プロセス信号の系統的で突発的なシフトにつながります。このようなシフトは、インテリジェントなソフトウェアパッケージによって検出され、パラメータ設定が自動的に適応されます。
人工知能による品質監視の最適化
AIによるバッテリー接触
生産工程に求められる要求は常に進化しており、革新的なソリューションが求められています。人工知能は、効率と品質を向上させるための全く新しい可能性を開きます。LWM AIにより、Precitecは新しい基準を設定し、プロセスエラーの明確な分類とレーザー溶接シームの物理的特性の正確な予測を可能にします。その結果、溶接品質の客観的かつ定量化可能な分析が可能になり、最高の品質要件を満たすのに最適です。
高感度プロセスモニタリング用新型センサー
安定した溶接プロセスを実現する、信頼性の高い品質監視
新しいレーザー溶接モニター8.50は、レーザー溶接のプロセスモニタリング用のPrecitecセンサーファミリーに追加された最も先進的なセンサーです：追加された光学チャンネルにより、リアルタイムで溶接エラーをより敏感に検出し、プロセスの安定性を向上させます。このセンサーは、銅、アルミニウム、ステンレス鋼のような異なる材料を溶接する際に真価を発揮します。2つの温度チャンネルを追加することで、NIR領域でも熱プロセスのシームレスなモニタリングが可能になります。50 kHzの高サンプリングレートにより、低レーザーパワー、低パルス時間のマイクロ溶接アプリケーションにも使用できます。X/Yアライメントを必要としないシンプルな統合は、時間の節約と設置コストの削減にもつながります。
典型的な溶接欠陥の検出
- レーザー出力と焦点位置の変化: レーザー出力の変動または焦点位置の不正確さ（焦点シフト）は、溶接継ぎ目の不均一または不十分な溶接継ぎ目につながる可能性があります。品質モニタリングは、このような変化を検出し、プロセスパラメーターを継続的に最適化するのに役立ちます。
- トップシートとボトムシートの隙間: 溶接されるコンポーネント間の隙間が大きすぎると、接続断面が不十分になるか、極端な場合にはまったく接続されない（「偽フレンド」）可能性があります。目視検査やカメラ検査とは対照的に、この欠陥はレーザー溶接モニター品質保証システムで確実に検出できます。
- 汚染された部品：油、ほこり、さびなどの表面汚染は溶接品質を損ない、安全でない溶接継手につながる可能性があります。品質モニタリングは、部品がエラーのない溶接プロセスを可能にするのに十分きれいかどうかを判断するために使用できます。
- スパッター: 汚染はスパッターの原因となり、アプリケーションによっては問題になることがあります。レーザー溶接モニター品質モニタリングシステムの高サンプリングレートは、しばしば迅速かつ自然に発生するこのスパッタを検出することができます。
- 目に見える気孔:材料の放出（スパッタ）は、レーザー溶接シームに目に見える気孔または連続的な穴を生じさせます。
レーザー溶接モニターLWMがこのような典型的な欠陥を検出することで、一貫して高い生産品質が達成されます。また、リアルタイムでの検出により、生産工場で的を絞った再加工が可能になります。これにより、生産コストが効果的に削減され、生産効率が向上します。
レーザー溶接モニターはどのような用途に優れていますか？
電池セルおよび E-モビリティの生産
レーザー溶接モニター LWM は、電池セルおよび電池モジュールの生産における要求の厳しいレーザー溶接プロセスに対して、高精度のリアルタイム品質監視を提供します。特に、フォイル・トゥ・タブ、キャップ・トゥ・カン、および接続端子のレーザー溶接では、インライン監視により、安定した再現性のあるプロセス管理が実現されます。
LWM AI の統合された機械学習アルゴリズムにより、プロセスの偏差を確実に検出・分類できるだけでなく、溶接部の強度や導電率などの物理的特性を正確に予測することもできます。個々の溶接プロセスは、リアルタイムで分析、分類、文書化されます。これは、e-モビリティにおける安全上重要なコンポーネントの品質保証に不可欠な条件です。これにより、廃棄、手直し、および高価な過剰加工を大幅に削減することができます。
伝統的な自動車工学
従来の自動車製造では、レーザー溶接モニター LWM による品質監視が、鋼鉄、アルミニウム、または複合材料からなる車体、構造部品、安全関連部品の効率的な製造を支援しています。レーザー溶接のリアルタイムプロセス監視により、すべての溶接部が、寸法精度、強度、再現性に関する高い要件を確実に満たすようになります。
継続的なインライン監視により、プロセス偏差を早期に検出できるため、不良品率が大幅に低減され、安定した連続プロセスが可能になります。レーザー溶接モニター LWM は、堅牢で経済性が高く、品質が保証された自動車生産に大きく貢献しています。
LWM AI は、ここでもプロセス偏差を確実に検出・分類し、溶接ビードの強度や導電性などの特性をリアルタイムで予測します。これにより、安全関連部品の品質保証が向上し、不良品や手直し作業が削減されます。
コンシューマー・エレクトロニクス
スマートフォン、タブレット、ノートパソコンなどの民生用電子機器の製造において、レーザー溶接モニター LWM は、非常にダイナミックで繊細なレーザー溶接プロセスの正確なインライン品質監視を可能にします。特に小型部品、薄い材料、短いサイクルタイムの場合、このシステムの高い感度により、最大限のプロセス信頼性が確保されます。
溶接部のリアルタイム監視により、一貫して高い製品品質が保証され、生産プロセス全体に完全な透明性がもたらされます。欠陥のある溶接部は、後続のプロセス段階に進む前に確実に検出されます。これは、エレクトロニクス業界において、高い歩留まり、短いサイクルタイム、安定した量産を実現するための重要な要素です。
LWM AI を使用すると、民生用電子機器部品のレーザー溶接プロセスがすべてインテリジェントに評価されます。偏差が自動的に検出され、欠陥の種類が分類され、関連する溶接パラメータが予測されます。これにより、客観的で定量化可能な品質保証が実現します。
技術データ
- 固体レーザ向けアプリケーション：赤外線/青色/緑色レーザ、CWまたはパルスモード
- 設置：固定光学系、スキャナー光学系、または直接レーザ発振器に設置可能
- キーホール溶接、熱伝導溶接、高速溶接に対応
- 多様なインターフェース：TCP/IP、フィールドバス、デジタルI／O
- 適用事例：e-mobility、バッテリー、ボディインホワイト、ギア、エアバッグ、家庭用電化製品、微細溶接
- MESシステムとの通信用OPC-UAプロトコル (TRUMPF QDSなどと互換性あり)
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