Laser Welding Monitor LWM：リアルタイムのプロセスモニタリング
溶接不良を早期に検出し、すべての溶接を記録
Laser Welding Monitor LWMは、産業用レーザー溶接プロセスをインラインかつリアルタイムで監視します。品質に関連するプロセス信号を取得し、各溶接の特徴的なプロセスフィンガープリントを、あらかじめ定義された基準データと比較します。偏差を即座に検出するとともに、各溶接のプロセスデータを完全に記録します。
センサーの広いダイナミックレンジにより、繊細な電子部品や医療技術部品のマイクロ溶接から、自動車産業、バッテリーおよびエネルギー貯蔵システムの製造、航空宇宙産業、機械工学分野における高出力アプリケーションまで、幅広く使用できます。短いサイクルタイム、気密性が求められる接合部、安全性が重視される部品など、さまざまな用途において、LWMは溶接品質を確実に評価し、安定した量産プロセスを実現するために必要な透明性を提供します。
Laser Welding Monitorは、産業環境における24時間365日の連続稼働を想定して設計されており、溶接光学系、スキャナー光学系、レーザー光源、既存の生産ラインに柔軟に組み込むことができます。そのため、コンシューマーエレクトロニクスや家電産業の高度に自動化されたアプリケーションにも適しています。
バッテリーセルのレーザー溶接におけるプロセスモニタリング
この動画では、Laser Welding Monitorがバッテリーセルの製造時に品質関連のプロセス信号を取得し、各溶接を漏れなく評価する様子を紹介しています。
レーザー溶接モニター LWM のメリット
プロセスの偏差を早期に検出
LWMは、各溶接のプロセスフィンガープリントを、あらかじめ定義された基準データとリアルタイムで比較します。重大な偏差は即座に可視化されます。これにより、不良溶接を早期に特定し、その後の生産工程から選択的に排除できます。
インラインモニタリングは、スクラップ、手直し、予定外のダウンタイムの削減に貢献し、量産時の生産性向上をサポートします。
すべての溶接を完全に記録
品質に関連するすべてのプロセスデータは、部品ごとに保存・記録されます。これにより、Laser Welding Monitorは監視対象となる溶接プロセスの一貫したトレーサビリティを実現します。
部品の一意識別や上位の生産システムとの接続を組み合わせることで、品質保証、プロセス分析、生産最適化のための信頼性の高いデータ基盤が構築されます。
材料ロットが変わっても安定した評価
新しい材料ロットや部品特性の変化によって、プロセス信号に系統的なシフトが生じる場合があります。LWMのインテリジェントなソフトウェアパッケージは、このような信号の変化を検出し、プロセス全体を最初から再学習することなく、パラメータ設定を自動的に調整できます。
これにより、生産条件が変化した場合でも、安定性とトレーサビリティを維持した評価が可能になります。
LWM AI：AIを活用したプロセスモニタリングの拡張
従来のLaser Welding Monitor LWMは、プロセスフィンガープリントに基づいて偏差を検出し、各溶接の品質を記録します。さらに、具体的な欠陥タイプや溶接部の物理的特性に関する情報が必要な場合は、LWMにLWM AIを追加できます。
AIを活用した拡張機能は、アプリケーション固有のプロセス欠陥を分類し、プロセスと学習データに応じて、強度や電気伝導率などの物理的特性を予測します。
LWM 8.50：高感度プロセスモニタリング
要求の厳しい溶接アプリケーションに対応する、より多くのプロセス信号
Laser Welding Monitor LWM 8.50は、Precitecのセンサーファミリーに追加の光学測定チャンネルを搭載しています。これにより、プロセス信号のわずかな変化も高感度で検出できます。特に、銅、アルミニウム、ステンレス鋼など、溶接が難しい材料を加工する際に有効です。
追加の温度チャンネルによって、近赤外領域までの熱プロセスを監視できます。最大50 kHzのサンプリングレートを備えているため、パルス時間が短く、レーザー出力が低い、高速かつダイナミックなマイクロ溶接プロセスにも適しています。
複雑なX/Y調整を必要としないため、設置作業を軽減し、新規および既存の生産設備への導入を容易にします。
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。
Laser Welding Monitorはどのような用途に適していますか？
バッテリー製造、E-モビリティ、エネルギー貯蔵システム
バッテリーセル、モジュール、パックの製造において、LWMはFoil-to-Tab、Cap-to-Can、接続端子の溶接など、要求の厳しい溶接プロセスを監視します。エネルギー投入量、部品位置、表面状態の変化をプロセス中に可視化できます。
部品ごとのデータ記録により、安全性が重視される接合部のトレーサビリティが確保され、異常が疑われる溶接部を後続の生産工程から早期に排除できます。これにより、スクラップ、手直し、不要な品質検査を削減できます。
自動車産業および産業用量産
自動車産業において、Laser Welding Monitorは、ボディ、構造、パワートレイン、安全関連部品の溶接時における品質監視をサポートします。このシステムは、鋼、アルミニウム、銅、およびアプリケーション固有の材料の組み合わせに対応しています。
機械・設備工学、航空宇宙産業、家電製品の量産においても、継続的なプロセスモニタリングによって透明性を高めることができます。異常が疑われる部品が後続の生産工程へ進む前に、プロセスの偏差を早期に検出します。
コンシューマーエレクトロニクスおよび医療技術
小型部品、薄い材料、短いサイクルタイムでは、プロセスモニタリングに対して特に高い要件が求められます。LWMは、電子部品、スマートフォン、センサー、医療技術部品などで使用される、高速かつダイナミックなマイクロ溶接プロセスにも対応します。
インライン評価により、異常なプロセス挙動を即座に可視化し、取得したデータを溶接ごとに記録します。これにより、LWMは、短いサイクルタイムや厳しい品質要件のもとでも、高い歩留まりと安定した量産プロセスの実現をサポートします。
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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