レーザー溶接におけるプロセス監視技術
溶接部を特定し、工程を監視し、品質を確保する
レーザー溶接において、プロセスの安定性は部品の品質、不良率、および経済性を左右します。自動化された生産ラインでは、そのための余裕は往々にしてほとんどありません。大量生産、短いサイクルタイム、要求の厳しい材料、そして厳しい品質基準が、実際の部品の公差と重なり合うからです。
焦点位置、溶接ビード位置、ギャップ、溶接形状、あるいは溶込み深さにおけるわずかな偏差でさえ、接合部の品質に影響を及ぼす可能性があります。プロセス監視により、溶接中、直後、あるいは実際のプロセス開始前に、こうした偏差を早期に可視化できます。
これにより、品質が生まれる現場、すなわち進行中の製造プロセスにおいて透明性が確保されます。アプリケーションは、溶接プロセスをより安定して実行し、不具合を迅速に検知し、品質を記録し、手直しや不良品を削減することが可能になります。
レーザー溶接において、工程監視がなぜ重要なのでしょうか？
量産においては、完成した部品になってから溶接ビードを検査するだけでは不十分です。欠陥の発見が遅れると、多くの場合、不良品、手直し、あるいは予定外の工程中断がすでに発生してしまっていることになります。
プロセス監視により、品質評価を製造工程のより早い段階で行うことが可能になります。関連する信号をインラインで取得し、溶接位置を認識し、溶込み深さを測定し、あるいは溶接後の溶接ビードを光学的に検査します。これにより、逸脱をより迅速に評価し、製造プロセスをより的確に最適化することができます。
特に、e-モビリティ、車体製造、軽量化、エレクトロニクス、医療技術など、安全性が重要なアプリケーションにおいては、この透明性が決定的な利点となります。
溶接前、溶接中、および溶接後の工程監視
アプリケーションによっては、品質保証は完成した溶接ビードから始まるわけではありません。重要なのは、レーザー溶接の前、最中、または後に、プロセスの適切な段階で関連する逸脱を可視化することです。
プロセス前：溶接ビードの追従
溶接を行う前に、実際の接合箇所がどこにあるかを明確に把握しておく必要があります。光学式ビード追従システムは、実際のビード位置を認識し、接合箇所に沿ってレーザーを正確に誘導します。これにより、部品の公差、クランプによる位置ずれ、および変化するビード形状をより適切に制御することが可能になります。
プロセス中：オンライン品質監視
レーザー溶接中は、プロセス信号が安定性と品質に関する重要な情報を提供します。オンライン品質監視により、進行中のプロセスにおける逸脱を可視化し、重大な変化を迅速に評価することが可能になります。
工程内：溶込み深さの測定
溶込み深さは、多くのレーザー溶接接合において極めて重要な品質要因です。プロセス中に直接測定することで、逸脱を早期に検知し、安全性に関わる接合部の評価精度を高めることができます。
工程内： ギャップ 埋め込みと適応型プロセス制御
実際の部品には公差が伴います。隙間、変化する接合状況、あるいは位置のずれは、溶接プロセスに影響を与える可能性があります。適応型プロセス制御は、アプリケーションに応じて追加ワイヤを使用する場合も使用しない場合も、これらの条件に合わせてプロセスを調整するのに役立ちます。
プロセス後： 溶接ビードの光学検査
溶接後、溶接ビードは光学的に検査されます。これにより、目視で確認できる欠陥、幾何学的欠陥、あるいは表面近くの欠陥を検出し、記録することができます。このようにして、溶接ビードの品質が自動的に評価され、品質保証のために追跡可能となります。
プロセスデータから、いかにして安定した溶接品質を実現するのか？
プロセス監視は、単なる追加のチェック以上のものです。これは、レーザー溶接プロセスをより深く理解し、安定して運用し、長期的に最適化するためのデータ基盤を構築するものです。
逸脱が早期に発見されればされるほど、アプリケーションは迅速に対応できます。これにより、不良品の発生を抑え、手直し作業を削減し、再現性の高い品質の維持を支援します。これは、特に要求の厳しい部品、大量生産、および自動化された生産ラインにおいて有効です。
詳細情報
溶接作業の内容に応じて、インライン監視や溶込み深さ測定から、ビード追従、スキャナーベースのレーザー溶接、さらには光学式ビード検査に至るまで、さまざまなPrecitecのソリューションが活用されています。
レーザー溶接モニター LWM KI– AIを活用した欠陥分類、品質予測、トレーサビリティを備えたインライン工程監視。
Precitec IDM– プロセス中に溶込み深さを直接測定します。
WeldMasterシステム– 溶接ビードの誘導、プロセス制御、および自動レーザー溶接をサポートします。
ScanWelder– 迅速かつ柔軟な遠隔レーザー溶接を実現します。
ScanMaster Plus– スキャナー加工と高精度なビーム誘導、AIを活用した評価を組み合わせたシステム。
SeamControl– 溶接ビードを光学的に検査し、AIを活用した溶接品質評価を行います。
レーザー溶接プロセスを確実に監視したいとお考えですか？
ぜひ弊社までお問い合わせください。レーザー溶接におけるプロセス監視、溶接ビード追従、溶込み深さ測定、および溶接ビード検査に適したソリューションについて、ご相談を承ります。