2023년 4월 12일

저희 회사는 "자동차 생산 전환/전동화 가속화를 위한 온라인 바카라 주소 솔루션 제안"이라는 주제로 "제22회 포토닉스 광학 및 온라인 바카라 주소 기술 전시회"에 용접 등 가공에 사용되는 갈바노 스캐너 "MIRAMOTION"을 전시했습니다
최근에는 차세대 온라인 바카라 주소가 속속 발표되고 있으며, 구리 용접에 이상적인 블루 온라인 바카라 주소(Blue)와 기본 온라인 바카라 주소(IR)의 하이브리드 온라인 바카라 주소, 링 모드 온라인 바카라 주소 등 업계 트렌드에 부합하는 고속, 고정밀 "MIRAMOTION"의 다양한 사례를 소개했습니다
이번 전시회에 소개된 차세대 온라인 바카라 주소와 호환되는 3D 갈바노 헤드
두유닛※1"YD-3000IRM-B"와 "YD-3000A"의 개발 컨셉과 개발 결과를 소개하고자 합니다
MIRAMOTION을 서보 모터 및 로봇과 결합하여 제어를 동기화함으로써 금속, 수지, 전자 부품 가공 및 용접 응용 분야의 고속, 고정밀 제조를 실현합니다 당사에서는 "올야스카와(all Yaskawa)" 접근 방식으로 기계 가공 및 용접 공정에서 고객의 문제에 대응하고 생산성을 향상시킵니다
※1 3D 갈바노 헤드유닛이란
3D 갈바노 헤드 유닛은 주로 스캐너 모터, 스캔 미러, 제어 드라이버, 집광 광학 시스템 등으로 구성됩니다 미러는 온라인 바카라 주소 빔을 모든 방향으로 제어합니다
고출력 광섬유 온라인 바카라 주소의 가격이 하락함에 따라 최근 몇 년 동안 산업 분야에서 온라인 바카라 주소의 사용이 급속히 확대되었습니다 특히, 자동차 제조 공정에서는 기존 차체 용접 외에 EV 모터(권선 용접), 차량용 배터리(전극박 탭 절단, 알루미늄 셀 씰 용접, 부스바 용접 등)에도 적용 사례가 늘어나고 있어 전 세계적으로 투자가 유치되고 있다
이러한 공정에는 파이버 온라인 바카라 주소가 주로 사용되지만 파장 1070nm(IR)의 파이버 온라인 바카라 주소는 알루미늄과 구리에 대한 흡수율이 낮아 깊고 안정적인 침투가 어렵습니다 또한 생산성을 높이기 위해 출력을 높이면 스패터(용융 금속 구체)가 흩어지는 경향이 있습니다 이러한 문제를 해결하기 위해 주요 온라인 바카라 주소 제조사에서는 기존 온라인 바카라 주소와는 다른 차세대 온라인 바카라 주소를 잇따라 출시하고 있습니다
우리는 업계 최초로 이러한 차세대 온라인 바카라 주소와 호환되는 3D 갈바노 스캐너 헤드 장치를 개발했습니다 하이브리드 온라인 바카라 주소를 지원하는 3D 갈바노 스캐너 헤드 유닛은 광학계를 구성하는 렌즈 유리 재료에 대해 굴절률이 다른 두 가지 유형의 온라인 바카라 주소 빔을 전체 스캔 영역에 정밀하게 중첩하여 최적의 광학 구성을 달성합니다
이번에 우리는 다음 두 가지 차세대 온라인 바카라 주소에 중점을 두었습니다
청색(465nm)과 IR(1070nm)은 별도의 도광 섬유에서 방출됩니다 광학 헤드는 광학 경로를 결합하고 처리 표면의 단일 지점을 비춥니다 파란색과 IR이 중첩된 가공 표면의 응축 지점은 상대적으로 넓게 퍼진 파란색으로 둘러싸인 고에너지 IR 빔과 동심원을 이루고 있습니다
알루미늄, 구리 등 반사율이 높은 재료에 흡수율이 높은 청색을 조사하고 가공된 표면의 온도를 높임으로써 IR 흡수율을 높이고 용탕의 거동을 안정화시켜 IR만으로는 어려웠던 안정되고 깊은 침투를 얻을 수 있게 되었습니다
파장이 1070nm인 다중 코어 광섬유 온라인 바카라 주소의 일종입니다 광 가이드 광섬유는 얇은 클래딩 층을 사이에 두고 코어 주위에 배치된 링 모양의 두 번째 코어를 가지고 있으며, 각 광섬유는 코어와 클래딩 사이의 경계면에서 반복적으로 반사되고, 각각은 코어 내에서 독립적으로 전파됩니다 이 시스템과 함께 사용되는 광학 헤드는 광섬유 끝의 동심원 휘도 분포를 복합 가공 표면에 투영하여 동심원 휘도 분포의 온라인 바카라 주소 빔을 가공 표면에 조사하는 것이 가능합니다 용접 현상을 안정화시키는 원리는 위에서 설명한 하이브리드 온라인 바카라 주소의 원리와 동일하며, 중심빔 주변의 링 에너지가 용탕의 거동을 안정화시키는 효과가 있다
파장이 IR이므로 알루미늄과 구리의 흡수율은 기존 파이버 온라인 바카라 주소와 동일하지만 가공 표면의 직경과 에너지를 최적화하여 구리 버스바 용접에서 좋은 결과가 보고되었습니다
이러한 차세대 온라인 바카라 주소는 오랫동안 주로 사용되어 온 단일 코어 파이버 온라인 바카라 주소에 비해 안정적인 침투력과 스패터 감소 등 다양한 장점을 가지고 있으며 향후 다양한 응용 분야가 있을 것으로 예상됩니다 두 시스템 모두 두 개의 온라인 바카라 주소 발진기가 장착되어 있으며 각 발진기는 독립적으로 전력을 제어할 수 있습니다
이번 전시회에 소개된 3D 갈바노 헤드 유닛 "YD-3000IRM-B" 및 "YD-3000A"는 이전 장에서 언급한 차세대 온라인 바카라 주소와 호환됩니다 각각의 개발 컨셉과 기술적 특징을 소개하겠습니다
기존의 고출력 온라인 바카라 주소용 3D 헤드유닛 YD-3000 시리즈를 기반으로 하며, 주요 개발 컨셉은 다음과 같습니다
・블루 1kW, IR5kW 하이브리드 온라인 바카라 주소 사용 가능
・기본 기계와의 부품 공유 극대화(비용 고려)
・가공 표면의 파란색과 IR의 동축 조정이 가능합니다
・베이스 머신용 영상 관찰 옵션 유닛을 사용할 수 있습니다
그림 1 YD-3000IRM17-B30 전체 모습
그림 2 광로 결합부의 개략적인 구성
그림 1은 YD-3000IRM17-B30의 전체 모습입니다 (숫자는 각 온라인 바카라 주소의 광학 배율을 나타냅니다) 외부적으로는 렌즈통 상부(점선 프레임 내부) 모양이 베이스 모델과 다르며, 블루(전면), IR(후면)용 라이트 가이드 파이버 삽입 포트가 있다
기타 구조 부품은 기본 모델과 동일하며 구조 부품의 약 90%가 공유됩니다
그림 2는 광로 결합부의 개략적인 구성을 보여줍니다 청색 및 IR 온라인 바카라 주소는 광섬유에서 방출된 후 평행광으로 변환되어 이색성 거울 1(DM1)로 유도되어 각각 투과 및 반사를 통해 동일한 광학 경로에 중첩됩니다 이때, 중첩광(중첩광)의 광축은 서로 엄격하게 평행해야 하며, 평행 조정을 위해 청색 렌즈 배럴의 베이스에 광로 조정 장치가 제공됩니다
가공된 표면에서 방출된 다양한 파장의 빛은 IR 광 경로(온라인 바카라 주소 반대 방향)를 통과하고 이색 거울 2(DM2)(관찰광)에 의해 온라인 바카라 주소 광 경로와 분리되며 카메라나 포토 센서를 사용하여 관찰할 수 있습니다
이러한 합성 및 분리에 사용되는 이색성 거울은 각각 원하는 파장을 투과하거나 반사하도록 특별히 설계된 광학 필름을 가지고 있습니다
또한, 중첩 전 IR 광로는 베이스 머신의 구성을 따르며, 베이스 머신의 표준 옵션인 영상 관찰 장치를 그대로 사용할 수 있습니다
위 1의 하이브리드 온라인 바카라 주소 호환기와 마찬가지로 기존 YD-3000 시리즈를 기반으로 하며, 주요 개발 컨셉은 다음과 같습니다
・중앙빔 + 링빔 총 10kW의 고출력 지원 가능
・기본 기계와 부품 공유 극대화(비용 고려)
・베이스 머신용 영상 관측 장치 옵션을 사용할 수 있습니다
그림 3 YD-3000AL-35 콜리메이터 단면 단면
링 모드 온라인 바카라 주소의 경우 두 개의 코어가 광섬유 출력단에 동축으로 배열되므로 하이브리드 온라인 바카라 주소 호환 기계와 같이 광 경로 합성 또는 조정 메커니즘을 제공할 필요가 없습니다 따라서 디자인이 더 쉽습니다
그림 3은 링 모드 온라인 바카라 주소 호환기 YD-3000AL-35의 콜리메이팅 부분(파이버에서 나온 후 발산하는 빛을 평행광으로 변환하는 부분)의 단면도입니다 링 코어에서 방출된 빛은 발산 영역에서 거의 정규 분포를 따르므로 그림에 표시된 대로 중앙 코어의 빛과 중첩되어 광학 헤드 내부를 이동합니다 링 코어의 발산각은 기존 단일 코어 멀티모드 온라인 바카라 주소의 일반적인 발산각보다 크므로 시준 렌즈의 f값이 기본 기계에 비해 약 20% 감소합니다 또한, 변경된 콜리메이팅 렌즈의 특성에 따라 최종단 대물렌즈의 사양을 최적화할 필요가 있으나, 다른 광학계는 그대로 사용 가능하며, 외형도 기본기와 거의 동일하다 그림 4는 YD-3000A의 전체 모습을 보여준다
그림 4 YD-3000A 전체 모습
이 기계도 베이스 머신의 기본 구성을 따르므로 베이스 머신의 표준 옵션인 영상 관찰 장치를 그대로 사용할 수 있습니다
그림 5 Galvano 컨트롤러 모델:3000CD
차세대 온라인 바카라 주소와 호환되는 3D 갈바노 헤드 유닛의 상용화에 맞춰 갈바노 제어를 구현하는 컨트롤러의 기능을 강화했습니다
하이브리드 온라인 바카라 주소와 링 모드 온라인 바카라 주소는 모두 독립적으로 제어하기 위해 두 개의 온라인 바카라 주소 시스템이 필요하므로 갈바노 컨트롤러 3000CD(그림 5)에 기능을 추가하여 두 개의 온라인 바카라 주소 출력을 작동 프로그램에서 인수로 설정할 수 있습니다
고반사성 물질에 높은 흡수율을 갖는 청색 온라인 바카라 주소와 고출력 및 우수한 집속 특성을 갖는 IR 온라인 바카라 주소를 중첩함으로써 IR만으로는 달성할 수 없는 깊은 침투를 달성할 수 있습니다 또한, IR 온라인 바카라 주소보다 더 넓은 영역을 조사하는 블루 온라인 바카라 주소는 용탕의 거동을 안정화시켜 스패터를 억제하는 효과가 있어 생산성 향상에 기여합니다
당사의 3D 방식은 커버리지 영역 주변을 스캔할 때에도 청색 온라인 바카라 주소와 IR 온라인 바카라 주소 사이에 어긋남(측면 색수차 없음)이 없도록 구성되어 있기 때문에 2D 방식을 사용하는 하이브리드 스캐너에 비해 장점이 있습니다
링 모드 온라인 바카라 주소 호환 기계의 경우 갈바노 컨트롤러에 추가된 2시스템 온라인 바카라 주소 출력 제어 기능을 통해 각 공정에 최적의 출력 비율을 설정할 수 있어 스패터가 적고 생산성이 높은 용접을 수행할 수 있습니다 센터빔과 링빔은 모두 IR빔으로, 구리 등 반사율이 높은 재료에 대한 흡수율은 높지 않지만, 구리 부스바 용접에 대한 출력비와 집광 직경을 최적화함으로써 좋은 결과를 얻었다는 보고가 있으며, 철(차량 차체 용접)이나 구리(모터 권선, 부스바) 등 대상 금속에 관계없이 많은 용도로 활용될 것으로 기대된다 본 제품은 2023년 출시 예정입니다
갈바노 컨트롤러 3000CD를 사용하면 온라인 바카라 주소 조사 명령에 두 개의 독립적인 전력 인수를 설정할 수 있으므로 하이브리드 온라인 바카라 주소 및 링 모드 온라인 바카라 주소와 같은 두 개의 발진기 시스템으로 차세대 온라인 바카라 주소의 전력을 자유롭게 제어할 수 있습니다 이를 통해 각 공정에 대한 조건을 설정할 수 있어 항상 최적의 용접이 보장됩니다
하이브리드 온라인 바카라 주소 호환 기계와 링 모드 온라인 바카라 주소 호환 기계 모두 미래에 예상되는 온라인 바카라 주소 출력 증가를 지원할 것입니다 현재는 동용접에 대한 문의를 주로 받고 있지만, 앞으로는 파손되기 쉬운 알루미늄 용접에 적용, 기존 싱글코어가 생산성 한계에 도달한 차체 등 박판 용접에 적용 등 시장 요구에 대응해 나갈 예정이다 당사는 이러한 제품을 통해 점점 경쟁이 심화되고 있는 EV 관련 부품의 생산성을 향상시켜 사회에 공헌하겠습니다