オンザフライレーザー溶接（OTF）とは何ですか？
オンザフライレーザー溶接（OTFオンザフライ）は、スキャン溶接とも呼ばれることもありますが、レーザースキャンシステムを使用して溶接を実行し、溶接プロセスヘッドまたはターゲットパーツが常に動いている間に溶接を実行する自動レーザー溶接プロセスです。最初に他の一般的な自動化されたレーザー溶接方法を調べて、オンザフライ溶接の基本原則を理解する必要があります。これらの方法は、「ストップスタート」レーザー溶接方法と見なすことができます。
一般に、「オンザフライ」という用語は、プロセス全体を停止または中断することなく、動的かつリアルタイムでタスクを実行することを指します。自動製造の世界では、「オンザフライ」レーザー溶接は、ワークピースまたは溶接ヘッドが動いている間に連続溶接を可能にすることにより、この概念を具体化します。産業は引き続きより速く、よりスマートな生産を推進しているため、この溶接方法は高度な製造環境で牽引力を獲得しています。この記事では、オンザフライレーザー溶接が何であるか、どのように機能するか、メーカーに提供される重要なメリットについて説明します。
高速
停止して、固定溶接ヘッドでレーザー溶接を開始します
レーザー溶接の最も単純で最も一般的な方法は、固定レーザー溶接ヘッドを使用しており、光学系のすぐ下の固定位置にビームを向けます。いくつかの例外があります。主に「ぐらつき溶接」用に設計された溶接ヘッドがあり、溶接パターンを作成するために小さな視野を使用します。
溶接をビームスポットサイズよりも大きくするか、一連の個々の溶接を作成するには、固定溶接ヘッドまたは溶接部のパーツを移動する必要があります。前者は達成が容易であるため、より一般的です。
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スキャンヘッドを使用したスタートレーザー溶接を停止します
スキャナーとガルボスキャンヘッドとも呼ばれるレーザースキャンヘッドは、ガルボを使用して、一連の慎重に配置されたミラーを回転させてレーザービームを偏向させます。この設計により、幅広い視野を越えてビームを指示または「スキャン」することができます。これにより、スキャンヘッドとワークピースが静止したままである間、スキャン光学系が長い溶接、複雑な溶接パターン、および多くの個別の溶接を形成することができます。
スキャン溶接は、バッテリー溶接などの高度で大量のアプリケーションによく使用されます。ただし、スキャンヘッドで溶接すると、システムが停止する頻度が減少しますが、必要性を完全に排除しません。さらに、スキャンヘッドの視野の端での溶接は、ビームの焦点に微妙な歪みを引き起こす可能性があり、狭いプロセスウィンドウを使用して高精度アプリケーションに問題を引き起こす可能性があります。
視野の端での課題は、スキャナーの視野のごく一部のみを使用することで減らすことができます。これにより、より均一な溶接が発生しますが、溶接領域をカバーするためにスキャナーのより頻繁な再配置が必要です。スキャナーの再配置は、全体的なスループットを大幅に削減する比較的遅いプロセスです。
非常に高速
スキャンヘッドを使用してその場で溶接
幸いなことに、レーザースキャンをさらに強化して、光学系が動いているときに複雑な溶接パターンを作成したり、部品が動いている間に動いています。このアプローチにより、システムが停止する頻度が大幅に減少します。
レーザースキャナーでその場で溶接する場合、通常、視野のごく一部のみが使用されます。言い換えれば、システムコンポーネントが動いている場合でも、光学系は主に溶接ターゲットの真上に残ります。これは、スキャナーの視野の端に向かってビームを向けることによって引き起こされるレーザースポット特性の歪みを実質的に排除します。
フライでの溶接はレーザービームのフォーカスとパスを動的に調整するため、このアプローチは、スキャナーの相対距離をパーツへの相対距離を変更せずに、部品の高さの変動と3次元パーツジオメトリも自動的に説明します。
ハエの溶接の仕組み
溶接は、スキャナーまたはパーツが動いている間に実行され、光学システムによって生成されるビームパターンは動きを補正する必要があります。これには、システムコンポーネントの緊密な統合が必要です。
バッテリー溶接などの高精度、大量のアプリケーションの場合、ガントリースキャナーの組み合わせが最良の選択です。この例では、スキャナーコントローラーはスキャナーの位置と速度を追跡し、ビーム軌道を補正して、適切な場所に正しい溶接形状を作成します。従来のスキャナー溶接技術はシンプルで、単に固定位置から目的の形状を「描画」しますが、飛ぶ溶接は、リアルタイムの計算に基づいて最終溶接とは異なるパスに沿ってビームを導く必要があります。
その場での溶接の利点
効率と出力の向上：
必要なスタートと停止の数を大幅に削減することにより、フライでの溶接により、コンポーネントまたは光学系の位置を変更するために使用される非生産的な時間間隔が効果的に排除されます。多数の個々の部品を溶接したり、同じ部分で複数の溶接をしたり、複数の長い連続溶接をしなければならない生産ラインの場合、その場での溶接を使用すると、生産性が数回増加することがよくあります。
精度と信頼性の向上：
リアルタイム溶接は、溶接パラメーターを継続的に計算および調整して、連続運動を説明します。その結果、最適なビーム特性を維持しながら、レーザービームを正確に配置できます。さらに、スキャンヘッドは限られた視野を使用しているため、溶接の結果はより一貫性があり、予測可能であるため、狭いプロセスウィンドウ内に簡単に留まることができます。
柔軟性：
バッテリーバスバー溶接など、1つの大部分で多くの個別の溶接を作成する必要があるアプリケーションでは、スキャンヘッドが動いているときにその場での溶接を使用できます。スキャンヘッドが静止しており、回転コンベアに沿って個々のバッテリーセルを溶接するなど、多くの小さなコンポーネントが下に移動している場合にもOTF溶接を使用できます。さらに、3軸ガントリー、デカルトシステムの動き、ロボットシステムの動きで、その場での溶接は使用できます。
他のレーザー溶接技術との互換性：
オンザフライ溶接は、ビーム特性を変えて溶接プロセスを監視できる他のレーザー溶接技術で使用できます。たとえば、オンザフライ溶接はデュアルビームレーザーと互換性があり、溶接品質を向上させ、スパッタを減らすことができます。 OTF溶接は、メーカーが溶接深度などの主要な溶接特性を追跡するのに役立つプロセス監視の形式であるリアルタイムの直接レーザー溶接測定と統合することもできます。
オンザフライ溶接の現在の機能
IPGは、スパイラルなどのより複雑な溶接パターンを溶接する場合でも、1分あたり1、{3}}溶接の溶接速度を達成したフライ溶接技術を開発しました。
IPGライブ溶接テクノロジーは、シングルモードのデュアルビームAMBレーザーとLDDライブ溶接測定とも一意に互換性があります。
どの産業とアプリケーションがオンザフライ溶接の恩恵を受けることができますか？
その場での溶接は比較的新しいテクノロジーですが、幅広い産業やアプリケーションに大きな生産性、品質、信頼性の利点を提供します。
EV＆バッテリー溶接：OTF溶接は、世界最大のEVメーカーの一部によって使用されており、EVおよびバッテリー産業の非常に高いスループットおよび精度の要件に自然に適合しています。特にデュアルビームとリアルタイム溶接測定と組み合わせると、バッテリーセルなどの用途、バッテリーセルカバー、缶溶接、バッテリーコールドプレート溶接、燃料電池双極プレート溶接などの用途向けの強力な溶接方法です。
自動車：EV産業に関連付けられている間、自動車産業全体は、その場での溶接に伴うスループットの増加の恩恵を受けています。 OTF溶接は、シートメタル成分のボディインホワイト溶接に適しています。 OTF溶接は、自動車エンジンや送信で使用される他のさまざまな自動車部品を溶接する可能性も非常に高いです。
航空宇宙：OTF溶接の利点の多くは、航空宇宙産業が必要とするさまざまな溶接にも当てはまります。 EV産業と同様に、航空宇宙産業は通常、高いスループットと精度を必要とします。
一般的な製造：柔軟な溶接方法として、オンザフライ溶接はマイクロ溶接と構造溶接の両方に使用でき、生産性の向上から利益を得る多くの一般的なアプリケーションに適しています。
