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溶接場モニタリングシステム Weld-Eye(ウェルドアイ)

3次元リアルタイムモーション計測システム「VENUS3D R」weld eye

レーザーヘッドに高速度カメラ・可視化用レーザー照明を取り付け、溶接場をリアルタイムで解析するシステムです。プロセス中の画像を処理しながら、各種解析項目をリアルタイムに出力し、加工機へフィードバックすることが可能です。
可視化用レーザー照明を用いることにより、プラズマ発光やヒュームの影響を受けずに、溶融部分の観察、解析を行うことが可能となります。

株式会社ノビテック(日本)

主な特徴

Weld-Eyeには、主に2つの特徴があります。

レーザー溶接加工中のプロセスを画像によりモニタリング

3次元リアルタイムモーション計測システム「VENUS3D R」

レーザー加工ヘッドに、同軸で専用のCMOSカメラを搭載することで、溶接加工中の現象をリアルタイムにモニタリングする事ができます。 レーザー照明装置を同軸又は非同軸で照射することによって、プラズマ発光を軽減し、可視化が困難であった溶接状況を鮮明に捉える事ができます。 固定光学系はもちろんガルバノスキャナヘッドにも対応します。

取得画像をリアルタイムで画像処理

取得画像をリアルタイムで画像処理

専用カメラにより取得した画像をリアルタイムで処理し、不具合の発生を瞬時に知らせる事ができます。キーホール面積、溶融池面積、ビード幅、ビード形状を測定し、溶融状態に異常が発生した場合には、加工装置側にフィードバックを行い一早く不具合を知らせる事ができます。
突合せギャップの位置も検出ができますので、位置ずれ計測などにも対応します。

不具合の発生をいち早くフィードバック

画像処理によって検出された不具合情報は、リアルタイムで加工装置側にフィードバックする事ができます。
データのアナログ出力や、シーケンサへのデジタル出力にも対応が可能です。レーザー溶接の不具合は外観検査に取り除く事は難しい為、加工中にいち早く不具合を検出したい工程に有効です。

なぜプラズマ発行やヒュームが消えるのか?

バンドパスフィルタの波長に合わせた可視化用レーザー照明を照射することにより、プラズマ発光やヒュームを打ち消します。

バンドパスフィルタで撮影

【バンドパスフィルタのみで撮影した場合】

バンドパスフィルタを用いて撮影した場合、アーク光を抑えることはできますが、その他の部分も暗くなってしまいます。

バンドパスフィルタとCAVILUXで撮影

【バンドパスフィルタとCAVILUXで撮影した場合】

バンドパスされた波長にCAVILUXでレーザー光を照射することで、溶融部を明るく、詳細に観察することができます。

照明は同軸・非同軸照射に対応

Weld-Eyeのハードウェアは、レーザー照明を同軸、または非同軸で設置します。
非同軸の場合は640nm 280Wレーザー照明、同軸の場合は810nm 400Wレーザー照明を使用します。

同軸モデル

▲同軸撮影の場合の設置例

カメラ及びレーザー照明をレーザーヘッドに同軸取り付け。コントロール・解析ソフトウェア付属 。※レーザー溶接向け。レーザーヘッドの改修が必要です。

非同軸モデル

▲非同軸撮影の場合の設置例

カメラ(同軸/非同軸取り付け選択可)、レーザー照明(溶接加工ヘッドに非同軸取り付け)コントロール・解析ソフトウェア付属 ※レーザー溶接/アーク溶接向け。既存ヘッドに取り付け可能。

計測事例

キーホール面積やビード幅をリアルタイム出力

溶接場リアルタイム解析システムWeld-Eyeシステム化にて、レーザー溶接中の可視化・リアルタイム解析を行いました。キーホール径やキーホール中心位置、ビード幅を360Hzカメラを利用してリアルタイムに計測を行っています。計測データと画像を残すことで、トレーサビリティ向上や見える化を実現します。

1000Hzカメラを使用して高速撮影・解析を実現

1,000Hzの高速リアルタイム出力が可能な新型カメラを利用してレーザー溶接中の可視化・リアルタイム解析を行いました。キーホール径やキーホール中心位置、ビード幅・ギャップ幅をリアルタイムに計測を行っています。時間分解能の高いカメラを利用し計測する事で、より精度の高い計測を可能にします。

主な仕様

  360Hzモデル 1,000Hzモデル
画素数 640×480ピクセル 640×480ピクセル
最大撮影速度 360fps 1,000fps

レーザー照明仕様

カメラ
画素数 648×488ピクセル
撮影速度 260コマ/秒
レーザー照明(同軸モデル)
出力 50W
波長 810nm
レーザー照明(非同軸モデル)
出力 400W
波長 640nm

解析項目仕様

解析項目
ビード幅 幅、幅ズレ、中心座標ズレ
キーホール位置 直径、周囲長、直径ズレ、中心座標ズレ
溶断・突合せギャップ 幅、幅ズレ、中心座標ズレ
精度 20マイクロm程度(視野10mm時)
出力 CSV、電圧信号等(オプション)

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