ARM 파이버 레이저는 글로벌 자동차 대량 생산을 지원합니다
월등히 정확하고 일관된 유닛 간 출력 특성을 갖춘 ARM 파이버 레이저는 자동차 생산 효율성을 개선하고 비용을 절감합니다.
2024년 7월 8일, 작성: Coherent
Coherent에서 항상 듣는 말이 있습니다. 자동차 및 기타 대량 OEM 업체에게 레이저 용접 시스템의 라인 간 불일치는 큰 골칫거리라고 합니다.
해결책은 간단합니다. 제조업체는 비용을 최소화하고 가장 중요한 안전 및 리콜 위험을 최소화하기 위해 균일한 글로벌 생산 공정을 위해 노력해야 합니다. 생산 환경이 이상적이라면, 제조업체는 새 조립 라인을 설정하고 레이저를 통합하여 항상 동일한 결과를 얻어낼 수 있습니다. 다시 말해, 위치와 제조 날짜에 관계없이 제조하는 모든 부품이나 차량은 모양과 기능이 동일해야 합니다.
다른 용접 레이저가 동일한 설정을 사용하여 정확히 동일한 방식으로 작동하지 않을 경우, 제조업체는 각 레이저와 공정 레시피를 “미세 조정”하여 생산 라인 간에 일관된 결과를 얻기 위해 시간과 비용을 투자해야 합니다. 게다가, 제조업체는 전문가를 배치하여 각 라인을 “미세 조정”할 필요 없이 전 세계 모든 시설에 그동안 개발된 공정 개선 사항을 쉽게 전파하고자 합니다.
Coherent ARM 레이저의 뛰어난 출력 일관성은 자동차 제조업체를 위한 구현을 크게 단순화합니다.
Coherent ARM 파이버 레이저, 일관성 및 반복성 보장
제조업체가 이 문제로 Coherent에 찾아오는 이유는 무엇일까요? Coherent만의 특허 Coherent ARM 파이버 레이저 설계가 필요한 일관성을 보장하기 때문입니다. Coherent ARM 파이버 레이저를 사용하면 레이저 간 또는 플랜트 간에 공정 레시피를 미세 조정하거나 보상할 필요가 없습니다.
Coherent는 다른 파이버 레이저 제조업체가 할 수 없는 것을 어떻게 달성할까요? Coherent ARM 파이버 레이저는 처음부터 큰 노력 없이 낮은 단위 비용, 높은 수율의 제조를 달성하는 데 필요한 운영 정확성과 일관성을 제공하도록 설계되었습니다. 이 레이저는 공정 레시피가 개발되면 레이저가 실사용에서 충실하게 재현되도록 보장합니다. 개별 유닛은 매일, 라인마다 동일한 방식으로 일관된 성능을 제공합니다.
실제로 이 기술은 얼마나 우수할까요? 다음 그래프에서는 90가지 Coherent ARM 파이버 레이저 출력 전력에 대한 실제 테스트 데이터를 볼 수 있습니다. 개별 전력은 2.575kW로 설정되었습니다. 외부 전력계로 측정한 전력 판독값의 표준 편차는 5.4W로 0.2%에 불과했습니다. 즉, 이 모든 레이저는 주어진 용접 작업에 대해 사실상 동일한 결과를 만듭니다. 다시 말해서, 이렇기 때문에 공정 레시피가 시간이 지남에 따라 여러 레이저에서 충실하게 재현됩니다.
90가지의 Coherent FL-ARM 레이저의 테스트 결과는 놀라운 정도로 유닛 간 출력 전력 일관성을 보여줍니다.
이러한 높은 수준의 일관성을 달성하기 위해 Coherent는 ARM 아키텍처 내에 여러 기능을 구현했습니다. 그 중 중요한 기능은 특허 받은(미국, 유럽, 한국, 일본, 중국) 링 및 센터 빔 전력의 독립적인 제어이며, 이는 각각에 대해 매우 정교한 별도의 폐쇄 루프 전력 제어로 지원됩니다. 레이저는 수많은 센서를 사용하여 각 도파관의 실제 출력 전력을 측정하고 제어하며, 지속적으로 조정하여 매우 일관된 용접 성능을 유지합니다.
고속 응용 분야에서 전력을 제어하려면 매우 견고하고 빠른 제어 시스템이 필요합니다. 예를 들어, 구리 용접 시 시트가 매우 얇은 경우에도 업계 최고 수준인 2%의 침투 깊이 일관성을 유지하려면 표준 마이크로프로세서 제어 속도로는 충분하지 않습니다.
ARM 레이저 제어 전자 장치의 응답 속도를 높이는 한 가지 방법은 5G 통신을 지원하는 동일한 고속 FPGA(Field Programmable Gate Array) 기술을 통합하는 것입니다. 이를 통해 레이저가 생성하고 공정에서 마주치는 하나의 빛의 파장 뿐만 아니라 여러 빛의 파장에 대한 정밀한 모니터링이 쉬워집니다.
또한 이와 같이 높은 전력, 속도 및 제어를 위해 시장에서 가장 정교한 레이저 보호 시스템을 채택해야 합니다. 수동적 역반사 보호는 오늘날 파이버 레이저에 대해 대체로 “오래된 뉴스”로 간주됩니다. 그러나 나머지 레이저 산업에서 사용하는 기존 접근 방식, 즉 역반사가 감지될 때 단순히 레이저 출력 전력을 줄이는 방식은 높은 정밀도, 수율 및 재현성을 요구하는 응용 분야에서는 충분하지 않습니다. 특히 구리 및 기타 밝은 재료를 용접할 때 더 그렇습니다.
대신 Coherent ARM 레이저 공동은 통합된 5단계 보호 체계를 갖춘 자체 IP 보호 단일 공진기 기술을 이용합니다. 이 접근 방식은 일부 저비용 시스템이 의존하는 MOPA 설계보다 보다 나은 안정성과 낮은 작동 민감도를 실현합니다. ARM 레이저의 높은 수준의 안정성과 보호는 진정으로 고객에게 최적의 생산 성능을 약속합니다.
Coherent ARM 파이버 레이저의 탁월한 출력 일관성과 역반사 내성 덕분에 자동차 제조업체와 기타 대량 OEM은 아무리 까다로운 용접 업무도 직접 해결할 수 있습니다.
Coherent ARM 파이버 레이저가 생산 라인에 전력을 공급하는 방법에 대해 자세히 알아보세요.
