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3Dガルバノスキャナー
AXIALSCAN FIBER RD-50
大面積フィールドにおける最小スポット径
AXIALSCAN FIBER RD-50は、高度に集積されたプリフォーカス方式のビーム偏向ユニットです。
レーザー溶接および切断用途において、最小スポット径を実現することを目的として開発されました。大口径アパーチャを備えており、大きなプロセスフィールドにおいても必要なスポット径を確保できます。これにより、大型ワークに対しても、ワークや偏向ユニットを大きく移動させることなく、1台の偏向ユニットのみでレーザープロセスを実現できます。
AXIALSCAN FIBER RD-50の開発にあたっては、将来のアプリケーション分野を見据えた設計が重視されました。
防塵ハウジング、ファイバーアダプタおよびコリメーターの一体化、さらに同軸インラインプロセス制御のための幅広いオプションにより、産業用生産環境での高い信頼性を確保しています。
これらの特長により、AXIALSCAN FIBER RD-50 は、バッテリーフォイルにおける電気接続部（TAB）の切り出し加工に最適です。
また、厚さ 100 µm未満の極薄ステンレス鋼板と複雑なキャピラリー構造を有する燃料電池用バイポーラプレートの溶接にも適しています。この用途において AS F-RD-50 は高い位置決め精度で動作し、損傷を与えることなく安定した貫通深さを維持した微細な溶接を実現します。
特長
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ファイバーアダプター／コリメーター内蔵
主要なファイバーレーザーに対応したファイバーアダプターおよびコリメーターを一体化しています。 -
デジタル制御対応
RL3-100 または SL2-100 プロトコルによるデジタル制御が可能です。 -
軽量・高出力対応ミラー
高出力レーザーに対応する軽量ミラーを採用しています。 -
クイックチェンジ式第2保護ガラス
クイックチェンジマウントフレーム付きの第2保護ガラスを装備できます。 -
大口径アパーチャ
高ビーム品質レーザーやビームシェーピングにも対応する大口径設計です。
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高ダイナミック Zフォーカシング
RAYVOLUTION DRIVE 技術により、高応答な Z軸フォーカシングを実現します。 -
防塵ハウジング
IP64 対応の防塵構造とクリーンルーム生産により高い信頼性を確保しています。 -
オプション ： フォーカストラッキングカメラポート
RAYSPECTOR に対応したフォーカストラッキングカメラポートを用意しています。 -
色収差のないプロセス光出力内蔵
色収差のないプロセス光出力を内蔵しています。 -
柔軟なプロセスフィールドサイズ
用途に応じてプロセスフィールドサイズを柔軟に設定できます。
仕様
一般仕様
| 電源 |
電圧：+48 V 電流：4 A、RMS、最大8 A リップル／ノイズ：最大200 mVpp、@20 MHz帯域幅 |
|---|---|
| 周囲温度 | +15 to +35 °C |
| 保存温度 | -10 to +60 °C |
| 湿度 | ≤ 80 % 結露なし |
| IPコード ※1 | 64 |
| インターフェース信号：デジタル |
RL3-100 プロトコル 20ビット SL2-100 プロトコル 20ビット |
| 典型的な偏向（光学的） | ± 0.393 rad |
|---|---|
| 分解能 RL3-100／SL2-100 20ビット | 0.76 µrad |
| 繰り返し精度（RMS） | < 2.0 µrad |
| 位置ノイズ（RMS） | < 3.2 µrad |
| 温度ドリフト |
最大 Gaindrift：15 ppm/K 最大 Offsetdrift：10 µrad/K ※2 |
| 水冷なしの長期ドリフト 8 時間 ※2 | < 60 µrad |
| 水冷ありの長期ドリフト 8 時間 ※2, 3 | < 40 µrad |
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※1When actively using cooling air.
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※2光学的な角度。軸あたりのドリフト、30分のウォームアップ後、一定の周囲温度および処理応力で。
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※360分の暖機後、工程負荷を変化させ、水温制御を2l/分以上に設定し、水温を22°Cにした。
主要仕様 – AXIALSCAN FIBER RD-50
| Laser fiber socket |
QBH |
|---|---|
| Position of fiber socket |
in front |
| 重量 |
約 25 kg |
| Dimensions excluding fiber socket and electrical plug connections (L x W x H) |
379.0 x 200.0 x 494.0 mm |
| Typ. beam divergence | Max. beam divergence | |
| Typical collimator focal lengths available ※1 | 1/e2 full angle [mrad] | 1/e2 full angle [mrad] |
| f = 63 mm | 136 | 150 |
| f = 85 mm | 100 | 110 |
| f = 104 mm | 82 | 96 |
| f = 165 mm | 52 | 58 |
| f = 50 mm Multi-Core Laser Fiber core ※2 | 115 | 125 |
|
170 | 200 |
| Free beam version (without collimator), Position of beam entrance: top with 14.4 mm full beam | – | – |
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※1Optical sets optimized for maximum beam divergence. Other available collimator focal lengths on request.
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※2Measured with 2nd moment methode.
ガルバノユニット別 動的仕様 － AXIALSCAN FIBER RD-50 SC
| チューニング | VC ※3 | M ※4 |
|---|---|---|
| 処理速度 [rad/s] ※1 | 30 | 10 |
| 位置決め速度 [rad/s] ※1 | 30 | 10 |
| トラッキングエラー [ms] | 0.58 | 0.38 |
| 加速時間 [ms] | 約 1.28 | 約 0.84 |
| フルスケールの1%でのステップ応答時間 [ms] ※2 | 1.5 | 1.4 |
| トラッキングエラーフォーカスユニット [ms] | 0.9 | 0.9 |
| 移動レンズの速度 [mm/s] | 900 | 900 |
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※1❝速度の計算❞を参照してください。
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※2フルスケールの1/5,000に設定
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※3VC = ベクトルチューニング：処理速度を重視した幅広いアプリケーションへの最適チューニング
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※4M = マイクロストラクチャリングチューニング：ハッチング時における高精度なビーム偏向と、最速のビーム方向切替を実現する最適化
速度の計算
偏向角 ±0.393 rad（45°）において、角速度 1 rad/sは、作動フィールドサイズ 100 mmの場合にフィールド内速度 0.12 m/sに相当します。
例 ：
AXIALSCAN FIBER RD-50、加工フィールドサイズ 400 × 400 mm（フィールド係数＝4）の場合、
位置決め速度 30 rad/sでは、次のフィールド内速度が得られます。
30 × 0.12 m/s × 4 ＝ 14.4 m/s
注意 ： 使用する制御カード、レーザージョブ、フィールドサイズ、および光学構成によっては、Z軸の影響により実際の速度が低下する場合があります。
空冷のオプション
AXIALSCAN FIBER RD-50 偏向ユニットは、偏向ミラーの空冷に対応しています。
注意 ：
レーザー出力 4 kW以上では、ミラーシステムを損傷から保護するため、空冷が必須となります。
これにより、一定した動作条件と優れた長期安定性が確保され、高出力アプリケーションにおいても信頼性の高い運用が可能です。
保護ウィンドウのオプション
AXIALSCAN FIBER RD-50 には、外部保護ウィンドウをオプションで追加できます。
この保護ウィンドウはフラップ下に配置され、迅速に交換可能な構造です。
粉塵の多い過酷な環境においても、保護ウィンドウを短時間かつ容易に交換でき、清掃作業はすべて外部で完結します。
そのため、交換後すぐにシステムを再稼働させることが可能です。
空冷仕様
| Compressed air ※1 | Clean air free of water and oil |
|---|
| Flow rate | 0 l/min – 4 kW, 30 l/min – 6 kW |
|---|
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※1ISO 8573-1:2010 [1:4:0(0,005)]
冷却水仕様
| 冷却水 ※1 | 添加剤を含む清浄な水道水 |
|---|---|
| 水硬度 | 10 ppm 未満 |
| ph 値 | 7～8.6 |
| 細菌数 | 1,000 cfu/ml 未満 |
| 推奨冷却水温度 | 22～28 °C |
| 温度安定性 | ± 1 K |
|---|---|
| 偏向ユニット入口での最大水圧 | 3 bar 未満 |
| 最小水量／圧力損失 | 2 l/min／0.4 bar |
| チューブ外径 | 8 mm |
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※1注意 ： 脱イオン水を含む冷却水を使用する場合は、藻の繁殖防止およびアルミニウム部品の腐食防止のため、適切な添加剤を使用してください。
添加剤の推奨例（添加量については各添加剤メーカーにご相談ください）：
- 一般産業用途：NALCO 社製品（例：CCL105［Premix］、TRAC105A_B［Additive］）
- 食品・飲料、包装用途：Dow Chemical 社製ポリプロピレングリコール（例：DOWCAL N）
注記 ：
AXIALSCAN FIBER RD-50 では、高出力かつ高ビーム拡がり条件下でコリメーターが大きく加熱する可能性があるため、水冷を強く推奨します。
水冷によりシステム全体の温度を均一に制御でき、優れた長期安定性と高出力アプリケーションにおける信頼性の高い運用を実現します。
フィールドサイズ設定例 – AXIALSCAN RD-50
| フィールドサイズ [mm x mm] | 300 x 300 | 400 x 400 | 500 x 500 | 600 x 600 |
|---|---|---|---|---|
| 作動距離 [mm] ※1 | 291 | 415 | 539 | 663 |
| Spot diameter 1/e2 [µm] | 23 | 30 | 36 | 43 |
| Free Focus range [mm] | 2 | 24 | 60 | 110 |
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※1From the bottom edge of deflection unit to the processing field.
光学系仕様
| Wavelength and coatings | Mirror substrate | Maximum permessible laser power [W] ※1 |
|---|---|---|
| 1,060 nm – 1,090 nm + AL | SC | 6,000 |
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※1From the bottom edge of deflection unit to the processing field.
プロセスモニタリング – AXIALSCAN FIBER RD-50
| プロセス光 広帯域出力波長 [nm] |
400～900 + 1,300～2,100 |
|---|
すべての AXIALSCAN FIBER RD-50 には、プロセス光放射用の防塵仕様光学出力部が標準装備されています。
レーザー波長よりも短い非常に短波長の光と、長波長の熱放射の双方を外部へ取り出すことが可能です。
これにより、位置検出用カメラ、溶接品質モニタリング用カメラ、パイロメーターなど、さまざまなセンサーを接続できます。
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※製品仕様は改良などにより、予告なしに変更となる場合あります。
メーカーHPにアップロードされている最新の仕様も併せて必ずご確認ください。
アプリケーション
レーザー溶接
AXIALSCAN FIBER RD-50は、大面積プロセスフィールドにおいても最小スポット径を実現し、高精度なレーザー溶接に適しています。燃料電池用バイポーラプレートなど、100 µm未満の極薄金属材料に対しても、安定した貫通深さと微細な溶接品質を提供します。
レーザー切断
大口径アパーチャと高い結像性能により、広いフィールド全域で均一かつシャープな切断が可能です。バッテリーフォイルにおける電気接続部（TAB）の切り出し加工など、微細形状と高い位置決め精度が求められる用途に最適です。
レーザークリーニング
最小スポット径と高精度なビーム制御により、選択的かつ局所的なレーザークリーニングに対応します。防塵ハウジング（IP64）とプロセスモニタリング用インターフェースにより、産業環境での安定した運用が可能です。
技術資料
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