UW 레이저의 RWD 시스템, 실시간 미크론 단위 용접 깊이 감지 가능

새로운 에너지 차량, 3C 전자 제품 및 에너지 저장 장비의 급속한 성장 속에서 레이저 용접은 전례 없는 정밀성 문제에 직면해 있습니다. 전통적인 품질 검사는 고속열차의 블라인드 검사와 같습니다. 파괴 샘플링으로 인해 전체 사이클 생산이 누락되고, X선/초음파 오프라인 테스트가 비효율적이며, 용접 깊이 데이터가 부족하여 배치 결함률이 높습니다. UW Laser가 자체 개발한 "RWD 실시간 용접 깊이 감지 시스템"은 FD-OCT를 산업에 적용하여 용접 품질 검사를 전체 프로세스 데이터 기반 관리의 새로운 시대로 안내합니다.

01 업계의 코어용접 문제점을 해결하기 위한 꾸준한 R&D 노력

신에너지 차량 및 3C 전자 제품과 같은 분야에서 용접 정밀도에 대한 요구 사항이 계속 높아짐에 따라 기존 검사 방법에는 시스템적 결함이 노출되었습니다.

전체 프로세스 제어 부족

생산 라인은 첫 번째 부품 샘플링 검사와 파괴적인 금속 조직 검사(적용률 <5%)에 의존하므로 용접 깊이의 동적 변화를 상시 모니터링할 수 없습니다.

실시간 대응 실패

X-Ray 및 초음파 테스트와 같은 오프라인 검사는 조각당 30분이 소요되며, 이는 고속 용접(≥10m/min) 중 마이크로초 수준의 용융 풀 변동을 처리하는 데 전혀 효과적이지 않습니다.

침투 깊이 데이터 진공

기존 방법은 표면 형태만 관찰할 수 있으며 핵심 침투 깊이 데이터가 부족하여 배치 불량률이 15%가 넘고 결과적으로 품질 비용이 급격히 증가합니다.

UW Laser는 32명의 전문가로 구성된 R&D 팀(광학, 기계, 전기 공학 및 소프트웨어 포함)을 구성했습니다. 4년 동안 1천만 위안 이상의 투자를 통해 3가지 핵심 기술 혁신을 달성하고 "RWD 실시간 용접 침투 감지 시스템"을 독자적으로 개발하여 FD-OCT의 산업적 적용을 가능하게 했습니다. 심용입 용접(키홀 형성 용접)의 전체 공정 품질 모니터링을 위해 설계되어 전체적으로 용접 품질을 보호합니다.

100% 자체 개발한 광학 경로, 알고리즘 및 소프트웨어를 통해 구축된 완전한 기술 체인을 갖춘 "RWD 시스템"은 미크론 수준의 감지 성능을 제공합니다. 실험실 개념의 "실시간 100% 용접 침투 검사"를 대량 생산 도구로 전환합니다. 주요 리튬 배터리 고객의 반복 주문으로 수십 대의 시스템이 납품되어 전력 배터리 및 정밀 전자 부문의 프로세스 업그레이드를 위한 "표준 구성"이 되었습니다.

02 기술적 혁신: 산업 표준 재정의

RWD 시스템은 Michelson 간섭계를 통해 용접 깊이를 고정밀도로 측정하는 FD-OCT(Frequency-Domain Optical Coherence Tomography)를 사용합니다. 용접 중에 키홀(함몰 구조)이 형성되면 샘플 광의 광 경로 길이가 늘어납니다. 이러한 변화(예: 5000μm(용접되지 않음)에서 5500μm(용접됨)까지 분석하여 500μm 열쇠 구멍 깊이를 나타냄) 시스템은 마치 동적 측정을 위한 고정밀 "눈금자"로 광파를 사용하는 것과 같이 마이크론 수준의 정확도로 용접 깊이를 실시간으로 계산합니다. 이는 기존 방법으로는 실시간 금속 조직학적 침투를 얻을 수 없는 업계 사각지대를 해결합니다.

실시간 간섭 신호 처리를 위한 GPU 가속 병렬 컴퓨팅으로 구동되는 RWD 시스템은 최대 250,000포인트/초의 샘플링 속도를 통해 용융 풀 변동을 정확하게 추적합니다. 선택 가능한 감지 분해능(20μm/10μm/5μm)을 제공합니다. 두꺼운 재료(≥1mm)의 경우 침투 정확도는 <100μm(또는 전체 침투의 <10%)입니다. 얇은 재료(200-400μm)의 경우 <30μm. 강한 용접 조명을 견딜 수 있는 강력한 간섭 방지 기능(>80dB 감도)을 통해 고속 생산에서 거의 0에 가까운 감지 누락을 보장합니다. 수십만 번의 테스트를 통해 검증되고 1년 넘게 안정적으로 작동하는 것으로 오판율이 업계 표준보다 낮으며, 파워 배터리, 정밀 전자 제품 등에 대한 풀타임 100% 침투 검사를 제공합니다.

더욱 주목할만한 점은 지능형 광로 동적 교정 시스템이 고정밀 신호 수집 및 피크 포지셔닝(오차 <10μm)을 통해 감지광 및 용접 조명의 자동 교정을 가능하게 한다는 것입니다. 이는 두 빔의 정확한 동축 정렬을 보장하고 기계적 변위로 인한 광학 경로 편차를 효과적으로 해결합니다. 이 시스템에는 세 가지 핵심 이점이 있습니다.

높은 안정성

안정적인 365일 연속 생산을 위해 감지 드리프트를 제거합니다.

완전 자동 교정

시작, 진동 또는 연결/분리 후 30초 이내에 교정을 완료하며 수동 개입이 필요하지 않습니다.

지능형 보상

외부 간섭에 적응하고 감지 일관성을 보장하기 위해 광학 경로를 동적으로 조정합니다.

또한 RWD 시스템은 스패터 노이즈와 다중 반사 간섭 신호를 지능적으로 필터링하는 5가지 용접 깊이 추적 알고리즘 조합을 혁신적으로 개발했습니다. 고속 생산에서 정확한 용접 깊이 감지를 위해 다양한 용접 시나리오(검류계 스캐너, 레이저 헤드, 워블 헤드)에 동적으로 적응합니다. 한편, 열악한 조건에서도 안정적인 작동을 위해 4개의 지능형 교정 시스템을 통합합니다.

동적 색수차 보상:

복잡한 용접 시야를 위한 실시간 풀프레임/파티션 교정

디포커스 양 동기화 보상:

다중 스테이션 신호 안정성을 300% 향상

지능형 빔 정렬:

키홀 3D 스캐닝 + 펄스 포인트 포지셔닝(오차 <10μm)

환경 소음 억제:

장기적인 시스템 드리프트를 자동으로 수정합니다.

RWD 시스템은 20가지 탐지 구성의 빠른 전환(파일 전환을 통해 수행됨)을 지원하고 맞춤형 품질 평가(QA) 시스템을 갖추고 있습니다. 프로세스 반복에 유연하게 적응하여 단순한 평면부터 복잡한 곡선 표면까지 전체 범위를 감지할 수 있습니다.

또한 이 시스템은 용접 지점 수준 품질 추적성을 위해 로컬 저장소, MES 시스템 및 데이터베이스 간의 3방향 상호 작용을 지원합니다. 다중 물리학 시뮬레이션(모션 간섭/진동 모드/피로 분석)을 통해 주요 메커니즘이 최적화되어 중요 구성 요소 수명이 30% 연장됩니다. 매일 자동 교정 및 전문 용접 팀의 지원이 결합되어 유지 관리 비용을 크게 절감하고 진동, 온도 변동 및 기타 조건에서도 지속적인 신뢰성을 보장합니다.

끝

UW Laser의 "RWD 실시간 용접 깊이 감지 시스템"은 미크론 수준의 전체 침투 검사, 밀리초 응답 동적 제어 및 적응형 지능형 알고리즘 코어를 사용하여 레이저 용접에서 "감지-피드백-최적화" 실시간 제어 루프를 구축합니다. 용접 품질 검사의 '샘플링 검사 사각지대' 시대를 완전히 마감합니다.

앞으로 UW Laser는 신뢰성이 높은 실시간 데이터 기반 기술 핵심을 활용하여 레이저 용접을 무결점 시대를 향해 지속적으로 발전시켜 나갈 것입니다.