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「OCT溶接深さ検査」技術資料（基礎編）

ホワイトペーパー
パナソニックプロダクションエンジニアリング株式会社
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レーザ溶接業界注目の新技術「OCT溶接深さ検査」の基礎編技術資料です。2021年1月から公開を始め、ダウンロード数が多い技術資料（ホワイトペーパー）になります。概要把握に最適です。

抜き取りによる破壊検査からリアルタイムによる非破壊・全数検査へ展開可能な 「OCT溶接深さ検査」の技術概要・事例紹介など記載しています。
従来からの溶接モニタリングでは実現出来ない「溶接深さ検査」の検討に活用下さい。

技術資料の内容は下記になります。
①会社紹介
②OCT搭載ガルバノヘッドのご説明
③OCT事例のご紹介
④アプリケーションラボのご紹介

このカタログについて

ドキュメント名 「OCT溶接深さ検査」技術資料（基礎編）
ドキュメント種別 ホワイトペーパー
ファイルサイズ 5.2Mb
取り扱い企業 パナソニックプロダクションエンジニアリング株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧)

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このカタログの内容

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基礎編 ホワイトペーパー リアルタイムでの 非破壊・全数検査が可能 「OCT溶接深さ検査」 In-process inspection
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●Agenda ※Ver1.0（2023年9月25日） 01 弊社の会社紹介 02 OCT搭載ガルバノヘッド 03 事例のご紹介 04 アプリケーションラボのご紹介 Panasonic Production Engineering Co., Ltd. 2
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●Agenda 01 弊社の会社紹介 02 OCT搭載ガルバノヘッド 03 事例のご紹介 04 アプリケーションラボのご紹介 Panasonic Production Engineering Co., Ltd. 3
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会社概要 パナソニック ホールディングス株式会社 技術部門 マニュファクチャリングイノベーション本部 テクノロジー＆エンジニアリング部門 事業部門 パナソニック プロダクションエンジニアリング株式会社 （PPE) パナソニック株式会社 新規事業センター パナソニック オートモーティブシステムズ株式会社 成形事業センター 生産設備事業センター パナソニック エンターテインメント＆コミュニケーション株式会社 標準機事業センター パナソニック ハウジングソリューションズ株式会社 パナソニック コネクト株式会社 パナソニック インダストリー株式会社 沿革 パナソニック エナジー株式会社 2014年4月1日 パナソニック オペレーショナルエクセレンス株式会社 パナソニック株式会社・生産技術本部傘下の「設備・金型開発部門」と 「パナソニックプロダクションテクノロジー株式会社」を統合し、 パナソニック株式会社１００％出資子会社として 「パナソニック プロダクションエンジニアリング株式会社」を設立 4
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会社概要 活動拠点 設備開発サポート 蘇州 研究・開発・製造 香港 大阪（本社） クアラルンプール 設備開発サポート 技術・技能者 福岡 山梨 設備開発サポート 品質保証 CS 技術者 シンガポール 4 2 機構要素技術者 製造技術者 技能検定・有資格者 29 40 製造技能検定 特級：47 名、１級：213 名 機械製図・CAD １級：39名 25 情報処理技術 １種：22 名 ソフト技術者 5
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事業内容 マニュファクチャリングイノベーション本部で長年培ってきた蓄積技術とパナソニックの 生産技術ノウハウを融合したソリューションを、５つの事業領域で提供します ●ITシステム、設計技術サービス、 実装 成形 ソフト・技術サービス カスタマーサービスを提供します 新規事業 CSソリューション インキュベーション シミュレーション 開発設備 ●医療・環境などの分野に技術を 成膜 ソリューション 新展開した商品やソリューションを提供します ロボティクス 成形 標準機 ●精密加工・成膜・検査・レーザなどの ソリューション ソリューション 高度技術をカスタム設備として提供します 熱・流体制御 精密加工 結晶成長 機能材料 計測・検査 ●モールド・プレス・加飾技術を ●計測・検査技術を中心に 提供します 標準設備として提供します マニュファクチャリングイノベーション本部で長年培ってきた蓄積技術 6
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開発設備 精密加工・成膜・検査・レーザ４ソリューション を Development equipment コアコンピタンスとした強い生産財 & solutions 電池分野 ディスプレイ分野 Li二次電池・太陽電池・燃料電池等で培った、 各種ディスプレイの量産ノウハウに基づいた、 独自の機構・プロセス技術で最適な 膜付け・印刷・検査など、小型検証機から 生産システムを提案します。 大型量産機まで提案します。 ●各種蓄電池製造システム ●インクジェット印刷装置 （切断・捲回・塗工・溶接・検査） ●透明誘電膜スパッタリング装置 ●太陽電池製造システム ●塗工・乾燥装置 （成膜・表面加工・接合・切断） ●エージング装置 ●燃料電池製造システム ●各種検査装置 （混練・延伸・乾燥・塗工） ●品質管理システム 半導体・デバイス分野 その他自動化設備 半導体や回路部品などの量産実績に基づいた、 工場自動化の豊富な経験を活かし、自動車分野 や 高品位・高効率を実現する、 環境分野を中心に工場内物流・工程分析による、 当社独自のプロセス設備を提案します。 最適なシステムを提案します。 ●スパッタリング装置(R to R・ウエハ) ●各種自動化組立ライン ●塗工乾燥装置(R to R) ●各種自動検査装置 ●レーザパターニング装置 ●搬送システム ●外観検査装置 7 Development equipment & solutions
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標準機 パナソニックのモノづくりから４ソリューション Standard equipment 生まれた高機能商品 & solutions 計測・検査装置 加工設備 先端材料 高精度位置決め、流体制御、 量産現場で培った、精密加工・ 研究開発から生み出された 検査アルゴリズムにより、 成膜技術を搭載 した設備により 高機能（高均一性・高熱伝導性） お客様の高品質モノづくりに 生産性と品質向上に貢献します。 材料により、お客様の商品価値を 貢献します。 高めます。 ●超高精度三次元測定機 ●多層膜スパッタリング装置 ●単結晶グラファイト ・ブロック/薄板 ●圧痕検査機 ●ピコ秒レーザ加工機 ●燃料電池評価装置 ●コンパクト接合レーザ 用途： ●インクジェット曲面加飾装置 ・Ｘ線モノクロメータ ・中性子線フィルタ ・中性子線モノクロメータ 超高精度三次元測定機 ・ヒートシンク （UA3P-4000) ピコ秒レーザ加工機 多層膜スパッタリング装置 圧痕検査機（FPX101AI) （S600) 燃料電池評価装置 コンパクト接合レーザ （CB1BL) インクジェット曲面加飾装置 8 Standard equipment & solutions
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成形 低コストで商品の ４ ソリューション Mold & die solutions 付加価値・デザイン性を高める成形技術 外装デザイン 部品軽量化 光デザイン 低コストで高品位デザインを実現します。 高強度・薄型の外装筐体を実現する、 高品位光デザインと光学特性の両立を 軽量化ソリューションを提供します。 実現します。 ●フィルムインモールド成形 ●炭素繊維強化樹脂成形 ●高速・高品位Ｈ＆Ｃ成形 ●光学設計 ●PP繊維強化樹脂成形 ●高品位プレス加工 ●高精度加工・高転写成形 ●セルロースファイバー成形 軽量クリーナー 車載DAパネル ドアSWパネル ドラム洗濯機 セルロースファイバー 樹 炭素繊維強化樹脂 薄型ダウンライト クリーナー 脂ペレット エンジニアリング 塑性加工ソリューション 成形現場の品質・原価力向上を支援します。 製品の高精度化・高機能形状を実現する、 プレス金型・ 加工システムを提供します。 ●成形スクール ●精密せん断（非鉄金属せん断） ●目利きスクール ●塑性加工プロセスCAE技術 ●グローバル展開支援 成形スクール（樹脂） 成形スクール（プレス） 洗濯機 ステンレス槽 塑性加工解析 9 Mold & die solutions
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●Agenda 01 弊社の会社紹介 02 OCT搭載ガルバノヘッド 03 事例のご紹介 04 アプリケーションラボのご紹介 Panasonic Production Engineering Co., Ltd. 10
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OCT（光干渉断層法）とは ●OCT（光干渉断層法）とは ●OCTの原理 ・Optical Coherence Tomography ・物体からの反射/散乱光を干渉計測することで，距離計測を行う。 →「光干渉を利用した精密な距離計測」 光 干渉 断層計測 ●歴史 ・1985年に原理が報告され，1991年に装置実現 ・医療用途（眼科用検査器）として普及し， その後に産業用途として発展 眼科用検査器の事例（TOPCON様HPより引用） Panasonic Production Engineering Co., Ltd. 11 = = =
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レーザ溶接におけるOCTの活用 ◆ レーザ溶接によるOCTの活用 →①溶接前検査，②溶接中検査，③溶接後検査で使われる。 →弊社のOCTは，「②溶接中検査：溶接深さ検査」に特徴があります。 ③溶接後検査 ●レーザ溶接によるOCTの活用事例 ②溶接中検査 ①溶接前検査：溶接前高さ検査，シームトラッキング ②溶接中検査：溶接深さ検査 ①溶接前検査 ③溶接後検査：ビード幅検査，ビード高さ検査 Panasonic Production Engineering Co., Ltd. 12
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レーザ溶接におけるOCTの活用 ◆ レーザ溶接によるOCTの活用 →キーホール底の到達位置を測定することで，溶け込み深さとの相関が得られ，「溶接深さ検査」に活用できる。 ●前提条件 ●溶接プロセスとの関係 ・キーホール溶接に適用可能（熱伝導溶接には適用不可） シングルモード使用時 マルチモード使用時 OCT計測光 レーザ光 レーザ光 溶接レーザ光 溶融 金属 凝固部 キーホール底 金属部材 精密に計測 溶け込み深さは， 溶け込み深さは， キーホール キーホール底位置とほぼ一致 キーホール底位置+熱伝導層 Panasonic Production Engineering Co., Ltd. 13
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OCTの導入メリット ◆ OCT検査により，「抜取りによる破壊検査」から，「リアルタイムによる非破壊・全数検査」が可能になる。 ●工程フロー ●導入メリット 量産時の導入メリット 開発・試作時の導入メリット Before Afftterr 「従来からの，抜取りによる破壊検査」 「破壊検査による断面検査」 →「リアルタイムによる非破壊・全数検査」 →「非破壊による断面検査」 インプロセス溶接保証への展開が可能 溶接深さを確認したワークで強度検査可能 溶接 溶接 ＋ 「検査工程・検査工数の削減」， 「稼働率向上」 「評価工数の削減」， 「リードタイムの削減」 OCT検査 外観検査 （溶接深さ検査） Totalコスト削減が可能 開発検証サイクルを素早く回すことが可能 「全数の溶接品質裏付けデータを集積・保管」 「測定者に依存しない溶接深さ測定」 抜取検査 トレーサビリティ―が可能 以前の測定結果との比較が可能 ※断面検査 ※引張試験 【現状の量産工程課題】 【導入後】 ・過剰な検査・保全によるロス 検査頻度，保全タイミングの最適化が図れ， 完成品 完成品 ・突発不具合による事後調査によるロス Totalコストが削減可能 Panasonic Production Engineering Co., Ltd. 14
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弊社OCT搭載ガルバノヘッドの特徴 ◆ 弊社OCT搭載ガルバノヘッドは，「溶接深さ検査」に特徴をもち，大きく5つの強みがあります。 ●OCT搭載ガルバノヘッド概略図 ●5つの特徴 ① ガルバノスキャン光学系でOCT検査を実現 ガルバノ OCT光学系 加工用レーザ ② 溶接中のWobbling動作に追従したキー ホール深さ計測が可能 溶接方向 ③ シングルモードファイバーレーザの使用において も測定可能 Wobbling加工例 （マイクロキーホールも測定可能） ④ 適用が難しいと言われているアルミ材も測定 可能 OCT測定（溶接深さ測定）結果 ⑤ 従来はキーホール底の位置合せに時間を要 すると言われていましたが，調整レスを実現 断面実測値とOCT測定値の相関 3σ＝77~135.5um ※詳細は「03 事例のご紹介」を参照のこと Panasonic Production Engineering Co., Ltd. 15
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検証事例 ※Wobbling加工時のOCT計測結果 ◆ その他検証事例は，「03 事例のご紹介」を参照のこと。 ●実験条件 ●実験結果 ・部材：C1020 ・溶接条件 ・溶接送り速度：6㎜/s ・Wobbling直径：φ1㎜ 上面写真 ・Wobbling周波数：100Hz ※レーザ走査速度：314㎜/s Cu小片 断面写真 約1.4mm Cu小片 2×4mm 部材 C1020 約1.4mm OCT検査 Panasonic Production Engineering Co., Ltd. 16
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OCT搭載ガルバノヘッド仕様 ◆ 評価等は，随時対応可能。（詳細は，お問い合わせ下さい。） ●OCT搭載ガルバノヘッド外観 ●仕様 ガルバノヘッド部 OCT計測部 適用波長 1030~1070nm 測定方式 SS-OCT レーザ出力 MAX:6kW 測定波長 1310nm 周波数 ～CW サンプリング周波数 100kHz 走査範囲 □100mm＠ f255 測定分解能 10μm ビームプロファイル DOE方式（カスタム対応可能） 測定深さレンジ 0.1～6mm 接続ファイバー QBH 測定範囲 □100mm＠f255 サイズ / 重量 65×210×806mm/30kg サイズ / 重量 238×177×250mm/10kg ● 製品仕様，およびデザインは改善等のため予告無く変更する場合があります。 Panasonic Production Engineering Co., Ltd. 17
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OCTと各溶接検査の比較 ◆ 溶接検査は，溶接後検査・インプロセス検査（パッシブ式・アクティブ式）に分類できる。 ◆ OCT検査（溶接深さ検査）は，インプロセス検査のアクティブ式であり，計測器として使用可能。 ◆ 溶接欠陥は，内部欠陥と外部欠陥に分類できる。ただし，溶接強度に影響する内部欠陥を計測可能な検査方式は少ない。 インプロセス検査 インプロセス検査 溶接後検査 （パッシブ式） （アクティブ式） オフライン インライン 断面研磨 X線検査 画像検査 抵抗検査 レーザ超音波 戻り光モニタ スパッタ計測 OCT 引張り試験 超音波探傷 高さ検査 磁粉探傷 気密試験 浸透探傷 方式 溶け込み深さ 内 △ ○ （引張り試験） - - - - - 接合面積 接合面積を計測 溶け込み深さを計測 部 欠 ボイド 断面研磨 X線検査 - 抵抗検査？ - - - - 溶 陥 接 クラック 断面研磨 超音波探傷 - - - - - - 欠 穴あき 磁粉探傷 気密試験 △ - - ○ △ - 陥 表 面 スパッタ - - △ - - △ ○ - 欠 ビード外観 磁粉探傷 陥 - ○ - - △ - - ※欠け・ヒゲ 浸透探傷 抜取り検査 投資コスト：大 外観検査のみ 用途：限定的 用途：限定的 条件抽出に時間：大 量産適用：難 数値管理：可能 備考 インライン化：難 ※計測器ではなく， ※計測器として使用可能。 あくまでモニタリングのみ Panasonic Production Engineering Co., Ltd. 18
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インプロセス検査の歴史と今後の展望 ◆ ガルバノスキャン光学系に対応可能なOCT検査により，幅広い分野への導入が加速すると推測する。 ●インプロセス検査の歴史と今後の展望 現在 ガルバノスキャン式 自動車業界を中心に OCT 幅広い分野への導入が加速する… アクティブ式 同軸式 OCT 【欧州・中国】 導入開始 【日本】 車両の溶接を中心に導入開始 【自動車部品を中心に普及】 パッシブ式 ・O2センサー ※戻り光モニタ（3波長モニタ） ・TWB ・エアーバック 2000年 2010年 2020年 Panasonic Production Engineering Co., Ltd. 19
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●Agenda 01 弊社の会社紹介 02 OCT搭載ガルバノヘッド 03 事例のご紹介 04 アプリケーションラボのご紹介 Panasonic Production Engineering Co., Ltd. 20