アコン社長のモノ作り日記

以前に弊社独自開発の制御基板、ソフトウェアでのレーザーマーカー開発の一部をご紹介しておりますが、まずは第1弾としてパソコンレスで機器組み込みに特化したレーザーマーカーの販売を開始致します。

型式は『AL1000-EC』です。

特徴は小型、軽量化、低コスト化で、機器に組み込みに特化しています。
またパソコンレスであることも大きな特徴です。
PLCからのI/O制御、コマンド制御を前提としています。

お客様からのご要望から誕生した商品です。

AL1000-ECの外観です。

AL1000-EC

黒をモチーフとしたシックな仕上がりになっています。

より低コスト&軽量化をご希望の方には、印字スピードは落ちますがプラスチックスの廉価版スキャナにも対応できます。

↓低コストスキャナ&レンズ

低コストスキャナ


背面はI/O端子台複数と、RS232Cコネクタ、USBコネクタがあります。

AL1000-EC背面


利用方法としては、まずはパソコンとUSBケーブルで接続し専用ソフトで事前にフォント、フォントサイズ、レーザーパワーなどを設定し、あとはRS232Cコマンド経由で「任意の文字列」をレーザーマーキングします。


図で説明すると、このようになります。


AL1000-EC方式


ではAL1000-ECのデモストレーション動画を作りましたのでご覧下さい。




まだ機能は限定的ですが開発を加速して機能を充実してまいります。


先日クリーンレーザーALSG-120Wのデモに行ってきました。

主な目的は「溶接痕の除去」です。

クリーンレーザーはサビ取り・塗装剥離だけではなく、今回のような溶接痕の除去でも利用できます。

現場の様子です。

現場の様子


溶接を日常的に行っている会社様ですが、従来は薬剤を利用して溶接痕を除去されていましたが、環境問題が厳しくなってきたのでクリーンレーザー導入を検討したいとのことでした。

ワークの様子です。

円柱状ワーク


これを綺麗に落としていきます。



非常に早い! と驚かれていました。

このときはダメージレスは必要なく100%で良いとのことでしたので、最大パワーで行っています。


次にパイプ状のSUSものの溶接痕除去を行いました。

こちらは周波数を上げてダメージレス設定で行いました。

ヘッドが軽量なので片手でも操作できます。



クリーンレーザーは開発中のもの含め、50W,120W,350W,1500Wがあります。

詳細はお問い合わせください。



超小型「ALMOPA-Sシリーズ」をこの度開発しましたのでご紹介します。

コンセプトとして『徹底的に小型化、軽量化』を追求した製品です。

こちらがALMOPA-S-20Wの全体写真です。

ALMOPA-S全体図

うん?レーザー発振器、コントローラー部分は?とお気づきのお方は鋭い!です。

なんとコントローラーも発振器もヘッド側に内蔵されています

電源はACアダプターとなり、ヘッド本体+ACアダプターの構成だけです。


では各部を詳しくご紹介していきましょう。

まずヘッドの大きさ比較です。

AL20Fシリーズと比べて小型です。

サイズ比較


しかもレーザー発振器とコントローラーが内蔵されてこのサイズを達成しています。

サイズ比較2


あとは付属のACアダプターとUSBケーブルを繋ぐだけで簡単に利用できます。

付属ACアダプター


たったこれだけです。

もちろん従来どおり焦点アシストガイドも付いています。

焦点ガイド光

付属品も含めて、ALMOPA-Sの一式セットです。

付属品一式



あとこの製品が優れているのは小型だけではありません。

実はレーザーもMOPAレーザーを採用しており、尚且つ現行のALMOPAシリーズに比べ、

ピークパワーが約4倍にUPした最新式レーザー

となっています。


つまりこうゆう事です。


ピークパワー比較


これは何を意味するかと言いますと、ピークパワーが強いほど短パルスでレーザー熱をワークに与えることができるため、素材によりダメージを与えずにワークを変色させることができるということです。

SUSなどは従来より「より黒く」発色できます。しかも素材を傷めずに、です。

またそのうち時間を見つけて比較動画をUPしたいと思います。

ALMOPA-Sシリーズは今のところ20Wのみとなっています。


ALMOPA-Sの取り付け穴はAL20F,ALMOPAと合わせていますので、以前AL20Fシリーズ、ALMOPシリーズを購入頂いたお客様は昇降台がそのままご利用頂けます。

ご注文は本日から可能です

どしどしお問い合わせください

大学の先生からご依頼を受けて取り組んでおりました、
UVレーザーを利用した超微細加工システム
の開発が概ね終わりましたのでご紹介します。

こちらが全体システムの様子です。

全体写真


カメラでレーザー加工の様子を見ながら、UVレーザーで超微細加工ができます。
加工できるエリアは対物レンズx50の場合は、100~120μm角ぐらいです。

スポット径は理論値としては2.5μm!ぐらいです。
が、今回SUS板で印字した感じでは4-5μmぐらいでした。

この辺は材料やレーザーパワーで変わってくると思います。

まずは従来のシステムと何が違うのかを説明します。
従来はUVレーザーを使った微細加工は主にマスク方式が利用されていました。
精度が取れるメリットはありますが、加工したいものに合わせてマスクを作る必要がありました。
このマスクを作るのが非常に煩わしいようです。

今回のシステムはガルバノ方式のためマスクが不要になります。

システム概要

もちろんマスクに比べ精度が落ちる面はありますが、精度よりも機能性、拡張性重視の方にお勧めなシステムです。

では実例として「ABC」という文字をこのシステムで打ってみます。
※実際のシステムは「加工」が目的なので、文字を打つのは意味がないのですがこうゆうこともできます、という意味です


まずパソコンソフトで、加工したい文字を設定します。
今回は「ABC」という文字ですが、線でも四角形でも丸でも可能です。


ABC



文字高さは43μmのデータです。

これを印字してカメラで見るとこうなりました。

ABCカメラ画像


比較的綺麗に印字できています。
※ただミクロン単位なので周囲の振動が大きく影響しますので、防振台(除振台)というものが必須と思われます。

この文字を測定器で検証します。

ABC高さ


概ねデータどおりに印字できています。
線幅は4μmぐらいですね。

UV波長用の対物レンズ(50倍)を利用しています。
ただ単に対物レンズを使用しているわけではなく、独自の機構を備えております。

本システムは微細すぎて正直私もどのような分野、応用範囲があるかわかっていません
ただ欲しい人にはすごく魅力的な製品ができたと感じています。

今回開発のご依頼を頂いた先生は、研究開発をする上で微細な材料を何度も加工利用する必要があるとのことで、マスクを利用したUV加工システムは既にお持ちでしたが、ガルバノ式を強く望まれていましたので弊社がお引き受けすることになりました。

以前、別の大学の先生からは「導電性高分子(PBTTT-C14など)」を同じようにUVレーザーで微細加工の話を頂いたことがありました。

その時はそれになりに加工はできたのですが、線幅が50μmぐらいでもう少し細くをご希望でした。
↓当時実験した導電性高分子(PBTTT-C14)のUVレーザー加工写真

導電性高分子


今回のシステムで線幅4μmを実現できているので、リベンジは十分できそうです

導電性高分子を利用して半導体関係?の研究が活発化しているようですので、弊社のシステムも何かしら日本の研究開発にお役立てできればこんなに嬉しいことはありません


↓動画もあった方がいいかなと撮ってみました。防振台が欲しい。。ご参考まで


スマートEXPO(ビッグサイト)に向けて準備が進んでいます。

スマートEXPO(ビッグサイト東ホール)
2022年1月19日~21日

懇意にして頂いている菱電商事様がロボット工場の全体出展をされる予定で、その中のレーザー印字の部門を担当させていただきます。

今回は弊社レーザーと自動シャッター機能付き専用遮蔽BOXを準備しました。

自動扉BOX

横から


ロボットがワークを搬送してくると扉が自動でOPENします。

ワークをこの内部トレイに置き、扉を自動CLOSE。

レーザー印字。

印字後に扉をOPENしてワークを外に搬送。

このような流れです。



今回のBOXには2軸があります。

1)扉のOPEN、CLOSE
2)ワークの搬送


弊社のAL20Fなどは軸コントロール機能端子がありますので、最大2軸までなら今回のようにレーザーと組み合わせた一連の動作が特別なソフトなどなしで構築することができます。

↓本体背面にあるMOTORSコネクタ(2軸制御)

MOTORSコネクタ

モーターとドライバーさえ用意すればOKです。


それでは完成後のテストの様子です。




今回は静止状態ですが、ロボットアームに付けれるような軽量版ヘッドの開発も取り組んでいます。

それでは展示会でお会いしましょう(私も見学者ですが

以前の記事でレーザーでガラス加工について書きましたが、その後実験を進めていますのでご紹介したいと思います。

実験として3種類のガラスを用意しました。

①ソーダーガラス:厚み5mm
②ソーダーガラス:厚み10mm
③耐熱ガラス:厚み5mm


3種類ガラス


それぞれ念のため厚みを計測します。

①ソーダーガラス:厚み5mm

①ソーダガラス 5t


②ソーダーガラス:厚み10mm

②ソーダガラス 10t

10mmは結構ボリュームがありますね


③耐熱ガラス:厚み5mm

③耐熱ガラス 5t


この実験用ガラス板をネットで買いましたが、結構高くつきました。


それではレーザーでガラス板の加工の様子です。
編集して1本の動画にまとめてみました。




耐熱ガラスは苦労しましたが、条件がわかれば綺麗にカットできます。

下は耐熱ガラスの苦労の後です。
赤が失敗、緑が成功です。

耐熱ガラス苦労の後


3種類のレーザー後の写真。

最後


実用化レベルに加工できてきています。
開発を進めていきたいと思います。

追記です。
後日、レーザー加工断面を拡大して見てみました。
t=10mmのソーダガラスです。

上からの写真。
加工穴拡大


3D測定の写真。

断面-1

ヒビなど入らず綺麗にCUTできています。
品質面でもレーザー加工の方が一段上のレベルではないでしょうか。

今回、AL20Fレーザーと一緒に横に幅広い遮蔽BOXも作ってほしいということで制作しましたのでご紹介します。


広い遮蔽BOX

前面の扉はファイバーレーザー波長1064nmを遮る素材を利用しています。
半透明なので内部の様子を見ながらレーザー加工することができます。

サイズは以下の通りです。


サイズ


ヘッドの昇降ができるように背面はジャバラとしています。

ジャバラ


ヘッド


最後に扉の開け閉めの様子です。
扉にはセンサーが付いていて、レーザー中にOPENするとレーザー停止します。
軽い扉のため、作業性が良いです。




如何でしょうか?

他社の遮蔽BOXはジャッキ式で昇降するものが多く、不便を感じることも多いかと思います。
サイズは大きくなりますが、このように作業性重視のBOXもレーザーと一緒に特注で承っております。


先日実際の橋での350Wクリーンレーザー(ALSG2-350W)での塗装剥ぎの現場検証に参加させて頂きました。

※イメージ写真、実際の橋とは異なります。

実際の橋とは異なります



橋の塗装も経年劣化します。
劣化するとこのように亀裂が入ってきます。

塗装劣化

一度塗装を剥いで、新しく塗り直す作業が必要になります。

そのときに注目されている技術がレーザーで塗装、錆びを取るクリーンレーザー装置です。



今回は他社の2KWクラスと弊社のALSG2-350Wの両機種をテストを行って頂きました。

新製品のALSG2-350Wです。

ALSG2-350W



2KWはCWレーザーとのことで、弊社はパルスレーザーです。
※一般的にパルスレーザーの方が素材にダメージを与えにくいかと思います。


このように防塵マスクをして、橋の下に潜り込み橋の内部にて実験は行われました。
これだけ見ると怪しい集団ですが。

防塵マスク


他社の2KWレーザー後、弊社の350Wでテスト頂きました。

長時間はMAXパワーでは厳しいと事前テストでわかっていましたので
今回は200Wパワーで実験頂く事になりました。
※長時間350Wで利用できるようヘッドの冷却機構を見直しています


それでは実際のテストの様子です。





上にあるのは集塵機で、煙を吸いながらレーザー作業をしています。

作業後の壁の感じです。


作業後


350Wレーザーでも剥離できますが、当然2KWレーザーの方が早く広い範囲の作業なら2KWクラスが良いでしょう。

ただ2KWクラスはお値段もスーパークラスで、別途水冷装置や大型電源も用意しないといけませんので非常に大がかりで場所も限られるデメリットもあります。

お客様もそれは承知の上で、2kWレーザーと350Wレーザーの2機種を現場に合わせてケースバイケースで使い分けたいとおっしゃっていました。

実際の現場を見て、大変勉強になりました。
ご協力いただいた皆様、改めましてありがとうございました


最後に、私のガスマスク姿をぱしゃり。。
※普段から慢性鼻炎なため、装着時は息が絶え絶えでした

ガスマスク

キーエンス デジタルマイクロスコープVHX-8000を新たに導入しました。

VHX-8000


4K画像で表示してくれるので非常に綺麗です。

これにより、レーザー印字、加工後の状態、深度などを正確に測ることができます。

3D合成表示機能もあり、非常にわかりやすいです。

3D合成


サンプルのご依頼対応に、非常に役に立つと思います。

現在取り組んでおります、微細加工の分野にも威力を発揮してくれるでしょう。