空気圧スピンウェルディングとサーボスピンウェルディングの選択ガイド

スピンウェルディングの基礎

回転摩擦溶接とも呼ばれるスピン溶接は、円形の熱可塑性プラスチック部品向けに設計されたソリッドステート溶接プロセスです。{0}片方の部品が高速回転しながら、上下のプラスチック部品が接触します。接触面間の摩擦により熱が発生し、接合界面のプラスチックが溶けます。回転が停止した後、溶融材料が冷えて固化する間、軸方向の圧力が維持され、良好な気密性と水密性を備えた高強度の分子レベルの溶接継手が形成されます。--。

スピンドルドライブと軸方向のプレス機構に基づいて、業界で使用されている主なタイプのスピン溶接機は、空気圧スピン溶接機とサーボスピン溶接機の 2 種類です。主な違いは、駆動システム、閉ループ制御機能、プロセス パラメータの調整機能にあります。-これらの違いは、精密センサーや自動車部品用の機器を選択する際に特に重要です。

空気圧スピンウェルディング機

2.1 動作原理

スピンドルは通常、空気圧モーターまたは標準 AC モーターによって駆動されますが、軸方向の加圧は圧縮空気を使用した空気圧シリンダーによって行われます。溶接プロセスは主に溶接時間と機械的停止ブロックによって制御されます。

溶接シーケンスは次のとおりです。シリンダーが下方に移動し、ワークピースを互いに押し付けます。部品が接触するとスピンドルが回転し、摩擦熱が発生します。あらかじめ設定された溶接時間に達すると、スピンドルにブレーキがかかります。シリンダーは冷却中に保持圧力を維持し、ジョイントが固化した後に収縮します。

通常、回転速度は固定されており、圧力は圧力調整器によって調整されます。変位やトルクに対するリアルタイムの閉ループ フィードバックはありません。--

2.2 主な利点

設備投資の削減

機器の購入コストは比較的低く、機械全体の価格は同等の用途のサーボ モデルよりも大幅に低くなります。ツール システムも比較的シンプルなので、初期投資が少なくて済みます。

シンプルな構造でメンテナンスも容易

機械の構造は比較的単純で、部品点数も少なくなります。標準的な生産ワークショップのオペレーターは、基本的なセットアップと調整を実行できます。スペアパーツは一般に経済的であり、メンテナンスは比較的短時間で完了できます。

高い出力力

空気圧スピン溶接は、大径、厚肉の円筒部品に適しています。{0}{1}安定した圧縮空気の供給による単一製品の大量生産では、一貫した生産サイクルを提供できます。-

軟質熱可塑性プラスチックに適しています

PPやPEなどの素材にも使用可能です。制御システムは複雑なプログラミングを必要とせず、製品の切り替えが比較的簡単であるため、単一製品の長期にわたる大量生産に適しています。-

2.3 適切な用途

空気圧スピン溶接は、標準的な円筒部品、ボトルキャップ、単純なフィルターハウジング、および位相調整を必要としない従来のプラスチック容器に適しています。

また、製品が基本的なシール性能のみを必要とし、プロセスの一貫性や製造トレーサビリティに対する厳密な要件が必要ない場合にも適しています。

一般的な用途には、設備の予算が限られている単一製品の大量生産が含まれます。{0}

精密位置決め用サーボスピン溶接機

3.1 動作原理

スピンドルは閉ループ制御用のエンコーダ付きサーボ モーターを使用し、軸方向のプレスはサーボ電動シリンダによって実行されます。{0}}一部の機械構成では、回転と軸方向の加圧の両方にデュアル サーボ制御を使用します。

このシステムは、スピンドル速度、回転角度、プレス変位、トルクをリアルタイムで監視し、サイクル全体を通じて溶接プロセスを動的に調整できます。

溶接プロセスは、予圧、摩擦開始と溶解、定速溶接、減速と制動、圧力保持などの複数のプロセス段階に分けることができます。{{0}

事前に設定された溶解深さ、回転数、またはトルク値に達すると、サーボ システムはワークピースの角度位置をロックしながらスピンドルを正確に減速および停止します。保圧・冷却後、ワークを離型します。

3.2 主な利点

正確な角度位置決め

角度位置決め精度は、機械の構成とプロセス要件に応じて、約 ±0.1 度から ±0.5 度に達します。溶接後、製品マーク、ケーブル出口、および上部コンポーネントと下部コンポーネントのクリップを正確に位置合わせできます。

この機能は、センサー ハウジング、自動車フィルター ハウジング、および正確な位相調整が必要なその他のコンポーネントにとって特に重要です。

完全閉ループのプロセス制御-

回転速度、圧力、溶接変位、トルクをリアルタイムで監視でき、多段階の速度プロファイルをプログラムできます。{0}}

このシステムは、プラスチックの溶融状態に応じて圧力を調整し、射出成形部品の特定の寸法変動を補償できます。{0}}これにより、溶接の一貫性が向上し、プロセスの変動によって引き起こされるシーリング関連の欠陥が軽減されます。-

衝撃を軽減したスムーズなブレーキング

サーボ システムは機械的ブレーキの代わりに制御された減速を使用し、主軸停止時の突然の衝撃を軽減します。

このため、サーボ スピン溶接は、磁気コア、コイル、ダイアフラムなどの敏感な内部コンポーネントを含むセンサー ハウジングに適しています。ブレーキの衝撃が軽減されると、内部コンポーネントの損傷や位置ずれのリスクが軽減されます。これはセンサーの用途において重要な考慮事項です。

3.3 適切な用途

サーボスピン溶接は以下の用途に適しています。

高精度センサーのプラスチックハウジング

自動車部品

医療用フィルターハウジング

正確な位置決めが必要な円形コンポーネント

気密性や耐圧性を必要とする製品

一貫した外観と位相調整が必要なアプリケーション

プロセスデータのトレーサビリティが必要な実稼働環境

小規模な-複数の製品の生産-

磁気コアやコイルなどの敏感な内部コンポーネントを含むハウジング

空気圧スピンウェルディングとサーボスピンウェルディングの比較

選択に関する重要な考慮事項

位相合わせが必要な製品

製品が溶接後にケーブル出口、マーキング、クリップ、またはその他の構造的特徴の正確な位置合わせを必要とする場合、空気圧スピン溶接では同レベルの制御された位相位置決めが提供できないため、通常はサーボスピン溶接機が必要です。

繊細な内部コンポーネントを含むハウジング

磁気コア、エナメル線コイル、精密ダイヤフラム、またはその他の敏感なコンポーネントを含むハウジングの場合、ブレーキの衝撃を最小限に抑えることが重要な場合には、サーボ スピン溶接が推奨されます。

サーボの減速を制御することで、内部コンポーネントの変位や損傷のリスクを軽減できます。機械的ブレーキを備えた空気圧システムは、機械の設計や動作条件によっては、より大きな停止衝撃を発生させる可能性があります。

高い気密性と耐圧性-の要件

気密性や耐圧性-の要件が厳しく、大量生産の欠陥率が厳密に制御されている製品の場合、サーボ スピン溶接により、溶融深さとプロセスの一貫性をより適切に制御でき、バッチ間のばらつきを減らすことができます。--

限られた予算での標準的な円筒製品

位相調整の要件がなく、設備予算も限られており、単一製品の長期大量生産もない従来の円筒部品の場合、圧縮空気の供給が適切に調整され安定している場合には、空気圧スピン溶接を検討できます。-

材料の適合性

空気圧溶接機とサーボスピン溶接機はどちらも、PP、PE、PA、ABS などの熱可塑性プラスチックに使用できます。

ナイロンなどの湿気に敏感な素材の場合、空気圧式機械かサーボ式機械を使用するかに関係なく、溶接前に原材料を適切に乾燥させる必要があります。{0}過剰な湿気は溶接接合部に気孔やその他の欠陥を引き起こす可能性があり、シール性能を損なう可能性があります。