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AMADA MIYACHI AF-1000 AF系統光纖激光焊接機：模塊化控制解決方案

2026-4-9　　閱讀(426)

一、AMADA MIYACHI集團與精密激光焊接的技術傳承

AMADA MIYACHI（天田米亞基）株式會社隸屬于日本AMADA集團，是全球精密焊接領域的領導性企業。MIYACHI品牌最早于1959年以“宮地電氣株式會社"名義創立，自1969年開發出第一臺晶體管式焊接電源以來，在精密電阻焊接和激光加工技術方面擁有超過半個世紀的持續研發能力。2019年，AMADA集團將旗下MIYACHI與AMADA WELD TECH品牌進行整合，以AMADA MIYACHI CO., LTD.的統一品牌形象面向全球市場，致力于為汽車、電子、航空航天、醫療器械、新能源等領域提供精密焊接設備和全流程工藝解決方案。

在精密焊接領域，AMADA MIYACHI同時掌握電阻焊和激光焊兩大技術路線，產品覆蓋從超低功率（7W級）到高功率（kW級）的完整功率譜系，能夠滿足從醫療植入物精密封裝到新能源汽車電池模組密封焊接的多樣化需求。其中，AF系列光纖激光焊接系統是AMADA MIYACHI在激光焊接領域的技術集大成者——它不僅僅是一臺設備，更是一套以激光為筆、以智能控制為魂，在微觀尺度上重塑材料連接的完整解決方案。

二、產品定位：AF系統與AF-1000的角色定位

AF系列是AMADA MIYACHI推出的模塊化光纖激光焊接系統產品線。與傳統的激光焊接一體機不同，AF系統采用分體式模塊化架構，由激光引擎（Fiber Laser Engine）、激光控制器（Controller）和掃描頭單元（Scan Head Unit）三大核心組件構成。這一架構賦予系統高的配置靈活性和可擴展性——用戶可以根據加工對象的材料種類、厚度、生產節拍等因素，自由選擇不同功率等級的光纖激光引擎、不同規格的光學出射頭或掃描振鏡，以及匹配的控制器型號，構建出高度定制化的激光焊接工作站。

AF系列內部覆蓋了從數百瓦到數千瓦的多種功率配置。例如，AF-200型支持2000W高功率輸出，適用于厚板深熔焊接和批量生產場景；AF-1000型在AF系列中定位為中等功率段的高性能控制解決方案，可與1000W級光纖激光引擎（如YLR-1000）及配套掃描頭單元組合使用，實現高速多點焊與縫焊系統的高效控制。

AF-1000的核心角色在于 “控制中樞" 。它通過與激光引擎（如YLR-1000光纖激光器）和掃描頭單元（如CL-H201A掃描振鏡）的組合使用，將上位控制系統下發的焊接指令——包括激光功率、脈沖波形、掃描軌跡、焊接速度等——轉換為精確的控制信號，驅動激光引擎按預定的工藝參數出光，同時控制掃描頭單元以高速振鏡完成光斑位置的精密定位，實現高速、多點、高精度的自動化焊接。在應用層面，AF-1000適配汽車部品、電子部件、半導體IC、醫療設備等多種行業的精密焊接需求。

三、核心測量與微細焊接原理

AF-1000所驅動的激光焊接過程，基于光纖激光的物理原理：激光引擎產生高能量密度激光束，通過光纖傳輸至加工頭，經光學系統聚焦為微米級光斑照射到被焊材料表面，在極短時間內使材料局部熔化形成熔池，冷卻后實現材料的冶金結合。AMADA MIYACHI在AF系統中貫徹了一套極其嚴苛的光學與能量控制準則，將這一基礎原理推向了微細焊接的技術極限：

超細光纖傳導。 AF系統采用芯徑≤100 μm的超細光纖作為激光傳輸媒介。這一設計不僅為了縮小光路尺寸，更關鍵的是為后續光學系統實現極小光斑奠定基礎。與傳統YAG激光焊接機相比，光纖激光在光束質量和傳輸損耗方面具有天然優勢，AF系統將這種優勢發揮。

低數值孔徑（NA）控制。 AF系統嚴格控制激光進入光纖的數值孔徑值在0.05以內，出光NA值≤0.1。低NA設計最大限度地抑制了激光在光纖傳輸過程中的模式發散和熱透鏡效應，確保了出射光束的高質量和高指向穩定性。這是實現優異聚焦能力的前提——NA值越低，激光經過聚焦光學系統后能夠形成的光斑尺寸越小，能量密度越高。

微焦耳級脈沖能量。 AF系統將單脈沖激光能量精準控制在1焦耳以內。這一設計體現了AMADA MIYACHI的核心理念：通過高的能量密度而非巨大的總能量來實現焊接。這一策略將熱輸入精確限制在目標區域，有效避免了周圍材料的熱損傷，從而實現了“熱影響區極小"的微細焊接效果。

以上三者協同作用的結果，是能夠穩定實現“焊點直徑≤100微米，同時熔深≥200微米"的高深寬比焊接效果。這種“小而深"的焊接能力，正是精密電子、醫療器械和微機械組件制造中長期追求的核心特性。

四、核心技術特征

4.1 激光波形控制功能

AF-1000集成了先進的激光波形控制功能，允許用戶根據焊接材料（如鋁合金、銅、鋼等）和焊接場景的不同需求，靈活調整激光脈沖的波形參數——包括峰值功率、脈沖寬度、脈沖形狀（斜坡上升/下降）以及重復頻率等。通過精確的波形設計，系統可以在焊接起始階段以緩升功率預熱材料、在主焊接階段以高功率實現充分熔深、在收尾階段以緩降功率避免焊坑和裂紋，從而有效抑制焊縫氣孔、飛濺和裂紋等焊接缺陷，保障焊接品質的一致性。

4.2 高速條件切換與多條件點焊

AF-1000支持高穩定、高速多條件點焊功能。在實際生產中，同一工件上往往存在不同材質或不同厚度的多個焊接位置——例如電池連接片中既有銅片的焊點又有鋁片的焊點，或是同一個組件中包含薄壁密封焊點和厚板結構焊點。AF-1000的高速條件切換功能能夠在焊接過程中實時切換激光波形參數，無需停機等待，即可自動適應工件上不同焊接位置的工藝要求，顯著提升生產效率。

4.3 激光輸出功率實時監控

AF-1000配備了激光輸出功率實時監控功能，能夠在焊接過程中持續捕捉激光功率的波動情況。一旦實測功率偏離預設標準值，系統能夠及時發出反饋信號，便于操作人員快速調整焊接參數，或由上位系統自動補償功率偏差。這一功能對于保證批量生產中的焊接一致性尤為重要——在汽車零部件、鋰電池密封焊接等大批量生產場景中，因激光器老化或環境因素導致的微小功率漂移都可能造成整批產品的一致性問題，實時監控功能有效降低了這種風險。

4.4 焊接質量監測系統

AF-1000支持同軸或外置安裝專用的受光檢測單元。將專用的受光單元同軸安裝于AMADA MIYACHI生產的帶CCD攝像頭的出射單元上，系統能夠在焊接過程中實時監測熔池狀態和焊接質量。新增的“可安裝在我司生產的掃描頭上"的選項，使監測范圍從“點"擴展到了“面"，掃描頭焊接時的穿孔等異常檢測變得更加容易。系統支持以最小分辨率1 μs進行高分辨率監測，同時兼容連續波（CW）和脈沖激光兩種模式，為不同焊接工藝的質量控制提供了統一的監測平臺。

4.5 掃描振鏡與高速縫焊

AF-1000可搭配高速掃描振鏡（如CL-H201A掃描儀）使用，實現高效縫焊與密封焊接。掃描頻率可達500 pps（脈沖/秒），能夠滿足汽車生產線等高節拍應用場景的需求。與傳統機械運動軸驅動的焊接方式相比，掃描振鏡通過鏡片的高速偏轉來實現激光光斑的快速定位和軌跡掃描，具有無機械慣性、響應速度快、定位精度高等優勢，特別適用于微小間距的密集點焊和復雜軌跡的精密縫焊。

4.6 電光轉化效率與節能設計

AF-1000及其配套的光纖激光引擎采用了高電光轉化效率設計。光纖激光器相較于傳統YAG激光器或CO?激光器，在電光轉換效率方面具有顯著優勢——通常可達30%以上，而傳統燈泵浦YAG激光器僅有3%左右。這一特性降低了設備運行能耗，減少了冷卻系統負荷，同時延長了激光泵浦源的壽命，符合現代工業生產的節能環保要求。

4.7 精密運動與定位系統

AF-1000可與XYZ精密定位平臺、CCD視覺定位系統等自動化組件配合使用，實現微米級精度的自動對位焊接。采用伺服電機和精密導軌定位系統，重復定位精度可達±0.01 mm，配合實時監測反饋系統，可實現對功率、速度、焦距等參數的微米級調控，滿足航空航天等領域的嚴苛要求。

五、應用場景

AF-1000及其所驅動的AF系統在多個精密制造行業中有著廣泛的應用：

新能源汽車領域。 AF系統在新能源汽車電機定子繞組的扁平線（Hair-pin）焊接中扮演著關鍵角色。扁銅線端部的連接需要在極小空間內實現高強度、低電阻的焊接，AF系統憑借優異的光束質量和波形控制能力能夠勝任這一挑戰。此外，鋁合金電池殼的密封焊接、銅連接片的精密焊接等也是AF系統的重要應用場景。鋁、銅等高反射材料對常規激光波長（約1070 nm）的反射率高，傳統激光焊接極易出現不穩定現象，AF系統通過光束質量控制技術和脈沖波形管理，能夠有效突破初始反射屏障，實現穩定、美觀、無飛濺的焊接。

消費電子與半導體行業。在消費電子領域，AF-1000適用于微小電子元器件的焊點焊接、傳感器封裝、連接器端子焊接等場景。其微焦耳級的脈沖能量控制能力使熱影響區極小，能夠在不損傷周邊精密電路的前提下完成焊接作業。在半導體IC領域，AF-1000可應用于TO封裝焊接、引線框架焊接等場景。

醫療設備行業。在醫療器械制造領域，AF系統可用于心臟起搏器等植入式醫療器件的精密封裝，以及手術器械、牙科器具、鈦合金醫療植入物等的不規則形狀封裝和異形管路焊接。醫療器械焊接對潔凈度、密封性和熱影響區的控制要求極為嚴苛，AF系統的微細焊接能力正好契合了這一需求。

電池與能源領域。 AF-1000適用于二次電池和燃料電池的極耳焊接、電芯密封焊接以及電池組件的連接焊接。隨著新能源產業的快速發展，電池焊接的質量和一致性要求不斷提高，AF系統的功率實時監控和多條件點焊功能在這一領域中具有顯著的應用價值。

其他工業領域。 AF-1000還可應用于繼電器觸點焊接、微型馬達組件焊接、精密鈑金件連接以及航空航天用精密組件的焊接。

六、產品選型與系統集成

AF-1000是AF系列產品線中的重要型號。以下匯總了AF系列部分代表性型號的核心配置參考：

型號	對應激光引擎功率	應用定位	核心特征
AF-200	2000 W	高功率深熔焊接	大功率輸出，加工范圍廣
AF-1000	1000 W	中等功率精密焊接	模塊化控制，適配掃描振鏡
AF-500	500 W	中等功率通用焊接	平衡性能與成本
AF-200	200 W	中低功率精密焊接	精密微細焊接

數據來源：綜合整理自產品技術資料

在系統集成方面，AMADA MIYACHI提供完整的上位控制系統兼容性支持。AF-1000可通過標準工業通信接口與PLC、工業機器人、CCD視覺系統等外圍設備協同工作，實現自動化生產線的無縫集成。

七、結論

AMADA MIYACHI AF-1000 AF系統光纖激光焊接機是AF系列模塊化精密焊接平臺中的高性能控制解決方案。AF-1000通過與光纖激光引擎和掃描頭單元的組合使用，構建起高速多點焊、縫焊系統的完整控制鏈條，為汽車、電子、新能源、醫療器械等精密制造領域提供了高精度、高靈活性、高一致性的激光焊接控制能力。

在技術層面，AF系統集成了超細光纖傳導、低數值孔徑控制和微焦耳級脈沖能量控制三大核心技術，實現了“焊點直徑≤100微米、熔深≥200微米"的高深寬比微細焊接效果。激光波形控制、高速條件切換、功率實時監控和同軸焊接質量監測等智能化功能，確保了焊接工藝的穩定性和一致性。在高反射材料焊接、三維空間曲線焊接和異形工件焊接等挑戰性場景中，AF系統展現了的適應能力。

作為AMADA MIYACHI集團在精密激光焊接領域數十年技術積淀的集中體現，AF-1000以及其所代表的AF系統產品線，正在以“微焦耳級脈沖能量"的精密焊接理念，推動著從動力電池到醫療植入物、從消費電子到航空航天等多個高制造領域的高質量發展。

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