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JP7804248B2 - Laser processing device and laser processing method - Google Patents
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JP7804248B2 - Laser processing device and laser processing method - Google Patents

Laser processing device and laser processing method

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JP7804248B2 JP2025533288A JP2025533288A JP7804248B2 JP 7804248 B2 JP7804248 B2 JP 7804248B2 JP 2025533288 A JP2025533288 A JP 2025533288A JP 2025533288 A JP2025533288 A JP 2025533288A JP 7804248 B2 JP7804248 B2 JP 7804248B2
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Description

本開示は、レーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。 This disclosure relates to a laser processing apparatus and a laser processing method.

方向性電磁鋼板の製造プロセスは、主として熱延、冷延、一次再結晶(脱炭)焼鈍、二次再結晶(仕上げ)焼鈍、平坦化焼鈍、及びコーティング工程から構成される。この製造プロセスの中で、コーティング工程後の方向性電磁鋼板の表面に圧延方向に搬送される鋼板に対して、レーザ照射によって一定間隔で圧延方向に略垂直な方向、すなわち板幅方向に延びる線状の熱歪を付与することで、鉄損を低減する磁区制御技術が実用に供されている(特許文献1)。またはレーザ照射によって溝を形成して鉄損を改善する方法も開示されている(特許文献2)。The manufacturing process for grain-oriented electrical steel sheets mainly consists of hot rolling, cold rolling, primary recrystallization (decarburization) annealing, secondary recrystallization (finishing) annealing, flattening annealing, and coating. During this manufacturing process, a magnetic domain control technology has been put into practical use to reduce iron loss by applying linear thermal strain at regular intervals in a direction approximately perpendicular to the rolling direction (i.e., in the sheet width direction) to the surface of the grain-oriented electrical steel sheet after the coating process as the steel sheet is transported in the rolling direction (Patent Document 1). Another method for improving iron loss is to form grooves by laser irradiation (Patent Document 2).

更に、冷延後、仕上げ焼鈍前の電磁鋼板に同様に板幅方向に略平行にレーザ照射によって局所的な加熱領域を形成することで、仕上げ焼鈍後の当該領域に結晶粒界が発生し、鉄損の低減、磁束密度の向上等の磁気特性を改善する技術が開示されている(特許文献3)。 Furthermore, a technology has been disclosed in which localized heating areas are formed by laser irradiation in a direction approximately parallel to the sheet width direction on an electrical steel sheet after cold rolling and before finish annealing, thereby generating grain boundaries in the area after finish annealing, thereby improving magnetic properties such as reducing iron loss and increasing magnetic flux density (Patent Document 3).

これらの技術では、圧延方向Lに搬送速度VLで搬送された鋼板表面に、圧延方向Lに細い線状、円形又は楕円形に集光されたレーザ光を、圧延方向に略平行な板幅方向Cに速度Vで走査して照射することによって局所加熱処理を行う。ここで、レーザパワーをP[W]とし、集光形状を楕円として、走査方向である長軸径をDc、その直交方向の集光径である短軸径をDとすると、(1)及び(2)式であらわされるように、DcとDの積である集光面積をS[mm]として、パワー密度I[W/mm]は、I=P/Sとなる。Ipは単位時間に投入されるエネルギーを意味するため、Ipは高い方が加熱速度は速い。 In these techniques, localized heat treatment is performed by irradiating a steel sheet surface transported in the rolling direction L at a transport speed VL with laser light focused in a thin linear, circular, or elliptical shape in the rolling direction L, while scanning the laser light in the sheet width direction C, which is approximately parallel to the rolling direction, at a speed Vc . Here, if the laser power is P [W], the focused shape is an ellipse, the major axis diameter in the scanning direction is Dc , and the minor axis diameter which is the focused diameter in the direction perpendicular to the scanning direction is Dl, then, as expressed by equations (1) and (2), the focused area, which is the product of Dc and Dl , is S [ mm2 ], and the power density Ip [W/ mm2 ] is Ip = P/S. Since Ip represents the energy input per unit time, the higher Ip, the faster the heating rate.

また、鋼板の加熱による特定の効果、例えば、歪付与効果、深い溝加工、結晶粒界形成効果を得るには、必要な到達温度に達することが必要であり、すなわち高いIpにおいても一定時間以上の照射時間が必要である。レーザを板幅方向に走査して照射する方法において、レーザ光が通過する箇所への照射時間Ttは、走査速度をVcにおいて、下記(3)式で表されるように、Tt=Dc/Vcとなり、Ttを増加させるにはDcを長くするか、あるいはVcを低下させる必要がある。ここで生産性の観点ではVcを低下させることは不利であるため、Ttを長くするには、走査方向の集光径Dcを長くすることになる。 Furthermore, to achieve certain effects by heating steel sheets, such as distortion, deep groove processing, and grain boundary formation, it is necessary to reach the required temperature, which means that even at a high Ip, a certain amount of irradiation time is required. In a method in which a laser is scanned across the sheet width, the irradiation time Tt at the point where the laser light passes is expressed as Tt = Dc/Vc, as shown in equation (3) below, where Vc is the scanning speed. To increase Tt, Dc must be increased or Vc must be decreased. Here, from a productivity perspective, decreasing Vc is disadvantageous, so to increase Tt, the focused beam diameter Dc in the scanning direction must be increased.

S=(π/4)・D・D[mm] (1)
=P/S=(4/π)・P/(D・D)[W/mm] (2)
=D/V[sec] (3)
S=(π/4)・D L・D C [mm 2 ] (1)
I P = P/S = (4/π)・P/(D L・D C ) [W/mm 2 ] (2)
T t =D C /V C [sec] (3)

従って、圧延方向に移動する鋼板上に、レーザ光を板幅方向に高速走査して効率的に線状の加熱領域を形成するには、走査方向に長く、その直交方向に細い、線状の集光を行うことが望ましい。 Therefore, in order to efficiently form a linear heating area by scanning laser light across the width of a steel plate moving in the rolling direction at high speed, it is desirable to focus the light in a line that is long in the scanning direction and narrow in the perpendicular direction.

このような板幅方向に長い集光形状となるレーザ光を板幅方向に走査して楕円(又は線状)集光の短軸径Dと同等の細い加熱領域を形成する方法として、特許文献1には、鋼板の搬送速度Vとレーザ光の走査速度Vから、レーザ光の走査方向と集光形状の長軸とのなす角である傾斜角度を計算して設定する技術が記載されている。 As a method for scanning, in the sheet width direction, a laser beam having such a focused shape that is long in the sheet width direction, to form a thin heated region having a diameter equivalent to the minor axis diameter D L of the elliptical (or linear) focused beam, Patent Document 1 describes a technique for calculating and setting an inclination angle, which is the angle between the scanning direction of the laser beam and the major axis of the focused beam shape, from the conveying speed V L of the steel sheet and the scanning speed V C of the laser beam.

特許第5135542号公報Patent No. 5135542 特許第5234222号公報Patent No. 5234222 特許第4782248号公報Patent No. 4782248

しかしながら、特許文献1の方法のように、楕円(又は線状)集光の短軸径Dと比較して板幅方向集光径Dが極端に長くなる線状の集光形状では、角度設定を非常に精密に行う必要がある。つまり、角度設定の精度が低いと、実質的な圧延方向の加熱領域の幅が拡大する。その結果、(2)式で示すIが低下して熱歪や結晶粒界の形成に必要な加熱ができないという問題があった。例えば、集光形状が短軸径D=0.1mm及び板幅方向集光径D=50mmである細長い楕円集光を板幅方向に平行に走査する場合、圧延方向の加熱領域の幅は、短軸径Dと等しく、0.1mmとなることが理想的である。しかし、実際の設定角度が0.1度ずれることによって、実質的な圧延方向Lにおける加熱領域の幅が約0.2mmとなり、目標とする加熱領域の幅の約2倍に拡大し、つまりIは半減してしまう。 However, as in the method of Patent Document 1, in the case of a linear focusing shape in which the beam diameter D C in the sheet width direction is extremely long compared to the minor axis diameter D L of the elliptical (or linear) focusing, the angle must be set very precisely. In other words, if the angle setting is not precise enough, the width of the heated area in the effective rolling direction increases. As a result, there is a problem that I p shown in equation (2) decreases and heating necessary for thermal distortion and the formation of grain boundaries cannot be performed. For example, when an elongated elliptical focusing shape with a minor axis diameter D L = 0.1 mm and a beam diameter D C in the sheet width direction = 50 mm is scanned parallel to the sheet width direction, the width of the heated area in the rolling direction should ideally be 0.1 mm, equal to the minor axis diameter D L . However, if the actual setting angle is off by 0.1 degrees, the width of the heated area in the effective rolling direction L becomes approximately 0.2 mm, which is approximately twice the width of the target heated area, i.e., I p is halved.

上記問題点を鑑み、本開示は、搬送される加工対象物の表面にレーザ加工をするための技術を提供することを目的とする。 In consideration of the above problems, the present disclosure aims to provide a technology for laser processing the surface of a transported workpiece.

上記課題を解決するために、本開示のある観点によれば、レーザ光を照射して加工対象物の表面を加工するレーザ加工装置であって、レーザ光を出力する出力装置と、前記レーザ光を所定の集光形状に集光する集光装置と、前記集光されたレーザ光の前記加工対象物の表面上の照射位置を、搬送装置によって第1の方向へ搬送される前記加工対象物の搬送速度と同じ移動速度で移動させる偏向装置と、を有する、レーザ加工装置が提供される。 In order to solve the above problem, according to one aspect of the present disclosure, there is provided a laser processing device that irradiates laser light to process the surface of a workpiece, the laser processing device having an output device that outputs laser light, a focusing device that focuses the laser light into a predetermined focused shape, and a deflection device that moves the irradiation position of the focused laser light on the surface of the workpiece at a moving speed that is the same as the conveying speed of the workpiece being conveyed in a first direction by a conveying device.

また、上記課題を解決するために、本開示の別の観点によれば、レーザ光を照射して加工対象物の表面を加工するレーザ加工方法であって、第1の方向に所定の搬送速度で搬送されている前記加工対象物に対して、前記レーザ光を前記加工対象物に集光する集光ステップと、前記集光されたレーザ光の前記加工対象物の表面上の照射位置を、前記第1の方向への搬送速度と同じ移動速度で移動させる移動ステップと、を有する、レーザ加工方法が提供される。 In addition, in order to solve the above problem, according to another aspect of the present disclosure, there is provided a laser processing method for processing the surface of a workpiece by irradiating it with laser light, the laser processing method comprising: a focusing step for focusing the laser light on the workpiece while the workpiece is being transported in a first direction at a predetermined transport speed; and a moving step for moving the irradiation position of the focused laser light on the surface of the workpiece at a moving speed equal to the transport speed in the first direction.

本発明によれば、加工対象物におけるレーザ光の集光形状は、加工対象物の搬送方向に搬送速度と同じ移動速度で移動される。従来では、レーザ光の集光形状は搬送方向と略垂直な方向に移動されていたが、本発明によれば、搬送される加工対象物の表面にレーザ加工をするための技術を提供することができる。よって、例えば電磁鋼板の磁区制御プロセスなどに代表される、移動する加工対象物の表面にレーザ照射によって細い、または微小な局所的な加熱加工を安定して行うことができる。 According to the present invention, the focused shape of the laser light on the workpiece moves in the transport direction of the workpiece at a moving speed that is the same as the transport speed. Conventionally, the focused shape of the laser light moves in a direction approximately perpendicular to the transport direction, but the present invention provides a technology for laser processing the surface of a transported workpiece. Therefore, it is possible to stably perform thin or minute localized heating processing by irradiating the surface of a moving workpiece with laser, as typified by the magnetic domain control process of electromagnetic steel sheets, for example.

図1は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の一例をZ方向(鉛直方向)から矢視した模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an example of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention, viewed from the Z direction (vertical direction). 図2は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の一例をC方向から矢視した模式図である。FIG. 2 is a schematic view of an example of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention, viewed from the arrow C direction. 図3は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の一例をL方向から矢視した模式図である。FIG. 3 is a schematic view of an example of a laser processing device according to an embodiment of the present invention, viewed from the arrow L direction. 図4は、本発明の実施形態に係る加熱領域の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a heating region according to an embodiment of the present invention. 図5は本発明の実施形態に関わるレーザ加工装置の一例となる模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施形態に係るポリゴンミラーによって偏向されるレーザ光の一例となる模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a laser beam deflected by a polygon mirror according to an embodiment of the present invention. 図7は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の他の例をC方向から矢視した模式図である。FIG. 7 is a schematic view of another example of a laser processing device according to an embodiment of the present invention, viewed from the arrow C direction. 図8は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の他の例をC方向から矢視した模式図である。FIG. 8 is a schematic view of another example of a laser processing device according to an embodiment of the present invention, viewed from the arrow C direction. 図9は、本発明の実施形態に係るポリゴンミラーによって偏向されるレーザ光の他の例となる模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing another example of laser light deflected by a polygon mirror according to an embodiment of the present invention. 図10は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の他の例をC方向から矢視した模式図である。FIG. 10 is a schematic view of another example of a laser processing device according to an embodiment of the present invention, viewed from the arrow C direction. 図11は、本発明の実施形態に係るレーザ加工方法を示すフロー図である。FIG. 11 is a flow chart showing a laser processing method according to an embodiment of the present invention. 図12は、本開示の各種実施例のレーザ照射パラメータとポリゴンミラーパラメータとを示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating laser illumination parameters and polygon mirror parameters for various embodiments of the present disclosure. 図13は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の他の例をC方向から矢視した模式図である。FIG. 13 is a schematic view of another example of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention, viewed from the arrow C direction. 図14は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の他の例をC方向から矢視した模式図である。FIG. 14 is a schematic view of another example of a laser processing device according to an embodiment of the present invention, viewed from the arrow C direction. 図15は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の他の例をC方向から矢視した模式図である。FIG. 15 is a schematic view of another example of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention, viewed from the arrow C direction. 図16は、本発明の実施形態に係る光路切替装置の一例の模式図である。FIG. 16 is a schematic diagram of an example of an optical path switching device according to an embodiment of the present invention. 図17は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の他の例をC方向から矢視した模式図である。FIG. 17 is a schematic view of another example of a laser processing device according to an embodiment of the present invention, viewed from the arrow C direction. 図18は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の他の例をC方向から矢視した模式図である。FIG. 18 is a schematic view of another example of a laser processing device according to an embodiment of the present invention, viewed from the arrow C direction. 図19は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の他の例をC方向から矢視した模式図である。FIG. 19 is a schematic view of another example of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention, viewed from the arrow C direction. 図20は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置を板幅方向に2台以上配置した模式図である。FIG. 20 is a schematic diagram showing two or more laser processing devices according to an embodiment of the present invention arranged in the plate width direction. 図21は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の他の例となる模式図である。FIG. 21 is a schematic diagram showing another example of a laser processing device according to an embodiment of the present invention. 図22は、本発明の実施形態に係る加熱領域の他の例の模式図である。FIG. 22 is a schematic diagram of another example of a heating region according to an embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下の実施形態では、方向性電磁鋼板の磁区制御を行うための熱歪の導入の場合を例に説明する。なお、その他、目的は異なっても搬送される加工対象物へレーザ照射によって微小な領域の熱加工、例えば溝を掘るための溶融加工、当該領域を貫通させるための穴加工等を行う場合にも本発明は適用できる。溶解加工と穴加工とは、熱加工においてエネルギー密度と照射時間との少なくとも一方を調整することによって実現される。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, the case of introducing thermal strain to control the magnetic domains of grain-oriented electrical steel sheets will be described as an example. Note that the present invention can also be applied to other cases where the purpose is different, such as thermal processing of a small area by irradiating a transported workpiece with a laser, such as melting to excavate a groove or drilling a hole to penetrate that area. Melting and drilling are achieved by adjusting at least one of the energy density and irradiation time in the thermal processing. Note that in this specification and drawings, components having substantially the same functional configuration will be assigned the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted.

[レーザ加工装置]
図1~図3に、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置100を示す。図1は、レーザ加工装置100を鉛直方向上方からみた図であり、図2は、レーザ加工装置100を板幅方向Cからみた図であり。図3は、方向性電磁鋼板10の搬送方向Lからみたレーザ加工装置100を示す図である。本発明の実施形態に係るレーザ加工装置100は、方向性電磁鋼板10の表面を熱加工することによって、方向性電磁鋼板10の板幅方向Cに略平行な方向である延在方向に延びる線状の溝又は線状の熱歪を形成する。図示するように、レーザ加工装置100は、搬送装置110、出力装置120、集光装置130及びポリゴンミラー140を有する。なお、以下の実施例では、レーザ加工装置100は方向性電磁鋼板10の表面を加工するが、本開示によるレーザ加工装置100は必ずしもこれに限定されず、他の何れかの加工対象物を加工してもよい。
[Laser processing equipment]
1 to 3 show a laser processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a view of the laser processing apparatus 100 viewed from above in the vertical direction, and FIG. 2 is a view of the laser processing apparatus 100 viewed from the sheet width direction C. FIG. 3 is a view of the laser processing apparatus 100 viewed from the conveyance direction L of the grain-oriented electrical steel sheet 10. The laser processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention thermally processes the surface of the grain-oriented electrical steel sheet 10 to form linear grooves or linear thermal strains extending in an extension direction of the grain-oriented electrical steel sheet 10, which is a direction substantially parallel to the sheet width direction C. As shown in the figures, the laser processing apparatus 100 includes a conveyance device 110, an output device 120, a focusing device 130, and a polygon mirror 140. Note that in the following examples, the laser processing apparatus 100 processes the surface of a grain-oriented electrical steel sheet 10, but the laser processing apparatus 100 according to the present disclosure is not necessarily limited to this and may process any other workpiece.

搬送装置110は、方向性電磁鋼板10を板幅方向Cに垂直な搬送方向Lに向けて所定の搬送速度Vで搬送する。例えば、搬送装置110は、方向性電磁鋼板10を搬送方向Lに移動させるための複数のローラを備え、ローラを搬送方向Lに回転させることによって、ローラ上に載置された方向性電磁鋼板10を所定の搬送速度Vで搬送方向Lに移動させる。なお、搬送方向Lは、圧延された鋼板の圧延方向と同じである。板幅方向Cは、鋼板の圧延方向に直交する方向である。 The conveying device 110 conveys the grain-oriented electrical steel sheet 10 at a predetermined conveying speed VL in a conveying direction L perpendicular to the sheet width direction C. For example, the conveying device 110 includes a plurality of rollers for moving the grain-oriented electrical steel sheet 10 in the conveying direction L, and by rotating the rollers in the conveying direction L, the grain-oriented electrical steel sheet 10 placed on the rollers is moved in the conveying direction L at a predetermined conveying speed VL . The conveying direction L is the same as the rolling direction of the rolled steel sheet. The sheet width direction C is a direction perpendicular to the rolling direction of the steel sheet.

出力装置120は、レーザ光20を出力する装置である。具体的には、ファイバレーザ、YAGレーザ、COレーザ等であり、加工に供されるレーザであれば特にその種類は問わない。出力されたレーザ光20は、集光装置130及びポリゴンミラー140に向けて伝搬する。 The output device 120 is a device that outputs laser light 20. Specifically, it may be a fiber laser, YAG laser, CO2 laser, etc., and the type of laser is not particularly important as long as it is used for processing. The output laser light 20 propagates toward the focusing device 130 and the polygon mirror 140.

集光装置130は、出力装置120から方向性電磁鋼板10までの光路上に、単一又は複数の部材として設けられ、入力されるレーザ光20を所定の集光形状に集光して出力する。具体的には、集光装置130は、方向性電磁鋼板10の表面上におけるレーザ光20の集光形状を、例えば図4に示す略線状の楕円形状とするなど、一の方向に長く当該一の方向に垂直な他の方向に短い形状にする。所定の集光形状は、これから形成しようとする線状の溝又は線状の熱歪の延在方向と当該一の方向とを一致させるように形成される。例えば、集光装置130をレーザの光軸Eに対して回転させることで溝又は線状の熱歪の延在方向と当該一の方向とを一致させる。線状の溝又は線状の歪は、鉄損を低減するために、鋼板表面と平行な平面内において搬送方向に直交する方向(板幅方向C)、あるいは板幅方向Cから45度以内の方向(0度≦略平行≦45度)に延びるように設定される。方向性電磁鋼板10に対しては、線状の溝又は線状の歪の延びる方向は、板幅方向Cに対して0度以上10度以下であっても良い。The focusing device 130 is provided as a single or multiple components on the optical path from the output device 120 to the grain-oriented electromagnetic steel sheet 10, and focuses the input laser beam 20 into a predetermined focused shape before outputting it. Specifically, the focusing device 130 focuses the laser beam 20 on the surface of the grain-oriented electromagnetic steel sheet 10 into a shape that is long in one direction and short in another direction perpendicular to the first direction, such as the approximately linear elliptical shape shown in FIG. 4. The predetermined focused shape is formed so that the extension direction of the linear groove or linear thermal distortion to be formed coincides with the first direction. For example, the extension direction of the groove or linear thermal distortion is aligned with the first direction by rotating the focusing device 130 relative to the laser optical axis E. In order to reduce iron loss, the linear grooves or linear strains are set to extend in a direction perpendicular to the conveyance direction (sheet width direction C) in a plane parallel to the steel sheet surface, or in a direction within 45 degrees (0 degrees≦approximately parallel≦45 degrees) from the sheet width direction C. For grain-oriented electrical steel sheet 10, the extension direction of the linear grooves or linear strains may be 0 degrees or more and 10 degrees or less with respect to the sheet width direction C.

集光形状は、集光装置130を用いて調整することが可能である。すなわち、集光装置130は、第1の方向に短く、当該第1の方向に垂直な第2の方向に長い集光形状でレーザ光20を形成するようにしてもよい。例えば、図1及び図2に示す例では、集光装置130は、方向性電磁鋼板10の板幅方向Cの集光径である板幅方向集光径D(すなわち、長軸と短軸の交点を通り、かつ、搬送方向Lに平行な径の長さ)を調整するレンズ131と、方向性電磁鋼板10の搬送方向Lの集光の短軸径であるDを調整するレンズ132とを有する。また、図4に示すように、レーザ光20の集光形状は、D<Dの長楕円となるよう調整される。具体的には、板幅方向集光径Dを任意の長さにするためには、レンズ131に凹面レンズを用いてレーザ光20の径を拡大し、レンズ131と鋼板の距離を調節することでDcを所望の値に設定してもよい。楕円の集光の短軸径Dについては、レンズ132に凸レンズを用いて、レンズ132の焦点位置を鋼板表面に一致させるようにレンズ132の位置を調節し、短軸径Dを所望の値に設定してもよい。ここで、図5は、本発明の実施形態に係るポリゴンミラー140によって偏向されるレーザ光20の模式図である。より詳細には、図5に、本発明の実施形態に係るポリゴンミラー140によって偏向されるレーザ光20の模式図を示す。なお、図4は、図5のBに示された電磁鋼板の一部分について拡大し、鉛直方向上方から見た図である。 The focused beam shape can be adjusted using the focusing device 130. That is, the focusing device 130 may form the laser beam 20 in a focused beam shape that is short in a first direction and long in a second direction perpendicular to the first direction. For example, in the example shown in FIGS. 1 and 2 , the focusing device 130 includes a lens 131 that adjusts a width-direction focused beam diameter D C (i.e., the length of the diameter passing through the intersection of the major axis and minor axis and parallel to the conveying direction L) that is the focused beam diameter in the width direction C of the grain-oriented electrical steel sheet 10, and a lens 132 that adjusts a minor axis diameter D L of the focused beam in the conveying direction L of the grain-oriented electrical steel sheet 10. Furthermore, as shown in FIG. 4 , the focused beam shape of the laser beam 20 is adjusted to be an oblong ellipse such that D L < D C. Specifically, to set the sheet width direction focused diameter Dc to a desired length, a concave lens may be used as the lens 131 to expand the diameter of the laser beam 20, and Dc may be set to a desired value by adjusting the distance between the lens 131 and the steel sheet. Regarding the minor axis diameter DL of the elliptical focused beam, a convex lens may be used as the lens 132, and the position of the lens 132 may be adjusted so that the focal position of the lens 132 coincides with the steel sheet surface, thereby setting the minor axis diameter DL to a desired value. Here, FIG. 5 is a schematic diagram of the laser beam 20 deflected by the polygon mirror 140 according to an embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 5 shows a schematic diagram of the laser beam 20 deflected by the polygon mirror 140 according to an embodiment of the present invention. Note that FIG. 4 is an enlarged view of a portion of the electromagnetic steel sheet shown in B of FIG. 5, viewed vertically from above.

ポリゴンミラー140は、複数の反射面を有し、鋼板表面に平行で、かつ、加工対象物、具体的には本実施例では方向性電磁鋼板10の搬送方向に垂直な回転軸をもって回転可能な構造である。また、ポリゴンミラー140は、照射位置の移動速度に対応した回転速度で回転するようにしてもよい。回転軸は、ポリゴンミラー140の各反射面内での反射によって、一方向から入射するレーザ光20を偏向して、搬送方向Lに移動させることが可能な方向に回転するように、不図示の支持装置により回転可能に支持される。すなわち、回転軸RXを中心とした各反射面の回転に従い、各反射面内においてレーザ光20の入射角が順次変化することにより、方向性電磁鋼板10の表面上のレーザ光20の照射位置を、回転速度に応じた移動速度Vで搬送方向Lと同じ方向、同じ速度で移動する。次の反射面に変わる際には、入射角が最初に戻ることにより、照射位置が搬送方向Lの上流に戻る。これが、ポリゴンミラー140が1回転する間に、反射面の数だけ繰り返される。 The polygon mirror 140 has multiple reflecting surfaces and is rotatable about a rotation axis that is parallel to the steel sheet surface and perpendicular to the conveyance direction of the workpiece, specifically, the grain-oriented electrical steel sheet 10 in this embodiment. The polygon mirror 140 may also rotate at a rotation speed corresponding to the movement speed of the irradiation position. The rotation axis is rotatably supported by a support device (not shown) so that it rotates in a direction that deflects the laser beam 20 incident from one direction by reflection on each reflecting surface of the polygon mirror 140 and moves it in the conveyance direction L. That is, as each reflecting surface rotates around the rotation axis RX, the angle of incidence of the laser beam 20 sequentially changes within each reflecting surface, thereby moving the irradiation position of the laser beam 20 on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet 10 in the same direction and at the same speed as the conveyance direction L at a movement speed V C that corresponds to the rotation speed. When changing to the next reflecting surface, the angle of incidence returns to the original, and the irradiation position returns upstream in the conveyance direction L. This is repeated as many times as the number of reflecting surfaces during one rotation of the polygon mirror 140.

以下、図6を用いて照射間隔Pを詳細に説明する。図6に、ポリゴンミラーで反射し偏向されるレーザ光20と搬送方向照射間隔Pの模式図を示す。図6は、図2のAに示された部分を拡大した図である。ポリゴンミラー140のある1つの面に着目し、ある面がレーザ光20を反射した場合を考える。ポリゴンミラー140を板幅方向Cから見たとき、ある面と、ある面より回転方向の先にある面との境界を頂点A´とし、ある面と、ある面の回転方向の後にある面との境界を頂点B´とする。頂点A´でレーザ光20を反射した際、反射したレーザ光20が鋼板上に照射される位置を、照射位置Iとし、頂点B´でレーザ光20を反射した際、反射したレーザ光20が鋼板上に照射される位置を、照射位置IIとすると、ポリゴンミラー140が回転することに応じて、レーザ光20が反射する反射点Rはポリゴンミラー140の頂点A´から頂点B´まで動くので、レーザ光20は方向性電磁鋼板10の表面上の照射位置Iから、方向性電磁鋼板10の表面上の照射位置IIに移動することになる。頂点B´にレーザ光20が照射した直後、レーザ光20は、ある面より回転方向の後にある(次の)面における頂点A´で反射することとなり、反射したレーザ光20は、再び照射位置Iに照射され、この動作は繰り返し行われる。方向性電磁鋼板10の表面上の照射位置Iから照射位置IIまでの移動距離をレーザ照射間隔Pとすると、ポリゴンミラー140の回転によって、鋼板の搬送方向にPの間隔でレーザ照射による熱加工領域が形成されることになる。 The irradiation interval P L will be explained in detail below with reference to Fig. 6. Fig. 6 is a schematic diagram showing the laser light 20 reflected and deflected by the polygon mirror and the irradiation interval P L in the conveying direction. Fig. 6 is an enlarged view of the portion shown in A in Fig. 2. Focusing on one surface of the polygon mirror 140, consider a case where the laser light 20 is reflected by the surface. When the polygon mirror 140 is viewed from the sheet width direction C, the boundary between the surface and a surface located ahead of the surface in the rotation direction is defined as vertex A', and the boundary between the surface and a surface located behind the surface in the rotation direction is defined as vertex B'. When the laser beam 20 is reflected by the vertex A', the position on the steel sheet where the reflected laser beam 20 is irradiated is defined as irradiation position I, and when the laser beam 20 is reflected by the vertex B', the position on the steel sheet where the reflected laser beam 20 is irradiated is defined as irradiation position II. As the polygon mirror 140 rotates, the reflection point R where the laser beam 20 is reflected moves from the vertex A' to the vertex B' of the polygon mirror 140, so that the laser beam 20 moves from irradiation position I on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet 10 to irradiation position II on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet 10. Immediately after the laser beam 20 is irradiated at the vertex A' on the (next) face behind the given face in the rotation direction, the reflected laser beam 20 is again irradiated at irradiation position I, and this operation is repeated. If the moving distance from irradiation position I to irradiation position II on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet 10 is defined as the laser irradiation interval PL , then as the polygon mirror 140 rotates, thermally processed areas are formed by laser irradiation at intervals of PL in the conveying direction of the steel sheet.

ここでポリゴンミラーの面数をN、各ミラー面の中心角をθとすると下記の関係となる。
θ=360/N (4)
ここで、θはポリゴンミラー反射によるレーザ光20の偏向角の1/2に相当するため、Pはポリゴンミラーの反射点Rから鋼板表面までの垂線の距離をhとすると、Pは(5)式となる。
=2・h・tanθ (5)
Here, if the number of faces of the polygon mirror is N p and the central angle of each mirror face is θ P , the following relationship holds:
θ P =360/N p (4)
Here, θ P corresponds to ½ of the deflection angle of the laser light 20 reflected by the polygon mirror, so if the distance of the perpendicular line from the reflection point R of the polygon mirror to the steel sheet surface is h, then P L is given by equation (5).
P L =2・h・tanθ P (5)

さらに、本発明では、ポリゴンミラー140によるレーザ光20の照射点(例えば、ポリゴンミラー140の回転によって、一つのミラーの反射角度の変化によるレーザ光20の偏向に伴うレーザ光照射位置の開始点と終点の中心位置などの特定の位置)の方向性電磁鋼板10上での移動速度Vと、搬送装置110による方向性電磁鋼板10の搬送速度Vと同じにする。これによって、レーザ光20の集光形状が、搬送中の方向性電磁鋼板10上の同一領域に追従するように搬送方向Lに進行するので、レーザ光20を、方向性電磁鋼板10の表面上の同一の領域に照射し続けることが可能である。 Furthermore, in the present invention, the moving speed V C of the irradiation point of the laser beam 20 by the polygon mirror 140 (for example, a specific position such as the center position between the start and end points of the laser beam irradiation positions resulting from the deflection of the laser beam 20 due to a change in the reflection angle of one mirror as the polygon mirror 140 rotates ) on the grain-oriented electrical steel sheet 10 is made the same as the conveying speed V L of the grain-oriented electrical steel sheet 10 by the conveying device 110. This causes the focused shape of the laser beam 20 to progress in the conveying direction L so as to follow the same region on the grain-oriented electrical steel sheet 10 being conveyed, making it possible to continuously irradiate the same region on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet 10 with the laser beam 20.

例えば、ポリゴンミラー140の回転によって反射方向を偏向して、レーザ光20の照射点をPで移動させる場合、ポリゴンミラー140の反射点Rと方向性電磁鋼板10との間の距離が、移動の開始点(照射位置I)におけるheから移動の中心点Oにおけるhまで変化し、さらに終点(照射位置II)におけるheまで変化するため、ポリゴンミラー140の回転速度が一定であっても、鋼板上の照射点の移動速度は僅かに変化する。具体的には移動中心点Oでの速度をVとすると、移動の開始点と終点での速度VCeは下記となる。
Ce=(he/h)・V (6)
For example, when the reflection direction is deflected by rotating the polygon mirror 140 and the irradiation point of the laser beam 20 is moved by PL , the distance between the reflection point R of the polygon mirror 140 and the grain-oriented electrical steel sheet 10 changes from he at the start point of the movement (irradiation position I) to h at the center point O of the movement, and then changes to he at the end point (irradiation position II). Therefore, even if the rotation speed of the polygon mirror 140 is constant, the movement speed of the irradiation point on the steel sheet changes slightly. Specifically, if the speed at the center point O of the movement is V C , the speeds V Ce at the start and end points of the movement are as follows:
V Ce = (he/h)・V C (6)

すなわち、ポリゴンミラー140の一つの反射面の回転による照射形状の移動の速度は開始点から中心点Oにかけて減速し、また中心点Oから終点に向かって増速する。本発明においては例えば前述したようにポリゴンミラー140の回転によって、一つのミラーの反射角度の変化によるレーザ光20の偏向に伴うレーザ光照射位置の開始点と終点の中心点O(以降、照射位置と呼ぶこともある)での移動速度を移動速度Vと定義する。したがって、ポリゴンミラー140の1つの反射面内でレーザ光20が反射される時間内で、移動の開始点と照射の中心点Oと移動の終点とで速度が変化するため、方向性電磁鋼板10の搬送速度Vが一定であれば、照射点の移動時間中に方向性電磁鋼板10の搬送速度Lと照射位置の移動速度にズレが生じる。その結果、方向性電磁鋼板10上の実効的な集光形状が変化することになり、すなわちパワー密度は変化する。移動速度と搬送速度は完全に一致することが好ましいが、このような速度のズレによって生じるパワー密度のある程度の変化は、加工目的によっては許容されるものである。例えばパワー密度の変化が10%以内程度であれば熱歪や溝加工等の目的には影響がない。 That is, the speed of movement of the irradiation shape due to the rotation of one of the reflecting surfaces of the polygon mirror 140 slows down from the start point to the center point O and increases from the center point O to the end point. In the present invention, for example, as described above, the rotation of the polygon mirror 140 causes the deflection of the laser beam 20 due to a change in the reflection angle of one mirror, and the movement speed Vc is defined as the movement speed at the center point O between the start point and the end point of the laser beam irradiation position (hereinafter, also referred to as the irradiation position). Therefore, within the time that the laser beam 20 is reflected by one of the reflecting surfaces of the polygon mirror 140, the speed changes between the start point of movement, the center point O of irradiation, and the end point of movement. Therefore, if the conveying speed VL of the grain-oriented electrical steel sheet 10 is constant, a discrepancy occurs between the conveying speed L of the grain-oriented electrical steel sheet 10 and the moving speed of the irradiation position during the movement of the irradiation point. As a result, the effective focused beam shape on the grain-oriented electrical steel sheet 10 changes, that is, the power density changes. It is preferable that the moving speed and the transport speed are perfectly matched, but a certain degree of change in power density caused by such a speed difference is acceptable depending on the processing purpose. For example, if the change in power density is within about 10%, it will not affect the purpose of thermal distortion or groove processing.

例えば後述する実施例1では、ポリゴン面数N=38、反射点と鋼板距離h=30mmにおいては、he=30.41mmとなり、移動開始点と中心点での速度差は約1%となり、移動中心点と開始点および終点との実効的な集光形状の差も同等となり、加工への影響は無視できる範囲となる。 For example, in Example 1 described later, when the number of polygon faces N p = 38 and the distance h between the reflection point and the steel plate = 30 mm, he = 30.41 mm, the speed difference between the start point and the center point of movement is approximately 1%, and the difference in the effective light-collecting shape between the center point of movement and the start point and end point is also equivalent, so that the effect on processing is within a negligible range.

また、図6のように、レーザ光20の移動を板幅方向Cから見た場合に、レーザ光20の焦点は、ポリゴンミラー140の反射点Rを中心として点線で示した円弧上において結ばれるため、例えば移動の中心点Oに焦点を結ぶようにhを設定した場合は、厳密には、照射位置I、照射位置IIの集光形状は焦点での形状と異なる。しかし、例えばポリゴンミラー140の反射点Rと方向性電磁鋼板10との間の距離hを短くすることや、集光装置130の構成や焦点距離を適宜設定することで、集光形状のズレは相対的に無視できる範囲内とすることができる。またhを短く設定することは前述のV、Vceのズレを小さくすることにもつながる。 6 , when the movement of the laser beam 20 is viewed from the sheet width direction C, the focus of the laser beam 20 is formed on an arc shown by the dotted line, centered on the reflection point R of the polygon mirror 140. Therefore, if h is set so that the focus is formed at the center point O of the movement, strictly speaking, the focused shape at irradiation positions I and II will differ from the shape at the focus. However, by shortening the distance h between the reflection point R of the polygon mirror 140 and the grain-oriented electrical steel sheet 10 or by appropriately setting the configuration and focal length of the focusing device 130, for example, it is possible to keep the deviation of the focused shape within a relatively negligible range. Furthermore, setting h to a short value also leads to a reduction in the deviation of Vc and Vce described above.

また、このような鋼板平面上での集光形状の変化や、移動速度Vの変化が起きないようにするためには、図7に示すように、ポリゴンミラー140の反射点Rと方向性電磁鋼板10との出力装置120の一構成要素にFθレンズ133を用いることで、移動位置によらずに鋼板表面に沿って焦点が結ばれ、また移動速度も一定とすることができる。なお集光装置130はFθレンズ133と別にポリゴンミラー140と出力装置120の間にレーザ集光形状を調整する一つ以上の凸レンズ、または凹レンズ134を加えてもよい。 In order to prevent such changes in the focused shape on the steel sheet plane and changes in the moving speed V C , an Fθ lens 133 can be used as one component of the output device 120 between the reflection point R of the polygon mirror 140 and the grain-oriented electrical steel sheet 10, as shown in Figure 7, so that the focus is formed along the steel sheet surface regardless of the moving position and the moving speed can be made constant. Note that the focusing device 130 may include one or more convex or concave lenses 134 between the polygon mirror 140 and the output device 120 in addition to the Fθ lens 133, for adjusting the laser focused shape.

従って、本発明は、レーザ光20が方向性電磁鋼板10の表面の搬送方向照射間隔Pを移動する間、同一の領域を照射し続ける。その結果、搬送方向照射間隔Pをレーザ光20が進行するのに要する時間の間に亘ってレーザ光20が照射され続けた領域(以下、加熱領域)が、集光形状の長軸の長さを有する線状または点列状の溝又は線状の歪を形成することになる。ポリゴンミラー140の各反射面が繰り返し行うレーザ光20の移動は、照射位置IIから照射位置Iまで一瞬で切り替わるため、線状の溝又は線状の歪が形成される間隔は、搬送方向Lの照射間隔Pと等しいと考えることができる。 Therefore, in the present invention, the same region is continuously irradiated with the laser beam 20 while it moves at the conveying direction irradiation interval PL on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet 10. As a result, the region (hereinafter referred to as the heated region) that is continuously irradiated with the laser beam 20 for the time required for the laser beam 20 to travel at the conveying direction irradiation interval PL forms a linear or dot-series groove or linear distortion having the length of the major axis of the focused shape. The repeated movement of the laser beam 20 by each reflecting surface of the polygon mirror 140 switches instantaneously from irradiation position II to irradiation position I, so the interval at which the linear groove or linear distortion is formed can be considered to be equal to the irradiation interval PL in the conveying direction L.

ここで、加熱領域とは、方向性電磁鋼板10の表面上におけるレーザ光20の集光形状の照射領域を指す。 Here, the heating area refers to the area irradiated with the focused shape of the laser light 20 on the surface of the directional electrical steel sheet 10.

図5に示すように、ポリゴンミラー140は、面数に応じて断面が多角形となり、この断面の中心を回転軸RXとし、回転方向は回転によるレーザ光反射の偏向方向が方向性電磁鋼板10の搬送方向Lと同じ方向である。ポリゴンミラー140の回転速度Vθ[度/sec]は、ポリゴンミラー140により移動するレーザ光20の移動距離Pの中心点Oでの移動速度Vが方向性電磁鋼板10の搬送速度Vと一致するよう制御される(図6参照)。この搬送速度Vについて、搬送装置100のローラを駆動するモータの回転速度信号が、ポリゴンミラー140の回転モータの制御装置(図示せず)に入力されることによって、ポリゴンミラー140の回転モータのモータ回転速度Vrpmが制御(例えばフィードバック制御)される。なお、モータの回転速度とポリゴンミラー140の回転速度は必ずしも一致する必要はなく、モータとポリゴンミラー140の間に回転数変換ギアを挿入してもよい。その場合はギア比を適切に設定することで、レーザ光の照射位置の移動速度Vが加工対象物の移動速度Vに一致するようにポリゴンミラー140の回転速度が設定されればよい。 As shown in FIG. 5 , the polygon mirror 140 has a polygonal cross section depending on the number of faces, with the center of this cross section being the rotation axis RX. The direction of rotation is the same as the conveyance direction L of the grain-oriented electrical steel sheet 10, in which the deflection direction of the reflected laser light due to rotation is the same as the conveyance direction L of the grain-oriented electrical steel sheet 10. The rotational speed [degrees/sec] of the polygon mirror 140 is controlled so that the moving speed VC at the center point O of the moving distance P L of the laser light 20 moved by the polygon mirror 140 matches the conveyance speed VL of the grain-oriented electrical steel sheet 10 (see FIG. 6 ). With respect to this conveyance speed VL , a rotational speed signal of the motor driving the rollers of the conveyance device 100 is input to a control device (not shown) of the rotary motor of the polygon mirror 140, thereby controlling (e.g., feedback control) the motor rotational speed V rpm of the rotary motor of the polygon mirror 140. Note that the rotational speed of the motor and the rotational speed of the polygon mirror 140 do not necessarily need to match, and a rotation speed conversion gear may be inserted between the motor and the polygon mirror 140. In this case, the gear ratio may be appropriately set to set the rotation speed of the polygon mirror 140 so that the moving speed V C of the irradiation position of the laser light matches the moving speed V L of the workpiece.

このようにして、本実施形態によると、集光装置130を用いて調整され、方向性電磁鋼板10の表面上に形成された集光形状が、その形状をほぼ一定に維持したまま、その照射位置が、方向性電磁鋼板10の搬送に合わせて搬送方向Lに移動する。この結果、照射時間Tの期間においてパワー密度Iが所望の値に維持されたまま、方向性電磁鋼板10の照射位置に照射することができる。このように、長軸を有するレーザ光20の集光形状を、搬送中の鋼板上の同一領域に追従するように搬送方向Lに進行させることで、従来の板幅方向Cに略平行に移動する場合に必要な傾斜角度の微調整が不要となり、加工対象物に対して適切なレーザ照射を行うことができる。 In this way, according to the present embodiment, the focused shape formed on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet 10 by using the focusing device 130 is maintained substantially constant, while the irradiation position moves in the conveying direction L in accordance with the conveyance of the grain-oriented electrical steel sheet 10. As a result, the power density IP can be maintained at a desired value during the irradiation time Tt , while irradiating the irradiation position of the grain-oriented electrical steel sheet 10. In this way, by moving the focused shape of the laser beam 20 having the major axis in the conveying direction L so as to follow the same region on the steel sheet being conveyed, fine adjustment of the inclination angle, which is required in the conventional case of movement substantially parallel to the sheet width direction C, is no longer necessary, and appropriate laser irradiation of the workpiece can be performed.

ここで、方向性電磁鋼板10の製造に本発明を適用する場合、レーザ照射パラメータとポリゴンミラー140の設計パラメータとは、以下の手順で設定することができる。方向性電磁鋼板10に線状の溝又は線状の歪を適切に形成するために重要なパラメータは、パワー密度I、照射時間T、搬送方向照射間隔Pである。方向性電磁鋼板10の生産ラインにおいては、方向性電磁鋼板10の搬送速度Vは所定の速度に設定される。また、溝又は歪の搬送方向照射間隔Pは3~10mm程度が好ましく、また溝又は歪の圧延方向の幅は細い方が好ましいため、あらかじめ決定すべきパラメータである。そこで、搬送速度VL、搬送方向照射間隔P、及び楕円集光短軸径Dは、所与の固定されたパラメータとする。 When the present invention is applied to the production of grain-oriented electrical steel sheet 10, the laser irradiation parameters and the design parameters of the polygon mirror 140 can be set by the following procedure. Important parameters for properly forming linear grooves or linear distortions in grain-oriented electrical steel sheet 10 are power density I p , irradiation time T t , and conveyance direction irradiation interval P L . In a production line for grain-oriented electrical steel sheet 10, the conveyance speed V L of grain-oriented electrical steel sheet 10 is set to a predetermined speed. Furthermore, the conveyance direction irradiation interval P L of the grooves or distortions is preferably approximately 3 to 10 mm, and the width of the grooves or distortions in the rolling direction is preferably narrow, so these parameters should be determined in advance. Therefore, the conveyance speed V L, the conveyance direction irradiation interval P L , and the ellipse focusing minor axis diameter D L are set to given fixed parameters.

手順1:レーザ照射パラメータ
方向性電磁鋼板10の溝または歪付与に重要なパラメータである照射時間Tは、以下の式(7)によって設定される。
=P/V[msec] (7)
Step 1: Laser Irradiation Parameters The irradiation time Tt , which is an important parameter for providing grooves or distortion to the grain-oriented electrical steel sheet 10, is set by the following equation (7).
T t =P L /V L [msec] (7)

手順2:ポリゴンミラー設計パラメータ
ポリゴンミラー140の各面の中心角θは、以下の式(8)によって決定される。
θ=tan-1(P/(2・h))[度] (8)
ここで、hはポリゴンミラー140の反射点Rから鉛直方向下向きの方向性電磁鋼板10の表面までの距離である。また、hはポリゴンミラー140の面数Nが整数となるように微調整されてもよい。
ポリゴンミラー140の回転角速度Vθは、以下の式(9)によって決定される。
θ=θ/(T/1000)[度/sec] (9)
ポリゴンミラー140のモータ回転速度Vrpmは、以下の式(10)によって決定される。
rpm=(Vθ/360)・60[rpm] (10)
ポリゴンミラー140の面数Nは、以下の式(11)によって決定される。
=360/θ (11)
Step 2: Polygon Mirror Design Parameters The central angle θ P of each facet of the polygon mirror 140 is determined by the following equation (8).
θ P = tan −1 (P L /(2・h)) [degrees] (8)
Here, h is the distance from the reflection point R of the polygon mirror 140 to the vertically downward surface of the grain-oriented electrical steel sheet 10. Furthermore, h may be finely adjusted so that the number of faces N_P of the polygon mirror 140 is an integer.
The rotational angular velocity V θ of the polygon mirror 140 is determined by the following equation (9).
V θ = θ P /(T t /1000) [degrees/sec] (9)
The motor rotation speed V rpm of the polygon mirror 140 is determined by the following equation (10).
V rpm = (V θ /360)・60[rpm] (10)
The number of faces N P of the polygon mirror 140 is determined by the following equation (11).
N P =360/θ P (11)

なお、本明細書において用いられる主なパラメータ名、記号及び単位を以下の表にまとめる。
The main parameter names, symbols and units used in this specification are summarized in the table below.

ここで、搬送速度Vを一定に維持したまま、搬送方向照射間隔Pを調節する一例を示す。図8は、板幅方向Cからみた本発明の実施形態に係るポリゴンミラー140によって偏向されるレーザ光20の模式図である。図9は、図8の部分Aを拡大した図であり、レーザ光20をその光軸Eで代表して示したものである。本発明の実施形態に係る搬送方向照射間隔Pの模式図である。搬送速度Vを変化させずに、搬送方向照射間隔Pを変更する際には、出力装置120のレーザパワーP、ポリゴンミラー140の反射点Rと方向性電磁鋼板10との間の距離h、及びポリゴンミラー140のモータ回転速度Vrpmが変更される。まず、搬送方向照射間隔Pをn倍する場合、図9に示すように、距離hをn倍(ただし、nは0より大きい任意の数である)したh´とすることで、搬送方向照射間隔Pの物理的な距離をn倍のP´にすることが可能である。そして、図8に示すように、距離hをn倍する際には、ポリゴンミラー140を動かすのに合わせて、焦点ズレが発生しないように集光装置130から方向性電磁鋼板10までの距離を一定に維持するように集光装置130の位置を適宜調節する。ここで集光装置130はレーザ光20を線状に集光するため、例えば凹レンズ131と凸レンズ132で構成され、これらレンズ間距離は維持されている。ここで集光装置130と方向性電磁鋼板10との間の距離とは、例えば凸レンズ132と方向性電磁鋼板10までの光軸Eに沿った距離であり、ポリゴンミラー140の移動時に当該距離を維持するように集光装置130の位置を移動する。また、搬送方向Lの照射間隔Pをn倍した場合、加熱領域を照射し続ける時間(レーザ照射時間T)はn倍されることになるが、方向性電磁鋼板10に照射されるパワー密度Iを一定にするためレーザパワーPを1/n倍に設定する。さらに、距離hをn倍した場合、レーザ光20の移動速度Vがn倍となるので、モータ回転速度Vrpmを1/n倍することによって、レーザ光20の移動速度Vを搬送速度Vと一定にする。以上のように設定することで、局所加熱処理条件を変更することなく、搬送速度Vを一定に維持したまま、搬送方向Lの照射間隔Pをn倍に変更することができる。このような搬送方向Lの照射間隔Pの調整を行うことで方向性電磁鋼板の磁区制御特性を制御することも可能であり、例えば、磁区制御を行う前の磁気特性に合わせてPを変更する等、応用が可能である。 Here, an example of adjusting the conveying direction irradiation interval PL while maintaining the conveying speed VL constant is shown. FIG. 8 is a schematic diagram of the laser beam 20 deflected by the polygon mirror 140 according to an embodiment of the present invention, as viewed from the sheet width direction C. FIG. 9 is an enlarged view of portion A in FIG. 8, showing the laser beam 20 represented by its optical axis E. This is a schematic diagram of the conveying direction irradiation interval PL according to an embodiment of the present invention. When changing the conveying direction irradiation interval PL without changing the conveying speed VL , the laser power P of the output device 120, the distance h between the reflection point R of the polygon mirror 140 and the grain-oriented electrical steel sheet 10, and the motor rotation speed V rpm of the polygon mirror 140 are changed. First, when the conveying direction irradiation interval PL is multiplied by n, as shown in FIG. 9, by multiplying the distance h by n (where n is any number greater than 0) to h', it is possible to make the physical distance of the conveying direction irradiation interval PL n times PL '. 8 , when the distance h is multiplied by n, the position of the focusing device 130 is appropriately adjusted in accordance with the movement of the polygon mirror 140 so as to maintain a constant distance from the focusing device 130 to the grain-oriented electromagnetic steel sheet 10 and prevent focus shift. The focusing device 130 is configured, for example, with a concave lens 131 and a convex lens 132 to focus the laser beam 20 linearly, and the distance between these lenses is maintained. The distance between the focusing device 130 and the grain-oriented electromagnetic steel sheet 10 is, for example, the distance along the optical axis E from the convex lens 132 to the grain-oriented electromagnetic steel sheet 10, and the position of the focusing device 130 is moved so as to maintain this distance when the polygon mirror 140 is moved. Furthermore, when the irradiation interval P L in the transport direction L is multiplied by n, the time during which the heating region is continuously irradiated (laser irradiation time T t ) is multiplied by n. However, the laser power P is set to 1/n in order to maintain a constant power density I p irradiated to the grain-oriented electromagnetic steel sheet 10. Furthermore, when the distance h is multiplied by n, the moving speed V C of the laser beam 20 becomes n times larger, and therefore, by multiplying the motor rotation speed V rpm by 1/n, the moving speed V C of the laser beam 20 becomes constant with the conveying speed V L. By setting it as described above, it is possible to change the irradiation interval P L in the conveying direction L by n times while maintaining the conveying speed V L constant, without changing the local heat treatment conditions. By adjusting the irradiation interval P L in the conveying direction L in this way, it is also possible to control the magnetic domain control characteristics of the grain-oriented electrical steel sheet, and applications such as changing P L to match the magnetic properties before magnetic domain control are possible.

ここでの磁区制御特性とは、磁区制御を行うことによって変化する磁気特性(例えば、鉄損、磁歪、磁束密度など)の変化の程度を示す変化率などを表す。磁気特性の変化は、搬送方向Lの照射間隔P、個々の熱歪の大きさ、溝の深さなどに依存する。すなわち、ポリゴンミラー140等の偏向装置150は、搬送方向Lの照射間隔Pを調整する機能を備え、搬送方向Lの照射間隔Pを調整することによって、方向性電磁鋼板10の鉄損、磁歪、磁束密度などを変更してもよい。 The magnetic domain control characteristics herein refer to a rate of change or the like that indicates the degree of change in magnetic properties (e.g., iron loss, magnetostriction, magnetic flux density, etc.) that change as a result of magnetic domain control. The change in magnetic properties depends on the irradiation interval P L in the conveyance direction L, the magnitude of each thermal distortion, the depth of the groove, etc. In other words, the deflection device 150 such as the polygon mirror 140 has a function of adjusting the irradiation interval P L in the conveyance direction L, and by adjusting the irradiation interval P L in the conveyance direction L, the iron loss, magnetostriction, magnetic flux density, etc. of the grain-oriented electrical steel sheet 10 may be changed.

また、本発明の別の実施形態として、図10に示すように、レーザ照射装置100は、1つの搬送装置110と、2つの出力装置120と、2つの集光装置130と、1つのポリゴンミラー140(偏向装置150)とを備えても良く、1つのポリゴンミラー140に対向する方向から2つのレーザ光20を入射することも可能である。図示するように、2つの出力装置120が、対応する集光装置130に向かってレーザ光20を照射する。この場合、各照射位置の移動方向に関する2つのレーザ光20の間隔Gは、以下の式(12)を満たすように設定することができる。
G=(m+1/2)・P (12)
ここで、mは1以上の整数である。なお(12)式を満足するようにGを設定する方法としては、具体的にはポリゴンミラー140の直径を適宜調整すればよい。図10に示した実施形態によると、各出力装置120の搬送方向Lの照射間隔を2×Pとすることが可能であり、式(8)から、ポリゴンミラー140の各面の中心角θが2倍となり、ポリゴンミラー140の面数Nを1/2に減らすことができ、ポリゴンミラー140の製作コストを引き下げることができるという利点を有する。またポリゴンミラー反射点Rと方向性電磁鋼板10との距離hも大きくなるので、例えば溝加工の場合、加工部から飛散する溶融物等がポリゴンミラー140に付着することを避けることが可能である。
10 , a laser irradiation device 100 may include one transport device 110, two output devices 120, two focusing devices 130, and one polygon mirror 140 (deflection device 150), and two laser beams 20 may be incident on the polygon mirror 140 from opposite directions. As shown in the figure, the two output devices 120 irradiate the laser beams 20 toward the corresponding focusing devices 130. In this case, the interval G between the two laser beams 20 in the movement direction of each irradiation position can be set to satisfy the following formula (12).
G=(m+1/2)・P L (12)
Here, m is an integer greater than or equal to 1. Specifically, a method for setting G so as to satisfy equation (12) involves appropriately adjusting the diameter of the polygon mirror 140. According to the embodiment shown in FIG. 10 , the irradiation interval in the transport direction L of each output device 120 can be set to 2×P L. From equation (8), the central angle θ P of each face of the polygon mirror 140 doubles, and the number of faces N P of the polygon mirror 140 can be reduced by half, resulting in an advantage of reducing the manufacturing cost of the polygon mirror 140. Furthermore, since the distance h between the polygon mirror reflection point R and the grain-oriented electromagnetic steel sheet 10 also increases, it is possible to prevent molten material, etc., scattering from the processed portion from adhering to the polygon mirror 140, for example, in the case of groove machining.

[レーザ加工方法]
次に、本発明の実施形態に係るレーザ加工方法について、図11を用いて、加工対象物が方向性電磁鋼板10である場合を例に説明する。図11は、本発明の実施形態に係るレーザ加工方法を示す図である。図11に示すレーザ加工方法において、レーザ加工装置100は、方向性電磁鋼板10の表面に、上述した楕円形状の集光形状のレーザ光20を照射することにより、方向性電磁鋼板10の板幅方向Cに略平行な方向に延びる線状の溝又は線状の歪を形成する。
[Laser processing method]
Next, a laser processing method according to an embodiment of the present invention will be described using Fig. 11 as an example in which the object to be processed is a grain-oriented electrical steel sheet 10. Fig. 11 is a diagram showing the laser processing method according to an embodiment of the present invention. In the laser processing method shown in Fig. 11, a laser processing apparatus 100 irradiates the surface of the grain-oriented electrical steel sheet 10 with laser light 20 having the above-mentioned elliptically focused shape, thereby forming linear grooves or linear distortions extending in a direction approximately parallel to the sheet width direction C of the grain-oriented electrical steel sheet 10.

図11に示すように、レーザ加工方法は、集光ステップ(S103)と、移動ステップ(S104)とを備える。図11に示す実施形態では、レーザ加工方法は、さらに、準備ステップ(S101)と、搬送ステップ(S102)とを含む。 As shown in Figure 11, the laser processing method includes a focusing step (S103) and a moving step (S104). In the embodiment shown in Figure 11, the laser processing method further includes a preparation step (S101) and a transport step (S102).

ステップS101において、レーザ加工装置100の調整を行う。具体的には、出力装置120から方向性電磁鋼板10までの光路上に設けられた集光装置130を用いて、方向性電磁鋼板10の表面上におけるレーザ光20の集光形状を、一の方向に長く当該一の方向に垂直な他の方向に短い略線状の楕円形状にすると共に、略線状の楕円形状の一の方向を板幅方向Cに略平行な方向に一致させる。In step S101, the laser processing device 100 is adjusted. Specifically, using a focusing device 130 provided on the optical path from the output device 120 to the grain-oriented electromagnetic steel sheet 10, the focused shape of the laser light 20 on the surface of the grain-oriented electromagnetic steel sheet 10 is adjusted to a substantially linear elliptical shape that is long in one direction and short in another direction perpendicular to that one direction, and one direction of the substantially linear elliptical shape is aligned with a direction substantially parallel to the sheet width direction C.

線状の溝又は線状の歪は、鉄損を低減するために、圧延方向に略垂直な方向(板幅方向Cに略平行な方向)に延びるように設定される。従って、前記一の方向は、線状の溝又は線状の歪の延びる方向と平行な方向となる。 In order to reduce iron loss, the linear grooves or linear strains are set to extend in a direction approximately perpendicular to the rolling direction (a direction approximately parallel to the plate width direction C). Therefore, the one direction is parallel to the direction in which the linear grooves or linear strains extend.

ステップS102において、レーザ加工装置100は、搬送装置110を用いて、加工対象物としての方向性電磁鋼板10を板幅方向Cに垂直な搬送方向Lに向けて所定の搬送速度Vで搬送する。 In step S102, the laser processing apparatus 100 uses the conveying device 110 to convey the grain-oriented electrical steel sheet 10 as the workpiece in a conveying direction L perpendicular to the sheet width direction C at a predetermined conveying speed VL .

ステップS103において、レーザ加工装置100は、搬送方向Lに所定の搬送速度Vで所定の搬送速度Vで搬送されている方向性電磁鋼板10に対して、出力装置120から出力されたレーザ光20を方向性電磁鋼板10に集光する。 In step S103, the laser processing apparatus 100 focuses the laser beam 20 output from the output device 120 onto the grain-oriented electrical steel sheet 10, which is being transported in the transport direction L at a predetermined transport speed VL .

ステップS104において、レーザ加工装置100は、集光されたレーザ光20を方向性電磁鋼板10の表面上の照射位置を、搬送方向Lへの搬送速度Vと同じ移動速度Vで移動させる。具体的には、レーザ加工装置100は、偏向装置150(本実施形態ではポリゴンミラー140)を用いて、レーザ光20を反射することで、レーザ光20を方向性電磁鋼板10の表面に向けて照射し、板幅方向Cに平行な回転軸で回転してレーザ光20の進行方向を変えることで、レーザ光20の方向性電磁鋼板10の表面上の照射位置を、搬送方向Lに向けて所定の移動速度Vで移動させる。ここで、レーザ加工装置100は、搬送装置110による搬送速度Vとポリゴンミラー140からのレーザ光20の移動速度Vとを一致させる。具体的には、ポリゴンミラー140の回転モータのモータ回転速度Vrpmが、レーザ光20の移動速度Vを方向性電磁鋼板10の搬送速度Vと一致するように、制御される。 In step S104, the laser processing apparatus 100 moves the focused laser beam 20 to the irradiation position on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet 10 at a moving speed V C that is the same as the conveying speed V L in the conveying direction L. Specifically, the laser processing apparatus 100 uses the deflection device 150 (the polygon mirror 140 in this embodiment) to reflect the laser beam 20, thereby irradiating the laser beam 20 toward the surface of the grain-oriented electrical steel sheet 10, and rotates the deflection device 150 about a rotation axis parallel to the sheet width direction C to change the traveling direction of the laser beam 20, thereby moving the irradiation position of the laser beam 20 on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet 10 at a predetermined moving speed V C in the conveying direction L. Here, the laser processing apparatus 100 matches the conveying speed V L of the conveying device 110 with the moving speed V C of the laser beam 20 from the polygon mirror 140. Specifically, the motor rotation speed V rpm of the rotary motor of the polygon mirror 140 is controlled so that the moving speed V C of the laser beam 20 coincides with the conveying speed V L of the grain-oriented electrical steel sheet 10 .

以上に説明したように、本発明に係るレーザ加工装置100及びレーザ加工方法によると、レーザ光20の集光形状の長軸方向の長さに依らず、安定して方向性電磁鋼板10の表面に線状の細い加熱領域を形成することができ、また、方向性電磁鋼板10の搬送速度Vを一定に維持したまま、線状の溝又は線状の歪の搬送方向Lの間隔(搬送方向Lの照射間隔P)を任意に設定することができる。すなわち、偏向装置150は、搬送方向Lに関する照射間隔を調整する機能を備えるようにしてもよい。 As described above, the laser processing apparatus 100 and laser processing method according to the present invention can stably form thin linear heated regions on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet 10 regardless of the length in the major axis direction of the focused shape of the laser beam 20, and can arbitrarily set the interval in the conveyance direction L of the linear grooves or linear distortions (irradiation interval P L in the conveyance direction L) while maintaining a constant conveyance speed V L of the grain-oriented electrical steel sheet 10. In other words, the deflection device 150 may be provided with a function to adjust the irradiation interval in the conveyance direction L.

なお、上記のようにレーザ加工装置100が1つ設置されている例を示したが、板幅の長さに合わせて、板幅方向Cに複数設置し、板幅方向全長に亘って線状の溝又は線状の歪を形成することも可能である。また、本発明は、2つの出力装置120がポリゴンミラー140を対向して設置され、2つのレーザ光20をポリゴンミラー140で移動することも可能である。 Although the above example shows the installation of one laser processing device 100, it is also possible to install multiple devices in the plate width direction C according to the plate width, and form linear grooves or linear distortions along the entire plate width direction. Furthermore, the present invention also allows two output devices 120 to be installed with polygon mirrors 140 facing each other, and two laser beams 20 to be moved by the polygon mirrors 140.

後述する実施例1~3について、レーザ照射パラメータとポリゴンミラー設計パラメータとが図12に示すパラメータ値に設定されたとき、図12に示された磁気特性が得られた。なお、ポリゴンミラー140の回転速度Vθ[度/sec]と、回転モータのモータ回転速度Vrpm[rpm]とについて、Vrpm=Vθ/360×60が成り立つ。 For Examples 1 to 3 described below, when the laser irradiation parameters and polygon mirror design parameters were set to the parameter values shown in Figure 12, the magnetic characteristics shown in Figure 12 were obtained. Note that, where Vθ [degrees/sec] is the rotational speed of the polygon mirror 140 and Vrpm [rpm] is the motor rotational speed of the rotary motor, Vrpm = Vθ/360 x 60.

[実施例1]
本開示のレーザ加工装置とレーザ加工方法において、搬送速度V=0.5[m/sec]で連続通板する板幅100[mm]の方向性電磁鋼板10に、圧延方向である搬送方向に間隔P=10[mm]で線状の加熱加工を実施した。レーザ照射パラメータについては、出力装置120として波長1.06μm、レーザパワー5000[W]の連続発振ファイバレーザを用いて、集光装置130として円筒型凸レンズと円筒型凹レンズの組み合わせレンズによって搬送方向幅D=0.2[mm]、板幅方向集光径D=106.2[mm]とし、パワー密度I=300[W/mm2]、照射時間T=20[msec]とした。
[Example 1]
In the laser processing apparatus and laser processing method disclosed herein, linear heating was performed on grain-oriented electrical steel sheet 10 having a sheet width of 100 mm, which was continuously fed at a conveying speed V L =0.5 m/sec, in the conveying direction (rolling direction) at intervals PL =10 mm. The laser irradiation parameters were as follows: a continuous wave fiber laser with a wavelength of 1.06 μm and a laser power of 5000 W was used as output device 120, a combined cylindrical convex lens and cylindrical concave lens was used as focusing device 130, and the conveying direction width DL =0.2 mm, the sheet width direction focused diameter DC =106.2 mm, the power density IP =300 W/mm2, and the irradiation time Tt =20 msec.

次に、ポリゴンミラー設計パラメータについては、ポリゴンミラー140の面数Nが整数となるように、式(8)のポリゴンミラー140の面中心角θを選ぶため、ポリゴンミラー140の反射点と方向性電磁鋼板10との鉛直距離をh=30[mm]とし、ポリゴンミラー140の面中心角をθ=9.5[度]とし、面数をN=38と決定した。ポリゴンミラー140のモータ回転速度Vrpmは、式(9)及び式(10)より、Vrpm=78.9[rpm]とした。以上よりポリゴンミラー140の面数を決定した後、hおよびVrpmを微調整することでVとVを一致させた。 Next, with regard to the polygon mirror design parameters, to select the face central angle θP of polygon mirror 140 in equation (8) so that the number of faces N P of polygon mirror 140 is an integer, the vertical distance between the reflection point of polygon mirror 140 and grain-oriented electrical steel sheet 10 was set to h = 30 [mm], the face central angle of polygon mirror 140 was set to θ P = 9.5 [degrees], and the number of faces was determined to be N P = 38. From equations (9) and (10), the motor rotation speed V rpm of polygon mirror 140 was set to V rpm = 78.9 [rpm]. After determining the number of faces of polygon mirror 140 as described above, V c and V L were made to match by fine-tuning h and V rpm .

以上の設定によって、連続的なレーザ照射を行った方向性電磁鋼板10に脱炭焼鈍、仕上げ焼鈍、平坦化焼鈍及びコーティング工程を経て、搬送方向長さ300[mm]と板幅方向長さ60[mm]との方向性電磁鋼板10を30枚サンプリングし、磁気特性を評価した。磁気特性は、磁束密度1.7[T]と周波数50[Hz]の交番磁界での鉄損W17/50と磁界0.8[A/m]にて発生する磁束密度Bを測定した。鉄損W17/50が小さいほど、また、磁束密度Bが高いほど、磁気特性は優れている。熱加工による鉄損低減と磁束密度の向上はトレードオフの関係にあるので、実施例1の方向性電磁鋼板10では、レーザ未照射部分に比べて磁束密度Bは0.02[T]の低下があったが、鉄損W17/50=0.753[W/kg]となり、鉄損は約10%低減した。よって、実施例1によると、鉄損を重視する変圧器に適した材料が提供可能である。 The grain-oriented electrical steel sheets 10 were subjected to continuous laser irradiation under the above conditions, and then decarburization annealing, finish annealing, flattening annealing, and coating processes. Thirty grain-oriented electrical steel sheets 10, each measuring 300 mm in the conveying direction and 60 mm in the sheet width direction, were sampled and their magnetic properties were evaluated. The magnetic properties were measured by measuring the iron loss W 17/50 in an alternating magnetic field with a magnetic flux density of 1.7 T and a frequency of 50 Hz, and the magnetic flux density B 8 generated in a magnetic field of 0.8 A/m. The smaller the iron loss W 17/50 and the higher the magnetic flux density B 8 , the better the magnetic properties. Since there is a trade-off between reducing iron loss and improving magnetic flux density through thermal processing, in the grain-oriented electrical steel sheet 10 of Example 1, the magnetic flux density B 8 decreased by 0.02 T compared to the non-laser-irradiated portion, but the iron loss W 17/50 was 0.753 W/kg, meaning that the iron loss was reduced by approximately 10%. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to provide a material suitable for a transformer in which iron loss is important.

[実施例2]
実施例2では、図8及び図9を参照して上述した実施形態に基づいて、方向性電磁鋼板10の搬送速度Vは一定のまま、線状の加熱領域の搬送方向の搬送方向照射間隔Pを10[mm]から15[mm]に拡大し、搬送方向照射間隔Pの拡大率1.5倍に基づいて、レーザパワーPを1/1.5倍、ポリゴンミラー140の反射面と方向性電磁鋼板10との距離hを1.5倍、及びポリゴンミラー140のモータ回転速度Vrpmを1/1.5倍に設定してレーザを照射した。また、距離hの変更に伴って、集光装置130と方向性電磁鋼板10との距離を一定に維持するため、すなわち、集光形状を一定に維持するため、集光装置130の位置を適宜調整した。磁気特性を測定したところ、鉄損W17/50は若干増加したものの、磁束密度Bは増加した。従って、実施例2によると、磁束密度Bを重視する変圧器に適した材料が提供可能である。
[Example 2]
In Example 2, based on the embodiment described above with reference to Figures 8 and 9, the conveying speed VL of the grain-oriented electrical steel sheet 10 was kept constant, but the conveying direction irradiation interval P L in the conveying direction of the linear heating region was increased from 10 mm to 15 mm. Based on the 1.5-fold increase in the conveying direction irradiation interval P L , the laser power P was set to 1/1.5, the distance h between the reflecting surface of the polygon mirror 140 and the grain-oriented electrical steel sheet 10 was set to 1.5, and the motor rotation speed V rpm of the polygon mirror 140 was set to 1/1.5. Furthermore, in response to the change in the distance h, the position of the focusing device 130 was appropriately adjusted to maintain a constant distance between the focusing device 130 and the grain-oriented electrical steel sheet 10, i.e., to maintain a constant focused beam shape. When the magnetic properties were measured, the iron loss W 17/50 increased slightly, but the magnetic flux density B 8 increased. Therefore, according to the second embodiment, it is possible to provide a material suitable for a transformer that places importance on the magnetic flux density B8 .

[実施例3]
実施例3では、図10を参照して上述した実施形態のように、2つの出力装置120が搬送方向Lの上流側と下流側とに対向して設置され、2つのレーザ光20が1つのポリゴンミラー140で移動する。各レーザ光20による線状の加熱領域の搬送方向Lの搬送方向照射間隔Pを20[mm]、各レーザ光20の照射点の間隔Gを110[mm]とすることによって、互いの出力装置120によって形成される線状の加熱領域の間にレーザ光20を照射した。レーザパワーPはそれぞれ5000[W]であり、板幅方向集光径Dは2倍として、パワー密度Iは1/2とした。併せて搬送方向照射間隔Pが20[mm]して、照射時間T=40[msec]と2倍となることで、パワー密度減少と相殺して、照射部への投入エネルギーは同等とした。このようなレーザ加工装置100によると、ポリゴンミラー140の面数Nが半減できるため、ポリゴンミラー140の製作コストが削減できる。磁気特性を測定した結果、実施例1と搬送方向照射間隔Pとその他の条件が同じであるため、磁気特性も同様の性能を得ることができた。
[Example 3]
In Example 3, as in the embodiment described above with reference to FIG. 10 , two output devices 120 were installed facing each other on the upstream and downstream sides of the conveyance direction L, and two laser beams 20 were moved by a single polygon mirror 140. The conveyance direction irradiation interval P L between the linear heating areas formed by each laser beam 20 in the conveyance direction L was set to 20 mm, and the interval G between the irradiation points of each laser beam 20 was set to 110 mm, so that the laser beam 20 was irradiated between the linear heating areas formed by the output devices 120. The laser power P was 5000 W, the sheet width direction focused diameter D C was doubled, and the power density I p was halved. In addition, the conveyance direction irradiation interval P L was set to 20 mm and the irradiation time T t was doubled to 40 msec, so that the reduction in power density was offset and the input energy to the irradiation section was kept the same. With such a laser processing apparatus 100, the number of faces N P of the polygon mirror 140 can be halved, thereby reducing the manufacturing cost of the polygon mirror 140. As a result of measuring the magnetic properties, since the transport direction irradiation interval P L and other conditions were the same as in Example 1, similar magnetic properties were also obtained.

上述した実施形態では、レーザ加工装置100は、ポリゴンミラー140を用いてレーザ光20を加工対象物10の表面に照射したが、本開示によるレーザ加工装置100は、必ずしもこれに限定されず、他のタイプのレンズ等の偏向装置150を利用してもよい。一変形例として、図13に示す偏向装置150にガルバノミラー151を用いる方法がある。本変形例によるレーザ加工装置100は、出力装置120、集光装置130、ガルバノミラー151を用いた偏向装置150、および同期装置160から構成される。 In the above-described embodiment, the laser processing apparatus 100 irradiates the surface of the workpiece 10 with laser light 20 using a polygon mirror 140, but the laser processing apparatus 100 according to the present disclosure is not necessarily limited to this and may utilize a deflection device 150 such as another type of lens. One variation is a method in which a galvanometer mirror 151 is used in the deflection device 150 shown in FIG. 13. The laser processing apparatus 100 according to this variation is composed of an output device 120, a focusing device 130, a deflection device 150 using a galvanometer mirror 151, and a synchronization device 160.

レーザ加工装置100は、ガルバノミラー151は加工対象物10の表面に略平行で、搬送方向Lに垂直な方向に回転軸RYをもち、回転軸RYでガルバノミラー151の正回転・逆回転を繰り返す機構を備える。ここで、ガルバノミラー151は、照射位置の移動速度に対応して反射角度を変更し、ガルバノミラー151の正回転では、レーザ光20の反射偏向方向が加工対象物10の搬送方向Lと一致し、逆回転ではレーザ光20の反射偏向方向は搬送方向Lと逆方向となる。同期装置160は、正回転するガルバノミラー151による反射では加工対象物10上のレーザ照射位置の移動速度が加工対象物10の搬送速度Vと一致するように回転速度を調整し、かつ出力装置120からレーザ光20の出力を制御(ON/OFF)する信号を発生させる。上述したポリゴンミラー140と同様に、ガルバノミラー151も正回転の始点から移動距離の中心にかけて減速し、またこの中心から終点に向かって増速するが、減速する期間、およびガルバノミラー151が逆回転する期間はレーザ出力を停止する信号を発生させる。このようなステップを繰り返すことにより、レーザ照射位置を加工対象物10の搬送速度と一致させ、搬送方向に一定間隔で、集光形状とほぼ一致する加熱領域を形成する。 In the laser processing apparatus 100, the galvanometer mirror 151 is substantially parallel to the surface of the workpiece 10 and has a rotation axis RY perpendicular to the conveyance direction L, and the laser processing apparatus 100 includes a mechanism for repeatedly rotating the galvanometer mirror 151 forward and backward around the rotation axis RY. The galvanometer mirror 151 changes its reflection angle in accordance with the moving speed of the irradiation position, so that when the galvanometer mirror 151 rotates forward, the reflected deflection direction of the laser beam 20 coincides with the conveyance direction L of the workpiece 10, and when the galvanometer mirror 151 rotates backward, the reflected deflection direction of the laser beam 20 is opposite to the conveyance direction L. The synchronizer 160 adjusts the rotation speed so that when the laser beam is reflected by the forward-rotating galvanometer mirror 151, the moving speed of the laser irradiation position on the workpiece 10 coincides with the conveyance speed VL of the workpiece 10, and generates a signal for controlling (ON/OFF) the output of the laser beam 20 from the output device 120. Similar to the polygon mirror 140 described above, the galvanometer mirror 151 also decelerates from the start point of its forward rotation towards the center of its movement distance and then accelerates from the center towards the end point, but generates a signal to stop the laser output during the deceleration period and during the period when the galvanometer mirror 151 is rotating in the reverse direction. By repeating these steps, the laser irradiation position is matched with the transport speed of the workpiece 10, and heated areas that roughly match the focused shape are formed at regular intervals in the transport direction.

なお、ガルバノミラー151の反射点Rと加工対象物10の距離の変化に伴う、開始点、中心点、終了点でのレーザ集光位置の移動速度と搬送速度のズレ、および集光形状の変化(ズレ)は前述のポリゴンミラー140を用いたレーザ加工装置100の例と同じくズレの発生はあるものの、ガルバノミラー151の配置、集光装置130の設計によって加工現象に影響を与えない範囲に調整すればよい。また図7で示したfθレンズ133を用いる構成としてもよい。また、偏向装置150は、上述したガルバノミラー151に限定されず、搬送方向Lに関して照射位置を順方向と逆方向に移動させる何れかのタイプの偏向ミラーを含んでもよい。 Note that, as with the example of the laser processing device 100 using the polygon mirror 140, deviations in the movement speed and transport speed of the laser focusing position at the start point, center point, and end point, as well as changes in the focused light shape due to changes in the distance between the reflection point R of the galvanometer mirror 151 and the workpiece 10, occur. However, these deviations can be adjusted to a range that does not affect the processing phenomenon by adjusting the position of the galvanometer mirror 151 and the design of the focusing device 130. An fθ lens 133 as shown in Figure 7 may also be used. Furthermore, the deflection device 150 is not limited to the above-mentioned galvanometer mirror 151, and may include any type of deflection mirror that moves the irradiation position in forward and reverse directions relative to the transport direction L.

図14及び図15は、図13の偏向装置150を用いるレーザ加工装置100の別の実施例である。本実施例によるレーザ加工装置100は、一つの出力装置120と、ガルバノミラー1511,151を用いた偏向装置150,150および集光装置130,130の組み合わせからなるレーザ処理装置180,180を二組と、各レーザ処理装置180,180にレーザ光20を導くレーザ導光装置171と、レーザ出力を各レーザ導光装置171に切り替える光路切替装置170と、二つの偏向装置150,150と、光路切替装置170と、出力装置120の動作を制御する同期装置160から構成される。例えば、レーザ加工装置100では、一のレーザ処理装置180のガルバノミラー151によるレーザ光20の反射偏向方向が正転して、加工対象物10の搬送方向Lに同じで、且つレーザの集光位置の移動速度が加工対象物10の搬送速度と同じ場合に、光路切替装置170によって、レーザ光20は当該レーザ処理装置180に導光される。その間に他方のレーザ処理装置180のガルバノミラー151は逆転を行う。互いの回転方向が切り替わるタイミングで光路切替装置170は他方へレーザ光20が導光されるよう制御する。すなわち、ガルバノミラー151が正転している時間のみレーザ光20を当該レーザ処理装置180に導光し、その間に他方のガルバノミラー151は逆転する。これを交互に繰り返すことで、図15で示したレーザ処理装置180が一つの場合に行うレーザ出力の停止タイミングが不要となり、生産効率を向上させることが可能である。 Figures 14 and 15 show another embodiment of the laser processing apparatus 100 using the deflection device 150 of Figure 13. The laser processing apparatus 100 according to this embodiment is composed of one output device 120, two sets of laser processing devices 180-1 , 180-2 each consisting of a combination of deflection devices 150-1 , 150-2 using galvanometer mirrors 151-1 , 151-2 and focusing devices 130-1 , 130-2 , a laser beam guiding device 171 for guiding laser light 20 to each of the laser processing devices 180-1 , 180-2 , an optical path switching device 170 for switching the laser output to each of the laser beam guiding devices 171, the two deflection devices 150-1 , 150-2 , the optical path switching device 170, and a synchronization device 160 for controlling the operation of the output device 120. For example, in the laser processing apparatus 100, when the reflection deflection direction of the laser beam 20 by the galvanometer mirror 151-1 of one laser processing device 180-1 rotates forward, is the same as the conveying direction L of the workpiece 10, and the moving speed of the laser focusing position is the same as the conveying speed of the workpiece 10, the laser beam 20 is guided to that laser processing device 180 by the optical path switching device 170. Meanwhile, the galvanometer mirror 151-2 of the other laser processing device 180-2 rotates in the reverse direction. At the timing when the rotation directions of the two devices switch, the optical path switching device 170 controls so that the laser beam 20 is guided to the other device. In other words, the laser beam 20 is guided to that laser processing device 180-1 only while the galvanometer mirror 151-1 is rotating forward, and during that time the other galvanometer mirror 151-2 rotates in the reverse direction. By repeating this process alternately, the timing for stopping the laser output, which is required when there is only one laser processing device 180 as shown in FIG. 15, becomes unnecessary, and production efficiency can be improved.

光路切替装置170は、例えば図16に示すように、レーザ光20を透過するスリット171を円周上に一定間隔で設けた回転反射ミラー170を用いても良い。回転反射ミラー170の反射面でのレーザ光反射とスリットでのレーザ光通過で光路を切り替える。すなわち、同期装置160は、出力装置120からのレーザ出力タイミングとガルバノミラー151の反射角度とを同期させる。切替タイミングは回転反射ミラー170のモータの回転を同期装置160で制御する。その他、レーザ光20の反射方向を切り替えるなど、1つのレーザ光20の伝搬方向を時間的に分割可能な何れかの方法が利用されてもよい。 The optical path switching device 170 may be, for example, a rotating reflecting mirror 170 with slits 171 that transmit the laser light 20, spaced at regular intervals around its circumference, as shown in Figure 16. The optical path is switched by the laser light being reflected on the reflecting surface of the rotating reflecting mirror 170 and passing through the slits. In other words, the synchronization device 160 synchronizes the timing of the laser output from the output device 120 with the reflection angle of the galvanometer mirror 151. The switching timing is controlled by the synchronization device 160, which controls the rotation of the motor of the rotating reflecting mirror 170. Alternatively, any method that can divide the propagation direction of one laser light 20 in time, such as switching the reflection direction of the laser light 20, may be used.

図17は、往復移動レーザ照射装置190を用いたレーザ加工装置100を示す図である。図17に示す往復移動レーザ照射装置190を用いる方法がある。本実施例によるレーザ加工装置100は、出力装置120と、往復移動レーザ照射装置190と、同期装置160と、駆動機構194とを備える。往復移動レーザ照射装置190は、レンズ191,192とで構成される集光装置130と、偏向装置150としての反射ミラー193とを備える。駆動機構194は、レンズ191,192と反射ミラー193の相対位置関係を固定したまま、往復移動レーザ照射装置190を加工対象物10の表面に平行で、搬送方向Lに往復移動させる。往復移動レーザ照射装置190自体が、加工対象物10の搬送方向Lに搬送速度Vで移動することにより、加工対象物10の表面上の照射位置は、搬送方向Lに搬送速度Vと同じ移動速度Vcで移動する。 FIG. 17 is a diagram showing a laser processing apparatus 100 using a reciprocating laser irradiation device 190. There is a method using the reciprocating laser irradiation device 190 shown in FIG. 17. The laser processing apparatus 100 according to this embodiment includes an output device 120, a reciprocating laser irradiation device 190, a synchronization device 160, and a drive mechanism 194. The reciprocating laser irradiation device 190 includes a focusing device 130 composed of lenses 191 and 192, and a reflecting mirror 193 as a deflection device 150. The drive mechanism 194 moves the reciprocating laser irradiation device 190 back and forth in the conveying direction L parallel to the surface of the workpiece 10 while keeping the relative positional relationship between the lenses 191 and 192 and the reflecting mirror 193 fixed. The reciprocating laser irradiation device 190 itself moves in the conveying direction L of the workpiece 10 at a conveying speed VL , and the irradiation position on the surface of the workpiece 10 moves in the conveying direction L at a moving speed Vc that is the same as the conveying speed VL.

同期装置160は、往復移動レーザ照射装置190の駆動と出力装置120の出力・停止の同期を行う装置であり、往復移動レーザ照射装置190が加工対象物10の搬送方向Lと同じ方向に、同じ速度で移動するタイミングでは出力装置120からレーザ出力を行い、偏向装置150としての反射ミラー193が加工対象物10の搬送方向Lと逆方向に移動するタイミングでは出力装置120からの出力を停止する。このようなステップを繰り返すことにより、照射位置を方向性電磁鋼板10の搬送速度Vと一致させ、搬送方向Lに一定間隔で、集光形状とほぼ一致する加熱領域を形成する。反射ミラー193の位置及び向きは、図17に示されるように、集光装置130としてのレンズ191,192によって集光されたレーザ光20を加工対象物10の表面の所定の照射位置に反射するように設定される。 The synchronizer 160 synchronizes the driving of the reciprocating laser irradiation device 190 with the output and stop of the output device 120, outputting laser light from the output device 120 when the reciprocating laser irradiation device 190 moves in the same direction and at the same speed as the conveying direction L of the workpiece 10, and stopping the output from the output device 120 when the reflecting mirror 193 serving as the deflection device 150 moves in the opposite direction to the conveying direction L of the workpiece 10. By repeating these steps, the irradiation position is made to coincide with the conveying speed VL of the grain-oriented electrical steel sheet 10, and heated areas that substantially coincide with the focused shape are formed at regular intervals in the conveying direction L. The position and orientation of the reflecting mirror 193 are set so as to reflect the laser light 20 focused by the lenses 191 and 192 serving as the focusing device 130 to a predetermined irradiation position on the surface of the workpiece 10, as shown in FIG.

図18及び図19は、図17の往復移動レーザ照射装置190を用いる装置の別の実施例である。本実施例によるレーザ加工装置100は、一つの出力装置120と、二つの往復移動レーザ照射装置190,190と、駆動機構1941、194と、各往復移動レーザ照射装置190、190にレーザ光20を導くレーザ導光装置171と、レーザ光20を各レーザ導光装置171に切り替える光路切替装置170と、出力装置120の動作を制御する同期装置160と、から構成される。二つの往復移動レーザ照射装置190,190は互いに異なる動作をしており、搬送方向Lと同じ方向に、搬送速度Vと同じ移動速度Vで移動している一方の往復移動レーザ照射装置190に、光路切替装置170によって、出力装置120からのレーザ光20は導光される。その間に他方の往復移動レーザ照射装置190は、レーザ光20を加工対象物10に照射することなく搬送方向Lと逆の方向に移動する。二つの往復移動レーザ照射装置190,190の互いの移動方向が切り替わるタイミングで光路切替装置170は他方へレーザ光20が導光されるよう制御する。往復移動レーザ照射装置190,190の移動方向とタイミングは、同期装置160からの同期信号によって駆動機構1941、194が制御されることで行われる。すなわち、レーザ光20が搬送方向Lと同方向に同速度で移動しているタイミングのみ、レーザ光20は往復移動レーザ照射装置190,190の一方に導光される。これを交互に繰り返すことで、図17で示した往復移動レーザ照射装置190が一つの場合に行う出力装置120からのレーザ出力停止タイミングが不要となり、生産効率を向上させることが可能である。すなわち、同期装置160は、出力装置120からのレーザ出力タイミングと往復移動レーザ照射装置190,190の往復移動とを同期させる。なお、偏向装置150は、上述した反射ミラー193に限定されず、搬送方向Lに関して往復移動して反射方向を変更する何れかのタイプのミラーを含んでもよい。 Figures 18 and 19 show another embodiment of an apparatus using the reciprocating laser irradiation device 190 of Figure 17. The laser processing apparatus 100 according to this embodiment is composed of one output device 120, two reciprocating laser irradiation devices 1901 and 1902 , drive mechanisms 1941 and 1942 , a laser beam guide device 171 that guides the laser beam 20 to each of the reciprocating laser irradiation devices 1901 and 1902 , an optical path switching device 170 that switches the laser beam 20 to each of the laser beam guide devices 171, and a synchronization device 160 that controls the operation of the output device 120. The two reciprocating laser irradiation devices 1901 and 1902 operate differently from each other, and the laser beam 20 from the output device 120 is guided by the optical path switching device 170 to one of the reciprocating laser irradiation devices 1901 , which moves in the same direction as the conveying direction L at a moving speed Vc that is the same as the conveying speed VL . Meanwhile, the other reciprocating laser irradiating device 190-2 moves in the direction opposite to the conveying direction L without irradiating the work-piece 10 with the laser beam 20. At the timing when the movement directions of the two reciprocating laser irradiating devices 190-1 , 190-2 are switched, the optical path switching device 170 controls the laser beam 20 to be directed to the other device. The movement directions and timing of the reciprocating laser irradiating devices 190-1 , 190-2 are determined by controlling the drive mechanisms 194-1 , 194-2 using a synchronization signal from the synchronizer 160. In other words, the laser beam 20 is directed to one of the reciprocating laser irradiating devices 190-1 , 190-2 only when the laser beam 20 is moving in the same direction as the conveying direction L at the same speed. By alternately repeating this, the timing to stop the laser output from the output device 120, which is required when there is only one reciprocating laser irradiating device 190 as shown in FIG. 17, becomes unnecessary, and production efficiency can be improved. That is, the synchronization device 160 synchronizes the laser output timing from the output device 120 with the reciprocating movements of the reciprocating laser irradiation devices 190 1 and 190 2. Note that the deflection device 150 is not limited to the above-described reflection mirror 193, and may include any type of mirror that reciprocates in the transport direction L to change the reflection direction.

また本開示では、偏向装置150は、板幅方向Cに関して複数のレーザ光20を形成する複数の偏向装置150を含むようにしてもよい。線状の集光形状の長軸長さが加工対象物10の幅に比べて短い場合は、例えば、図20に示すように、既に説明したレーザ加工装置100を複数台、加工対象物10の幅方向に並べて配置してもよい。この場合は加工対象物10の幅方向に互いに離間した複数の加工領域が形成される。なお、図20のレーザ加工装置100は、偏向装置150としてポリゴンミラー140~140を有しているが、本実施形態には本発明は限定されない。レーザ加工装置100が有する偏向装置150は、既に説明した偏向装置150のいずれであっても良い。 In addition, in the present disclosure, the deflection device 150 may include multiple deflection devices 150 that form multiple laser beams 20 in the plate width direction C. When the major axis length of the linear focused shape is shorter than the width of the workpiece 10, for example, as shown in FIG. 20, multiple laser processing devices 100 already described may be arranged side by side in the width direction of the workpiece 10. In this case, multiple processing regions spaced apart from each other in the width direction of the workpiece 10 are formed. Note that the laser processing device 100 in FIG. 20 has polygon mirrors 140-1 to 140-4 as deflection devices 150, but the present invention is not limited to this embodiment. The deflection device 150 included in the laser processing device 100 may be any of the deflection devices 150 already described.

また、図21は、本発明の他の実施形態に係るレーザ加工装置100の他の例となる模式図であり、図22は、本発明の他の実施形態に係る加熱領域の他の例の模式図である。図22に示すように、一つのポリゴンミラー140による集光形状を点列状にしてもよい。このような集光形状は、図21に示すように、例えばよく知られた回折現象を利用する回折光学素子135を集光装置130の一構成要素に加えればよい。 Furthermore, Figure 21 is a schematic diagram of another example of a laser processing apparatus 100 according to another embodiment of the present invention, and Figure 22 is a schematic diagram of another example of a heating region according to another embodiment of the present invention. As shown in Figure 22, the focusing shape of a single polygon mirror 140 may be a dotted array. Such a focusing shape can be achieved by adding, for example, a diffractive optical element 135 that utilizes the well-known diffraction phenomenon to one component of the focusing device 130, as shown in Figure 21.

以上、本開示の実施の形態について詳述したが、本開示は上述した特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、本開示による加工対象物10は、方向性電磁鋼板に限定されるものでない。具体的には、本開示による加工対象物10は、他の電磁鋼板でもよいし、電磁鋼板以外の他の何れかの鋼板であってもよい。 The above describes in detail the embodiments of the present disclosure, but the present disclosure is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications and variations are possible within the scope of the gist of the present disclosure as set forth in the claims. For example, the workpiece 10 according to the present disclosure is not limited to grain-oriented electromagnetic steel sheets. Specifically, the workpiece 10 according to the present disclosure may be other electromagnetic steel sheets, or any other steel sheet other than electromagnetic steel sheets.

また、本開示による熱加工は、上述した加工対象物10の表面に溝を形成することに限定されるものでない。例えば、加工対象物10は一般的な鋼板であってもよく、本開示による熱加工は、鋼板表面上の位置、領域などを特定しやすくするのに利用されてもよい。1つの具体例として、鋼板表面に検出された疵などを視認しやすくするように、本開示による熱加工が利用されてもよい。例えば、鋼板表面に疵が検出されると、検出した疵の位置を特定しやすくするため、当該位置に穴を貫通させてもよい。これにより、鋼板表面に照明光を照射すると、照明光が穴を通過することによって、検出した疵の位置を容易に特定することができる。 Furthermore, the thermal processing according to the present disclosure is not limited to forming grooves on the surface of the workpiece 10 described above. For example, the workpiece 10 may be a general steel plate, and the thermal processing according to the present disclosure may be used to facilitate identification of positions, areas, etc. on the steel plate surface. As one specific example, the thermal processing according to the present disclosure may be used to facilitate visual identification of defects detected on the steel plate surface. For example, when a defect is detected on the steel plate surface, a hole may be drilled at that position to facilitate identification of the location of the detected defect. In this way, when illumination light is irradiated onto the steel plate surface, the illumination light passes through the hole, making it easy to identify the location of the detected defect.

2024年2月8日出願の特願2024-017940号の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。 The disclosures of the specification, drawings and abstract contained in the Japanese application for Patent Application No. 2024-017940, filed February 8, 2024, are incorporated herein by reference in their entirety.

10 方向性電磁鋼板
100 レーザ加工装置
110 搬送装置
120 出力装置
130 集光装置
150 偏向装置
10 Grain-oriented electromagnetic steel sheet 100 Laser processing device 110 Conveying device 120 Output device 130 Light collecting device 150 Deflection device

Claims (13)

レーザ光を照射して加工対象物の表面を加工するレーザ加工装置であって、
レーザ光を出力する出力装置と、
前記レーザ光を所定の集光形状に集光する集光装置と、
前記集光されたレーザ光の前記加工対象物の表面上の照射位置を、搬送装置によって第1の方向へ搬送される前記加工対象物の搬送速度と同じ移動速度で移動させる偏向装置と、
を有
前記集光装置は、前記第1の方向に短く、前記第1の方向に垂直な第2の方向に長い集光形状で前記レーザ光を形成する、レーザ加工装置。
A laser processing device that processes a surface of an object to be processed by irradiating it with laser light,
an output device that outputs laser light;
a focusing device that focuses the laser light into a predetermined focused shape;
a deflection device that moves an irradiation position of the focused laser light on the surface of the object at the same moving speed as a conveying speed of the object conveyed in a first direction by a conveying device;
and
The focusing device forms the laser beam in a focused shape that is short in the first direction and long in a second direction perpendicular to the first direction .
前記偏向装置は、前記第2の方向に関して複数の前記レーザ光を形成する複数の偏向装置を含む、請求項1に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 1 , wherein the deflection device includes a plurality of deflection devices that form a plurality of the laser beams in the second direction. 前記偏向装置は、前記照射位置の移動速度に対応した回転速度で回転するポリゴンミラーを含む、請求項1に記載のレーザ加工装置。 2. The laser processing device according to claim 1 , wherein the deflection device includes a polygon mirror that rotates at a rotation speed corresponding to the movement speed of the irradiation position. 前記偏向装置は、前記第1の方向に関して前記照射位置を順方向と逆方向に移動させる偏向ミラーを含む、請求項1に記載のレーザ加工装置。 The laser processing device of claim 1, wherein the deflection device includes a deflection mirror that moves the irradiation position in a forward direction and a reverse direction relative to the first direction. 前記偏向装置は、前記照射位置の移動速度に対応して反射角度を変更するガルバノミラーを含む、請求項4に記載のレーザ加工装置。 5. The laser processing device according to claim 4 , wherein the deflection device includes a galvanometer mirror that changes a reflection angle in response to a moving speed of the irradiation position. 前記出力装置からのレーザ出力タイミングと前記ガルバノミラーの反射角度とを同期させる同期装置をさらに含む、請求項5に記載のレーザ加工装置。 6. The laser processing device according to claim 5 , further comprising a synchronization device that synchronizes the timing of the laser output from said output device with the reflection angle of said galvanometer mirror. 前記偏向装置は、前記第1の方向に関して往復移動して反射方向を変更するミラーを含む、請求項4に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 4 , wherein the deflection device includes a mirror that moves back and forth in the first direction to change the reflection direction. 前記出力装置からのレーザ出力タイミングと前記ミラーの往復移動とを同期させる同期装置をさらに含む、請求項7に記載のレーザ加工装置。 8. The laser processing device according to claim 7 , further comprising a synchronization device that synchronizes the timing of laser output from said output device with the reciprocating movement of said mirror. 前記加工対象物は、方向性電磁鋼板である、請求項1~8の何れか一項に記載のレーザ加工装置。 9. The laser processing device according to claim 1 , wherein the object is a grain-oriented electrical steel sheet. 前記偏向装置は、前記第1の方向に関する照射間隔を調整する機能を備える、請求項1~8の何れか一項に記載のレーザ加工装置。 9. The laser processing device according to claim 1 , wherein the deflection device has a function of adjusting an irradiation interval in the first direction. レーザ光を照射して加工対象物の表面を加工するレーザ加工方法であって、
第1の方向に所定の搬送速度で搬送されている前記加工対象物に対して、前記レーザ光を前記加工対象物に集光する集光ステップと、
前記集光されたレーザ光の前記加工対象物の表面上の照射位置を、前記第1の方向への搬送速度と同じ移動速度で移動させる移動ステップと、
を有
前記集光ステップは、前記第1の方向に短く、前記第1の方向に垂直な第2の方向に長い集光形状に集光する、レーザ加工方法。
A laser processing method for processing a surface of an object to be processed by irradiating the surface with laser light, comprising:
a focusing step of focusing the laser light on the object being transported in a first direction at a predetermined transport speed;
a moving step of moving an irradiation position of the focused laser light on the surface of the object to be processed at a moving speed that is the same as a conveying speed in the first direction;
and
The laser processing method, wherein the focusing step focuses the light into a focused shape that is short in the first direction and long in a second direction perpendicular to the first direction .
前記移動ステップは、前記照射位置の移動速度に対応した回転速度で回転するポリゴンミラーを用いて、集光形状を移動させる、請求項11に記載のレーザ加工方法。 12. The laser processing method according to claim 11 , wherein the moving step moves the focused shape using a polygon mirror that rotates at a rotation speed corresponding to the moving speed of the irradiation position. 前記移動ステップは、前記第1の方向に関して前記照射位置を順方向と逆方向に移動させる偏向ミラーを用いて、集光形状を移動させる、請求項11に記載のレーザ加工方法。 The laser processing method according to claim 11 , wherein the moving step moves the focused shape using a deflection mirror that moves the irradiation position in a forward direction and a reverse direction with respect to the first direction.
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