JPH0371235B2 - - Google Patents
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- JPH0371235B2 JPH0371235B2 JP62293828A JP29382887A JPH0371235B2 JP H0371235 B2 JPH0371235 B2 JP H0371235B2 JP 62293828 A JP62293828 A JP 62293828A JP 29382887 A JP29382887 A JP 29382887A JP H0371235 B2 JPH0371235 B2 JP H0371235B2
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- optical axis
- lens
- condensing lens
- disk
- chopper
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、圧延ロール等の表面に、機械的に
パルス化したレーザービームを照射してダル加工
を施すためのレーザー加工装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a laser processing device for dulling the surface of a rolling roll or the like by irradiating a mechanically pulsed laser beam.
近年、圧延ロールの表面にレーザービームをパ
ルス状に照射してロール表面に無数の凹凸を形成
し、冷延鋼板の焼鈍後の調質圧延工程に際して上
記凹凸を形成したロールを使用することにより、
鋼板表面にロール表面の凹凸パターンを転写する
方法が採られている。このレーザービームを利用
する方法は、従来の鋼球を吹付けるシヨツトブラ
スト法で形成される凹凸バターンとは異なり、そ
れぞれの凹凸の大きさがロール全面にわたつて均
一であり且つ隣接する凹凸のピツチが一定である
ことから、この方法で処理した鋼板表面の塗装後
の鮮映性が向上するという特徴を有している。
In recent years, the surface of a rolling roll is irradiated with a pulsed laser beam to form countless irregularities on the roll surface, and by using a roll on which the irregularities are formed during the temper rolling process after annealing the cold rolled steel sheet,
A method has been adopted in which the uneven pattern on the roll surface is transferred to the surface of the steel plate. This method using a laser beam differs from the uneven pattern formed by the conventional shot blasting method using steel balls, in that the size of each unevenness is uniform over the entire surface of the roll, and the adjacent unevenness is Since the pitch is constant, it has the characteristic that the sharpness of the steel plate surface treated by this method after painting is improved.
このような、従来のレーザービームを使用した
加工装置の例を第6,7図について説明する。 An example of such a conventional processing device using a laser beam will be explained with reference to FIGS. 6 and 7.
同図において、1は被加工物である圧延ロール
であつて、支持台2,3によつて回転可能に支持
されている。4は駆動部であつて、動力伝達部5
を介して支持台3に回転力を与え、圧延ロール1
を回転させる。6は上記諸部品2〜5を設置した
基台である。 In the figure, reference numeral 1 denotes a rolling roll as a workpiece, which is rotatably supported by support stands 2 and 3. 4 is a drive section, and a power transmission section 5
Apply rotational force to the support base 3 through the rolling roll 1
Rotate. 6 is a base on which the above-mentioned parts 2 to 5 are installed.
7はレーザー発振器であつて、基台8に設けら
れたレール9上を移動可能な台車10に取付けら
れている。レール9は圧延ロール1の軸に平行に
設けてあり、台車10がこの圧延ロール表面に対
して平行移動できるようになつている。11は伝
送ダクトであつて、レーザー発振器7から発射さ
れたレーザービームを集光レンズ12へ導く通路
をなしており、該ダクト11の屈曲部には内部に
反射鏡13を設けてレーザービームを反射させ、
集光レンズ12を通して圧延ロール1表面を照射
するようになつている。 Reference numeral 7 denotes a laser oscillator, which is attached to a cart 10 that is movable on rails 9 provided on a base 8. The rail 9 is provided parallel to the axis of the mill roll 1 so that the carriage 10 can move parallel to the surface of the mill roll. Reference numeral 11 denotes a transmission duct, which serves as a path for guiding the laser beam emitted from the laser oscillator 7 to a condensing lens 12. A reflecting mirror 13 is provided inside the bent portion of the duct 11 to reflect the laser beam. let me,
The surface of the rolling roll 1 is irradiated through a condensing lens 12.
集光レンズ12によつて収束したレーザービー
ムは、集光レンズ12を取付けたトーチ16の先
端に設けた通孔(図示せず)からビームチヨツピ
ング手段であるメカニカルチヨツパ14を介して
圧延ロール1上に焦点を結ぶようになつている。
円板状のメカニカルチヨツパ14にはレーザービ
ームが通過できるスリツトが円周状に配設されて
いて、この円板を別途手段で高速回転させてレー
ザービームをパルス化して圧延ロール1に照射す
ることにより、該ロール1表面に無数の小さな凹
部が一定ピツチで形成されるようになつている。
15はアシストガス吹付け手段であるガスノズル
であつて、その先端はメカニカルチヨツパ14の
外周端部の直近に開口するごとく設けられ、ここ
からアシストガス(例えばO2)をロール1上の
レーザービーム焦点位置へ向けて吹付けることに
より、穿設される微小凹部の形状を均一に且つ必
要な深さに形成する。 The laser beam converged by the condenser lens 12 passes through a mechanical chopper 14, which is a beam chopping means, through a through hole (not shown) provided at the tip of the torch 16 to which the condenser lens 12 is attached. It is designed to focus on the rolling roll 1.
The disk-shaped mechanical chopper 14 has slits arranged around its circumference through which the laser beam can pass, and this disk is rotated at high speed using a separate means to pulse the laser beam and irradiate it onto the rolling roll 1. By doing so, countless small recesses are formed on the surface of the roll 1 at a constant pitch.
Reference numeral 15 denotes a gas nozzle serving as an assist gas spraying means, the tip of which is provided so as to open immediately adjacent to the outer peripheral end of the mechanical chopper 14, and assist gas (for example, O 2 ) is sprayed from the gas nozzle onto the roll 1 by the laser. By spraying toward the beam focal position, the minute recesses to be drilled are formed to have a uniform shape and a required depth.
しかしながら、このような従来の加工装置にあ
つては、アシストガスを被加工物表面に対して垂
直に吹付けることができず、且つガスノズル先端
がメカニカルチヨツパに近接し、さらにチヨツパ
をビーム焦光点に位置できない構成となつている
ため、
(1) アシストガスが斜め方向に吹付けられて、レ
ーザーによつて形成される穴形状が歪む。
However, with such conventional processing equipment, the assist gas cannot be sprayed perpendicularly to the surface of the workpiece, and the tip of the gas nozzle is close to the mechanical chopper, furthermore, the chopper cannot be focused on the beam. Since it is configured so that it cannot be located at the light spot, (1) the assist gas is blown in an oblique direction, distorting the shape of the hole formed by the laser;
(2) チヨツパの高速回転により生じる風圧によつ
てアシストガスの流れが乱され、被加工物表面
に有効に作用しない。(2) The flow of the assist gas is disturbed by the wind pressure generated by the high-speed rotation of the tipper, and it does not act effectively on the surface of the workpiece.
(3) チヨツパとガスノズルとの相互位置関係がレ
ーザーで形成される穴形状に大きく影響する
が、その調整は微妙であり且つ時間を要する。(3) The mutual positional relationship between the tipper and the gas nozzle greatly influences the shape of the hole formed by the laser, but its adjustment is delicate and takes time.
(4) チヨツパがビームを切断する位置はビームが
十分集光していない位置にならざるを得ず、そ
の結果、チヨツパを通過するビームが矩形波に
ならず加工能率が悪い。(4) The position where the chopper cuts the beam must be at a position where the beam is not sufficiently focused, and as a result, the beam passing through the chopper does not form a rectangular wave, resulting in poor processing efficiency.
といつた種々の問題点があつた。Various problems arose.
この発明は、このような従来の問題点にかんが
みてなされたものであつて、ビームチヨツピング
手段を集光レンズに対して被加工物と反対の側に
設ける等により、上記問題点を解決することを目
的としている。 This invention was made in view of these conventional problems, and solves the above problems by providing a beam chopping means on the side opposite to the workpiece with respect to the condensing lens. It is intended to.
上記問題点を解決するために、この発明のレー
ザー加工装置は、ビームチヨツピング装置を、ト
ーチに設けた集光レンズに対して被加工物と反対
の側に設けるとともに、アシストガス吹付け手段
を、前記トーチに設けた集光レンズの光軸に沿つ
て被加工物に吹付けるように設け、前記ビームチ
ヨツピング装置の前後に集光レンズを配設し、前
記チヨツピング装置前後の集光レンズに、これら
の光軸方向の位置および光軸と直角方向の位置を
調整する集光レンズ位置調整装置を設け、さらに
ビームチヨツピング装置にその位置を光軸方向に
調整するビームチヨツパ位置調整装置を設けてい
る。
In order to solve the above problems, the laser processing apparatus of the present invention includes a beam chopping device provided on the side opposite to the workpiece with respect to the condensing lens provided on the torch, and an assist gas spraying device. is provided so as to be sprayed onto the workpiece along the optical axis of a condensing lens provided on the torch, condensing lenses are disposed before and after the beam chopping device, and condensing lenses are provided before and after the beam chopping device. The lens is provided with a condensing lens position adjustment device that adjusts the position in the optical axis direction and the position perpendicular to the optical axis, and the beam chopping device is further provided with a beam chopper position adjustment device that adjusts the position in the optical axis direction. has been established.
この発明によれば、ビームチヨツピング手段
は、トーチに設けた集光レンズに対して被加工物
と反対の側に設けられているため、レーザー発振
器から発射されるレーザービームはトーチに設け
た集光レンズに入射する前にパルス化され、トー
チを通つて被加工物に照射されるし、またビーム
チヨツピング手段の前後に配置した集光レンズ
は、光軸方向及びこれに直角方向に位置を調整で
きるとともに、ビームチヨツピング装置も前記光
軸方向に位置を調整できるから、レーザービーム
の集束位置とビームチヨツピング位置とを精確に
調節することができるとともに、トーチに設けた
集光レンズに入射されるレーザービームを平行ビ
ームとすることもできる。また、アシストガスの
流れがビームチヨツピング装置の回転による影響
を受けないため、被加工物に形成される凹穴の形
状が安定し、加工能率を上げるためにビームチヨ
ツピング装置を高速回転することが可能になる。
According to this invention, since the beam chopping means is provided on the side opposite to the workpiece with respect to the condensing lens provided on the torch, the laser beam emitted from the laser oscillator is The beam is pulsed before entering the condensing lens, and is irradiated onto the workpiece through the torch.The condensing lenses placed before and after the beam chopping means are pulsed in the direction of the optical axis and in the direction perpendicular to this. Since the position can be adjusted and the position of the beam chopping device can also be adjusted in the optical axis direction, the focusing position of the laser beam and the beam stepping position can be precisely adjusted, and the focusing position provided on the torch can also be adjusted. The laser beam incident on the optical lens can also be a parallel beam. In addition, since the flow of assist gas is not affected by the rotation of the beam chopping device, the shape of the concave hole formed in the workpiece is stable, and the beam chopping device is rotated at high speed to increase processing efficiency. It becomes possible to do so.
次に第1〜5図に示す実施例に基づいて説明す
る。第1図はレーザー加工装置の全体を示す概略
の説明図であり、ここで、1は被加工物としての
調質圧延用の圧延ロール、7はレーザー発振器、
12は圧延ロール周面にレーザービームの焦点を
結ぶ集光レンズ、13は反射鏡であつて、いずれ
も前記従来例と同じである。
Next, a description will be given based on the embodiment shown in FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing the entire laser processing apparatus, where 1 is a rolling roll for temper rolling as a workpiece, 7 is a laser oscillator,
Reference numeral 12 is a condenser lens that focuses the laser beam on the circumferential surface of the rolling roll, and reference numeral 13 is a reflecting mirror, both of which are the same as in the conventional example.
前記反射鏡13と集光レンズ12との間には、
レーザービームの光軸Yに周縁のスリツトを臨ま
せてビームチヨツピング装置をなすチヨツパ円板
24を配置し、このチヨツパ円板24の前後に、
前記光軸Yに対応させて集光レンズ31,32が
配置される。集光レンズ31は焦点距離l1であ
り、レーザー発振器7から発射され、反射鏡13
で90度方向転換したレーザービームを集光する。
集光レンズ32は焦点距離がl2であつて、集光レ
ンズ31とほぼl1+l2の距離を置いて同一光軸Y
となるように配設されている。集光レンズ31で
集光されたレーザービームは集光レンズ32で平
行光線となり、トーチ26に設けられた集光レン
ズ12に入射して再び集光され、トーチ26の先
端の通孔26aを通つて被加工物である圧延ロー
ル1表面に焦点を結んで投射される。 Between the reflecting mirror 13 and the condensing lens 12,
A chopper disk 24 forming a beam chopping device is arranged with a peripheral slit facing the optical axis Y of the laser beam, and in front and behind this chopper disk 24,
Condenser lenses 31 and 32 are arranged corresponding to the optical axis Y. The condensing lens 31 has a focal length l 1 , is emitted from the laser oscillator 7, and is reflected by the reflecting mirror 13.
focuses a laser beam whose direction has been changed by 90 degrees.
The condenser lens 32 has a focal length of l 2 and is located along the same optical axis Y at a distance of approximately l 1 +l 2 from the condenser lens 31.
It is arranged so that. The laser beam focused by the condenser lens 31 becomes a parallel beam by the condenser lens 32, enters the condenser lens 12 provided on the torch 26, is condensed again, and passes through the through hole 26a at the tip of the torch 26. The beam is focused and projected onto the surface of the rolling roll 1, which is the workpiece.
チヨツパ円板24には外周上に複数のスリツト
が円周方向に等間隔に配設されており、モータM
から公知の伝動機構を介して伝達された動力によ
つて高速回転をする。このチヨツパ円板24は集
光レンズ31と集光レンズ32とのほぼ中間の、
ビームの最も収束する位置に設けられていて、レ
ーザービームの通過と遮断を極めて短いサイクル
で繰返し、レーザービームをパルス状にするよう
になつている。 A plurality of slits are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the outer circumference of the chopper disk 24, and the motor M
It rotates at high speed by the power transmitted from the motor through a known transmission mechanism. This tipper disc 24 is located approximately midway between the condenser lens 31 and the condenser lens 32.
It is installed at the position where the beam most converges, and repeats passing and blocking of the laser beam in extremely short cycles, making the laser beam pulse-like.
25はトーチ26に設けられたO2等のアシス
トガス供給口であつて、集光レンズ31,12,
32のそれぞれの光軸Yおよび通孔26aの中心
は一直線上に在るように構成されており、トーチ
26内へ入つた前記ガスは通孔26aから圧延ロ
ール1表面の前記光軸Y延長上に向けて噴射され
る。 25 is an assist gas supply port such as O 2 provided in the torch 26, and is connected to the condensing lenses 31, 12,
32 and the center of the through hole 26a are arranged in a straight line, and the gas entering the torch 26 is directed from the through hole 26a onto the extension of the optical axis Y on the surface of the rolling roll 1. is sprayed towards.
而して、チヨツパ円板24は、トーチ26に設
けた集光レンズ12に対して圧延ロール1と反対
の側に設けられているため、レーザー発振器7か
ら発射されるレーザービームはトーチ26に設け
た集光レンズ12に入射する前にパルス化され、
トーチ26を通つて圧延ロールに照射される。ま
た、アシストガスは前記集光レンズ12の光軸Y
に沿つて圧延ロール1表面に吹付けられ、従つて
アシストガスの吹付け方向とレーザービームの照
射方向とは同方向となるためと、前記チヨツパ円
板24とアシストガス吹付け部である通孔26a
との間が、集光レンズ12を間に介在させて離れ
ているので、チヨツパ円板24の高速回転で生じ
る風圧もガス吹付けに影響しないため、圧延ロー
ル1表面に形成される穴形状は歪むことなく、精
確な凹凸パターンとなる。またチヨツパ円板24
の位置をビームの集光点に位置できるため、形成
したパルスビームは正確な矩形波となり、加工能
率が向上する。 Since the tipper disk 24 is provided on the side opposite to the rolling roll 1 with respect to the condensing lens 12 provided on the torch 26, the laser beam emitted from the laser oscillator 7 is provided on the torch 26. The light is pulsed before entering the condensing lens 12,
The rolling roll is irradiated through the torch 26. Further, the assist gas is applied to the optical axis Y of the condenser lens 12.
The blowing direction of the assist gas and the direction of the laser beam irradiation are the same. 26a
are separated from each other with the condensing lens 12 interposed between them, so the wind pressure generated by the high-speed rotation of the tipper disk 24 does not affect the gas blowing, so the hole shape formed on the surface of the rolling roll 1 is A precise uneven pattern is created without distortion. Also Chiyotsupa disk 24
Since the position can be located at the focal point of the beam, the formed pulse beam becomes a precise rectangular wave, improving processing efficiency.
このような装置において求められる機能は、次
の通りである。 The functions required in such a device are as follows.
(1) 集光レンズ31,32の光軸設定が精密にで
きること。これは、発振器7から発振されたレ
ーザービームを、集光レンズ31,32により
光軸Yがずれることなく正確に集光レンズ12
及び圧延ロール1の定められた位置に到達せし
めるために必要な機能である。(1) The optical axes of the condensing lenses 31 and 32 can be precisely set. This allows the laser beam oscillated from the oscillator 7 to be accurately directed to the condenser lens 12 without shifting the optical axis Y by the condenser lenses 31 and 32.
and functions necessary for making the rolling roll 1 reach a predetermined position.
(2) 集光レンズ31と、これを出たビームが集光
する位置との距離l1を正確に測定し、この位置
に正確にチヨツパ円板24を位置させることが
できること。これは後述するように、チヨツパ
円板24をビーム径が小さい場所に位置させる
ほどチヨツパ円板24によりパルス化されたビ
ームが矩形波となつて加工効率が向上するため
である。また一般に、発振器7から発振される
ビームは平行光線ではなく、第1図に示すよう
にある発散角θをもつているが、このθは同じ
発振器でも出力の違いにより、またその時のコ
ンデイシヨンの違いにより変化し、θが変化す
ると前記l1も変化するため、加工の都度チヨツ
パ円板24の位置を調整する必要があり、この
ために能率よく且つ簡単にl1,l2を測定して、
チヨツパ円板24の位置を調整できる構造とす
る必要がある。特にCO2のレーザーの場合はビ
ームが目に見えないので特殊な装置が必要であ
る。(2) It is possible to accurately measure the distance l 1 between the condensing lens 31 and the position where the beam exiting the condensing lens 31 is condensed, and to accurately position the tipper disk 24 at this position. This is because, as will be described later, the beam pulsed by the chopper disk 24 becomes a rectangular wave as the chopper disk 24 is positioned at a location where the beam diameter is smaller, and the processing efficiency improves. Furthermore, in general, the beam oscillated from the oscillator 7 is not a parallel ray, but has a certain divergence angle θ as shown in Figure 1, but this θ varies depending on the output of the same oscillator and the difference in the conditions at that time. When θ changes, the l 1 also changes, so it is necessary to adjust the position of the tipper disc 24 each time machining is performed. For this purpose, l 1 and l 2 can be measured efficiently and easily.
It is necessary to have a structure that allows adjustment of the position of the tipping disc 24. In particular, CO 2 lasers require special equipment because the beam is invisible.
(3) 集光レンズ31,32間の距離Lを、集光レ
ンズ32から出たビームが完全に平行光線とな
るよう正確に調整できること、これは前述した
理由により、θが変化するとl1が変化し、集光
レンズ32の位置が固定されていると、同レン
ズを出たビームの平行度が変化し、結果として
集光レンズ12を出たビームの集光位置laが変
化するため、θが変わると集光レンズ12の位
置を調整する必要が生じることはもちろんであ
るが、集光レンズ12に入射するビームの平行
度が悪化すると集光レンズ12による収差が増
大し、圧延ロール1に照射されるスポツト径が
十分小さくならず、加工能率が低下するためで
ある。(3) The distance L between the condensing lenses 31 and 32 can be accurately adjusted so that the beam emitted from the condensing lens 32 becomes a completely parallel beam.This is because, for the reason mentioned above, when θ changes, l 1 changes. If the position of the condensing lens 32 is fixed, the parallelism of the beam exiting the same lens will change, and as a result, the focal position la of the beam exiting the condensing lens 12 will change, so θ Of course, if the angle changes, it becomes necessary to adjust the position of the condensing lens 12, but if the parallelism of the beam incident on the condensing lens 12 worsens, the aberration caused by the condensing lens 12 increases, and the rolling roll 1 This is because the diameter of the irradiated spot is not sufficiently small, resulting in a decrease in processing efficiency.
(4) チヨツパ円板24に金メツキを施すこと。こ
れはチヨツパ位置を集光点近く位置させるほど
チヨツパ円板24に照射されるビームのエネル
ギ密度が大となりチヨツパ円板24の溶融焼損
の危険が高くなるためで、このためレーザー光
の反射率の最も高い金、もしくはそれに準じた
金属を円板表面にメツキしておくと好結果が得
られる。(4) Apply gold plating to the chiyotsupa disk 24. This is because the closer the tipper position is to the condensing point, the higher the energy density of the beam irradiated to the tipper disk 24 becomes, increasing the risk of melting and burning out the tipper disk 24. Therefore, the reflectance of the laser beam decreases. Good results can be obtained by plating the surface of the disc with the highest quality gold or a similar metal.
かかる機能をもたせるために、この装置におい
ては第1図の両集光レンズ31,32及びチヨツ
パ円板24について具体的には第2,3図に示す
構成を採用している。すなわち、前記集光レンズ
31,32には、両レンズ31,32の夫々につ
いて、光軸Y方向及びこれに直角な水平方向に位
置を調整する集光レンズ位置調整装置A,Bが個
別に設けられ、また前記チヨツパ円板24には、
その位置を光軸Y方向に調整するビームチヨツパ
位置調整装置Cが設けられる。 In order to provide such a function, this device specifically employs the configuration shown in FIGS. 2 and 3 for both condenser lenses 31 and 32 and the chopper disk 24 shown in FIG. 1. That is, the condenser lenses 31 and 32 are individually provided with condenser lens position adjustment devices A and B that adjust the positions of both lenses 31 and 32 in the optical axis Y direction and in the horizontal direction perpendicular thereto. In addition, the Chiyotsupa disk 24 has
A beam chopper position adjustment device C is provided to adjust the position of the beam chopper in the optical axis Y direction.
かかる各調整装置A,B,Cについて次に説明
する。まず、集光レンズ32を光軸Y方向及びこ
れに直角な水平方向に位置を調整する集光レンズ
位置調整装置Bについて説明する。 Each of these adjusting devices A, B, and C will be explained next. First, a description will be given of a condensing lens position adjusting device B that adjusts the position of the condensing lens 32 in the optical axis Y direction and in the horizontal direction perpendicular thereto.
51はコリメータレンズ架台であり、その上面
の長手方向に沿つて設置されたスライドレール5
2に、縦スライド台53が摺動自在に設置され、
この縦スライド台53上に、スライドレール52
に対して直角な水平方向に摺動可能に横スライド
台54が設置され、この横スライド台54に、ス
ライドレール52の延在方向に向けて進退自在に
支持枠55が設けられる。この支持枠55にはホ
ルダ56が昇降自在に係合され、ホルダ56に、
保護カバー57内で集光レンズ32が支持されて
いる。 51 is a collimator lens mount, and a slide rail 5 is installed along the longitudinal direction of the upper surface thereof.
2, a vertical slide table 53 is slidably installed,
A slide rail 52 is placed on this vertical slide base 53.
A horizontal slide table 54 is installed so as to be slidable in the horizontal direction perpendicular to the horizontal direction, and a support frame 55 is provided on the horizontal slide table 54 so as to be movable forward and backward in the direction in which the slide rail 52 extends. A holder 56 is engaged with the support frame 55 so as to be movable up and down.
The condenser lens 32 is supported within the protective cover 57.
前記架台51と縦スライド台53との間には、
縦スライド台53をスライドレール52に沿つて
スライドさせるための、マイクロメータ付きの縦
スライド位置調整器41が配置され、縦スライド
台53と横スライド台54との間には、横スライ
ド台54の横方向にスライドさせるための、マイ
クロメータ付きの横スライド位置調整器42が配
置され、横スライド台54と支持枠55との間に
は、支持枠55の角度を調整して集光レンズ32
の軸線と光軸Yとを一致させるように調整する、
マイクロメータ付きの4つの角度位置調整器43
が配置され、支持枠55とホルダ56との間に
は、ホルダ56の高さ位置を調整するための、マ
イクロメータ付きの高さ位置調整器44が配置さ
れる。これら各部材51〜57と、各調整器41
〜44とによつて、集光レンズ位置調整装置Bが
構成され、各調整器41〜44の操作によつて、
集光レンズ32の光軸Y方向及びこれに直角な水
平方向の位置、高さ位置、及び傾斜角が調整され
る。 Between the pedestal 51 and the vertical slide pedestal 53,
A vertical slide position adjuster 41 with a micrometer is arranged to slide the vertical slide stand 53 along the slide rail 52, and a vertical slide position adjuster 41 with a micrometer is arranged between the vertical slide stand 53 and the horizontal slide stand 54. A lateral slide position adjuster 42 with a micrometer is disposed for sliding in the lateral direction, and between the lateral slide table 54 and the support frame 55, the angle of the support frame 55 is adjusted and the condenser lens 32
Adjust so that the axis line of and the optical axis Y match,
4 angular position adjusters 43 with micrometers
A height position adjuster 44 with a micrometer is arranged between the support frame 55 and the holder 56 to adjust the height position of the holder 56. Each of these members 51 to 57 and each regulator 41
- 44 constitute a condensing lens position adjustment device B, and by operating each adjuster 41 - 44,
The position, height position, and inclination angle of the condenser lens 32 in the optical axis Y direction and in the horizontal direction perpendicular thereto are adjusted.
他方の集光レンズ31についての集光レンズ位
置調整装置Aについては、同Bと同一の構造であ
つて同Bと対向して設置されているものであるか
ら、同図において共通する部位に同一の記号を付
して詳細な説明を省略する。ただし、両者A,B
とも、架台51とスライドレール52とは同一の
部材で兼用していることは勿論である。従つて、
この集光レンズ位置調整装置Bによつて集光レン
ズ31も光軸Y方向及びこれに直角な水平方向の
位置、高さ位置、及び傾斜角が調整される。 The condensing lens position adjustment device A for the other condensing lens 31 has the same structure as the condensing lens B and is installed opposite to the condensing lens B, so the same part is shown in the same figure. The detailed explanation will be omitted with the symbol . However, both A and B
In both cases, it goes without saying that the frame 51 and the slide rail 52 are the same member. Therefore,
This condenser lens position adjustment device B also adjusts the position, height, and inclination angle of the condenser lens 31 in the optical axis Y direction and in the horizontal direction perpendicular thereto.
以上の集光レンズ位置調整装置A,Bにより、
前記機能(1),(2),(3)を満足する。 With the above condensing lens position adjustment devices A and B,
The above functions (1), (2), and (3) are satisfied.
次に、前記チヨツパ円板24の位置を光軸Y方
向に調整するビームチヨツパ位置調整装置Cを、
第2図に基づいて説明する。チヨツパ円板24は
円板の周囲に多数のスリツトを等間隔に設けた形
になつており、このスリツトを集光レンズ31に
よつて集光されるレーザービームの集光点付近に
位置させ、且つこのチヨツパ円板24を高速回転
させることによつて、レーザービームをパルスビ
ームに変える。このチヨツパ円板24には金メツ
キが施されており、前述の機能(4)を満足する。 Next, a beam chopper position adjustment device C for adjusting the position of the chopper disk 24 in the optical axis Y direction is installed.
This will be explained based on FIG. The chopper disk 24 has a shape in which a large number of slits are provided at equal intervals around the circumference of the disk, and these slits are positioned near the convergence point of the laser beam condensed by the condenser lens 31. By rotating the chopper disk 24 at high speed, the laser beam is converted into a pulse beam. This tipper disk 24 is plated with gold and satisfies the above-mentioned function (4).
ビームチヨツパ位置調整装置Cは、チヨツパ架
台61と、チヨツパ架台61上で光軸Yと平行な
方向に進退自在に設置されるスライド板62と、
スライド板62上に固定された支持枠63と、架
台61とスライド板62との間設置されてスライ
ド板62を光軸Yと平行に移動させ、以てチヨツ
パ円板24をレーザービームをチヨツピングする
位置を自在に制御できるようになつている、マイ
クロメータ付きスライド位置調整器64とからな
る。前記支持枠63にはチヨツパ円板24が回転
自在に軸支され、架台61上に固定されたモータ
Mの出力軸65と、チヨツパ円板24の回転軸6
6との間に伝動ベルト67が架け渡されて、モー
タMによつてチヨツパ円板24が高速回転される
ようになつている。 The beam chopper position adjustment device C includes a chopper mount 61, a slide plate 62 installed on the chopper mount 61 so as to be able to move forward and backward in a direction parallel to the optical axis Y.
A support frame 63 fixed on the slide plate 62 is installed between the pedestal 61 and the slide plate 62, and the slide plate 62 is moved parallel to the optical axis Y, thereby causing the tipper disk 24 to tip the laser beam. It consists of a slide position adjuster 64 with a micrometer whose position can be freely controlled. The tipper disk 24 is rotatably supported on the support frame 63, and the output shaft 65 of the motor M fixed on the pedestal 61 and the rotating shaft 6 of the tipper disk 24 are connected to the support frame 63.
A transmission belt 67 is spanned between the motor M and the tipper disk 24, so that the tipper disc 24 is rotated at high speed by the motor M.
なお、前記コリメータレンズ架台51とチヨツ
パ架台61は切り離されて、チヨツパ円板24の
回転による振動を集光レンズ31,32に伝えな
いような構造をとる。 Note that the collimator lens mount 51 and the tipper mount 61 are separated from each other so that vibrations caused by the rotation of the tipper disk 24 are not transmitted to the condensing lenses 31 and 32.
次にレーザービームの集光点位置を測定する装
置について第4,5図を用いて説明する。 Next, a device for measuring the focal point position of a laser beam will be explained using FIGS. 4 and 5.
第4図において、71はスライド台であり、こ
れに先端に細い突起を持つ金属板72の基端をピ
ン73によつて固定した柱74を立設してある。
これを、レーザービームの集光点を測定する際
に、第5図に示すように、コリメータレンズ架台
51上のスライドレール52上に乗せる。スライ
ド台71はスライドレール52上をレーザービー
ムの光軸方向に移動するようになつている。な
お、第5図においては、集光レンズ位置調整装置
A,Bに夫々角度位置調整器43が1個のみ表示
されている。 In FIG. 4, reference numeral 71 denotes a slide stand, on which is erected a pillar 74 having a base end of a metal plate 72 having a thin protrusion at its end fixed by a pin 73.
When measuring the focal point of the laser beam, this is placed on a slide rail 52 on a collimator lens stand 51, as shown in FIG. The slide stand 71 is adapted to move on the slide rail 52 in the direction of the optical axis of the laser beam. Note that in FIG. 5, only one angular position adjuster 43 is shown in each of the condenser lens position adjustment devices A and B.
次にコリメータレンズにレーザービームを通
し、金属板72の突起にビームを当てながらスラ
イド台71を光軸方向へ移動しながら、金属板7
2上に発生する火花の最も大きくなる点(集光
点)を探し、この位置を架台51に付されたスケ
ール75によつて読み取る。この集光点位置にチ
ヨツパ円板24を、前記位置調整器64を調整す
ることによつて位置させ、これによつても前記機
能(2)を満足させる。集光点位置の測定が終われば
スライド台71を通常は取り外しておく。 Next, a laser beam is passed through the collimator lens, and the metal plate 72 is moved while moving the slide table 71 in the optical axis direction while applying the beam to the protrusion of the metal plate 72.
The point (light condensation point) where the sparks generated on 2 are the largest is found, and this position is read by the scale 75 attached to the pedestal 51. The tipper disk 24 is positioned at this focal point position by adjusting the position adjuster 64, thereby also satisfying the function (2). When the measurement of the focal point position is completed, the slide stand 71 is usually removed.
なお、この実施例においては、被加工物として
調質圧延用の圧延ロール1にレーザーダル加工を
施す装置にこの発明を適用した例を説明したが、
この発明の装置の加工対象物としてはこの圧延ロ
ール1以外の被加工物に適用することができるこ
とは勿論である。 In this embodiment, an example was described in which the present invention was applied to an apparatus that performs laser dulling on a mill roll 1 for temper rolling as a workpiece.
It goes without saying that the apparatus of the present invention can be applied to other workpieces than the rolling roll 1.
本発明によれば、以下の効果が得られる。すな
わち、
(1) チヨツパ円板がアシストガスの供給部位とは
別の部位に位置するため、アシストガスの流れ
がチヨツパ円板の回転による影響を受けないの
で、加工される凹穴の形状が安定し、特に加工
能率を上げるためチヨツパ円板を高速回転する
ことが可能となる。
According to the present invention, the following effects can be obtained. In other words, (1) Since the Chiyotsupa disk is located in a different part from the assist gas supply part, the flow of the assist gas is not affected by the rotation of the Chiyotupa disk, so the shape of the hollow hole to be machined is stable. In particular, it becomes possible to rotate the chopper disk at high speed in order to increase processing efficiency.
(2) アシストガスが集光レンズの光軸に沿つて吹
付けられるので、被加工物表面に規則的に形成
される無数の凹穴の形状がそれぞれ歪むことな
く均一に形成される。(2) Since the assist gas is blown along the optical axis of the condensing lens, the countless concave holes regularly formed on the surface of the workpiece are uniformly formed without distortion.
(3) 加工能率を向上させるために不可欠な集光レ
ンズ位置・角度調整、チヨツパ位置調整が精確
に且つ能率よくできる。(3) Adjustment of the position and angle of the condensing lens and adjustment of the tipper position, which are essential for improving processing efficiency, can be performed accurately and efficiently.
第1図はこの発明の一実施例を示す全体の概略
説明図、第2図は第1図の要部拡大図、第3図は
第2図の正面図、第4図はレーザービームの集光
位置を検出する機構の斜視図、第5図は第4図の
機構を第3図の装置に適用した状態の斜視図、第
6図は従来例の平面図、第7図は第6図の要部拡
大図である。
A,B…集光レンズ位置調整装置、C…ビーム
チヨツパ位置調整装置、M…モータ、1…圧延ロ
ール(被加工物)、7…レーザー発振器、12,
31,32…集光レンズ、24…チヨツパ円板、
25…アシストガス供給口、26…トーチ、41
…縦スライド位置調整器、42…横スライド位置
調整器、43…角度位置調整器、44…高さ位置
調整器、51…コリメータレンズ架台、52…ス
ライドレール、53…縦スライド台、54…横ス
ライド台、55…支持枠、56…ホルダ、57…
保護カバー、61…チヨツパ架台、62…スライ
ド板、63…支持枠、64…位置調整器、71…
スライド台、72…金属板、73…ピン。
Fig. 1 is an overall schematic explanatory diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an enlarged view of the main part of Fig. 1, Fig. 3 is a front view of Fig. 2, and Fig. 4 is a collection of laser beams. 5 is a perspective view of the mechanism shown in FIG. 4 applied to the device shown in FIG. 3, FIG. 6 is a plan view of the conventional example, and FIG. 7 is a perspective view of the device shown in FIG. 6. It is an enlarged view of the main part. A, B... Converging lens position adjustment device, C... Beam chopper position adjustment device, M... Motor, 1... Roll roll (workpiece), 7... Laser oscillator, 12,
31, 32... Condensing lens, 24... Chiyotsupa disk,
25...assist gas supply port, 26...torch, 41
...Vertical slide position adjuster, 42...Horizontal slide position adjuster, 43...Angle position adjuster, 44...Height position adjuster, 51...Collimator lens mount, 52...Slide rail, 53...Vertical slide base, 54...Horizontal Slide stand, 55... Support frame, 56... Holder, 57...
Protective cover, 61... Chiyotsupa frame, 62... Slide plate, 63... Support frame, 64... Position adjuster, 71...
Slide base, 72...metal plate, 73...pin.
Claims (1)
して加工するために、トーチに設けた集光レンズ
とビームチヨツピング装置とアシストガス吹付け
手段を備えたレーザー加工装置において、前記ビ
ームチヨツピング装置を前記集光レンズに対して
被加工物と反対の側に設けるとともに、前記アシ
ストガス吹付け手段を、前記トーチに設けた集光
レンズの光軸に沿つて被加工物に吹付けるように
設け、前記ビームチヨツピング装置の前後に集光
レンズを配設し、前記チヨツピング装置前後の集
光レンズに、これらの光軸方向の位置および光軸
と直角方向の位置を調整する集光レンズ位置調整
装置を設け、さらにビームチヨツピング装置にそ
の位置を光軸方向に調整するビームチヨツパ位置
調整装置を設けたことを特徴とするレーザー加工
装置。1. In a laser processing device equipped with a condensing lens provided on a torch, a beam chopping device, and an assist gas blowing means in order to process a workpiece by irradiating a laser beam in a pulsed manner, the beam chopping device A pinging device is provided on a side opposite to the workpiece with respect to the condenser lens, and the assist gas spraying means is configured to spray the workpiece along the optical axis of the condenser lens provided on the torch. and a condensing lens is provided before and after the beam chopping device, and a condensing lens for adjusting the position in the optical axis direction and the position perpendicular to the optical axis of the condensing lens before and after the beam chopping device. What is claimed is: 1. A laser processing device comprising: a lens position adjustment device; and a beam chopper position adjustment device for adjusting the position of the beam chopping device in the optical axis direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62293828A JPH01133693A (en) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | Laser beam machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62293828A JPH01133693A (en) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | Laser beam machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01133693A JPH01133693A (en) | 1989-05-25 |
| JPH0371235B2 true JPH0371235B2 (en) | 1991-11-12 |
Family
ID=17799685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62293828A Granted JPH01133693A (en) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | Laser beam machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01133693A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011080790A (en) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | Reference light source device for radiation thermometer |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57132113A (en) * | 1981-02-09 | 1982-08-16 | Hitachi Ltd | Method and device for pattern formation using laser |
-
1987
- 1987-11-20 JP JP62293828A patent/JPH01133693A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01133693A (en) | 1989-05-25 |
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