CN110468273A - 激光喷丸装置以及激光喷丸方法 - Google Patents

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Abstract

根本发明提供激光喷丸装置以及激光喷丸方法。根据实施方式在进行基于激光(30)的照射的施工时，基于从照射施工传感器(35)得到的照射施工信息，判断是否正在进行适当的照射施工，在判定为没有进行适当的照射时，将遮光器(18)关闭。此外，在激光振荡器(13)动作并且遮光器(18)关闭时，在遮光器(18)的温度超过了上限温度的情况下，将遮光器(18)打开，并且使妨碍激光(30)的透射的阻碍流体介入从照射喷嘴(12)朝向照射对象的激光(30)的光路内而遮挡激光(30)。

Description

激光喷丸装置以及激光喷丸方法
技术领域
本发明的实施方式涉及激光喷丸装置(laser peening appratus)以及激光喷丸方法，用于通过照射激光(laser beam)来产生残留压缩应力而实现材料的改性。
背景技术
在核电站(plant)中，在定期检查时使用自动机械对炉内外的设备进行访问(access)，并实施各种维护方法。其中，作为由残留于焊接部的拉伸应力引起的应力腐蚀破裂(SCC(Stress Corrosion Cracking))对策，而开发出能够有效地防止其产生的激光喷丸技术。
在激光喷丸中，例如，将脉冲(pluse)宽度为5nsec～10nsec程度的激光通过聚光透镜聚光为直径为1mm程度的点(spot)，并对被加工面(照射对象)进行照射。此时，材料表面吸收能量(energy)而等离子体(plazma)化。在等离子体的周围被相对于激光的波长为透明的液体覆盖的情况下，等离子体的膨胀被妨碍而等离子体的内部压力达到数GPa程度，并对被加工面施加冲击。此时，产生强力的冲击波，并向材料内部传播而引起塑性变形(plastic deformation)，将残留应力(residual stress)改变为压缩状态。
激光喷丸与喷丸硬化(shot peening)、水射流喷丸(water jet peening)等其他喷丸技术相比，效果对材料强度的依存较小，喷丸的效果(effect)能够影响到离材料表面为1mm程度的板厚的内部。此外，无施工时的反作用力，施工装置的小型化容易从而对狭窄部的施工性优良。
如上所述，激光喷丸虽然是通过等离子体的压力对施工对象表层施加塑性变形的工序(process)，但通过使激光的照射直径、能量(energy)在适当范围内进行照射，能够得到上述的压缩效果。
作为这样的技术，存在日本专利第3461948号公报(以下，称为专利文献1)。
专利文献1：日本专利第3461948号公报
激光由于其直进性而在脱离了上述适当范围的范围内也会残留，且由于对照射对象照射并被吸收而产生热的影响。作为产生这种现象的情况，存在不遮挡激光而使其直接从照射对象远离的情况。在该情况下，超过了激光的焦点的激光会残留并照射从照射对象远离的位置。
在激光的照射点(spot)足够小的情况下，激光的照射被需要以上地重复，并成为无用的照射，但向被照射的材料的负面影响比较小。但是，当激光的照射位置超过焦点而照射点变大时，照射能量密度极端地降低，不仅无法得到喷丸效果，而且产生由于吸收激光而引起的发热、氧化，根据其照射条件的不同，有可能产生拉伸残留应力。
为了防止这种有害的照射(irradiation)，将设置于激光振荡器内部或者外部的激光遮挡用的遮光器(shutter)关闭。然而，在面与面交叉、照射面的切线的倾斜不连续那样的边界线(以下，称为不连续部)，关于激光的点径、能量等，有时照射条件会从在适当范围内施工的状态向跨越边界线的瞬间脱离。
在仅将连续面作为对象进行照射的情况下，在激光照射头的动作结束的同时对遮光器开闭进行控制。但是，在基于对于上述那样的不连续部预先制作的动作轨迹或者在当场制作的动作轨迹的遮光器控制中，难以充分遮挡残留光。其原因在于，在实际施工环境中存在与假定的照射对象之间的位置关系的偏差等。
特别是，激光振荡器本身的运转停止和运转重新开始需要比较长时间，因此优选能够在持续进行激光振荡器的运转的同时迅速停止激光的照射。此外，当将对由激光振荡器产生的激光进行遮挡的遮光器长时间保持为关闭状态时，会产生遮光器的过热，因此还需要其对策。
发明内容
本发明的实施方式是考虑上述课题而进行的，其目的在于提供激光喷丸装置以及激光喷丸方法，即使是包含不连续部那样的照射对象，也能够抑制由残留激光导致的有害的激光照射。
本发明的实施方式所涉及的激光喷丸装置为，为了解决上述课题而具有：激光振荡器，产生激光；照射喷嘴，对上述激光能够透射的透明液体中的照射对象照射上述激光，从而对上述照射对象进行施工；光传送装置，将由上述激光振荡器产生的激光向上述照射喷嘴(nozzle)传送；遮光器，设置于上述光传送装置，能够对上述激光进行开闭；液体供给装置，向上述照射喷嘴供给沿着从上述照射喷嘴朝向上述照射对象的上述激光的光路而流动的液体；照射施工传感器，得到照射施工信息，该照射施工信息表示是否正在进行对于施工上述照射对象为适当的上述激光的照射；以及控制部，基于由上述照射施工传感器得到的上述照射施工信息对上述遮光器进行控制。
此外，本发明的实施方式所涉及的激光喷丸方法的特征在于，具备：照射步骤(step)，对激光能够透射的透明液体中的照射对象照射上述激光而进行上述照射对象的照射施工；液体供给步骤，朝向上述照射对象供给覆盖上述照射对象的照射施工点并且沿着上述激光的光路而流动的液体；照射施工信息取得步骤，通过照射施工传感器取得照射施工信息，该照射施工信息表示是否正在进行适合于上述照射步骤中的上述激光的上述照射施工的上述激光的照射；判定步骤，在正在进行上述照射步骤时，基于上述照射施工信息，判定是否正在进行对于上述激光施工上述照射对象为适当的照射；以及照射施工停止步骤，当在上述判定步骤中判定为没有进行对于上述激光施工上述照射对象为适当的照射时，使上述照射施工停止。
发明的效果
根据本发明的实施方式，即使在包含不连续部那样的照射对象，也能够抑制由残留激光导致的有害的激光照射。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的激光喷丸装置的构成图(diagram)。
图2是表示使用了本发明的第一实施方式所涉及的激光喷丸装置的激光喷丸方法中的照射喷嘴与照射对象之间的位置关系的说明图。
图3是表示使用了本发明的第一实施方式所涉及的激光喷丸装置的激光喷丸方法中的时间变化的时间图(timing chart)，(a)表示作为照射施工传感器(sensor)而使用了声音传感器的情况下的照射施工传感器的输出，(b)表示所照射的激光的强度，(c)表示遮光器关闭的控制信号。
图4是表示使用了本发明的第一实施方式所涉及的激光喷丸装置的激光喷丸方法的顺序的流程图。
图5是表示在使用了本发明的第二实施方式所涉及的激光喷丸装置的激光喷丸方法中，作为照射施工传感器而使用了光传感器的情况下的照射施工传感器的输出的时间变化的例子的时间图。
图6是本发明的第三实施方式所涉及的激光喷丸装置的构成图。
图7是表示使用了本发明的第三实施方式所涉及的激光喷丸装置的激光喷丸方法的顺序的流程图(flowchart)。
图8是本发明的第四实施方式所涉及的激光喷丸装置的构成图。
图9是本发明的第五实施方式所涉及的激光喷丸装置的构成图。
图10是本发明的第六实施方式所涉及的激光喷丸装置的构成图
符号的说明
11…激光喷丸装置，12…照射喷嘴，12a…前端，13…激光振荡器，14…光传送装置，15…液体供给装置，16…控制部，17…镜，18…遮光器，19…液体供给泵，20…液体供给配管，21…流量计，22…流量调整装置，25…气液分离元件，30…激光，31…喷流，35…照射施工传感器，35a…振动传感器(照射施工传感器)，36…遮光器温度传感器，40…驱动装置，50、51…照射点，60…阻碍流体注入装置，61…阻碍流体注入部，65…阻碍流体注入量测定装置，100…照射对象
具体实施方式
以下，参照附图对本发明所涉及的激光喷丸装置以及激光喷丸方法的实施方式进行说明。在此，对于相互相同或者类似的部分赋予共通的符号，而省略重复说明。
[第一实施方式]
图1是本发明的第一实施方式所涉及的激光喷丸装置的构成图。激光喷丸装置11具备照射喷嘴12、激光振荡器13、光传送装置14、液体供给装置15、以及控制部16。
激光振荡器13产生激光30，其激光30经由光传送装置14向照射喷嘴12传送。光传送装置14包含镜(mirror)17以及遮光器18。
照射喷嘴12具备气液分离元件25。气液分离元件25用于将照射喷嘴12内分隔为气中部分和液中部分。从光传送装置14传送的激光30，到气液分离元件25为止在气中通过，在通过了气液分离元件25之后，在透明的液体中通过而从照射喷嘴12的前端12a朝向照射对象100(图2)进入。
液体供给装置15将激光能够透射的透明的水等液体供给到照射喷嘴12的液体部分，包括液体供给泵(pump)19、液体供给配管20、流量计21以及流量调整装置22。由液体供给泵19升压后的液体经由液体供给配管20供给到照射喷嘴12。在液体供给配管20上安装有流量计21。流量调整装置22基于由流量计21检测到的流量进行调整，以使向照射喷嘴12供给的液体流量进入所设定的流量范围。流量的调整例如通过液体供给泵19的旋转速度的调整来进行。作为其他例子，也可以在液体供给配管20上设置流量调整阀(未图示)，由此进行流量调整。
在图1所示的例子中，从液体供给配管20向照射喷嘴12内供给的液体被以如下方式供给：与在照射喷嘴12内通过的激光30的方向垂直地，从该激光30所通过的光路的两侧朝向该光路。向照射喷嘴12内供给的液体，从照射喷嘴12的前端12a沿着激光30的进入方向，朝向照射对象100(图2)喷射，并形成与激光30同轴的喷流31。从液体供给配管20向照射喷嘴12内供给液体的位置，可以如图1所示那样为相互对置的2个部位，也可以为1个部位或者3个部位以上。
此外，在图1所示的例子中构成为，例如将液体供给配管20相对于照射喷嘴12的轴向(即，激光30、从照射喷嘴12的前端12a喷射的喷流31的方向)垂直地安装，由此从液体供给配管20向照射喷嘴12内供给的液体被与照射喷嘴12内的激光30的方向垂直地供给，但并不限于此，也可以构成为，将液体供给配管20相对于照射喷嘴12的轴向具有角度地安装，从液体供给配管20向照射喷嘴12内供给的液体相对于照射喷嘴12内的激光30的方向具有角度地供给。
此外，关于从液体供给配管20向照射喷嘴12内供给的液体，优选以相对于照射喷嘴12内的激光30的方向不具有回转成分(即，相对于照射喷嘴12的轴向的周向成分)的速度的方式向照射喷嘴12内供给，而液体从液体供给配管20向照射喷嘴12内的流入方向优选构成为，在向与激光30的方向(照射喷嘴12的轴向)垂直的截面进行了投影的情况下，向成为中心点的激光30的位置放射状(径向)地流入。
经由光传送装置14向照射喷嘴12传送的激光30，在喷流31中通过而从照射喷嘴12的前端12a朝向照射对象100照射。朝向照射对象100的激光在照射对象100的表面聚光。
激光30在液体的喷流31中前进，此外，通过喷流31向照射对象100的表面供给液体。因此，即使照射对象100的物体处于空气中，也能够进行照射施工。此外，即使照射对象100的物体浸渍在液体中，也能够同样地进行照射施工。换言之，液体的喷流31覆盖照射对象100的照射施工点，并且，例如以与激光30同轴等沿着激光30的光路流动的方式、朝向照射对象喷射(spray)(供给)。
在照射喷嘴12的前端12a附近安装有照射施工传感器35。照射施工传感器35为，在向照射对象100喷射喷流31、并向照射对象100照射激光30而进行照射施工时，用于得到表示是否正在进行适当的激光照射的照射施工信息(照射施工信号)的传感器。照射施工传感器35例如是对由照射施工部(照射施工点)产生的声音进行检测的声音传感器。照射施工传感器35的输出信号向控制部16传送。
在如本实施方式那样、照射施工传感器35使用了声音传感器的情况下，例如与光相比较指向性较小，因此设置条件具有富裕度。
遮光器18在从激光振荡器13发出的激光到达照射喷嘴12的近前遮挡该激光，能够进行开闭。遮光器18存在使激光30向挡板(damper)(未图示)反射的构造、通过其本身吸收激光30的能量的构造等。
在遮光器18的附近设置有对遮光器18的温度进行检测的遮光器温度传感器36。遮光器温度传感器36的输出信号向控制部16传送。
控制部16接收照射施工传感器35的输出以及遮光器温度传感器36的输出信号，并基于这些信号对流量调整装置22以及遮光器18进行控制。对于控制部16的具体的控制内容将参照图4进行后述。
在图1所示的例子中，照射喷嘴12、激光振荡器13、光传送装置14以及遮光器18安装于驱动装置40，通过驱动装置40能够改变与照射对象100之间的相对位置关系。此外，通过在光传送装置14采用光纤电缆(fiber cable)(未图示)等，能够灵活地改变照射喷嘴12与激光振荡器13之间的相对位置关系，在这样的情况下，还能够将激光振荡器13等固定设置而仅使照射喷嘴12能够移动。
图2是表示使用了本发明的第一实施方式所涉及的激光喷丸装置11的激光喷丸方法中的照射喷嘴12与照射对象100之间的位置关系的说明图。照射对象100例如为圆管状，对其一端的开口端部，从照射喷嘴12输送液体的喷流31并且照射在该液中通过的激光30。设为将照射对象100固定，在进行基于该激光喷丸装置11的照射施工的同时，使照射喷嘴12向图2的箭头A的方向移动。在激光30的照射点从图2的第一照射点50到不连续点的第二照射点51之间，激光30的照射点(照射施工点)处于照射对象100上的所希望的位置，以所希望的条件进行照射施工。
当照射喷嘴12从第二照射点51向箭头A的方向进一步移动时，激光30的照射点从圆管状的照射对象100的端部向内部突然移动，对从激光30的聚光位置偏离的位置进行照射。此时，会对极端大的面积进行照射，当持续进行激光30的照射时，在照射对象100的圆管内部的表面上，会照射从激光喷丸的条件脱离了的条件的激光，此时在被照射的部分会产生残留拉伸应力。此外，在之前的施工中产生了残留压缩应力的部分的残留压缩应力会减弱。在这样的情况下，与通过激光喷丸来产生残留压缩应力的目的相反，不优选。
根据本发明的实施方式，能够避免这样的不优选的激光照射。即，通过照射施工传感器35对照射施工的状况进行监视，在检测到激光30的照射点超过了不连续点的第二照射点51的情况时，立即停止激光30的照射。
图3是表示使用了本发明的第一实施方式所涉及的激光喷丸装置11的激光喷丸方法中的时间变化的时间图，(a)表示作为照射施工传感器而使用了声音传感器的情况下的照射施工传感器的输出，(b)表示所照射的激光强度，(c)表示遮光器的控制信号。在此，使照射喷嘴12向图2的箭头A的方向移动，照射点从第一照射点(施工开始点)50向第二照射点(不连续点)51移动，并且越过第二照射点51而向箭头A的方向移动。
如图3所示那样，在从施工开始点起到照射点通过不连续点之前，进行通常的施工，并检测到与照射激光的脉冲(pulse)P1相对应的通常的施工等级的声音信号。但是，在照射点通过了不连续点之后，照射激光从适合于施工的条件脱离。由此，即使照射激光的脉冲P2被照射，也仅检测到比通常的施工等级低很多的声音信号。由此，根据使用了声音传感器的照射施工传感器35的输出，得知照射点通过了不连续点。在此，控制部16基于声音信号对正在进行不满足激光喷丸的条件的照射的情况进行检测，并发送遮光器18的关闭信号(图3(c))。声音信号的急落例如通过阈值(threshold value)判定来进行检测。
图4是表示使用了本发明的第一实施方式所涉及的激光喷丸装置的激光喷丸方法的顺序的流程图。以下，根据图4对激光喷丸方法进行说明。
首先，使用驱动装置40使照射喷嘴12移动到初始位置(步骤S11)。接着，通过液体供给装置15开始从照射喷嘴12进行喷流液的喷射(步骤S12)。接着，在将遮光器18关闭了的状态下开始激光振荡器13的动作(步骤S13)。
接着，将遮光器18打开并开始照射施工(步骤S14)。然后，继续进行照射施工传感器35的输出信号的监视，并判定照射施工传感器35的输出信号是否急落(步骤S15)。在该判定步骤S15中判定为“是”时，判定为激光照射点通过了不连续点，而将遮光器18关闭(步骤S16)。由此，使激光30向照射对象100的表面的照射施工停止而能够自动地防止有害的激光照射。
然后，继续进行遮光器温度传感器36的输出的监视，在遮光器18的温度超过了设定值(在步骤S17中为“是”)时，根据来自控制部16的指令，流量调整装置22对设定流量进行变更，而进行喷流液的流量变更(步骤S18)。将此时的设定流量范围设为大于比通常流量显著大的第一设定流量、或者小于比通常流量显著小的第二设定流量。
换言之，作为不传送激光那样的流量，预先设定有比通常流量大的规定的第一设定流量、或者比通常流量小的规定的第二设定流量。然后，将喷流液控制为大于第一设定流量的流量或者小于第二设定流量的流量。
当从液体供给装置15供给的喷流液的流量显著变大时，可以认为喷流31不稳定、而将周围的气体卷入。由此，该气体在激光30于液中透射的方面成为妨碍其透射的阻碍流体。相反，即使在从液体供给装置15供给的喷流液的流量显著变小的情况下，喷流31也不稳定，产生在激光30在液中透射的方面妨碍其透射的阻碍流体，阻碍流体(inhibitory flud)介入到激光30的光路中，即使遮光器18打开，激光也成为前进路被阻碍流体阻碍，而无法到达照射对象100的状态。
在喷流液的流量进入产生阻碍流体的设定范围内时(在步骤S19中为“是”时)，根据来自控制部16的指令而遮光器18打开(步骤S20)。通过将遮光器18打开，由此能够防止遮光器18过热。此外，此时，从照射喷嘴12的前端12a射出激光，但是由于喷流液的流量进入产生阻碍流体的设定范围内，因此从照射喷嘴12的前端12a射出的激光的前进路被阻碍流体阻碍，而无法到达照射对象100。由此，能够使激光30对照射对象100的表面的照射施工停止而防止有害的激光照射。
接着，如果施工未结束(在步骤S21中为“否”的情况)，则使照射喷嘴12向下一个施工初始位置移动(步骤S22)。接着，使喷流液的流量初始化(步骤S23)。接着，返回将遮光器18打开的步骤S14。
此外，在上述顺序中，当在步骤S19中成为“是”之后，即在喷流液的流量进入设定范围内之后，将遮光器18打开，但是即使在对喷流液的流量进入设定范围内的情况进行确认之前将遮光器18打开，只要在短时间内喷流液的流量进入设定范围内，则实际上也没有问题。
此外，在上述说明中，流量调整装置22构成液体供给装置15的一部分，但也可以代替这样的构成，使流量调整装置22的功能包含于控制部16。
此外，在上述说明中表示了如下例子：在控制部16基于照射施工传感器35的输出信号判定为没有进行适当的照射的情况下，首先进行基于遮光器18的第一照射施工停止控制，然后在将遮光器18打开时进行阻碍流体介入到激光30的光路中的第二照射施工停止控制，但是，也可以同时进行基于遮光器18的第一照射施工停止控制与使阻碍流体介入的第二照射施工停止控制，并且也可以在基于遮光器18的第一照射施工停止控制之前进行使阻碍流体介入的第二照射施工停止控制。
特别是在同时进行基于遮光器18的第一照射施工停止控制与使阻碍流体介入的第二照射施工停止控制的情况下，即使在将遮光器18关闭之后、遮光器18的温度超过设定值而将遮光器18打开，在该时刻也会进行使阻碍流体介入的第二照射施工停止控制，因此能够更可靠地使激光30对照射对象100的表面的照射施工停止。
如以上说明的那样，根据第一实施方式，即使是包含不连续部那样的照射对象，也能够抑制由残留激光导致的有害的激光照射，并且能够防止遮光器过热。
[第二实施方式]
图5是表示在使用了本发明的第二实施方式所涉及的激光喷丸装置的激光喷丸方法中，作为照射施工传感器而使用了光传感器的情况下的照射施工传感器的输出的时间变化的例子的时间图。
该第二实施方式是第一实施方式的变形。在第一实施方式中，照射施工传感器35为声音传感器，但是在该第二实施方式中，照射施工传感器35为光传感器。其他方面与第一实施方式相同。
与第一实施方式的情况同样，在图2所示的照射施工的状况下，使照射喷嘴12向箭头A的方向移动，而照射点从第一照射点(施工开始点)50向第二照射点(不连续点)51移动，并且越过第二照射点51向箭头A的方向移动。
在该情况下，如图5所示那样，在从施工开始点起到照射点通过不连续点之前为止的进行通常施工的期间，检测到通常的施工等级的光信号。但是，在照射点通过了不连续点之后，不进行通常的施工，而仅检测到比通常施工等级显著低的光信号。由此，根据使用了光传感器的照射施工传感器35的输出，控制照射点通过了不连续点的情况。
根据第二实施方式，与第一实施方式的情况同样，即使是包含不连续部那样的照射对象，也能够抑制由残留激光导致的有害的激光照射，并且能够防止遮光器过热。
在如该实施方式那样在照射施工传感器35使用了光传感器的情况下，由于照射施工信息的观测较快速(光速)，因此具有从照射点通过不连续部起到将遮光器18关闭为止的时间较短这样的优点。
[第三实施方式]
图6是本发明的第三实施方式所涉及的激光喷丸装置的构成图。该第三实施方式是第一或者第二实施方式的变形，激光喷丸装置11具有：阻碍流体注入装置60，用于将阻碍液中的激光传递的阻碍流体向照射喷嘴12内注入；以及阻碍流体注入量测定装置65，对向照射喷嘴12内的阻碍流体的注入量进行测定。阻碍流体例如是空气等气体。
在通过气液分离元件25分隔为液体部和气体部的照射喷嘴12的液体部，设置有阻碍流体注入部61。从阻碍流体注入装置60供给的阻碍流体，通过阻碍流体注入部61而向照射喷嘴12的液体部注入。从阻碍流体注入装置60注入的阻碍流体的流量、注入的定时由控制部16控制。通过向照射喷嘴12的液体部注入阻碍流体，由此阻止从照射喷嘴12射出的激光的照射。
上述以外的构成与第一实施方式大致同样。在该第三实施方式中，在照射施工中，在激光照射点通过了不连续点时，通过阻碍流体注入部61注入阻碍流体，阻止从照射喷嘴12射出的激光的照射。此时，不需要如在第一实施方式中说明了那样通过流量调整装置22进行液体的流量变更。但是，如图6所示那样，在与从液体供给配管20的液体供给相独立地注入阻碍流体的情况下，也可以考虑以不使向照射喷嘴12内供给的流体总量变得过度的方式，与阻碍流体的注入开始相匹配而使从液体供给配管20的液体供给量降低或者供给停止。
图7是表示使用了第三实施方式所涉及的激光喷丸装置的激光喷丸方法的顺序的流程图。在该第三实施方式中，与第一实施方式的流程图(图4)相比较，如下的步骤不同。即，在第三实施方式中，代替进行喷流液的流量变更的步骤S18，而进行注入阻碍流体的步骤S118。此外，代替判定喷流液的流量是否进入设定范围内的步骤S19，而进行判断阻碍流体流量是否超过设定值的步骤S119。此外，代替使喷流液流量初始化的步骤S23，而进行使阻碍流体的注入停止的步骤S123。在如上述那样对从液体供给配管20的液体供给量进行变更的情况下，对供给量进行初始化(未图示)。其他各步骤与第一实施方式相同。
在第三实施方式中，在照射施工中，当激光照射点通过了不连续点时，注入阻碍流体，阻止从照射喷嘴12射出的激光的照射。由此，与第一实施方式的情况同样，即使是包含不连续部那样的照射对象，也能够抑制由残留激光导致的有害的激光照射，并且能够防止遮光器过热。
此外，第三实施方式为，当应用于照射对象100整体被浸渍在液体中的情况时，较有利。但是，即使是照射对象100整体处于气体中的情况下也能够应用。
在上述说明中，设为阻碍流体例如为空气等气体(gas)，但只要是在通常的照射施工中折射率与激光所通过的液体不同的流体，则也可以是液体，此外，也可以是妨碍激光的透射的不透明流体。此外，也可以将阻碍流体注入装置60经由止回阀连接在液体供给配管20的中途，向从液体供给配管20供给的液体中混合而供给(未图示)。
[第四实施方式]
图8是本发明的第四实施方式所涉及的激光喷丸装置的构成图。该第四实施方式是第三实施方式的变形，不将阻碍流体注入部61设置于照射喷嘴12，而与照射喷嘴12相独立地设置于照射喷嘴12的前端12a附近。其他构成与第三实施方式相同。
根据该第四实施方式，当注入阻碍流体时，阻碍流体混入到从照射喷嘴12的前端12a喷出的液体的喷流31中，阻止激光的透射。由此，与第三实施方式同样，即使是包含不连续部那样的照射对象，也能够抑制由残留激光导致的有害的激光照射，并且能够防止遮光器过热。
[第五实施方式]
图9是本发明的第五实施方式所涉及的激光喷丸装置的构成图。该第五实施方式是第一、第三、第四实施方式的变形，不使用遮光器温度传感器36地进行喷流液流量的控制或者阻碍流体的注入。
在第五实施方式中，在照射施工信号急落而将遮光器关闭(步骤S16)的同时，开始喷流液流量变更或者阻碍流体的注入(步骤S218)。
接下来，判断是否成为了能够由喷流液或者阻碍流体阻止激光的照射的状态。即，判断喷流液流量处于设定范围内、还是阻碍流体流量大于设定值(步骤S219)。在成为了能够由喷流液或者阻碍流体阻止激光的照射的状态的情况(在步骤S219为“是”的情况)下，将遮光器打开(步骤S20)。
在此，在本实施方式中，也可以根据照射施工信号的急落的检测，而将遮光器关闭的控制信号与开始阻碍流体注入的控制信号的双方向控制部16发送。此外，控制装置16也可以具备计时器(timer)，在步骤S16之后在经过规定时间之后进行步骤S218。
虽然也基于激光喷丸装置11的实际构成，但是可以认为与从遮光器关闭的信号被发送到遮光器18实际关闭为止的时间相比，从喷流液流量变更或者阻碍流体的注入开始信号被发送而激光的照射实际被阻止为止的时间长。根据本实施方式，能够通过遮光器18迅速遮挡激光，并且不使用遮光器温度传感器36就能够抑制激光向遮光器18的照射。
[第六实施方式]
图10是本发明的第六实施方式所涉及的激光喷丸装置的构成图。该第六实施方式是第一实施方式的变形。作为照射施工传感器35而使用振动传感器35a，将该振动传感器35a固定于激光喷丸的施工对象物(照射对象100)。其他构成与第一实施方式相同。
在照射了适合于施工的条件的激光的情况、以及照射了从适合于施工的条件脱离了的激光的情况下，对象物所产生的振动会产生差。更具体地说，由于所照射的激光从适合于施工的条件脱离，因此某个频率成分的振动变小。由此，通过将施工对象物中的某个频率的振动的信号强度作为照射施工信息，由此能够进行与第一实施方式同样的控制。
在上述第一或者第二实施方式的构成中，作为照射施工传感器35而使用声音传感器或者光传感器，声音、光有时会受到介于照射点与照射施工传感器35之间的环境(水、周围的气体)的噪声的影响。与此相对，在该第六实施方式中，如上所述，使用设置于对象物的振动传感器35a。振动传感器35a对在施工对象物中传递的振动进行检测，因此为低噪声且环境变化的影响较小。此外，振动传感器35a与使用声音传感器、光传感器的情况不同，从照射喷嘴12观察还能够设置于照射对象100的背面侧的面、圆管状的照射对象100的内侧面等。
[其他实施方式]
以上，对几个实施方式进行了说明，但也能够将这些实施方式的特征进行组合。例如，作为照射施工传感器35、35a，能够根据施工环境等而选择适当的传感器，并且也能够同时采用多个种类。
以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提示的，不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形包含于发明的范围、主旨，并且包含于专利请求的范围记载的发明和其等同的范围。

Claims (10)

1.一种激光喷丸装置，具有：
激光振荡器，产生激光；
照射喷嘴，对上述激光能够透射的透明液体中的照射对象照射上述激光，从而对上述照射对象进行施工；
光传送装置，将由上述激光振荡器产生的激光向上述照射喷嘴传送；
遮光器，设置于上述光传送装置，能够对上述激光进行开闭；
液体供给装置，向上述照射喷嘴供给液体，该液体沿着从上述照射喷嘴朝向上述照射对象的上述激光的光路流动；
照射施工传感器，得到照射施工信息，该照射施工信息表示是否正在进行对于施工上述照射对象为适当的上述激光的照射；以及
控制部，基于由上述照射施工传感器得到的上述照射施工信息对上述遮光器进行控制。
2.如权利要求1所述的激光喷丸装置，其特征在于，
上述控制部构成为，
在基于上述激光的照射而进行上述照射对象的施工时，基于上述照射施工信息，判定是否正在进行对于上述激光施工上述照射对象为适当的照射，
在判定为没有进行对于上述激光施工上述照射对象为适当的照射时，以关闭上述遮光器的方式控制上述遮光器。
3.如权利要求2所述的激光喷丸装置，其特征在于，
上述控制部构成为，在将上述遮光器关闭之后将上述遮光器打开，并且使妨碍上述激光的透射的阻碍流体介入从上述照射喷嘴朝向上述照射对象的上述激光的光路内，从而遮挡上述激光。
4.如权利要求3所述的激光喷丸装置，其特征在于，
还具备对上述遮光器的温度进行检测的遮光器温度传感器，
上述控制部构成为，在将上述遮光器关闭之后，在由上述遮光器温度传感器得到的上述遮光器的温度超过了规定的上限温度的情况下，将上述遮光器打开并且使妨碍上述激光的透射的阻碍流体介入从上述照射喷嘴朝向上述照射对象的上述激光的光路内，从而遮挡上述激光。
5.如权利要求3或4所述的激光喷丸装置，其特征在于，
上述液体供给装置具备对上述液体的供给流量进行调整的流量调整装置，
上述控制部构成为，在由上述遮光器温度传感器得到的上述遮光器的温度超过了上述上限温度的情况下，将上述液体供给装置对上述液体的供给流量变更为比通常流量大的流量或者比上述通常流量小的流量，由此产生上述阻碍流体。
6.如权利要求4所述的激光喷丸装置，其特征在于，
上述照射喷嘴构成为，能够向朝向上述照射对象的上述光路内注入上述阻碍流体，
上述激光喷丸装置还具有阻碍流体注入量测定装置，该阻碍流体注入量测定装置对向上述照射喷嘴注入的阻碍流体注入量进行测定，
上述控制部构成为，在由上述遮光器温度传感器得到的上述遮光器的温度超过了上述上限温度的情况下，将上述阻碍流体向上述照射喷嘴注入，并且，在由上述阻碍流体注入量测定装置得到的上述阻碍流体注入量超过了规定值时，将上述遮光器打开。
7.如权利要求1所述的激光喷丸装置，其特征在于，
上述照射施工传感器为对声级进行检测的声音传感器，
上述控制部构成为，在由上述照射施工传感器得到的声级比规定值低时，判定为没有进行对于上述激光施工上述照射对象为适当的照射。
8.如权利要求1所述的激光喷丸装置，其特征在于，
上述照射施工传感器是对照射于上述照射对象而被反射后的激光的强度进行检测的光传感器，
上述控制部构成为，在由上述照射施工传感器得到的激光的强度比规定值低时，判定为没有进行对于上述激光施工上述照射对象为适当的照射。
9.如权利要求1所述的激光喷丸装置，其特征在于，
上述照射施工传感器为相对于上述照射对象固定的振动传感器，
上述控制部构成为，在由上述照射施工传感器得到的振动的强度比规定值低时，判定为没有进行对于上述激光施工上述照射对象为适当的照射。
10.一种激光喷丸方法，其特征在于，具备：
照射步骤，对激光能够透射的透明液体中的照射对象照射上述激光而进行上述照射对象的照射施工；
液体供给步骤，朝向上述照射对象供给覆盖上述照射对象的照射施工点并且沿着上述激光的光路流动的液体；
照射施工信息取得步骤，通过照射施工传感器取得照射施工信息，该照射施工信息表示是否正在进行适合于上述照射步骤中的上述激光的上述照射施工的上述激光的照射；
判定步骤，在正在进行上述照射步骤时，基于上述照射施工信息，判定是否正在进行对于上述激光施工上述照射对象为适当的照射；以及
照射施工停止步骤，当在上述判定步骤中判定为没有进行对于上述激光施工上述照射对象为适当的照射时，使上述照射施工停止。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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Application publication date: 20191119

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