JP2002321052A - 表面疵取り装置 - Google Patents
表面疵取り装置Info
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- JP2002321052A JP2002321052A JP2001128716A JP2001128716A JP2002321052A JP 2002321052 A JP2002321052 A JP 2002321052A JP 2001128716 A JP2001128716 A JP 2001128716A JP 2001128716 A JP2001128716 A JP 2001128716A JP 2002321052 A JP2002321052 A JP 2002321052A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価な放電スパーク装置と小型のパルスレー
ザを採用することにより、自動化可能でありかつ安価な
疵取り装置を提供する。 【解決手段】 表面疵検査装置に連動して疵部に放電ア
ークを印加し、疵部を溶融・溶削する疵取り装置におい
て、放電アーク開始前に疵部に狙いを合わせてレーザ光
を集光・照射し放電アークの着火経路を正確に疵部に導
く放電ガイドレーザを備える表面疵取り装置。また、前
記ガイドレーザを光ファイバで伝送すること、さらに、
前記ガイドレーザがパルスレーザであることが好まし
い。
ザを採用することにより、自動化可能でありかつ安価な
疵取り装置を提供する。 【解決手段】 表面疵検査装置に連動して疵部に放電ア
ークを印加し、疵部を溶融・溶削する疵取り装置におい
て、放電アーク開始前に疵部に狙いを合わせてレーザ光
を集光・照射し放電アークの着火経路を正確に疵部に導
く放電ガイドレーザを備える表面疵取り装置。また、前
記ガイドレーザを光ファイバで伝送すること、さらに、
前記ガイドレーザがパルスレーザであることが好まし
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放電アークを利用
した金属板等の表面疵取り装置に関するものである。
した金属板等の表面疵取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋳造工程におけるスラブに入った
疵の手入れをする方法としてはスカーファーによる溶削
方法がある。この方法はバーナーによりスラブ表面を溶
解させ、疵の補修を行っている。また、厚板の疵は圧延
工程中あるいは搬送中に発生することが多く、稜線疵、
ヘゲ、クロップ疵など多くの種類があり、疵の手入れ面
積によっては全面手入れ作業と部分手入れ作業に大別さ
れる。この中で全面手入れ作業はオフラインを前提に全
面グラインダーを導入するのが通常であるが、部分手入
れ作業についてはオンライン中に散在する部分を高能率
に、しかも品質上、段付き焼き付き等のない手入れが必
要なため、ワゴングラインダー工具を使った人手に頼っ
ているのが現状である。
疵の手入れをする方法としてはスカーファーによる溶削
方法がある。この方法はバーナーによりスラブ表面を溶
解させ、疵の補修を行っている。また、厚板の疵は圧延
工程中あるいは搬送中に発生することが多く、稜線疵、
ヘゲ、クロップ疵など多くの種類があり、疵の手入れ面
積によっては全面手入れ作業と部分手入れ作業に大別さ
れる。この中で全面手入れ作業はオフラインを前提に全
面グラインダーを導入するのが通常であるが、部分手入
れ作業についてはオンライン中に散在する部分を高能率
に、しかも品質上、段付き焼き付き等のない手入れが必
要なため、ワゴングラインダー工具を使った人手に頼っ
ているのが現状である。
【０００３】疵補修を自動化する例としては特開平４−
２７４８９２号公報にレーザによる走行ビレットの部分
表面溶削方法が開示されている。この方法は金属ビレッ
トの走行方向と直角の方向に移動するレーザ加工ヘッド
と、この加工ヘッド内に組み込まれた振動ミラー等によ
るビームスキャニング光学系と、スキャニング幅調整装
置と、上記レーザ加工ヘッドに一体に組み込まれたガス
吹き付けノズルを有し、該ノズルから酸素ガスまたは酸
素を含んだ混合ガスを吹き付けることにより、金属ビレ
ット表面の割れ等の欠陥を除去するものである。この方
法を金属薄板に展開する例として特開平６−３１５７７
９号公報等の方法が開示されている。しかし、こうした
レーザのみに依存する方法は必要とするレーザの出力が
比較的大きく、装置投資額が大きいという問題がある。
２７４８９２号公報にレーザによる走行ビレットの部分
表面溶削方法が開示されている。この方法は金属ビレッ
トの走行方向と直角の方向に移動するレーザ加工ヘッド
と、この加工ヘッド内に組み込まれた振動ミラー等によ
るビームスキャニング光学系と、スキャニング幅調整装
置と、上記レーザ加工ヘッドに一体に組み込まれたガス
吹き付けノズルを有し、該ノズルから酸素ガスまたは酸
素を含んだ混合ガスを吹き付けることにより、金属ビレ
ット表面の割れ等の欠陥を除去するものである。この方
法を金属薄板に展開する例として特開平６−３１５７７
９号公報等の方法が開示されている。しかし、こうした
レーザのみに依存する方法は必要とするレーザの出力が
比較的大きく、装置投資額が大きいという問題がある。
【０００４】さらに、近年プラズマアークまたはアーク
により疵を溶削する方法も良く知られている（例えば、
特開昭５２−８１０４８号公報等参照）。しかし、プラ
ズマの場合は、電極の損耗が早く交換頻度が高いため省
力化効果が少ないという問題がある。また、アークによ
り疵を溶削する方法は、アークの飛ぶ位置が不正確で狙
いの疵部が溶削できないという問題がある。
により疵を溶削する方法も良く知られている（例えば、
特開昭５２−８１０４８号公報等参照）。しかし、プラ
ズマの場合は、電極の損耗が早く交換頻度が高いため省
力化効果が少ないという問題がある。また、アークによ
り疵を溶削する方法は、アークの飛ぶ位置が不正確で狙
いの疵部が溶削できないという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題とすると
ころは、上記従来技術の問題点を解決し、放電アーク方
式による自動化可能でありかつ安価な疵取り装置を提供
することである。
ころは、上記従来技術の問題点を解決し、放電アーク方
式による自動化可能でありかつ安価な疵取り装置を提供
することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したもので、その要旨とするところは、 （１）表面疵検査装置に連動して疵部に放電アークを印
加し、疵部を溶融・溶削する疵取り装置において、放電
アーク開始前に疵部に狙いを合わせてレーザ光を集光・
照射し放電アークの着火経路を正確に疵部に導く放電ガ
イドレーザを備えることを特徴とする表面疵取り装置。 （２）前記ガイドレーザを光ファイバで伝送することを
特徴とする（１）記載の表面疵取り装置。 （３）前記ガイドレーザがパルスレーザであることを特
徴とする（１）または（２）記載の表面疵取り装置。に
ある。
したもので、その要旨とするところは、 （１）表面疵検査装置に連動して疵部に放電アークを印
加し、疵部を溶融・溶削する疵取り装置において、放電
アーク開始前に疵部に狙いを合わせてレーザ光を集光・
照射し放電アークの着火経路を正確に疵部に導く放電ガ
イドレーザを備えることを特徴とする表面疵取り装置。 （２）前記ガイドレーザを光ファイバで伝送することを
特徴とする（１）記載の表面疵取り装置。 （３）前記ガイドレーザがパルスレーザであることを特
徴とする（１）または（２）記載の表面疵取り装置。に
ある。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の本旨とするところ
をより詳らかとするために図面に基づき説明する。図１
は本発明に係る金属帯板の溶融・溶削を示す工程図であ
る。図１において、熱延コイル１は巻き戻された後、溶
接機２によって連続的に溶接され、その後、ループカー
３を経て酸洗層４にて酸洗される。酸洗された熱延コイ
ル１の表面を表面疵検査装置５にて疵検査し疵位置を認
識する。そしてトラッキング装置１０では、熱延コイル
１を搬送するブライドルロールの回転数から計算して搬
送量を算出する。疵検査装置５にて熱延コイル表面の疵
が検出された場合、疵取り装置６にてトラッキング情報
に基づいて確実に熱延コイル１の表面疵を溶削する。そ
の後、ループカー７を介して冷間圧延機８にて冷間圧延
される。最後に冷間圧延済みコイル９として巻き取られ
る。
をより詳らかとするために図面に基づき説明する。図１
は本発明に係る金属帯板の溶融・溶削を示す工程図であ
る。図１において、熱延コイル１は巻き戻された後、溶
接機２によって連続的に溶接され、その後、ループカー
３を経て酸洗層４にて酸洗される。酸洗された熱延コイ
ル１の表面を表面疵検査装置５にて疵検査し疵位置を認
識する。そしてトラッキング装置１０では、熱延コイル
１を搬送するブライドルロールの回転数から計算して搬
送量を算出する。疵検査装置５にて熱延コイル表面の疵
が検出された場合、疵取り装置６にてトラッキング情報
に基づいて確実に熱延コイル１の表面疵を溶削する。そ
の後、ループカー７を介して冷間圧延機８にて冷間圧延
される。最後に冷間圧延済みコイル９として巻き取られ
る。
【０００８】図２は本発明に係る疵溶融・溶削を行う表
面疵取り装置の概略構成図である。図２に示すように、
巻き戻された熱延コイル１は表面疵検査装置５により、
疵位置の検出が行われる。この疵検出信号を起点として
ライン速度に対応して疵トラッキング装置１０により、
熱延コイル１上の疵位置をレーザ発振制御装置１１に伝
達し、このレーザ発振制御装置１１の信号によりレーザ
発振器１２からのレーザ照射と電気スパークが行われ
る。一方、表面疵検査装置５によって疵の幅方向位置を
検出すると共に、疵トラッキング装置１０によって、幅
方向の位置情報をトーチ移動装置１３に伝達し、駆動モ
ータ１４により目標位置へトーチを移動する。しかる後
に疵部へのレーザ照射と電気スパークが行われる。
面疵取り装置の概略構成図である。図２に示すように、
巻き戻された熱延コイル１は表面疵検査装置５により、
疵位置の検出が行われる。この疵検出信号を起点として
ライン速度に対応して疵トラッキング装置１０により、
熱延コイル１上の疵位置をレーザ発振制御装置１１に伝
達し、このレーザ発振制御装置１１の信号によりレーザ
発振器１２からのレーザ照射と電気スパークが行われ
る。一方、表面疵検査装置５によって疵の幅方向位置を
検出すると共に、疵トラッキング装置１０によって、幅
方向の位置情報をトーチ移動装置１３に伝達し、駆動モ
ータ１４により目標位置へトーチを移動する。しかる後
に疵部へのレーザ照射と電気スパークが行われる。
【０００９】図３は本発明に係るトーチ部分の概略図で
ある。図３に示すように、レーザ光路１５は、放電電極
１７の先端外周と鋼板１８上での放電電極の垂直投影中
心、すなわち、電極中心軸の延長線と鋼板面の交点とを
通る直線上に合わせておくものとする。なお、レーザ光
は別に置かれたレーザ装置（図示せず）から出射され光
ファイバー１９を経て放電スパーク用のトーチ近傍に導
かれる。レーザ光の集光レンズ系２０は放電トーチと一
体となって移動する。すなわち、熱延コイル１での疵を
検出し、オンラインにおいて疵部をトラッキングし、放
電スパーク位置へ疵部が到達したときは、まず狙いの疵
部へレーザを照射して疵部と放電電極との間にプラズマ
を生成し電子のガイド経路とする。その後放電スパーク
を開始することにより確実に狙いの疵部が溶削できる。
ある。図３に示すように、レーザ光路１５は、放電電極
１７の先端外周と鋼板１８上での放電電極の垂直投影中
心、すなわち、電極中心軸の延長線と鋼板面の交点とを
通る直線上に合わせておくものとする。なお、レーザ光
は別に置かれたレーザ装置（図示せず）から出射され光
ファイバー１９を経て放電スパーク用のトーチ近傍に導
かれる。レーザ光の集光レンズ系２０は放電トーチと一
体となって移動する。すなわち、熱延コイル１での疵を
検出し、オンラインにおいて疵部をトラッキングし、放
電スパーク位置へ疵部が到達したときは、まず狙いの疵
部へレーザを照射して疵部と放電電極との間にプラズマ
を生成し電子のガイド経路とする。その後放電スパーク
を開始することにより確実に狙いの疵部が溶削できる。
【００１０】ペイオフリールより巻き戻された黒皮状態
での熱延コイルを酸洗し、熱延コイル表面のスケールを
除去した後、疵表面が明確に判別できる時点で表面疵検
査装置にて疵を検査すると同時に疵の幅方向位置を計測
し、放電スパークトーチに伝達する。一方、ライン速度
に合わせて表面疵検出装置から放電スパークトーチまで
トラッキングし、長手方向位置を放電スパークトーチに
伝達して、疵部の幅方向に合わせて放電スパークトーチ
を移動させるのである。鋼板上にレーザ光を集光してプ
ラズマを生成するには１MW／cm2 程度のパワー密度が必
要である。そこで、例えば、パルスエネルギー２０mJ、
パルス時間幅１０nsのＱスイッチＹＡＧレーザ光を焦点
距離５０mmの集光レンズでスポット径１mmに集光する
と、パワー密度は２５５MW／cm2 となり容易に狙いの疵
部をプラズマ化する。次に、放電スパークを開始するこ
とにより確実に疵部の溶融・溶削が可能となる。ここで
パルスレーザを用いる理由は、高い尖頭値を利用してプ
ラズマを生成するためである。集光径が１mmとすると連
続波レーザでは８kW近い出力を要することになり、装置
が大型となり必ずしも工業的に有利な方法とは言えなく
なる。よって、本発明ではパルスレーザを好適とする。
での熱延コイルを酸洗し、熱延コイル表面のスケールを
除去した後、疵表面が明確に判別できる時点で表面疵検
査装置にて疵を検査すると同時に疵の幅方向位置を計測
し、放電スパークトーチに伝達する。一方、ライン速度
に合わせて表面疵検出装置から放電スパークトーチまで
トラッキングし、長手方向位置を放電スパークトーチに
伝達して、疵部の幅方向に合わせて放電スパークトーチ
を移動させるのである。鋼板上にレーザ光を集光してプ
ラズマを生成するには１MW／cm2 程度のパワー密度が必
要である。そこで、例えば、パルスエネルギー２０mJ、
パルス時間幅１０nsのＱスイッチＹＡＧレーザ光を焦点
距離５０mmの集光レンズでスポット径１mmに集光する
と、パワー密度は２５５MW／cm2 となり容易に狙いの疵
部をプラズマ化する。次に、放電スパークを開始するこ
とにより確実に疵部の溶融・溶削が可能となる。ここで
パルスレーザを用いる理由は、高い尖頭値を利用してプ
ラズマを生成するためである。集光径が１mmとすると連
続波レーザでは８kW近い出力を要することになり、装置
が大型となり必ずしも工業的に有利な方法とは言えなく
なる。よって、本発明ではパルスレーザを好適とする。
【００１１】パルスレーザとしてはＱスイッチＹＡＧレ
ーザの他に、ノーマルパルスＹＡＧレーザ等も用いるこ
とができる。例えば、パルスエネルギー４Ｊ、パルス時
間幅５００μｓのノーマルパルスＹＡＧレーザをスポッ
ト径１mmに集光すると１MW／cm2 が得られる。
ーザの他に、ノーマルパルスＹＡＧレーザ等も用いるこ
とができる。例えば、パルスエネルギー４Ｊ、パルス時
間幅５００μｓのノーマルパルスＹＡＧレーザをスポッ
ト径１mmに集光すると１MW／cm2 が得られる。
【００１２】以上述べたように、放電スパークトーチに
ガイドレーザ装置を備えることによって、疵部に対する
溶融・溶削位置の正確度を高めるものである。なお、以
上述べたのは、放電トーチを１個の状態での場合である
が、幅方向に個別に疵取り可能な複数の放電スパークト
ーチを配設すれば、より幅方向への対応が良好となり、
高い溶融・溶削作業効率が可能となるものである。
ガイドレーザ装置を備えることによって、疵部に対する
溶融・溶削位置の正確度を高めるものである。なお、以
上述べたのは、放電トーチを１個の状態での場合である
が、幅方向に個別に疵取り可能な複数の放電スパークト
ーチを配設すれば、より幅方向への対応が良好となり、
高い溶融・溶削作業効率が可能となるものである。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明による疵取り手段で
は、安価な放電スパーク装置を小型のパルスレーザと併
用することにより、放電スパークを確実に疵部に導くこ
とができる。その結果、自動化可能でありかつ安価な疵
取り装置を提供できる。
は、安価な放電スパーク装置を小型のパルスレーザと併
用することにより、放電スパークを確実に疵部に導くこ
とができる。その結果、自動化可能でありかつ安価な疵
取り装置を提供できる。
【図１】本発明に係る金属帯板の溶融・溶削を示す工程
図。
図。
【図２】本発明に係る疵溶融・溶削を行う表面疵取り装
置の概略構成図。
置の概略構成図。
【図３】本発明に係る放電スパークトーチの概略図。
１ 熱延コイル ２ 溶接機 ３ ループカー ４ 酸洗槽 ５ 表面疵検査装置 ６ 疵取り装置 ７ ループカー ８ 冷間圧延機 ９ 冷間圧延済みコイル １０ 疵トラッ
キング装置 １１ レーザ発振制御装置 １２ レーザ発
振器 １３ トーチの幅方向移動制御装置 １４ 幅方向移
動用モータ １５ レーザビーム １６ 集光レン
ズ １７ 放電電極 １８ 鋼板 １９ 光ファイバー ２０ 集光レン
ズ
キング装置 １１ レーザ発振制御装置 １２ レーザ発
振器 １３ トーチの幅方向移動制御装置 １４ 幅方向移
動用モータ １５ レーザビーム １６ 集光レン
ズ １７ 放電電極 １８ 鋼板 １９ 光ファイバー ２０ 集光レン
ズ
Claims (3)
- 【請求項１】 金属板表面の疵部に放電アークを印加
し、疵部を溶融・溶削する疵取り装置において、放電ア
ーク開始前に疵部に狙いを合わせてレーザ光を集光・照
射し、疵部にプラズマを発生させ放電アークの着火経路
を正確に疵部に導く放電ガイドレーザを備えることを特
徴とする表面疵取り装置。 - 【請求項２】 前記放電ガイドレーザのレーザ光を光フ
ァイバで伝送することを特徴とする請求項１記載の表面
疵取り装置。 - 【請求項３】 前記放電ガイドレーザがパルスレーザで
あることを特徴とする請求項１または２記載の表面疵取
り装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001128716A JP2002321052A (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 表面疵取り装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001128716A JP2002321052A (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 表面疵取り装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002321052A true JP2002321052A (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=18977373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001128716A Withdrawn JP2002321052A (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 表面疵取り装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002321052A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103192147A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-07-10 | 中国科学院力学研究所 | 移动激光焦点诱导的脉冲微弧放电方法及其应用 |
| CN111559048A (zh) * | 2020-04-25 | 2020-08-21 | 芜湖荣基实业有限公司 | 一种高分子塑料生产用熔接装置 |
-
2001
- 2001-04-26 JP JP2001128716A patent/JP2002321052A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103192147A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-07-10 | 中国科学院力学研究所 | 移动激光焦点诱导的脉冲微弧放电方法及其应用 |
| CN103192147B (zh) * | 2013-03-22 | 2015-08-19 | 中国科学院力学研究所 | 移动激光焦点诱导的脉冲微弧放电方法 |
| CN111559048A (zh) * | 2020-04-25 | 2020-08-21 | 芜湖荣基实业有限公司 | 一种高分子塑料生产用熔接装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080701 |