JP5997804B1 - Surface treatment equipment - Google Patents

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Abstract

【課題】突起物を有する複雑な表面であっても、廃棄物や騒音の発生を抑制しつつ作業効率の向上を図ることができる、表面処理装置を提供する。【解決手段】突起物Pを有する構造物Sの表面に配置され、突起物Pの表面にレーザ光Lを照射して突起物Pの表面に形成された被膜又は付着物を除去する表面処理装置1は、突起物Pを囲うように構造物Sの表面に配置されるハウジング2と、レーザ光Lを発振するレーザ発振器3と、ハウジング2の天井部21に配置されレーザ光Lをハウジング2内に照射するように偏向させるスキャナユニット4と、ハウジング2内に配置されスキャナユニット4により偏向されたレーザ光Lを突起物Pに向かって反射させる反射ミラー5と、反射ミラー5を突起物Pの外周に沿って回転移動させる反射ミラー駆動装置6と、を備えている。【選択図】図1Provided is a surface treatment apparatus capable of improving work efficiency while suppressing generation of waste and noise even on a complicated surface having protrusions. A surface treatment apparatus disposed on the surface of a structure S having a protrusion P, and irradiating the surface of the protrusion P with a laser beam L to remove a film or deposit formed on the surface of the protrusion P. Reference numeral 1 denotes a housing 2 disposed on the surface of the structure S so as to surround the projection P, a laser oscillator 3 that oscillates laser light L, and a laser beam L that is disposed on the ceiling portion 21 of the housing 2 in the housing 2. A scanner unit 4 that deflects the laser beam to irradiate, a reflection mirror 5 that is disposed in the housing 2 and reflects the laser light L deflected by the scanner unit 4 toward the projection P, and the reflection mirror 5 is formed on the projection P. And a reflecting mirror driving device 6 that rotates and moves along the outer periphery. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、表面処理装置に関し、特に、ボルトヘッド等の突起物の表面における塗膜や付着物等の除去に適した表面処理装置に関する。   The present invention relates to a surface treatment apparatus, and more particularly, to a surface treatment apparatus suitable for removing a coating film or a deposit on a surface of a projection such as a bolt head.

例えば、橋梁等の鋼構造物の接合部には、締結具としてボルトを使用することが多い。かかるボルトは、一般に、風雨に晒されることから、表面に防錆等の塗装が施されることが多い。また、長期間の使用により、塗膜が劣化したり、表面に酸化物や汚れが付着したりすることから、定期的に洗浄や塗装の塗り替え等のメンテナンスが必要となる。なお、塗装を塗り替える際には、古い塗膜を剥離(ケレンを含む)してから新しい塗装を施すのが一般的である。   For example, bolts are often used as fasteners at joints of steel structures such as bridges. Since such bolts are generally exposed to wind and rain, the surface is often coated with rust prevention or the like. Further, since the coating film deteriorates or oxides and dirt adhere to the surface due to long-term use, maintenance such as periodic cleaning and repainting is required. In addition, when repainting, it is common to peel off an old coating film (including keren) and then apply a new coating.

ところで、ボルトヘッドは、鋼構造物の表面から突出した略六角柱形状を有する突起物であり、その表面の塗膜を剥離する作業はそれ自体が面倒である。加えて、ボルトヘッドと鋼構造物の表面とにより形成される角隅部に入り込んだ塗膜の剥離は特に困難である。   By the way, the bolt head is a projection having a substantially hexagonal column shape protruding from the surface of the steel structure, and the operation of peeling the coating film on the surface is troublesome in itself. In addition, it is particularly difficult to remove the coating film that has entered the corners formed by the bolt head and the surface of the steel structure.

かかる塗膜の剥離等には、一般に、電動工具を用いた手作業のほか、鉄粒や砂粒等の投射体を構造物の表面に吹き付けるショットブラスト等が用いられる。また、特許文献1に記載されたように、レーザ光を用いた方法も既に提案されている。特許文献1に記載された発明では、ボルトヘッドが突出した構造物表面に先端内周面にミラーを備えたアタッチメントを配置し、レーザ光をミラーに反射させてボルトヘッドの側面に照射するようにしている。   For such peeling of the coating film, in general, shot blasting or the like in which a projectile such as iron particles or sand particles is sprayed on the surface of the structure is used in addition to manual work using an electric power tool. As described in Patent Document 1, a method using laser light has already been proposed. In the invention described in Patent Document 1, an attachment provided with a mirror on the inner peripheral surface of the tip is arranged on the surface of the structure from which the bolt head protrudes, and the laser beam is reflected by the mirror to irradiate the side surface of the bolt head. ing.

特許第5574354号明細書Japanese Patent No. 5574354

しかしながら、電動工具を用いた手作業では作業時間が長くなりやすく、ショットブラストを用いた方法では大量の廃棄物や騒音を生じるという問題があった。また、特許文献1に記載された方法では、回転基準軸を中心にレーザ光を回転させながら照射していることから、剥離の容易なボルトヘッドの表面と剥離の困難なボルトヘッドの側面との両方に交互にレーザ光が照射されることとなり、作業効率が悪いという問題があった。また、特に剥離の難しいボルトヘッドの角隅部にレーザ光を集中的に照射することができず、結局、作業時間が長くなってしまうという問題があった。   However, manual work using an electric power tool tends to increase the work time, and the method using shot blasting has a problem that a large amount of waste and noise are generated. Further, in the method described in Patent Document 1, since the laser beam is irradiated while rotating around the rotation reference axis, the surface of the bolt head that is easily peeled off and the side surface of the bolt head that is difficult to peel off are used. There was a problem that the laser beam was alternately irradiated on both, and the working efficiency was poor. In addition, the laser beam cannot be intensively applied to the corners of the bolt head, which is particularly difficult to peel off, resulting in a problem that the working time becomes long.

なお、かかる問題は、ボルトヘッドに限定される課題ではなく、リベットヘッド、ナット、構造物の形状等、構造物の表面に突出したその他の突起物においても同様に生じ得る課題である。   Such a problem is not limited to the bolt head, but may also occur in other protrusions protruding from the surface of the structure, such as a rivet head, a nut, and the shape of the structure.

本発明は、上述した問題点に鑑み創案されたものであり、突起物を有する複雑な表面であっても、廃棄物や騒音の発生を抑制しつつ作業効率の向上を図ることができる、表面処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been devised in view of the above-described problems, and even a complex surface having protrusions can improve the work efficiency while suppressing generation of waste and noise. An object is to provide a processing apparatus.

本発明によれば、突起物を有する構造物の表面に配置され、前記突起物の表面にレーザ光を照射して前記突起物の表面に形成された被膜又は付着物を除去する表面処理装置において、前記突起物を囲うように前記構造物の表面に配置されるハウジングと、前記レーザ光を発振するレーザ発振器と、前記ハウジングの上部に配置され前記レーザ光を前記ハウジング内に照射するように偏向させるスキャナユニットと、前記ハウジング内に配置され前記スキャナユニットにより偏向されたレーザ光を前記突起物に向かって反射させる反射ミラーと、前記反射ミラーを前記突起物の外周に沿って回転移動させる反射ミラー駆動装置と、を備え、前記ハウジングは、前記構造物の表面に対する垂直軸方向に伸縮可能に構成されている、ことを特徴とする表面処理装置が提供される。
According to the present invention, in the surface treatment apparatus that is disposed on the surface of the structure having the protrusions and irradiates the surface of the protrusions with a laser beam to remove the coating or the deposit formed on the surface of the protrusions. A housing disposed on the surface of the structure so as to surround the protrusion, a laser oscillator that oscillates the laser light, and is disposed on an upper portion of the housing to deflect the laser light into the housing. A scanner unit that reflects the laser light that is disposed in the housing and is deflected by the scanner unit toward the projection, and a reflection mirror that rotates the reflection mirror along the outer periphery of the projection comprising a drive device, wherein the housing is telescopically configured in the vertical direction to the surface of the structure, we are characterized Surface treatment apparatus is provided.

また、本発明によれば、突起物を有する構造物の表面に配置され、前記突起物の表面にレーザ光を照射して前記突起物の表面に形成された被膜又は付着物を除去する表面処理装置において、前記突起物を囲うように前記構造物の表面に配置されるハウジングと、前記レーザ光を発振するレーザ発振器と、前記ハウジングの上部に配置され前記レーザ光を前記ハウジング内に照射するように偏向させるスキャナユニットと、前記ハウジング内に配置され前記スキャナユニットにより偏向されたレーザ光を前記突起物に向かって反射させる反射ミラーと、前記反射ミラーを前記突起物の外周に沿って回転移動させる反射ミラー駆動装置と、を備え、複数の突起物が一列に配置されている場合に、前記複数の突起物の配列方向に沿って配置される支持台と、該支持台上を走行可能に配置された台車と、を備え、前記台車に前記ハウジングが固定されている、ことを特徴とする表面処理装置が提供される。Further, according to the present invention, the surface treatment is arranged on the surface of the structure having the protrusions, and the coating or deposits formed on the surface of the protrusions are removed by irradiating the surface of the protrusions with laser light. In the apparatus, a housing disposed on the surface of the structure so as to surround the protrusion, a laser oscillator that oscillates the laser light, and a laser light that is disposed on the housing and irradiates the laser light into the housing. A deflecting scanner unit, a reflecting mirror disposed in the housing and reflecting the laser light deflected by the scanner unit toward the projection, and the reflecting mirror is rotated along the outer periphery of the projection. A plurality of projections arranged in a line, and a support arranged along the arrangement direction of the plurality of projections. Platform and comprises a carriage which is movable arranged on the support base, the said carriage in said housing is fixed, is provided a surface treatment apparatus, characterized in that.

また、本発明によれば、突起物を有する構造物の表面に配置され、前記突起物の表面にレーザ光を照射して前記突起物の表面に形成された被膜又は付着物を除去する表面処理装置において、前記突起物を囲うように前記構造物の表面に配置されるハウジングと、前記レーザ光を発振するレーザ発振器と、前記ハウジングの上部に配置され前記レーザ光を前記ハウジング内に照射するように偏向させるスキャナユニットと、前記ハウジング内に配置され前記スキャナユニットにより偏向されたレーザ光を前記突起物に向かって反射させる反射ミラーと、前記反射ミラーを前記突起物の外周に沿って回転移動させる反射ミラー駆動装置と、を備え、前記ハウジングは、その外周面に隣接した突起物に係止可能な係止部を有する、ことを特徴とする表面処理装置が提供される。Further, according to the present invention, the surface treatment is arranged on the surface of the structure having the protrusions, and the coating or deposits formed on the surface of the protrusions are removed by irradiating the surface of the protrusions with laser light. In the apparatus, a housing disposed on the surface of the structure so as to surround the protrusion, a laser oscillator that oscillates the laser light, and a laser light that is disposed on the housing and irradiates the laser light into the housing. A deflecting scanner unit, a reflecting mirror disposed in the housing and reflecting the laser light deflected by the scanner unit toward the projection, and the reflecting mirror is rotated along the outer periphery of the projection. A reflecting mirror driving device, wherein the housing has a locking portion that can be locked to a protrusion adjacent to the outer peripheral surface thereof. Surface processing apparatus is provided.

前記スキャナユニットは、前記レーザ光を一方向に偏向させる第一スキャナユニットと、前記レーザ光を他方向に偏向させる第二スキャナユニットと、を含んでいてもよい。The scanner unit may include a first scanner unit that deflects the laser light in one direction and a second scanner unit that deflects the laser light in the other direction.

前記表面処理装置は、前記レーザ光の焦点を調整する焦点調整ユニットを含み、前記突起物の前記構造物の表面に近い部分を処理する場合に前記焦点調整ユニットにより前記レーザ光の焦点を絞り、前記突起物の前記構造物の表面から離れた部分を処理する場合に前記焦点調整ユニットにより前記レーザ光の焦点をぼかすようにしてもよい。The surface treatment apparatus includes a focus adjustment unit that adjusts the focus of the laser light, and when processing a portion of the protrusion close to the surface of the structure, the focus adjustment unit narrows the focus of the laser light. The focal point of the laser beam may be blurred by the focus adjustment unit when processing a portion of the protrusion away from the surface of the structure.

また、前記表面処理装置は、前記突起物を撮像可能なカメラを備えていてもよいし、前記突起物の中心を計測可能な計測装置を備えていてもよい。In addition, the surface treatment apparatus may include a camera that can image the protrusion, or may include a measurement device that can measure the center of the protrusion.

た、前記構造物は、例えば、橋梁を含む鋼構造物である。
Also, the structure is, for example, a steel structures including bridges.

上述した本発明の表面処理装置によれば、反射ミラーを突起物の外周に沿って回転移動させながらレーザ光を突起物の側面に照射するようにしたことから、塗膜等の被膜や酸化物等の付着物を除去したい部分にレーザ光を集中させることができる。また、レーザ光を使用して表面処理を行うようにしたことから、鉄粒や砂粒等の投射体を物体の表面に衝突させる必要がない。したがって、本発明によれば、突起物を有する複雑な表面であっても、廃棄物や騒音の発生を抑制しつつ作業効率の向上を図ることができる。   According to the surface treatment apparatus of the present invention described above, since the laser beam is irradiated to the side surface of the projection while rotating the reflection mirror along the outer periphery of the projection, the coating film such as a coating film or oxide It is possible to concentrate the laser beam on a portion where it is desired to remove the adhered matter such as. Further, since the surface treatment is performed using the laser beam, it is not necessary to collide the projecting body such as iron particles or sand particles with the surface of the object. Therefore, according to the present invention, it is possible to improve work efficiency while suppressing generation of waste and noise even on a complicated surface having protrusions.

本発明の第一実施形態に係る表面処理装置を示す概略全体構成図である。It is a schematic whole block diagram which shows the surface treatment apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention. 図1に示した表面処理装置の表面処理手順を示す説明図であり、(a)は始点及び走査方向を示す突起物の側面図、(b)は突起物の側面に照射されるレーザ光を示す側面図、(c)は反射ミラーの移動軌跡を示す平面図、を示している。It is explanatory drawing which shows the surface treatment procedure of the surface treatment apparatus shown in FIG. 1, (a) is a side view of the protrusion which shows a starting point and a scanning direction, (b) is the laser beam irradiated to the side surface of a protrusion. The side view to show, (c) has shown the top view which shows the movement locus | trajectory of a reflective mirror. 本発明の他の実施形態に係る表面処理装置を示す側面断面図であり、(a)は第二実施形態、(b)は第三実施形態、を示している。It is side surface sectional drawing which shows the surface treatment apparatus which concerns on other embodiment of this invention, (a) has shown 2nd embodiment, (b) has shown 3rd embodiment. 本発明の第四実施形態に係る表面処理装置を示す側面断面図であり、(a)はハウジングの収縮状態、(b)はハウジングの伸張状態、を示している。It is side surface sectional drawing which shows the surface treatment apparatus which concerns on 4th embodiment of this invention, (a) has shown the contracted state of the housing, (b) has shown the extended state of the housing. 本発明の第五実施形態に係る表面処理装置を示す説明図であり、(a)は平面図、(b)は図5(a)におけるB−B矢視断面図、を示している。It is explanatory drawing which shows the surface treatment apparatus which concerns on 5th embodiment of this invention, (a) is a top view, (b) has shown BB arrow sectional drawing in Fig.5 (a). 本発明の第六実施形態に係る表面処理装置を示す説明図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、を示している。It is explanatory drawing which shows the surface treatment apparatus which concerns on 6th embodiment of this invention, (a) is a top view, (b) has shown the side view.

以下、本発明の実施形態について図1〜図6(b)を用いて説明する。ここで、図1は、本発明の第一実施形態に係る表面処理装置を示す概略全体構成図である。図2は、図1に示した表面処理装置の表面処理手順を示す説明図であり、(a)は始点及び走査方向を示す突起物の側面図、(b)は突起物の側面に照射されるレーザ光を示す側面図、(c)は反射ミラーの移動軌跡を示す平面図、を示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6B. Here, FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram showing the surface treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention. 2A and 2B are explanatory views showing a surface treatment procedure of the surface treatment apparatus shown in FIG. 1, wherein FIG. 2A is a side view of a projection showing a starting point and a scanning direction, and FIG. The side view which shows the laser beam which shows, (c) has shown the top view which shows the movement locus | trajectory of a reflective mirror.

本発明の第一実施形態に係る表面処理装置1は、図1に示したように、突起物Pを有する構造物Sの表面に配置され、突起物Pの表面にレーザ光Lを照射して突起物Pの表面に形成された被膜又は付着物を除去する表面処理装置であって、突起物Pを囲うように構造物Sの表面に配置されるハウジング2と、レーザ光Lを発振するレーザ発振器3と、ハウジング2の上部(例えば、天井部21)に配置されレーザ光Lをハウジング2内に照射するように偏向させるスキャナユニット4と、ハウジング2内に配置されスキャナユニット4により偏向されたレーザ光Lを突起物Pに向かって反射させる反射ミラー5と、反射ミラー5を突起物Pの外周に沿って回転移動させる反射ミラー駆動装置6と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the surface treatment apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention is disposed on the surface of the structure S having the protrusions P, and irradiates the surface of the protrusions P with the laser light L. A surface treatment apparatus that removes a film or deposit formed on the surface of the protrusion P, the housing 2 disposed on the surface of the structure S so as to surround the protrusion P, and a laser that oscillates the laser light L The oscillator 3, the scanner unit 4 that is disposed on the upper portion (for example, the ceiling portion 21) of the housing 2 and deflects so as to irradiate the laser light L into the housing 2, and is disposed in the housing 2 and deflected by the scanner unit 4. A reflection mirror 5 that reflects the laser light L toward the projection P and a reflection mirror driving device 6 that rotates the reflection mirror 5 along the outer periphery of the projection P are provided.

構造物Sは、例えば、橋梁等の鋼構造物である。また、突起物Pは、例えば、構造物Sの接合部等に使用されるボルトのボルトヘッドである。ここで、突起物Pは、ボルトヘッドに限定されるものではなく、リベットヘッド、ナット、構造物Sの形状等、構造物Sの表面に突出した種々の突起物を含む趣旨である。また、構造物Sは、鋼構造物に限定されるものではなく、コンクリート構造物等の他の構造物であってもよい。   The structure S is a steel structure such as a bridge, for example. Moreover, the protrusion P is a bolt head of the bolt used for the junction part etc. of the structure S, for example. Here, the protrusions P are not limited to bolt heads, but include various protrusions protruding from the surface of the structure S, such as rivet heads, nuts, and shapes of the structures S. The structure S is not limited to a steel structure, and may be another structure such as a concrete structure.

ハウジング2は、例えば、図1に示したように、構造物Sの表面に突出した一つの突起物Pを囲う容器である。具体的には、略円筒形状を有し、一端(図の下側)が開放されており、他端(図の上側)には略中心部に開口部21aを備えた天井部21が形成されている。また、ハウジング2の外周面には、表面処理装置1を運搬したり固定したりするための把持部22が配置されていてもよい。ハウジング2の形状は、図示した形状に限定されるものではなく、角筒形状や円錐台形状等であってもよい。   The housing 2 is, for example, a container that surrounds one protrusion P protruding from the surface of the structure S as shown in FIG. Specifically, it has a substantially cylindrical shape, one end (the lower side in the figure) is open, and the other end (the upper side in the figure) is formed with a ceiling part 21 having an opening 21a at a substantially central part. ing. Further, a grip portion 22 for transporting or fixing the surface treatment apparatus 1 may be disposed on the outer peripheral surface of the housing 2. The shape of the housing 2 is not limited to the illustrated shape, and may be a rectangular tube shape or a truncated cone shape.

また、ハウジング2には、バキューム管23が配置されていてもよい。バキューム管23には、例えば、フレキシブルホース等が接続され、フレキシブルホース等は図示しないバキュームタンクに接続される。表面処理装置1の使用時に、ハウジング2内の空気をバキュームタンクに引くことにより、突起物Pの表面から剥離した被膜等を拡散することなく、バキュームタンクに回収することができる。また、本実施形態では、鉄粒や砂粒等の投射体を使用していないことから、ハウジング2からバキュームタンクに回収する廃棄物の分量を低減することができ、バキュームタンクの小型化を図ることもできる。なお、バキュームタンクは、例えば、作業場から離隔した場所に配置される。   A vacuum tube 23 may be disposed in the housing 2. For example, a flexible hose or the like is connected to the vacuum tube 23, and the flexible hose or the like is connected to a vacuum tank (not shown). When the surface treatment apparatus 1 is used, the air in the housing 2 is drawn into the vacuum tank, so that the film peeled off from the surface of the projection P can be collected in the vacuum tank without diffusing. Moreover, in this embodiment, since no projectiles such as iron particles and sand particles are used, the amount of waste collected from the housing 2 to the vacuum tank can be reduced, and the vacuum tank can be downsized. You can also. The vacuum tank is disposed at a location separated from the work place, for example.

レーザ発振器3は、例えば、COレーザ、ファイバーレーザ、YAGレーザ等である。レーザ発振器3は、市販されているものから、構造物S及び突起物Pの種類や表面処理の対象に応じて任意に選択して使用することができる。レーザ発振器3により生成されたレーザ光Lは、例えば、光ファイバー31を介して、ハウジング2の天井部21に配置されたビームエキスパンダ32に伝送される。ビームエキスパンダ32は、レーザ光Lのビーム径を調整する装置である。なお、本実施形態では、ハウジング2から離隔した位置にレーザ発振器3を配置する場合について図示しているが、かかる配置に限定されるものではない。例えば、小型のレーザ発振器3を使用する場合には、レーザ発振器3をハウジング2に据え付けるようにしてもよい。 The laser oscillator 3 is, for example, a CO 2 laser, a fiber laser, a YAG laser, or the like. The laser oscillator 3 can be arbitrarily selected from commercially available ones according to the types of the structures S and protrusions P and the surface treatment target. The laser beam L generated by the laser oscillator 3 is transmitted to a beam expander 32 disposed on the ceiling portion 21 of the housing 2 via, for example, an optical fiber 31. The beam expander 32 is a device that adjusts the beam diameter of the laser light L. In the present embodiment, the case where the laser oscillator 3 is arranged at a position separated from the housing 2 is illustrated, but the present invention is not limited to this arrangement. For example, when a small laser oscillator 3 is used, the laser oscillator 3 may be installed on the housing 2.

また、ビームエキスパンダ32の下流側には、レーザ光Lの焦点を調整する焦点調整ユニット33を配置するようにしてもよい。焦点調整ユニット33は、例えば、ハウジング2の天井部21に配置される。焦点調整ユニット33は、例えば、ビームエキスパンダ32からレーザ光Lを受け入れる入射レンズ33aと、外部にレーザ光Lを射出する射出レンズ33bと、を備え、入射レンズ33aと射出レンズ33bとの距離を調整することにより、レーザ光Lの焦点(例えば、焦点距離、焦点深度等)を調整するように構成されている。   Further, a focus adjustment unit 33 that adjusts the focus of the laser light L may be disposed on the downstream side of the beam expander 32. The focus adjustment unit 33 is disposed on the ceiling portion 21 of the housing 2, for example. The focus adjustment unit 33 includes, for example, an incident lens 33a that receives the laser light L from the beam expander 32, and an emission lens 33b that emits the laser light L to the outside, and sets the distance between the incident lens 33a and the emission lens 33b. By adjusting, the focal point (for example, focal length, focal depth, etc.) of the laser light L is adjusted.

スキャナユニット4は、例えば、レーザ光Lを一方向(例えば、X軸方向)に偏向させる第一スキャナユニット41と、レーザ光Lを他方向(例えば、Y軸方向)に偏向させる第二スキャナユニット42と、第一スキャナユニット41及び第二スキャナユニット42を支持するカバー部材43と、を有している。カバー部材43は、ハウジング2の天井部21に形成された開口部21aを封止するように配置される。なお、図1において、第一スキャナユニット41及び第二スキャナユニット42の支持構造については、説明の便宜上、図を省略してある。   The scanner unit 4 includes, for example, a first scanner unit 41 that deflects the laser light L in one direction (for example, the X-axis direction) and a second scanner unit that deflects the laser light L in the other direction (for example, the Y-axis direction). 42 and a cover member 43 that supports the first scanner unit 41 and the second scanner unit 42. The cover member 43 is disposed so as to seal the opening 21 a formed in the ceiling portion 21 of the housing 2. In FIG. 1, the support structure for the first scanner unit 41 and the second scanner unit 42 is not shown for convenience of explanation.

第一スキャナユニット41及び第二スキャナユニット42は、いわゆる2軸のスキャナユニット4を構成しており、レーザ光LをX軸方向及びY軸方向に走査可能に構成されている。例えば、第一スキャナユニット41及び第二スキャナユニット42は、それぞれ、レーザ光Lを反射するガルバノミラーと、ガルバノミラーを回転又は往復回動させる駆動モータと、を有している。   The first scanner unit 41 and the second scanner unit 42 constitute a so-called biaxial scanner unit 4 and are configured to be able to scan the laser light L in the X axis direction and the Y axis direction. For example, each of the first scanner unit 41 and the second scanner unit 42 includes a galvanometer mirror that reflects the laser light L, and a drive motor that rotates or reciprocally rotates the galvanometer mirror.

かかるスキャナユニット4によれば、焦点調整ユニット33から射出されたレーザ光Lを第一スキャナユニット41及び第二スキャナユニット42を介して、ハウジング2内に向かってレーザ光Lを容易に照射することができる。レーザ光Lは、突起物Pの上面に直接照射するようにスキャナユニット4により偏向してもよいし、反射ミラー5に向かって照射するようにスキャナユニット4により偏向してもよい。   According to the scanner unit 4, the laser light L emitted from the focus adjustment unit 33 is easily irradiated with the laser light L into the housing 2 via the first scanner unit 41 and the second scanner unit 42. Can do. The laser light L may be deflected by the scanner unit 4 so as to directly irradiate the upper surface of the projection P, or may be deflected by the scanner unit 4 so as to irradiate the reflection mirror 5.

反射ミラー5は、突起物Pの側面に対してスキャナユニット4に向かって所定の傾斜角度で傾斜するようにミラー支持部材51に固定されたミラーである。傾斜角度は、表面処理装置1の構成や突起物Pの種類等に応じて任意に設定することができる。ミラー支持部材51は、例えば、一端に反射ミラー5が固定され、他端が反射ミラー駆動装置6に固定されたアームである。なお、ミラー支持部材51は、反射ミラー5を固定可能、かつ、反射ミラー5と反射ミラー駆動装置6とを接続可能な形状であればよく、図示した形状に限定されるものではない。   The reflection mirror 5 is a mirror fixed to the mirror support member 51 so as to incline at a predetermined inclination angle toward the scanner unit 4 with respect to the side surface of the projection P. The inclination angle can be arbitrarily set according to the configuration of the surface treatment apparatus 1, the type of the protrusions P, and the like. The mirror support member 51 is, for example, an arm having the reflection mirror 5 fixed to one end and the other end fixed to the reflection mirror driving device 6. The mirror support member 51 is not limited to the illustrated shape as long as it can fix the reflecting mirror 5 and can connect the reflecting mirror 5 and the reflecting mirror driving device 6.

反射ミラー駆動装置6は、例えば、ハウジング2の天井部21の内面に回転可能に支持された駆動ギア61と、駆動ギア61を回転させる駆動モータ62と、駆動ギア61の端部に形成されたフランジ部63と、有している。駆動ギア61は、中心部に開口部21aと連通する開口部61aを有し、外周に歯が形成されている。また、駆動ギア61は、例えば、天井部21の開口部21aの外縁に立設された円筒壁に軸受を介して回転可能に支持される。   The reflection mirror drive device 6 is formed at, for example, a drive gear 61 that is rotatably supported on the inner surface of the ceiling portion 21 of the housing 2, a drive motor 62 that rotates the drive gear 61, and an end of the drive gear 61. And a flange portion 63. The drive gear 61 has an opening 61a communicating with the opening 21a at the center, and teeth are formed on the outer periphery. In addition, the drive gear 61 is rotatably supported via a bearing on a cylindrical wall standing on the outer edge of the opening 21a of the ceiling portion 21, for example.

駆動モータ62は、ハウジング2の天井部21に本体部が配置され、先端に駆動ギア61と噛合するピニオンギアが配置されている。駆動モータ62の先端は、天井部21に形成された開口部からハウジング2内に挿入される。なお、図1では、説明の便宜上、駆動モータ62の支持部材の図を省略してある。   The drive motor 62 has a main body disposed on the ceiling 21 of the housing 2 and a pinion gear that meshes with the drive gear 61 at the tip. The tip of the drive motor 62 is inserted into the housing 2 through an opening formed in the ceiling portion 21. In FIG. 1, for the convenience of explanation, the illustration of the support member of the drive motor 62 is omitted.

フランジ部63は、駆動ギア61とミラー支持部材51とを接続する部品である。フランジ部63は、中心部に開口部61aと連通する開口部63aを有し、例えば、駆動ギア61よりも大きな径を有している。フランジ部63を形成することにより、ミラー支持部材51の形状をI字形状やL字形状のように簡略化することができる。なお、図示しないが、ミラー支持部材51をクランク状に形成して、駆動ギア61に直接接続し、フランジ部63を省略するようにしてもよい。   The flange portion 63 is a component that connects the drive gear 61 and the mirror support member 51. The flange portion 63 has an opening 63 a communicating with the opening 61 a at the center, and has a larger diameter than the drive gear 61, for example. By forming the flange portion 63, the shape of the mirror support member 51 can be simplified like an I-shape or an L-shape. Although not shown, the mirror support member 51 may be formed in a crank shape and directly connected to the drive gear 61, and the flange portion 63 may be omitted.

上述した反射ミラー駆動装置6の構成は、単なる一例であり、図示した構成に限定されるものではない。例えば、反射ミラー駆動装置6は、ハウジング2の内面(側面又は天井部)に接触して転動するローラにより構成されていてもよいし、ベルト駆動機構により構成されていてもよい。また、反射ミラー駆動装置6は、駆動ギア61と駆動モータ62との間に減速歯車機構を有していてもよい。   The configuration of the reflection mirror driving device 6 described above is merely an example, and is not limited to the illustrated configuration. For example, the reflection mirror driving device 6 may be configured by a roller that rolls in contact with the inner surface (side surface or ceiling portion) of the housing 2 or may be configured by a belt driving mechanism. Further, the reflection mirror drive device 6 may have a reduction gear mechanism between the drive gear 61 and the drive motor 62.

また、表面処理装置1は、突起物Pを撮像可能なカメラ7を備えていてもよい。カメラ7は、例えば、図1に示したように、突起物Pの上面に正対するようにスキャナユニット4のカバー部材43に配置されている。この位置にカメラ7を配置する場合、第一スキャナユニット41及び第二スキャナユニット42は、カメラ7の視野を阻害しないように、中心部にカメラ7の視野を形成可能な空間を確保するように配置される。   Further, the surface treatment apparatus 1 may include a camera 7 that can image the protrusion P. For example, as shown in FIG. 1, the camera 7 is disposed on the cover member 43 of the scanner unit 4 so as to face the upper surface of the protrusion P. When the camera 7 is arranged at this position, the first scanner unit 41 and the second scanner unit 42 ensure a space in which the field of view of the camera 7 can be formed in the center so as not to obstruct the field of view of the camera 7. Be placed.

かかるカメラ7を配置することにより、ハウジング2を突起物Pに被せた状態で、突起物Pを撮像することによって、ハウジング2と突起物Pとの軸合わせを容易に行うことができる。カメラ7とハウジング2とは、既に同軸上に配置されていることから、突起物Pを撮像し、その外形から中心点を算出することにより、突起物Pがハウジング2と同軸上に位置しているか否かを容易に把握することができる。突起物Pが中心に位置しているか否かは、例えば、音、ランプ、液晶表示等の外部出力手段により作業員に通知される。   By disposing the camera 7, the housing 2 and the projection P can be easily aligned with each other by capturing an image of the projection P while the housing 2 is covered with the projection P. Since the camera 7 and the housing 2 are already arranged coaxially, the projection P is positioned coaxially with the housing 2 by imaging the projection P and calculating the center point from the outer shape. It is possible to easily grasp whether or not there is. Whether or not the protrusion P is located at the center is notified to the worker by an external output means such as a sound, a lamp, or a liquid crystal display.

また、表面処理装置1は、突起物Pの中心を計測可能な計測装置8を備えていてもよい。計測装置8は、例えば、レーザポインタであるが、赤外線や超音波を利用したものであってもよい。計測装置8は、例えば、カメラ7に近接した位置に配置されており、突起物Pにレーザ光を照射し、その反射光の光量によって突起物Pの中心を計測する。かかる計測装置8を配置することにより、例えば、ハウジング2の内部の照度が不十分である場合であっても、突起物Pの中心を容易に計測することができる。なお、計測装置8は必要に応じて省略することができる。   Further, the surface treatment apparatus 1 may include a measuring device 8 that can measure the center of the protrusion P. The measuring device 8 is a laser pointer, for example, but may be one using infrared rays or ultrasonic waves. The measuring device 8 is disposed, for example, at a position close to the camera 7, irradiates the projection P with laser light, and measures the center of the projection P based on the amount of reflected light. By disposing such a measuring device 8, for example, even when the illuminance inside the housing 2 is insufficient, the center of the protrusion P can be easily measured. The measuring device 8 can be omitted if necessary.

また、表面処理装置1は、カメラ7の出力に応じて、ビームエキスパンダ32、焦点調整ユニット33、第一スキャナユニット41、第二スキャナユニット42、駆動モータ62等を制御する制御装置9を備えていてもよい。制御装置9は、例えば、突起物Pに対するハウジング2の位置決め(軸合わせ)を完了した後、以下の手順によって、突起物Pの表面にレーザ光Lを照射して被膜や付着物の除去を行う。   Further, the surface treatment apparatus 1 includes a control device 9 that controls the beam expander 32, the focus adjustment unit 33, the first scanner unit 41, the second scanner unit 42, the drive motor 62, and the like according to the output of the camera 7. It may be. For example, after the positioning (axis alignment) of the housing 2 with respect to the projection P is completed, the control device 9 irradiates the surface of the projection P with the laser light L and removes the coating film and the attached matter by the following procedure. .

まず、制御装置9は、カメラ7を使用して突起物Pの形状を認識し、表面処理を行う対象面Pを決定する。制御装置9は、図2(c)に実線で示したように、対象面Pに対峙する位置に反射ミラー5を移動させる。 First, the control device 9 recognizes the shape of the projection P using the camera 7 and determines the target surface P n to be subjected to the surface treatment. As shown by the solid line in FIG. 2C, the control device 9 moves the reflecting mirror 5 to a position facing the target surface Pn .

次に、制御装置9は、カメラ7により取得した突起物Pの形状及び予め制御装置9に記憶された突起物Pに関する形状データ(径の大きさ、側面の幅、高さ等)から対象面Pにおける始点Qを決定する。制御装置9は、反射ミラー5から反射したレーザ光Lが始点Qに照射されるように、第一スキャナユニット41及び第二スキャナユニット42のガルバノミラーの姿勢を制御する。始点Qは、例えば、図2(a)に示したように、対象面Pのエッジ部であって、対象面Pと構造物Sの表面とにより形成される角隅部に位置するように決定される。ただし、始点Qの位置は任意に設定することができる。 Next, the control device 9 determines the target surface from the shape of the projection P acquired by the camera 7 and the shape data (diameter size, side width, height, etc.) regarding the projection P stored in the control device 9 in advance. A starting point Q at P n is determined. The control device 9 controls the postures of the galvanometer mirrors of the first scanner unit 41 and the second scanner unit 42 so that the laser beam L reflected from the reflection mirror 5 is irradiated to the starting point Q. Origin Q is, for example, as shown in FIG. 2 (a), an edge portion of the target surface P n, so as to be located corners formed by the surface of the target surface P n and the structure S To be determined. However, the position of the starting point Q can be arbitrarily set.

始点Qに照射されたレーザ光Lは、例えば、図2(a)及び図2(c)に点線の矢印で示したように、XY平面内で往復移動される。このとき、制御装置9は、第一スキャナユニット41及び第二スキャナユニット42のガルバノミラーの姿勢を制御する。   The laser beam L irradiated to the starting point Q is reciprocated in the XY plane, for example, as shown by the dotted arrows in FIGS. 2 (a) and 2 (c). At this time, the control device 9 controls the postures of the galvanometer mirrors of the first scanner unit 41 and the second scanner unit 42.

また、制御装置9は、レーザ光LをZ軸方向に移動させる場合には、レーザ光Lのビーム径や焦点を調整する。具体的には、制御装置9は、突起物Pの構造物Sの表面に近い部分(例えば、角隅部)を処理する場合にレーザ光Lの焦点を絞り、突起物Pの構造物Sの表面から離れた部分を処理する場合にレーザ光Lの焦点をぼかすように、焦点調整ユニット33を制御する。このとき、焦点に合わせて、ビーム径を調整したい場合には、制御装置9によりビームエキスパンダ32を制御するようにしてもよい。   Further, the control device 9 adjusts the beam diameter and focus of the laser light L when moving the laser light L in the Z-axis direction. Specifically, the control device 9 narrows the focal point of the laser light L when processing a portion (for example, a corner portion) of the projection P close to the surface of the structure S, and the control device 9 reduces the focus of the structure S of the projection P. The focus adjustment unit 33 is controlled so as to blur the focus of the laser light L when processing a portion away from the surface. At this time, if it is desired to adjust the beam diameter in accordance with the focal point, the control unit 9 may control the beam expander 32.

一般に、突起物Pと構造物Sの表面とにより形成される角隅部に入り込んだ塗膜等は剥離することが難しいことから、図2(b)に実線の矢印で示したように、レーザ光Lの焦点を絞ってエネルギー密度の高いレーザ光Lを照射することが好ましい。一方、突起物Pの上面に近い部分は、塗膜等を剥離しやすいことから、レーザ光Lの焦点をぼかしてエネルギー密度の低いレーザ光Lを照射した場合であっても、必要な表面処理を行うことができる。   In general, since it is difficult to peel off a coating film or the like that has entered the corners formed by the protrusions P and the surface of the structure S, as shown by a solid arrow in FIG. It is preferable to irradiate the laser beam L with a high energy density by focusing the light L. On the other hand, since the portion close to the upper surface of the protrusion P is easy to peel off the coating film or the like, the necessary surface treatment is required even when the laser beam L with a low energy density is irradiated by blurring the focus of the laser beam L. It can be performed.

このように、レーザ光Lの焦点をぼかすことにより、図2(a)に点線の円で示したように、反射ミラー5によって反射されるレーザ光Lの照射範囲を徐々に又は段階的に拡大することができ、対象面Pに照射されるレーザ光LのZ軸方向成分を増大させることができる。例えば、最大限にレーザ光Lの焦点をぼかした場合には、図2(b)に灰色で塗り潰した範囲にレーザ光Lを照射することができ、対象面Pの全面にレーザ光Lを照射することができる。 As described above, by defocusing the laser beam L, the irradiation range of the laser beam L reflected by the reflection mirror 5 is gradually or stepwise expanded as shown by the dotted circle in FIG. It is possible to increase the Z-axis direction component of the laser light L irradiated to the target surface Pn . For example, when the focal point of the laser beam L is blurred as much as possible, the laser beam L can be applied to the range shaded in gray in FIG. 2B, and the laser beam L is applied to the entire target surface Pn. Can be irradiated.

本実施形態では、突起物Pの表面に形成された塗膜や付着物の性質に応じて、レーザ光Lの焦点を制御することによって、対象面Pに照射されるレーザ光Lのエネルギー密度を制御することができ、XY平面内でレーザ光Lを走査させつつ焦点を調整するだけで、対象面Pの全面の表面処理を行うことができる。したがって、本実施形態によれば、Z軸方向にレーザ光Lを走査させるガルバノミラーを配置する必要がなく、XY平面内でレーザ光Lを走査させつつZ軸方向に走査させる複雑な制御を行う必要もない。 In the present embodiment, the energy density of the laser beam L irradiated to the target surface P n is controlled by controlling the focal point of the laser beam L according to the properties of the coating film and the deposit formed on the surface of the projection P. The surface treatment of the entire target surface Pn can be performed only by adjusting the focus while scanning the laser beam L in the XY plane. Therefore, according to the present embodiment, there is no need to arrange a galvanometer mirror that scans the laser beam L in the Z-axis direction, and complex control is performed to scan in the Z-axis direction while scanning the laser beam L in the XY plane. There is no need.

次に、制御装置9は、対象面Pの表面処理が完了した後、図2(c)に実線の矢印で示したように、対象面Pに隣接する側面に対峙する位置に反射ミラー5を回転移動させ、上述した手順と同様にして表面処理を行う。以下、この手順を繰り返すことにより、制御装置9は、突起物Pの各側面の表面処理を行う。なお、突起物Pの上面を表面処理する場合には、例えば、図1に示したように、反射ミラー5を介さずに、スキャナユニット4(例えば、第二スキャナユニット42)からレーザ光Lを直接照射するようにすればよい。 Next, after the surface treatment of the target surface Pn is completed, the control device 9 reflects the reflection mirror at a position facing the side surface adjacent to the target surface Pn , as indicated by the solid line arrow in FIG. 5 is rotated and surface treatment is performed in the same manner as described above. Hereinafter, by repeating this procedure, the control device 9 performs surface treatment on each side surface of the protrusion P. When surface treatment is performed on the upper surface of the protrusion P, for example, as shown in FIG. 1, the laser light L is emitted from the scanner unit 4 (for example, the second scanner unit 42) without using the reflection mirror 5. Direct irradiation may be performed.

上述した本実施形態に係る表面処理装置1によれば、反射ミラー5を突起物Pの外周に沿って回転移動させながらレーザ光Lを突起物Pの側面に照射するようにしたことから、塗膜等の被膜や酸化物等の付着物を除去したい部分にレーザ光Lを集中させることができる。また、レーザ光Lを使用して表面処理を行うようにしたことから、鉄粒や砂粒等の投射体を物体の表面に衝突させる必要がない。したがって、本実施形態に係る表面処理装置1によれば、突起物Pを有する複雑な表面であっても、廃棄物や騒音の発生を抑制しつつ作業効率の向上を図ることができる。   According to the surface treatment apparatus 1 according to the present embodiment described above, the laser beam L is applied to the side surface of the projection P while rotating the reflection mirror 5 along the outer periphery of the projection P. The laser beam L can be concentrated on a portion where a film such as a film or a deposit such as an oxide is desired to be removed. In addition, since the surface treatment is performed using the laser beam L, it is not necessary to cause a projectile such as an iron particle or a sand particle to collide with the surface of the object. Therefore, according to the surface treatment apparatus 1 which concerns on this embodiment, even if it is the complicated surface which has the protrusion P, the improvement of work efficiency can be aimed at, suppressing generation | occurrence | production of a waste material or noise.

次に、本発明の他の実施形態に係る表面処理装置1について、図3(a)〜図6(b)を参照しつつ説明する。ここで、図3は、本発明の他の実施形態に係る表面処理装置を示す側面断面図であり、(a)は第二実施形態、(b)は第三実施形態、を示している。図4は、本発明の第四実施形態に係る表面処理装置を示す側面断面図であり、(a)はハウジングの収縮状態、(b)はハウジングの伸張状態、を示している。図5は、本発明の第五実施形態に係る表面処理装置を示す説明図であり、(a)は平面図、(b)は図5(a)におけるB−B矢視断面図、を示している。図6は、本発明の第六実施形態に係る表面処理装置を示す説明図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、を示している。なお、上述した第一実施形態に係る表面処理装置1と同じ構成部品については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。   Next, a surface treatment apparatus 1 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 6 (b). Here, FIG. 3 is a side sectional view showing a surface treatment apparatus according to another embodiment of the present invention, in which (a) shows a second embodiment and (b) shows a third embodiment. FIG. 4 is a side sectional view showing a surface treatment apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, wherein (a) shows a contracted state of the housing and (b) shows an extended state of the housing. 5A and 5B are explanatory views showing a surface treatment apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, in which FIG. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. ing. FIG. 6 is an explanatory view showing a surface treatment apparatus according to a sixth embodiment of the present invention, wherein (a) shows a plan view and (b) shows a side view. In addition, about the same component as the surface treatment apparatus 1 which concerns on 1st embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図3(a)に示した第二実施形態に係る表面処理装置1は、カメラ7の代わりに、作業員がハウジング2の内部を目視するための監視窓24をハウジング2に配置したものである。このとき、作業員は、監視窓24からハウジング2の内部を監視しながら、制御装置9に接続されたリモートコントローラ91を操作し、ハウジング2や反射ミラー5の位置決めを行うようにしてもよい。このように、カメラ7は必要に応じて省略することができる。なお、図3(a)において、説明の便宜上、レーザ発振器3、把持部22等の図を省略してある。   In the surface treatment apparatus 1 according to the second embodiment shown in FIG. 3A, instead of the camera 7, a monitoring window 24 for an operator to visually observe the inside of the housing 2 is arranged in the housing 2. . At this time, the operator may operate the remote controller 91 connected to the control device 9 while monitoring the inside of the housing 2 from the monitoring window 24 to position the housing 2 and the reflection mirror 5. Thus, the camera 7 can be omitted as necessary. In FIG. 3A, illustrations of the laser oscillator 3, the gripping portion 22, and the like are omitted for convenience of explanation.

図3(b)に示した第三実施形態に係る表面処理装置1は、レーザ発振器3をハウジング2の上方(具体的には、カバー部材43の上部)に配置したものである。ハウジング2に対して小型のレーザ発振器3を使用することができる場合には、図示したように、レーザ発振器3をハウジング2に搭載することにより、表面処理装置1の小型化及び省スペース化を図ることができる。このとき、カバー部材43の上部にカメラ7を配置することができない場合には、図示したように、カメラ7をハウジング2の側面に配置するようにしてもよい。なお、図3(b)において、説明の便宜上、把持部22等の図を省略してある。   In the surface treatment apparatus 1 according to the third embodiment shown in FIG. 3B, the laser oscillator 3 is disposed above the housing 2 (specifically, above the cover member 43). When a small laser oscillator 3 can be used for the housing 2, as shown in the figure, the surface treatment apparatus 1 is reduced in size and space-saving by mounting the laser oscillator 3 in the housing 2. be able to. At this time, when the camera 7 cannot be disposed on the upper portion of the cover member 43, the camera 7 may be disposed on the side surface of the housing 2 as illustrated. In FIG. 3B, the gripping portion 22 and the like are not shown for convenience of explanation.

図4(a)及び図4(b)に示した第四実施形態に係る表面処理装置1は、ハウジング2を構造物Sの表面に対する垂直軸方向に伸縮可能に構成したものである。具体的には、ハウジング2は、例えば、スキャナユニット4等を搭載した本体部2aと、本体部2aの先端に配置されたスライド部2bと、により構成される。本体部2aの外周面には、スライド部2bの上限を規定するストッパ2c及び下限を規定するストッパ2dが形成されていてもよい。スライド部2bは、例えば、本体部2aの外周面に沿って挿通可能な筒形状を有しており、ストッパ2c,2dに係止可能な爪2eを有している。   The surface treatment apparatus 1 according to the fourth embodiment shown in FIGS. 4A and 4B is configured such that the housing 2 can be expanded and contracted in the vertical axis direction with respect to the surface of the structure S. Specifically, the housing 2 is configured by, for example, a main body 2a on which the scanner unit 4 and the like are mounted, and a slide portion 2b disposed at the tip of the main body 2a. A stopper 2c that defines the upper limit of the slide portion 2b and a stopper 2d that defines the lower limit may be formed on the outer peripheral surface of the main body 2a. The slide portion 2b has, for example, a cylindrical shape that can be inserted along the outer peripheral surface of the main body portion 2a, and has a claw 2e that can be locked to the stoppers 2c and 2d.

図示しないが、ハウジング2は、本体部2aに対するスライド部2bの位置決めを行うロック機構(例えば、ロックピン等)を有していてもよい。また、アクチュエータやラック・ピニオン機構等の駆動手段により、スライド部2bを本体部2aに沿って移動させるようにしてもよい。なお、図4(a)及び図4(b)において、説明の便宜上、レーザ発振器3、把持部22等の図を省略してある。   Although not shown, the housing 2 may have a lock mechanism (for example, a lock pin or the like) that positions the slide portion 2b with respect to the main body portion 2a. Further, the slide portion 2b may be moved along the main body portion 2a by a driving means such as an actuator or a rack and pinion mechanism. 4A and 4B, illustrations of the laser oscillator 3, the gripping portion 22, and the like are omitted for convenience of explanation.

本実施形態に係る表面処理装置1では、スライド部2bを構造物Sの表面に接触させた状態で、本体部2aをZ軸方向に移動させることができ、突起物Pに対する反射ミラー5のZ軸方向位置を調整することができる。したがって、例えば、突起物Pの構造物Sの表面から離れた部分においても、レーザ光Lの焦点を絞ってエネルギー密度の高いレーザ光Lを照射することができる。   In the surface treatment apparatus 1 according to the present embodiment, the main body portion 2a can be moved in the Z-axis direction with the slide portion 2b in contact with the surface of the structure S, and the Z of the reflection mirror 5 with respect to the projection P The axial position can be adjusted. Therefore, for example, the laser beam L having a high energy density can be irradiated by focusing the laser beam L even at a portion of the protrusion P away from the surface of the structure S.

図5(a)及び図5(b)に示した第五実施形態に係る表面処理装置1は、複数の突起物Pが一列に配置されている場合に、複数の突起物Pの配列方向に沿って配置される支持台11と、支持台11上を走行可能に配置された台車12と、を備え、台車12にハウジング2を固定したものである。なお、図5(a)及び図5(b)において、説明の便宜上、レーザ発振器3、光ファイバー31等の図を省略してある。   The surface treatment apparatus 1 according to the fifth embodiment shown in FIGS. 5A and 5B is arranged in the arrangement direction of the plurality of protrusions P when the plurality of protrusions P are arranged in a line. A support base 11 disposed along the support base 11 and a carriage 12 disposed on the support base 11 so as to be able to travel are provided, and the housing 2 is fixed to the carriage 12. 5A and 5B, illustrations of the laser oscillator 3, the optical fiber 31, and the like are omitted for convenience of explanation.

支持台11は、例えば、構造物Sの表面に接地される少なくとも四本の脚部11aと、脚部11aの上部に配置される枠体11bと、を有している。枠体11bの上面は、台車12を走行するレール面を形成している。なお、図示しないが、支持台11を垂直面に配置する場合には、構造物Sの一部に支持台11を固定する固定治具を使用すればよい。   The support base 11 includes, for example, at least four leg portions 11a that are grounded to the surface of the structure S, and a frame body 11b that is disposed above the leg portions 11a. The upper surface of the frame 11 b forms a rail surface that travels on the carriage 12. Although not shown, when the support base 11 is arranged on a vertical surface, a fixing jig for fixing the support base 11 to a part of the structure S may be used.

台車12は、例えば、ハウジング2の上部を挿通可能な枠体12aと、枠体12aの両側に配置された車輪12bと、ハウジング2の把持部22を拘束可能な拘束部12cと、により構成される。なお、台車12を駆動させる電源及びケーブルについては、図を省略してある。かかる支持台11及び台車12を用いることにより、例えば、一方向に複数の突起物Pが配列している場合に、表面処理装置1の移動を容易かつ迅速に行うことができ、作業効率の向上を図ることができる。なお、支持台11及び台車12の構成は、図示した構成に限定されるものではなく、例えば、拘束部12cは把持部22以外の部分でハウジング2を拘束するようにしてもよい。   The carriage 12 includes, for example, a frame body 12a that can be inserted through the upper portion of the housing 2, wheels 12b that are arranged on both sides of the frame body 12a, and a restraining portion 12c that can restrain the grip portion 22 of the housing 2. The In addition, about the power supply and cable which drive the trolley | bogie 12, the figure is abbreviate | omitted. By using the support base 11 and the carriage 12, for example, when a plurality of projections P are arranged in one direction, the surface treatment apparatus 1 can be easily and quickly moved, and work efficiency is improved. Can be achieved. In addition, the structure of the support stand 11 and the trolley | bogie 12 is not limited to the structure shown in figure, For example, the restraint part 12c may restrain the housing 2 in parts other than the holding part 22. FIG.

本実施形態では、突起物Pに干渉しないように表面処理装置1を移動させる必要があることから、例えば、図4(a)及び図4(b)に示した第四実施形態に係る表面処理装置1を使用することが好ましい。突起物Pの表面処理を行う場合には、例えば、図5(b)において一点鎖線で示したように、ハウジング2のスライド部2bを構造物Sの表面に接触させておく。そして、突起物Pの表面処理が完了し、隣接する突起物Pの表面処理を行う場合には、例えば、図5(b)において実線で示したように、ハウジング2のスライド部2bを本体部2a側に移動させた状態で、台車12を移動させる。なお、ハウジング2が伸縮機構を有しない場合には、図示しないが、台車12にハウジング2を昇降させる昇降機構を配置するようにしてもよい。   In the present embodiment, since it is necessary to move the surface treatment apparatus 1 so as not to interfere with the protrusions P, for example, the surface treatment according to the fourth embodiment shown in FIGS. 4A and 4B. The apparatus 1 is preferably used. When the surface treatment of the protrusion P is performed, for example, the slide portion 2b of the housing 2 is brought into contact with the surface of the structure S as indicated by a one-dot chain line in FIG. When the surface treatment of the protrusions P is completed and the surface treatment of the adjacent protrusions P is performed, for example, as shown by the solid line in FIG. The carriage 12 is moved in the state moved to the 2a side. In addition, when the housing 2 does not have an expansion / contraction mechanism, although not shown, an elevating mechanism for elevating the housing 2 may be disposed on the carriage 12.

図6(a)及び図6(b)に示した第六実施形態に係る表面処理装置1は、ハウジング2の外周面の両側に隣接した突起物Pに係止可能な係止部25をハウジング2に形成したものである。例えば、橋梁等の構造物Sに使用されるボルトは、行方向及び列方向に所定の間隔で複数配置されていることが多く、ボルト径に応じてボルト間距離もほぼ同じ数値である。   The surface treatment apparatus 1 according to the sixth embodiment shown in FIGS. 6A and 6B includes a locking portion 25 that can be locked to the protrusions P adjacent to both sides of the outer peripheral surface of the housing 2. 2 is formed. For example, a plurality of bolts used in the structure S such as a bridge are often arranged at predetermined intervals in the row direction and the column direction, and the distance between the bolts is almost the same numerical value according to the bolt diameter.

したがって、表面処理を行う場所のボルトの配置に対応した係止部25をハウジング2の外周面に取り付けることにより、係止部25を隣接するボルト(突起物P)に係止させるだけでハウジング2の位置決めを容易に行うことができる。また、図示しないが、表面処理を行う突起物Pに対するハウジング2の位置決め(軸合わせ)を行うための目印をハウジング2の表面や係止部25に表示するようにしてもよい。なお、係止部25の形状は、図示したようなロッド形状に限定されるものではなく、L字形状であってもよいし、環状に形成されていてもよい。   Therefore, by attaching the locking portion 25 corresponding to the arrangement of the bolt at the place where the surface treatment is performed to the outer peripheral surface of the housing 2, the housing 2 can be simply locked to the adjacent bolt (projection P). Can be easily positioned. Further, although not shown, a mark for positioning (axial alignment) of the housing 2 with respect to the projection P to be surface-treated may be displayed on the surface of the housing 2 or the locking portion 25. In addition, the shape of the latching | locking part 25 is not limited to the rod shape as shown in figure, The L shape may be sufficient and it may be formed cyclically | annularly.

上述した第一実施形態〜第六実施形態に係る表面処理装置1を使用することにより、例えば、突起物Pの表面に形成された塗膜・酸化物(錆び)・舗装・コンクリート・樹脂材・ライニング・ゴム材・接着剤・化学生成物・汚れ等の除去を効率よく行うことができる。また、突起物Pは、水平面に突出した部分であってもよいし、垂直面に突出した部分であってもよいし、傾斜面に突出した部分であってもよい。   By using the surface treatment apparatus 1 according to the first to sixth embodiments described above, for example, a coating film, oxide (rust), pavement, concrete, resin material, Efficient removal of linings, rubber materials, adhesives, chemical products, dirt, etc. Further, the protrusion P may be a portion protruding in a horizontal plane, a portion protruding in a vertical plane, or a portion protruding in an inclined surface.

本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

1 表面処理装置
2 ハウジング
2a 本体部
2b スライド部
2c,2d ストッパ
2e 爪
3 レーザ発振器
4 スキャナユニット
5 反射ミラー
6 反射ミラー駆動装置
7 カメラ
8 計測装置
9 制御装置
11 支持台
11a 脚部
11b 枠体
12 台車
12a 枠体
12b 車輪
12c 拘束部
21 天井部
21a 開口部
22 把持部
23 バキューム管
24 監視窓
25 係止部
31 光ファイバー
32 ビームエキスパンダ
33 焦点調整ユニット
33a 入射レンズ
33b 射出レンズ
41 第一スキャナユニット
42 第二スキャナユニット
43 カバー部材
51 ミラー支持部材
61 駆動ギア
61a 開口部
62 駆動モータ
63 フランジ部
63a 開口部
91 リモートコントローラ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surface treatment apparatus 2 Housing 2a Main-body part 2b Slide part 2c, 2d Stopper 2e Claw 3 Laser oscillator 4 Scanner unit 5 Reflection mirror 6 Reflection mirror drive device 7 Camera 8 Measurement apparatus 9 Control apparatus 11 Support base 11a Leg part 11b Frame 12 Carriage 12a Frame 12b Wheel 12c Restraining part 21 Ceiling part 21a Opening part 22 Grasping part 23 Vacuum tube 24 Monitoring window 25 Locking part 31 Optical fiber 32 Beam expander 33 Focus adjustment unit 33a Incident lens 33b Exit lens 41 First scanner unit 42 Second scanner unit 43 Cover member 51 Mirror support member 61 Drive gear 61a Opening 62 Drive motor 63 Flange 63a Opening 91 Remote controller

Claims (8)

突起物を有する構造物の表面に配置され、前記突起物の表面にレーザ光を照射して前記突起物の表面に形成された被膜又は付着物を除去する表面処理装置において、
前記突起物を囲うように前記構造物の表面に配置されるハウジングと、
前記レーザ光を発振するレーザ発振器と、
前記ハウジングの上部に配置され前記レーザ光を前記ハウジング内に照射するように偏向させるスキャナユニットと、
前記ハウジング内に配置され前記スキャナユニットにより偏向されたレーザ光を前記突起物に向かって反射させる反射ミラーと、
前記反射ミラーを前記突起物の外周に沿って回転移動させる反射ミラー駆動装置と、を備え
前記ハウジングは、前記構造物の表面に対する垂直軸方向に伸縮可能に構成されている、
ことを特徴とする表面処理装置。
In a surface treatment apparatus that is disposed on the surface of a structure having protrusions, and removes a film or deposits formed on the surface of the protrusions by irradiating the surface of the protrusions with laser light.
A housing disposed on a surface of the structure so as to surround the protrusion;
A laser oscillator for oscillating the laser beam;
A scanner unit disposed on an upper part of the housing and deflecting the laser beam to irradiate the housing;
A reflection mirror that is disposed in the housing and reflects the laser light deflected by the scanner unit toward the projection;
A reflection mirror driving device for rotating the reflection mirror along the outer periphery of the protrusion , and
The housing is configured to be stretchable in a vertical axis direction with respect to a surface of the structure.
The surface treatment apparatus characterized by the above-mentioned.
突起物を有する構造物の表面に配置され、前記突起物の表面にレーザ光を照射して前記突起物の表面に形成された被膜又は付着物を除去する表面処理装置において、In a surface treatment apparatus that is disposed on the surface of a structure having protrusions, and removes a film or deposits formed on the surface of the protrusions by irradiating the surface of the protrusions with laser light.
前記突起物を囲うように前記構造物の表面に配置されるハウジングと、A housing disposed on a surface of the structure so as to surround the protrusion;
前記レーザ光を発振するレーザ発振器と、A laser oscillator for oscillating the laser beam;
前記ハウジングの上部に配置され前記レーザ光を前記ハウジング内に照射するように偏向させるスキャナユニットと、A scanner unit disposed on an upper part of the housing and deflecting the laser beam to irradiate the housing;
前記ハウジング内に配置され前記スキャナユニットにより偏向されたレーザ光を前記突起物に向かって反射させる反射ミラーと、A reflection mirror that is disposed in the housing and reflects the laser light deflected by the scanner unit toward the projection;
前記反射ミラーを前記突起物の外周に沿って回転移動させる反射ミラー駆動装置と、を備え、A reflection mirror driving device for rotating the reflection mirror along the outer periphery of the protrusion, and
複数の突起物が一列に配置されている場合に、前記複数の突起物の配列方向に沿って配置される支持台と、該支持台上を走行可能に配置された台車と、を備え、前記台車に前記ハウジングが固定されている、When a plurality of protrusions are arranged in a row, a support base arranged along the arrangement direction of the plurality of protrusions, and a carriage arranged to run on the support base, and The housing is fixed to the carriage,
ことを特徴とする表面処理装置。The surface treatment apparatus characterized by the above-mentioned.
突起物を有する構造物の表面に配置され、前記突起物の表面にレーザ光を照射して前記突起物の表面に形成された被膜又は付着物を除去する表面処理装置において、In a surface treatment apparatus that is disposed on the surface of a structure having protrusions, and removes a film or deposits formed on the surface of the protrusions by irradiating the surface of the protrusions with laser light.
前記突起物を囲うように前記構造物の表面に配置されるハウジングと、A housing disposed on a surface of the structure so as to surround the protrusion;
前記レーザ光を発振するレーザ発振器と、A laser oscillator for oscillating the laser beam;
前記ハウジングの上部に配置され前記レーザ光を前記ハウジング内に照射するように偏向させるスキャナユニットと、A scanner unit disposed on an upper part of the housing and deflecting the laser beam to irradiate the housing;
前記ハウジング内に配置され前記スキャナユニットにより偏向されたレーザ光を前記突起物に向かって反射させる反射ミラーと、A reflection mirror that is disposed in the housing and reflects the laser light deflected by the scanner unit toward the projection;
前記反射ミラーを前記突起物の外周に沿って回転移動させる反射ミラー駆動装置と、を備え、A reflection mirror driving device for rotating the reflection mirror along the outer periphery of the protrusion, and
前記ハウジングは、その外周面に隣接した突起物に係止可能な係止部を有する、The housing has a locking portion that can be locked to a protrusion adjacent to the outer peripheral surface thereof.
ことを特徴とする表面処理装置。The surface treatment apparatus characterized by the above-mentioned.
前記スキャナユニットは、前記レーザ光を一方向に偏向させる第一スキャナユニットと、前記レーザ光を他方向に偏向させる第二スキャナユニットと、を含むことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の表面処理装置。 The scanner unit includes a first scanner unit that deflects the laser light in one direction and a second scanner unit that deflects the laser light in another direction . The surface treatment apparatus according to one item . 前記レーザ光の焦点を調整する焦点調整ユニットを含み、前記突起物の前記構造物の表面に近い部分を処理する場合に前記焦点調整ユニットにより前記レーザ光の焦点を絞り、前記突起物の前記構造物の表面から離れた部分を処理する場合に前記焦点調整ユニットにより前記レーザ光の焦点をぼかすようにした、ことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の表面処理装置。 A focus adjustment unit that adjusts the focus of the laser light, and when the portion of the projection close to the surface of the structure is processed, the focus of the laser light is reduced by the focus adjustment unit, and the structure of the projection The surface treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the focus of the laser beam is blurred by the focus adjustment unit when a portion away from the surface of the object is processed. 前記突起物を撮像可能なカメラを備えた、ことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の表面処理装置。 The surface treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a camera capable of imaging the protrusion. 前記突起物の中心を計測可能な計測装置を備えた、ことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の表面処理装置。 The surface treatment apparatus according to claim 1 , further comprising a measurement device capable of measuring a center of the protrusion. 前記構造物は、橋梁を含む鋼構造物である、ことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の表面処理装置。
The surface treatment apparatus according to claim 1 , wherein the structure is a steel structure including a bridge.
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