JP6681199B2 - Laser irradiation device - Google Patents

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Description

本発明は、レーザ照射装置に関し、特に、ケレン処理に適したレーザ照射装置に関する。
The present invention relates to a laser irradiation equipment, in particular, it relates to a laser irradiation equipment suitable for sanding process.

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・ナットを使用することが多い。かかるボルト・ナットは、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、ケレン処理で古い塗膜や付着物を剥離又は除去してから新しい塗装を施すのが一般的である。   For example, bolts and nuts are often used as fasteners at joints of steel structures such as bridges. Since such bolts and nuts are generally exposed to wind and rain, their surfaces are often coated with rustproofing or the like. In addition, since the coating film deteriorates and the surface is coated with oxides and dirt due to long-term use, periodic maintenance such as cleaning and repainting is required. In addition, when repainting a coating, it is common to remove or remove an old coating film or an adhering substance by a keren treatment and then apply a new coating.

ところで、ボルトヘッドやナットは、鋼構造物の表面から突出した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、ボルトヘッドやナット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 and the nut are protrusions having a shape protruding from the surface of the steel structure, and the work of peeling off the coating film on the surface itself is troublesome. In addition, it is particularly difficult to peel off the coating film that has entered the corners formed by the bolt head or nut and the surface of the steel structure.

かかるケレン処理には、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。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る。そこで、近年ではレーザ光を用いた方法が検討されている(例えば、特許文献1参照)。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 keren treatment, generally, in addition to manual work using an electric tool, shot blast or the like in which a projectile such as iron particles or sand particles is sprayed onto the surface of the structure is used. However, manual work using an electric tool tends to lengthen the work time, and the method using shot blast has a problem that a large amount of waste and noise are generated. Therefore, in recent years, methods using laser light have been studied (for example, refer to Patent Document 1). In the invention described in Patent Document 1, an attachment provided with a mirror on the tip inner peripheral surface is arranged on the surface of the structure from which the bolt head protrudes, and the laser light is reflected by the mirror to irradiate the side surface of the bolt head. ing.

特許第5574354号明細書Patent No. 5574354

しかしながら、塗膜や表面被覆材は構造物の表面に張り付いていることから、これらをケレンしようとすればレーザ光の強度を高くしなければならず、塗膜や表面被覆材が燃焼してしまう可能性がある。塗膜や表面被覆材が燃焼するとその灰が飛散又は拡散し、作業現場やレーザ照射装置が汚れてしまうという問題がある。作業現場やレーザ照射装置が汚れた場合には、レーザ光の照射効率が低下したり、清掃に時間を要したりすることから、ケレン処理の作業効率が低下することとなる。   However, since the coating film and the surface coating material stick to the surface of the structure, it is necessary to increase the intensity of the laser light in order to remove them, and the coating film or the surface coating material burns. There is a possibility that it will end up. When the coating film or the surface coating material burns, the ash scatters or diffuses, and there is a problem that the work site and the laser irradiation device become dirty. When the work site or the laser irradiation device becomes dirty, the irradiation efficiency of the laser light is reduced and cleaning takes time, so that the work efficiency of the cleaning process is reduced.

本発明は、上述した問題点に鑑み創案されたものであり、塗膜や表面被覆材の燃焼を抑制することができ、ケレン処理の作業効率の向上を図ることができる、レーザ照射装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, it is possible to suppress the burning of the coating film and the surface coating material, it is possible to improve the work efficiency of the sanding process, the laser irradiation equipment The purpose is to provide.

本発明によれば、レーザ光を照射してケレン処理を行うレーザ照射装置において、前記レーザ光を照射する処理空間を形成するレーザ照射ヘッドと、前記レーザ照射ヘッドの内部に不活性ガスを供給するガス供給部と、前記レーザ照射ヘッドの内部のガス及び塵埃を外部に排出する排出部と、を備え、前記レーザ照射ヘッドは、ケレン処理を行う場所に固定される基台と、該基台に接続される筒部と、を備え、前記筒部は、前記レーザ照射装置の本体部に接続される第一筒部と、該第一筒部の先端に接続される第二筒部と、を備え、前記第二筒部は、前記レーザ光を処理対象物に向かって反射させる複数の反射ミラーと、前記ガス供給部の一部を構成するガス供給路と、を備えている、ことを特徴とするレーザ照射装置が提供される。
According to the present invention, in a laser irradiation apparatus for irradiating a laser beam to perform a keren treatment, a laser irradiation head that forms a processing space for irradiating the laser beam, and an inert gas is supplied into the laser irradiation head. a gas supply unit, e Bei and a discharge portion for discharging to the outside the interior of the gas and dust of the laser irradiation head, the laser irradiation head includes a base fixed to the location to perform the sanding process, the base board And a tubular portion connected to the first tubular portion, the tubular portion being connected to the main body portion of the laser irradiation device, and a second tubular portion connected to the tip of the first tubular portion, Wherein the second cylindrical portion is provided with a plurality of reflection mirrors for reflecting the laser light toward the object to be processed, and a gas supply path forming a part of the gas supply unit. A characteristic laser irradiation device is provided.

前記レーザ照射ヘッドは、前記処理空間を区画するとともに前記レーザ光を透過する遮蔽板を備えていてもよい。   The laser irradiation head may include a shield plate that partitions the processing space and transmits the laser light.

前記ガス供給路は、前記第一筒部と前記第二筒部との接続部及び前記第二筒部の壁面部を貫通し前記処理空間に連通するように形成されていてもよい。また、前記排出部は前記基台に形成されていてもよい。The gas supply passage may be formed so as to pass through a connecting portion between the first tubular portion and the second tubular portion and a wall surface portion of the second tubular portion and communicate with the processing space. Further, the discharging unit may be formed on the base.

前記第二筒部は、先端に前記処理空間を区画するとともに前記レーザ光を透過可能な遮蔽板を備えていてもよい。さらに、前記遮蔽板は、前記反射ミラーと前記ガス供給路のガス供給口との間の位置に配置されており、前記ガス供給路は、前記遮蔽板の表面に前記不活性ガスを噴き付けるように構成されていてもよい。The second cylindrical portion may have a shield plate at the tip that partitions the processing space and allows the laser light to pass therethrough. Further, the shielding plate is arranged at a position between the reflection mirror and the gas supply port of the gas supply path, and the gas supply path sprays the inert gas onto the surface of the shielding plate. It may be configured to.

また、前記ガス供給路は、前記不活性ガスを前記反射ミラーの表面に噴き付けるように構成されていてもよい。Further, the gas supply path may be configured to spray the inert gas onto the surface of the reflection mirror.

上述した本発明のレーザ照射装置によれば、レーザ光を照射する処理空間に不活性ガスを供給して処理空間内の酸素濃度を低下させるようにしたことから、塗膜や表面被覆材等のように構造物の表面に張り付いている物体をケレンする際に、高強度のレーザ光を照射した場合であっても、処理空間における塗膜や表面被覆材等の燃焼を抑制することができる。したがって、灰の飛散や拡散を抑制することができ、清掃時間の短縮やレーザ光の照射効率の維持を図ることができ、ケレン処理の作業効率の向上を図ることができる。
According to the laser irradiation equipment of the present invention described above, since it has to reduce the oxygen concentration in the processing space by supplying an inert gas into the processing space is irradiated with a laser beam, the coating or surface coating material, etc. Even when irradiating a high-intensity laser beam when shaving an object stuck to the surface of a structure like the above, it is possible to suppress the combustion of a coating film or a surface coating material in the processing space. it can. Therefore, the scattering and diffusion of ash can be suppressed, the cleaning time can be shortened, the laser beam irradiation efficiency can be maintained, and the work efficiency of the cleaning process can be improved.

本発明の第一実施形態に係るレーザ照射装置を示す全体構成図である。It is the whole lineblock diagram showing the laser irradiation device concerning a first embodiment of the present invention. 橋梁の一部を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which shows a part of bridge. 本発明の第二実施形態に係るレーザ照射装置を示す全体構成図である。It is a whole lineblock diagram showing the laser irradiation apparatus concerning a second embodiment of the present invention. 本発明の第三実施形態に係るレーザ照射装置を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the laser irradiation apparatus which concerns on 3rd embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係るレーザ照射装置を示す部分拡大図であり、(a)は第四実施形態、(b)は第五実施形態、を示している。It is a partially expanded view which shows the laser irradiation apparatus which concerns on other embodiment of this invention, (a) shows 4th embodiment, (b) has shown 5th embodiment.

以下、本発明の実施形態について図1〜図5(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レーザ照射装置を示す全体構成図である。図2は、橋梁の一部を示す部分拡大図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5B. Here, FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a laser irradiation apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged view showing a part of the bridge.

本発明の第一実施形態に係るレーザ照射装置1は、図1に示したように、レーザ光Lを照射してケレン処理を行う装置であって、レーザ光Lを照射する処理空間Sを形成するレーザ照射ヘッド2と、レーザ照射ヘッド2の内部に不活性ガスGを供給するガス供給部3と、レーザ照射ヘッド2の内部のガス及び塵埃を外部に排出する排出部4と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the laser irradiation apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention is an apparatus that irradiates a laser beam L to perform a cleaning process, and forms a processing space S in which the laser beam L is irradiated. A laser irradiation head 2, a gas supply unit 3 for supplying an inert gas G to the inside of the laser irradiation head 2, and an exhaust unit 4 for exhausting the gas and dust inside the laser irradiation head 2 to the outside. There is.

ケレン処理は、例えば、突起物Pの表面にコーティングされた塗膜や表面被覆材、突起物Pの表面に発生した錆等を剥離又は除去する処理である。突起物Pは、例えば、橋梁等の鋼構造物の接合部に固定されている。図2に示したように、橋梁5は、例えば、I型鋼により構成される主桁51と、主桁51のウェブ部の接合部に配置される添接板52と、主桁51のフランジ部の接合部に配置されるフランジ連結板53と、を有している。かかる主桁51を突き合わせて接合する際に、添接板52及びフランジ連結板53に複数のボルト54及びナット55が使用される。突起物Pは、例えば、主桁51を構成する鋼材の表面に突出したボルト54及びナット55によって構成される。   The kelen treatment is, for example, a treatment for removing or removing a coating film or a surface coating material coated on the surface of the protrusion P, rust or the like generated on the surface of the protrusion P. The protrusion P is fixed to, for example, a joint portion of a steel structure such as a bridge. As shown in FIG. 2, the bridge 5 includes, for example, a main girder 51 made of I-shaped steel, a splicing plate 52 arranged at a joint portion of a web portion of the main girder 51, and a flange portion of the main girder 51. And a flange connecting plate 53 arranged at the joint part of the. When the main girders 51 are butted and joined together, a plurality of bolts 54 and nuts 55 are used for the splicing plate 52 and the flange connecting plate 53. The protrusion P is composed of, for example, a bolt 54 and a nut 55 protruding from the surface of the steel material forming the main girder 51.

なお、突起物Pは、ボルト54及びナット55によって構成されるものに限定されず、リベット、構造物の形状等、構造物の表面に突出した種々の突起物を含む趣旨である。また、構造物は、橋梁等の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 protrusion P is not limited to the one configured by the bolt 54 and the nut 55, and is intended to include various protrusions protruding on the surface of the structure such as the shape of the rivet and the structure. Further, the structure is not limited to a steel structure such as a bridge and may be another structure such as a concrete structure.

また、本実施形態に係るケレン処理は、突起物Pの表面をケレンする処理に限定されるものではなく、例えば、鋼構造物やコンクリート構造物等の平らな塗装面や舗装面をケレンする処理であってもよいし、構造物のコンクリート・樹脂・ライニング等をはつる処理であってもよいし、構造物の洗浄や除染等を行う処理であってもよい。   Further, the cleaning treatment according to the present embodiment is not limited to the treatment for cleaning the surface of the projection P, and for example, the treatment for cleaning a flat painted surface or a paved surface such as a steel structure or a concrete structure. It may be a treatment for suspending concrete, resin, lining or the like of the structure, or a treatment for cleaning or decontaminating the structure.

レーザ照射装置1は、例えば、COレーザ、ファイバーレーザ、YAGレーザ等のレーザ発振器を備えた本体部11と、本体部11に接続されたレーザ照射ヘッド2と、本体部11及びレーザ照射ヘッド2を昇降可能に支持する支持部12と、を備えている。レーザ発振器は、例えば、構造物及び突起物Pの種類やケレン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。 The laser irradiation device 1 includes, for example, a main body 11 including a laser oscillator such as a CO 2 laser, a fiber laser, a YAG laser, a laser irradiation head 2 connected to the main body 11, a main body 11 and a laser irradiation head 2. And a supporting portion 12 for supporting the movable body in a vertically movable manner. The laser oscillator can be arbitrarily selected and used according to the types of the structures and the protrusions P and the target of the cleaning process.

レーザ照射ヘッド2は、例えば、図1に示したように、ケレン処理を行う場所に固定される基台21と、基台21に接続される筒部22と、を備えている。基台21は、例えば、ケレン処理対象の突起物Pの外周を囲う壁面部21aと、壁面部21aの下端に配置され構造物の表面に当接する底面部21bと、壁面部21aの上端に形成されたフランジ部21cと、を備えている。壁面部21aは、少なくともケレン処理対象の突起物Pに隣接する他のボルト54とフランジ部21cとが干渉しない高さに設計される。   The laser irradiation head 2 includes, for example, as shown in FIG. 1, a base 21 that is fixed at a place where the cleaning process is performed, and a cylindrical portion 22 that is connected to the base 21. The base 21 is formed on, for example, a wall surface portion 21a that surrounds the outer periphery of the protrusion P to be subjected to the kelen treatment, a bottom surface portion 21b that is disposed at the lower end of the wall surface portion 21a and abuts the surface of the structure, and an upper end of the wall surface portion 21a. And a flange portion 21c that has been formed. The wall surface portion 21a is designed to have a height such that at least another bolt 54 adjacent to the protrusion P to be subjected to the kelen treatment does not interfere with the flange portion 21c.

底面部21bには、突起物Pを有する構造物の表面に吸着する磁石21dが埋め込まれていてもよい。基台21の固定手段として磁石を用いることにより、鋼材表面に基台21を容易に固定させることができ、特に、図2に示した主桁51のウェブ部の連結部に固定された突起物Pに対してもレーザ照射装置1を横向きに固定することができる。なお、基台21の固定手段は、磁石に限定されるものではなく、吸盤や固定治具を用いるようにしてもよい。また、壁面部21aが十分な肉厚を有する場合には、底面部21bを省略し、壁面部21aに磁石21dを埋め込むようにしてもよい。   A magnet 21d that is attracted to the surface of the structure having the protrusion P may be embedded in the bottom surface portion 21b. By using a magnet as the fixing means of the base 21, the base 21 can be easily fixed to the surface of the steel material, and in particular, the protrusion fixed to the connecting portion of the web portion of the main girder 51 shown in FIG. The laser irradiation device 1 can also be laterally fixed to P. The fixing means of the base 21 is not limited to the magnet, and a suction cup or a fixing jig may be used. If the wall surface portion 21a has a sufficient thickness, the bottom surface portion 21b may be omitted and the magnet 21d may be embedded in the wall surface portion 21a.

フランジ部21cには、支持部12が配置されている。支持部12は、例えば、フランジ部21c上に固定された直動アクチュエータ12aと、直動アクチュエータ12aの先端に固定されたヘッダ12bと、ヘッダ12bの移動を案内するガイド12cと、ヘッダ12bに接続されレーザ照射ヘッド2を拘束する拘束部12dと、を有している。なお、図1では、説明の便宜上、拘束部12dを点線で図示している。   The support portion 12 is arranged on the flange portion 21c. The support portion 12 is connected to, for example, a linear actuator 12a fixed on the flange portion 21c, a header 12b fixed to the tip of the linear actuator 12a, a guide 12c for guiding the movement of the header 12b, and a header 12b. And a restraint portion 12d that restrains the laser irradiation head 2. Note that, in FIG. 1, the restraint portion 12d is shown by a dotted line for convenience of description.

ヘッダ12bは、例えば、断面L字形状を有しており、直動アクチュエータ12aの先端部と直動アクチュエータ12aの側面部に配置されたガイド12cとに接続されている。拘束部12dは、例えば、略環状に形成されており、レーザ照射ヘッド2の外周面に当接して締め付けられることによってレーザ照射ヘッド2を拘束する。   The header 12b has, for example, an L-shaped cross section, and is connected to the tip end of the linear motion actuator 12a and the guide 12c arranged on the side surface of the linear motion actuator 12a. The restraint portion 12d is formed, for example, in a substantially annular shape, and restrains the laser irradiation head 2 by coming into contact with the outer peripheral surface of the laser irradiation head 2 and being tightened.

支持部12は、直動アクチュエータ12aを作動させることにより、本体部11及びレーザ照射ヘッド2をケレン対象物に対して接近又は離反させることができる。かかる操作により、レーザ光Lの照射位置を機械的に調整することができる。なお、レーザ光Lの焦点は、本体部11内の光学系によって調整される。   The support portion 12 can move the main body portion 11 and the laser irradiation head 2 toward or away from the target of swelling by operating the linear motion actuator 12a. By such an operation, the irradiation position of the laser light L can be mechanically adjusted. The focus of the laser light L is adjusted by the optical system inside the main body 11.

筒部22は、例えば、レーザ照射装置1の本体部11に接続されレーザ光Lの通る空間を形成する第一筒部22aと、第一筒部22aの先端のフランジ部にボルト等によって接続された第二筒部22bと、を備えている。第一筒部22a及び第二筒部22bは、略円筒形状を有しているが、かかる形状に限定されるものではない。   The tubular portion 22 is connected to, for example, a first tubular portion 22a that is connected to the main body portion 11 of the laser irradiation device 1 and forms a space through which the laser light L passes, and a flange portion at the tip of the first tubular portion 22a by a bolt or the like. And a second tubular portion 22b. The first tubular portion 22a and the second tubular portion 22b have a substantially cylindrical shape, but are not limited to such shapes.

第二筒部22bの内面には、レーザ光Lを突起物Pに向かって反射させる複数の反射ミラー22cが周方向に所定の間隔で配置されている。反射ミラー22cの傾斜角度は一定の角度であってもよいし、調整可能に構成されていてもよい。なお、突起物Pの上面をケレンする場合には、レーザ光Lを反射ミラー22cに反射させずに、本体部11から直にレーザ光Lを照射させるようにすればよい。   On the inner surface of the second tubular portion 22b, a plurality of reflection mirrors 22c that reflect the laser light L toward the protrusion P are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. The inclination angle of the reflection mirror 22c may be a constant angle or may be adjustable. When the upper surface of the protrusion P is to be scraped off, the laser light L may be directly emitted from the main body 11 without being reflected by the reflection mirror 22c.

ガス供給部3は、例えば、筒部22に形成されたガス供給路31と、不活性ガスGを貯蔵するガスタンク32と、ガスタンク32からガス供給路31に不活性ガスGを供給するポンプ33と、を備えている。ガスタンク32及びポンプ33は、レーザ照射装置1に近接した位置に配置してもよいし、離隔した位置に配置してもよい。   The gas supply unit 3 includes, for example, a gas supply passage 31 formed in the tubular portion 22, a gas tank 32 that stores the inert gas G, and a pump 33 that supplies the inert gas G from the gas tank 32 to the gas supply passage 31. , Are provided. The gas tank 32 and the pump 33 may be arranged in a position close to the laser irradiation device 1 or may be arranged in a separated position.

ガス供給路31は、例えば、第一筒部22aのフランジ部及び第二筒部22bの壁面部を貫通し処理空間Sに連通するように形成される。かかるガス供給路31は、第二筒部22bの周方向の複数箇所に所定の間隔で形成される。なお、図示したガス供給路31の構成は単なる一例であり、かかる構成に限定されるものではない。   The gas supply passage 31 is formed, for example, so as to penetrate the flange portion of the first tubular portion 22a and the wall surface portion of the second tubular portion 22b and communicate with the processing space S. The gas supply passages 31 are formed at a plurality of positions in the circumferential direction of the second tubular portion 22b at predetermined intervals. The configuration of the gas supply path 31 shown in the figure is merely an example, and the present invention is not limited to this configuration.

排出部4は、例えば、基台21に形成された排出路41と、ガス及び塵埃を回収する回収タンク42と、排出路41と回収タンク42とを接続し処理空間S内を吸引するポンプ43と、を備えている。回収タンク42及びポンプ43は、レーザ照射装置1に近接した位置に配置してもよいし、離隔した位置に配置してもよい。   The discharge unit 4 is, for example, a discharge passage 41 formed in the base 21, a collection tank 42 that collects gas and dust, and a pump 43 that connects the discharge passage 41 and the collection tank 42 to suck the inside of the processing space S. And are equipped with. The recovery tank 42 and the pump 43 may be arranged at a position close to the laser irradiation device 1 or may be arranged at a separated position.

排出路41は、例えば、基台21の壁面部21a及びフランジ部21cを貫通し処理空間Sに連通するように形成される。排出路41の処理空間Sに面した排出口は、ケレン処理により生じた剥離屑を含む塵埃を吸引する必要があることから、横幅の広いスリット状に形成するようにしてもよい。排出口は、壁面部21aの周方向の複数箇所に所定の間隔で形成される。排出路41の出口は、図示したように、フランジ部21cの一箇所に集約し、排出路41を壁面部21a内で分岐させて複数の排出口に連通させるようにしてもよい。なお、図示した排出路41の構成は単なる一例であり、かかる構成に限定されるものではない。   The discharge path 41 is formed, for example, so as to penetrate the wall surface portion 21a and the flange portion 21c of the base 21 and communicate with the processing space S. The discharge opening of the discharge path 41 facing the processing space S may be formed in a slit shape having a wide width because it is necessary to suck the dust containing the debris generated by the cleaning process. The discharge ports are formed at predetermined intervals at a plurality of positions in the circumferential direction of the wall surface portion 21a. As shown in the figure, the outlets of the discharge passages 41 may be integrated at one location of the flange portion 21c, and the discharge passages 41 may be branched in the wall surface portion 21a to communicate with a plurality of discharge outlets. The illustrated configuration of the discharge path 41 is merely an example, and the present invention is not limited to this configuration.

本実施形態では、ガス供給部3を筒部22に形成し、排出部4を基台21に形成している。かかる構成により、筒部22の壁面部や基台21の壁面部21a等を有効に利用しつつ、不活性ガスGの供給やガス及び塵埃の排出に十分な流路を容易に確保することができる。   In the present embodiment, the gas supply unit 3 is formed on the cylindrical portion 22, and the discharge unit 4 is formed on the base 21. With this configuration, it is possible to easily use the wall surface portion of the cylindrical portion 22, the wall surface portion 21a of the base 21, and the like, and easily secure a sufficient flow path for supplying the inert gas G and discharging gas and dust. it can.

上述したレーザ照射装置1によれば、ケレン対象の突起物Pを覆うようにレーザ照射ヘッド2を配置してレーザ光Lを照射可能な処理空間Sを形成し、ガス供給部3により処理空間Sに不活性ガスGを供給するようにしたことから、処理空間S内の空気を不活性ガスGによって置換し、処理空間S内の酸素濃度を低下させることができる。したがって、高強度のレーザ光Lを照射した場合であっても、塗膜や表面被覆材等の燃焼を抑制することができる。   According to the laser irradiation apparatus 1 described above, the laser irradiation head 2 is arranged so as to cover the protrusion P that is the target of the cleaning, and the processing space S that can be irradiated with the laser light L is formed. Since the inert gas G is supplied to the processing space S, the air in the processing space S can be replaced with the inert gas G, and the oxygen concentration in the processing space S can be reduced. Therefore, even when the high-intensity laser beam L is irradiated, it is possible to suppress the combustion of the coating film, the surface coating material, and the like.

また、排出部4によりケレン処理前に処理空間S内の空気を排出することにより、処理空間S内の空気を不活性ガスGによって容易に置換することができる。このとき、処理空間S内の雰囲気は、塗膜や表面被覆材等が燃焼しない程度の酸素濃度に低下させることができれば、不活性ガスGによって充満させる必要はない。また、排出部4によりケレン処理中に処理空間S内を吸引することにより、ケレン処理によって生じた塵埃を外部に容易に排出することができる。   Further, the air in the processing space S can be easily replaced by the inert gas G by discharging the air in the processing space S before the kelen treatment by the discharge unit 4. At this time, the atmosphere in the processing space S does not need to be filled with the inert gas G as long as the oxygen concentration can be reduced to such an extent that the coating film, the surface coating material and the like do not burn. Further, by sucking the inside of the processing space S by the discharging unit 4 during the cleaning process, the dust generated by the cleaning process can be easily discharged to the outside.

このように、本実施形態に係るレーザ照射装置1及び燃焼抑制方法によれば、処理空間Sにおける塗膜や表面被覆材等の燃焼を抑制したことにより、灰の飛散や拡散を抑制することができ、清掃時間の短縮やレーザ光Lの照射効率の維持を図ることができ、ケレン処理の作業効率の向上を図ることができる。   As described above, according to the laser irradiation apparatus 1 and the combustion suppression method according to the present embodiment, by suppressing the combustion of the coating film, the surface coating material, and the like in the processing space S, it is possible to suppress the scattering and diffusion of ash. Therefore, the cleaning time can be shortened, the irradiation efficiency of the laser light L can be maintained, and the work efficiency of the cleaning process can be improved.

次に、本発明の第二実施形態に係るレーザ照射装置1について、図3を参照しつつ説明する。ここで、図3は、本発明の第二実施形態に係るレーザ照射装置を示す全体構成図である。なお、上述した第一実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。   Next, the laser irradiation apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, FIG. 3 is an overall configuration diagram showing a laser irradiation apparatus according to the second embodiment of the present invention. The same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図3に示した第二実施形態に係るレーザ照射装置1は、レーザ照射ヘッド2に処理空間Sを区画するとともにレーザ光Lを透過する遮蔽板23を配置したものである。具体的には、遮蔽板23はレーザ照射ヘッド2の筒部22(第二筒部22b)の開口部を封止するように配置されている。なお、遮蔽板23は、例えば、ガラス板によって構成されるが、他の素材によって構成してもよい。   In the laser irradiation apparatus 1 according to the second embodiment shown in FIG. 3, the laser irradiation head 2 is provided with a shielding plate 23 that partitions the processing space S and transmits the laser light L. Specifically, the shielding plate 23 is arranged so as to seal the opening of the tubular portion 22 (second tubular portion 22b) of the laser irradiation head 2. The shield plate 23 is made of, for example, a glass plate, but may be made of other materials.

また、遮蔽板23は、筒部22(第二筒部22b)の先端付近、具体的には、反射ミラー22cとガス供給路31のガス供給口との間の位置に配置することが好ましい。かかる位置に遮蔽板23を配置することにより、処理空間Sの容積を小さくすることができるとともに、ガス供給路31から処理空間Sに不活性ガスGを供給する際に不活性ガスGを遮蔽板23の表面に容易に噴き付けることができる。   Further, it is preferable that the shield plate 23 is disposed near the tip of the tubular portion 22 (second tubular portion 22b), specifically, at a position between the reflection mirror 22c and the gas supply port of the gas supply passage 31. By disposing the shielding plate 23 at such a position, the volume of the processing space S can be reduced, and the inert gas G is shielded when the inert gas G is supplied from the gas supply passage 31 to the processing space S. It can be easily sprayed onto the surface of 23.

このように、処理空間Sの容積を小さくすることにより、処理空間Sに供給する不活性ガスGの分量を低減することができ、処理空間S内を吸引する吸引力を低減することができる。したがって、ガスタンク32及び回収タンク42の小型化並びにポンプ33,43の小容量化を図ることができる。   By thus reducing the volume of the processing space S, the amount of the inert gas G supplied to the processing space S can be reduced, and the suction force for sucking the inside of the processing space S can be reduced. Therefore, the gas tank 32 and the recovery tank 42 can be downsized, and the pumps 33 and 43 can be downsized.

また、上述したように、ガス供給部3は、遮蔽板23の表面に不活性ガスGを噴き付けるように構成されていることから、遮蔽板23の表面を不活性ガスGによってクリーニングすることができ、遮蔽板23の表面の付着物による温度上昇を抑制することができ、レーザ光Lの照射効率の低下を抑制することができる。   Further, as described above, since the gas supply unit 3 is configured to spray the inert gas G on the surface of the shield plate 23, the surface of the shield plate 23 can be cleaned with the inert gas G. Therefore, it is possible to suppress the temperature rise due to the adhered matter on the surface of the shield plate 23, and it is possible to suppress the reduction of the irradiation efficiency of the laser light L.

また、本実施形態では、遮蔽板23の表面に沿って外縁部から中心に向かって放射状に不活性ガスGが供給されるように構成されているが、かかる構成に限定されるものではなく、例えば、ガス供給路31の供給口を遮蔽板23の表面に不活性ガスGをより強く噴き付けるように上方に傾斜させるようにしてもよい。   Further, in the present embodiment, the inert gas G is radially supplied from the outer edge portion toward the center along the surface of the shielding plate 23, but the present invention is not limited to such a configuration. For example, the supply port of the gas supply path 31 may be inclined upward so that the inert gas G is jetted more strongly to the surface of the shield plate 23.

次に、本発明の第三実施形態に係るレーザ照射装置1について、図4を参照しつつ説明する。ここで、図4は、本発明の第三実施形態に係るレーザ照射装置を示す全体構成図である。なお、上述した第一実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。   Next, a laser irradiation apparatus 1 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, FIG. 4 is an overall configuration diagram showing a laser irradiation apparatus according to the third embodiment of the present invention. The same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図4に示した第三実施形態に係るレーザ照射装置1は、第一実施形態に係るレーザ照射装置1において、不活性ガスGを反射ミラー22cの表面に噴き付けるようにガス供給路31を構成したものである。かかる実施形態によれば、反射ミラー22cの表面を不活性ガスGによってクリーニングすることができ、反射ミラー22cの表面の付着物による温度上昇を抑制することができ、レーザ光Lの照射効率の低下を抑制することができる。   The laser irradiation apparatus 1 according to the third embodiment shown in FIG. 4 has the gas supply path 31 configured to spray the inert gas G onto the surface of the reflection mirror 22c in the laser irradiation apparatus 1 according to the first embodiment. It was done. According to this embodiment, the surface of the reflection mirror 22c can be cleaned with the inert gas G, the temperature rise due to the adhered matter on the surface of the reflection mirror 22c can be suppressed, and the irradiation efficiency of the laser light L is reduced. Can be suppressed.

次に、本発明の他の実施形態に係るレーザ照射装置1について、図5(a)及び図5(b)を参照しつつ説明する。ここで、図5は、本発明の他の実施形態に係るレーザ照射装置を示す部分拡大図であり、(a)は第四実施形態、(b)は第五実施形態、を示している。なお、上述した第一実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、各図において、説明の便宜上、本体部11、支持部12、ガスタンク32、ポンプ33、回収タンク42、ポンプ43の図を省略してある。   Next, a laser irradiation apparatus 1 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b). Here, FIG. 5 is a partially enlarged view showing a laser irradiation apparatus according to another embodiment of the present invention, (a) showing a fourth embodiment and (b) showing a fifth embodiment. The same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. Further, in each drawing, for convenience of description, the drawings of the main body portion 11, the support portion 12, the gas tank 32, the pump 33, the recovery tank 42, and the pump 43 are omitted.

図5(a)に示した第四実施形態に係るレーザ照射装置1は、ガス供給路31及び排出路41の両方をレーザ照射ヘッド2の筒部22に形成したものである。ガス供給路31及び排出路41は、例えば、筒部22の周方向に交互に複数配置される。かかる実施形態によれば、ガス供給部3及び排出部4を筒部22に集約することができ、基台21を容易に取り扱うことができる。   In the laser irradiation device 1 according to the fourth embodiment shown in FIG. 5A, both the gas supply passage 31 and the discharge passage 41 are formed in the tubular portion 22 of the laser irradiation head 2. For example, a plurality of gas supply passages 31 and exhaust passages 41 are alternately arranged in the circumferential direction of the tubular portion 22. According to this embodiment, the gas supply unit 3 and the discharge unit 4 can be integrated in the tubular portion 22, and the base 21 can be easily handled.

図5(b)に示した第五実施形態に係るレーザ照射装置1は、ガス供給路31及び排出路41の両方をレーザ照射ヘッド2の基台21に形成したものである。ガス供給路31及び排出路41は、例えば、壁面部21aの周方向に交互に複数配置される。かかる実施形態によれば、ガス供給部3及び排出部4を基台21に集約することができ、筒部22を容易に取り扱うことができる。   In the laser irradiation apparatus 1 according to the fifth embodiment shown in FIG. 5B, both the gas supply passage 31 and the discharge passage 41 are formed on the base 21 of the laser irradiation head 2. For example, a plurality of gas supply passages 31 and exhaust passages 41 are alternately arranged in the circumferential direction of the wall surface portion 21a. According to this embodiment, the gas supply unit 3 and the discharge unit 4 can be integrated in the base 21, and the tubular portion 22 can be easily handled.

本発明は上述した実施形態に限定されず、例えば、基台21及び筒部22は一体に形成されていてもよい、第三実施形態〜第五実施形態に係るレーザ照射装置1に遮蔽板23を配置してもよい等、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 embodiment, and for example, the base 21 and the tubular portion 22 may be integrally formed, and the shield plate 23 is included in the laser irradiation device 1 according to the third to fifth embodiments. Needless to say, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention such as the arrangement of

1 レーザ照射装置
2 レーザ照射ヘッド
3 ガス供給部
4 排出部
5 橋梁
11 本体部
12 支持部
12a 直動アクチュエータ
12b ヘッダ
12c ガイド
12d 拘束部
21 基台
21a 壁面部
21b 底面部
21c フランジ部
21d 磁石
22 筒部
22a 第一筒部
22b 第二筒部
22c 反射ミラー
23 遮蔽板
31 ガス供給路
32 ガスタンク
33 ポンプ
41 排出路
42 回収タンク
43 ポンプ
51 主桁
52 添接板
53 フランジ連結板
54 ボルト
55 ナット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser irradiation device 2 Laser irradiation head 3 Gas supply part 4 Exhaust part 5 Bridge 11 Main body part 12 Support part 12a Direct acting actuator 12b Header 12c Guide 12d Guide part 12d Rest part 21 Base 21a Wall surface part 21b Bottom surface part 21c Flange part 21d Magnet 22 Tube Part 22a First cylinder part 22b Second cylinder part 22c Reflecting mirror 23 Shield plate 31 Gas supply path 32 Gas tank 33 Pump 41 Discharge path 42 Recovery tank 43 Pump 51 Main girder 52 Splice plate 53 Flange connecting plate 54 Bolt 55 Nut

Claims (7)

レーザ光を照射してケレン処理を行うレーザ照射装置において、
前記レーザ光を照射する処理空間を形成するレーザ照射ヘッドと、
前記レーザ照射ヘッドの内部に不活性ガスを供給するガス供給部と、
前記レーザ照射ヘッドの内部のガス及び塵埃を外部に排出する排出部と、を備え、
前記レーザ照射ヘッドは、ケレン処理を行う場所に固定される基台と、該基台に接続される筒部と、を備え、
前記筒部は、前記レーザ照射装置の本体部に接続される第一筒部と、該第一筒部の先端に接続される第二筒部と、を備え、
前記第二筒部は、前記レーザ光を処理対象物に向かって反射させる複数の反射ミラーと、前記ガス供給部の一部を構成するガス供給路と、を備えている、
ことを特徴とするレーザ照射装置。
In a laser irradiation device that irradiates laser light to perform the keren treatment,
A laser irradiation head forming a processing space for irradiating the laser beam;
A gas supply unit for supplying an inert gas to the inside of the laser irradiation head,
E Bei and a discharge portion for discharging the gas inside and dust of the laser irradiation head to the outside,
The laser irradiation head includes a base that is fixed at a place where the kelen treatment is performed, and a cylindrical portion that is connected to the base.
The tubular portion includes a first tubular portion connected to a main body portion of the laser irradiation device, and a second tubular portion connected to a tip end of the first tubular portion,
The second cylindrical portion includes a plurality of reflection mirrors that reflect the laser light toward a processing target, and a gas supply path that forms a part of the gas supply unit.
A laser irradiation device characterized by the above.
前記レーザ照射ヘッドは、前記処理空間を区画するとともに前記レーザ光を透過する遮蔽板を備えている、ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ照射装置。   The laser irradiation apparatus according to claim 1, wherein the laser irradiation head includes a shield plate that partitions the processing space and transmits the laser light. 前記ガス供給路は、前記第一筒部と前記第二筒部との接続部及び前記第二筒部の壁面部を貫通し前記処理空間に連通するように形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ照射装置。The gas supply path is formed so as to penetrate the connecting portion between the first tubular portion and the second tubular portion and the wall surface portion of the second tubular portion to communicate with the processing space. The laser irradiation device according to claim 1. 記排出部は前記基台に形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ照射装置。 The laser irradiation apparatus according to claim 1, the front Symbol discharge portion is formed on the base, it is characterized. 前記第二筒部は、先端に前記処理空間を区画するとともに前記レーザ光を透過可能な遮蔽板を備えている、ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ照射装置。 The laser irradiation device according to claim 1, wherein the second tubular portion is provided with a shield plate that partitions the processing space at a tip thereof and that can transmit the laser light. 前記遮蔽板は、前記反射ミラーと前記ガス供給路のガス供給口との間の位置に配置されており、前記ガス供給路は、前記遮蔽板の表面に前記不活性ガスを噴き付けるように構成されている、ことを特徴とする請求項5に記載のレーザ照射装置。 The shielding plate is arranged at a position between the reflection mirror and the gas supply port of the gas supply path, and the gas supply path is configured to spray the inert gas onto the surface of the shielding plate. The laser irradiation device according to claim 5, wherein 前記ガス供給路は、前記不活性ガスを前記反射ミラーの表面に噴き付けるように構成されている、ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ照射装置。The laser irradiation apparatus according to claim 1, wherein the gas supply path is configured to spray the inert gas onto the surface of the reflection mirror.
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