JPH05133742A - Laser type surface roughness measuring device - Google Patents
Laser type surface roughness measuring deviceInfo
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- JPH05133742A JPH05133742A JP29697691A JP29697691A JPH05133742A JP H05133742 A JPH05133742 A JP H05133742A JP 29697691 A JP29697691 A JP 29697691A JP 29697691 A JP29697691 A JP 29697691A JP H05133742 A JPH05133742 A JP H05133742A
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、鋼材の表面粗度を自動
計測し、粗さが得られていない部位にその表面粗度の状
態を自動マーキングすることのできるレーザ式表面粗度
測定装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser type surface roughness measuring device capable of automatically measuring the surface roughness of a steel material and automatically marking the state of the surface roughness on a portion where the roughness is not obtained. It is about.
【0002】[0002]
【従来の技術】鋼材と被覆との密着性を向上させるた
め、塗装、塗覆装の素地調整要求範囲として鋼材の表面
粗度は重要である。鋼材の表面粗度の調整は、一般には
ブラスト処理により行われる。従って、ブラスト処理に
より付与されたアンカープロフィル(表面の凹凸形状)
がどの程度であるかを把握することも重要である。2. Description of the Related Art In order to improve the adhesion between a steel material and a coating, the surface roughness of the steel material is important as a required range for adjusting the base material for coating and coating. The surface roughness of the steel material is generally adjusted by blasting. Therefore, the anchor profile (concavo-convex shape on the surface) applied by blasting
It is also important to know how much is.
【0003】鋼材の表面粗度の計測方式としては、接触
式と非接触式とに大別することができる。接触式として
は例えば触針式やプレスオーフィルムがあり、また非接
触式としては例えば目視コンパレータやレーザを用いた
光波精密干渉測長機がある。この中、レーザを用いた非
接触式の光波精密干渉測長機は、光の波動的性質を利用
して表面粗さを検出するものであり、精度、信頼性とも
他の計測方式のものより優れていると言えるとともに、
更にレーザとして半導体レーザを用いれば、装置が小
形、軽量となり、制御性の点でも有利であるとされてい
る。ここで、レーザを用いた光波精密干渉測長機の原理
について簡単に説明すると、鋼材表面の微細構造(表面
粗さ)に光波を照射した場合に見られる回折縞を利用し
て表面粗さを計測する。回折縞はレーザの走査方向を鋼
材の圧延方向に対し直交方向とすることにより容易に抽
出することができる。回折像の強度分布は鋼材表面の微
細な構造に対応しており、この回折像の強度分布を検知
することにより、表面粗さの状態をモニターすることが
できる。The methods of measuring the surface roughness of steel materials can be broadly classified into contact type and non-contact type. The contact type includes, for example, a stylus type and a pres-au film, and the non-contact type includes, for example, a visual comparator and a light wave precision interferometer using a laser. Among these, the non-contact type optical wave precision interferometer using a laser detects surface roughness by utilizing the wave dynamics of light, and both accuracy and reliability are better than those of other measurement methods. It can be said that it is excellent,
Furthermore, if a semiconductor laser is used as the laser, the device becomes smaller and lighter, and it is also advantageous in terms of controllability. Here, a brief explanation will be given of the principle of the laser-based precision interferometric length measuring machine. measure. The diffraction fringes can be easily extracted by making the scanning direction of the laser orthogonal to the rolling direction of the steel material. The intensity distribution of the diffraction image corresponds to a fine structure on the surface of the steel material, and the state of surface roughness can be monitored by detecting the intensity distribution of the diffraction image.
【0004】そして、このようなレーザを用いた非接触
式のものや前述の接触式のいずれのものにおいても、計
測した表面粗度データをメモリに記憶したり、プリンタ
等によって紙片に拡大記録するようにしている。また、
メータに表面粗度Ra,Rz,Rmaxを直示できるよ
うにしたアナログ形の測定器も知られている。ここで、
表面粗度Raは中心線平均粗さ、Rzは十点平均粗さ、
Rmaxは最大高さを意味している(JIS B 06
01)。In both the non-contact type using the laser and the contact type described above, the measured surface roughness data is stored in a memory or enlarged and recorded on a piece of paper by a printer or the like. I am trying. Also,
There is also known an analog-type measuring device in which the surface roughness Ra, Rz, and Rmax can be directly indicated on the meter. here,
Surface roughness Ra is center line average roughness, Rz is ten-point average roughness,
Rmax means the maximum height (JIS B 06
01).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の表面粗度測定装
置は、前述のような種々の方式のものがあり、それぞれ
計測した表面粗度データをメモリに記憶したり、紙片に
拡大記録したり、メータに表面粗度Ra,Rz,Rma
xを直示するようにしているが、これらの表面粗度デー
タを計測対象物である鋼材表面に直接マーキングするも
のでないので、得られた表面粗度データ(例えば紙片に
拡大記録した線図)が鋼材のどの部位のものであるかを
直接目視によっては確認できず、表面粗度データと鋼材
との対応関係を知るのに熟練を要すという難点があっ
た。There are various types of conventional surface roughness measuring devices as described above, and the measured surface roughness data are stored in a memory or enlarged and recorded on a piece of paper. , Surface roughness Ra, Rz, Rma on the meter
Although x is indicated directly, these surface roughness data are not used to directly mark the surface of the steel material to be measured, so the obtained surface roughness data (for example, a line diagram enlarged and recorded on a piece of paper) It was not possible to directly check which part of the steel material was visually observed, and there was a problem that it required skill to know the correspondence between the surface roughness data and the steel material.
【0006】本発明は以上の点に鑑み、鋼材の表面粗度
を自動計測し、粗さが得られていない部位にその表面粗
度の状態を自動マーキングすることのできるレーザ式表
面粗度測定装置を得ることを目的とする。In view of the above points, the present invention is a laser type surface roughness measurement capable of automatically measuring the surface roughness of a steel material and automatically marking the state of the surface roughness on a portion where roughness is not obtained. The purpose is to obtain the device.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ式表
面粗度測定装置は、鋼材表面にマーキング可能な出力を
得られる半導体レーザ発振器、投光レンズ、及び該半導
体レーザ発振器から出射されるレーザ光を走査するため
のミラーを有する投光部と、前記半導体レーザ発振器を
設定値に基づき駆動制御するとともに、レーザ出力時に
レーザ出力状態信号を出力するレーザパワー駆動制御手
段と、前記レーザパワー駆動制御手段からレーザ出力状
態信号の入力があると前記ミラーを駆動制御してレーザ
光を走査するミラー駆動制御手段と、前記投光部から鋼
材表面に出射された低出力の走査レーザ光の反射光を受
光する受光部と、前記受光部の前面に配置され、前記投
光部から鋼材表面に出射された高出力のレーザ光の反射
光を遮光するシャッタと、前記受光部にて受けた反射光
より鋼材表面の粗度を測定する鋼材表面粗度測定手段
と、前記鋼材表面粗度測定手段にて測定された鋼材表面
粗度と基準値との差を求め、求めた差の値を出力する減
算器と、前記減算器にて求めた差の値が入力すると、予
めメモリに記憶されている基準値との差と時間との関係
データに基づき、前記減算器で求めた差に対応する時間
を算出し、得られた時間の信号と、前記レーザ光のパワ
ーが前記鋼材表面にマーキングできるパワーとなるよう
なレーザパワー増大信号を出力するマーキングパワー制
御手段と、前記マーキングパワー制御手段からの時間信
号とレーザパワー増大信号に基づき、前記レーザパワー
駆動制御手段に設定されるレーザパワーを、表面粗度測
定用レーザパワーから所定時間マーキングパワーに切換
えさせる切換器とを設けたものである。A laser type surface roughness measuring apparatus according to the present invention is a semiconductor laser oscillator capable of obtaining an output capable of marking a surface of a steel material, a light projecting lens, and a laser emitted from the semiconductor laser oscillator. A light projecting unit having a mirror for scanning light, a laser power drive control unit that drives and controls the semiconductor laser oscillator based on a set value, and outputs a laser output state signal at the time of laser output, and the laser power drive control. When a laser output state signal is input from the means, mirror drive control means for driving and controlling the mirror to scan the laser light, and reflected light of the low output scanning laser light emitted from the light projecting portion to the steel surface. A light-receiving part for receiving light and a shield arranged on the front surface of the light-receiving part for blocking the reflected light of the high-power laser light emitted from the light-projecting part to the steel surface. Of the steel material surface roughness measuring means for measuring the roughness of the steel material surface from the reflected light received by the light receiving part, and the steel material surface roughness and the reference value measured by the steel material surface roughness measuring means. When the difference is calculated and the subtractor that outputs the calculated difference is input, and the difference calculated by the subtracter is input, based on the relationship data between the difference between the reference value and the time stored in the memory in advance. , A marking power for calculating a time corresponding to the difference obtained by the subtractor and outputting a signal of the obtained time and a laser power increase signal such that the power of the laser light becomes a power capable of marking the surface of the steel material Based on the time signal and the laser power increase signal from the control means and the marking power control means, the laser power set in the laser power drive control means is changed from the surface roughness measuring laser power to a predetermined time mark. It is provided with a and switcher to switch to Gupawa.
【0008】[0008]
【作用】本発明においては、投光部から計測対象物であ
る鋼材の表面に向け低出力のレーザ光が出射されて鋼材
圧延方向と直交方向に走査されると、鋼材表面にレーザ
光による回折像が現れる。受光部は鋼材表面からの反射
光である回折像の光波を捉え、鋼材表面粗度測定手段に
対し出力する。鋼材表面粗度測定手段では受光部で受光
した回折像の強度分布を検知し、その分布状態を高速で
処理することにより鋼材表面の粗度を測定し、測定結果
を減算器に対し出力する。減算器は、鋼材表面粗度測定
手段にて測定された鋼材表面粗度と基準値との差を求
め、求めた差の値をマーキングパワー制御手段に対し出
力する。マーキングパワー制御手段は、減算器にて求め
た差の値が入力すると、予めメモリに記憶されている基
準値との差と時間との関係データに基づき、前記減算器
で求めた差に対応する時間を算出し、得られた時間の信
号と、レーザ光のパワーが鋼材表面にマーキングできる
パワーとなるようなレーザパワー増大信号を切換器に対
し出力する。切換器は、マーキングパワー制御手段から
の時間信号とレーザパワー増大信号に基づき、レーザパ
ワー駆動制御手段に設定されるレーザパワーを、表面粗
度測定用レーザパワーから所定時間マーキングパワーに
切換えさせる。レーザパワー駆動制御手段は、切換器か
らレーザパワー増大信号が入力している間、レーザパワ
ーがマーキングパワーとなるように半導体レーザ発振器
の電流を制御して出力を上げ、パワーアップしたレーザ
光により鋼材表面にマーキングする。In the present invention, when a low-power laser beam is emitted from the light projecting portion toward the surface of the steel material to be measured and scanned in the direction orthogonal to the rolling direction of the steel material, the surface of the steel material is diffracted by the laser light. The image appears. The light receiving section captures the light wave of the diffraction image which is the reflected light from the steel material surface and outputs it to the steel material surface roughness measuring means. The steel material surface roughness measuring means detects the intensity distribution of the diffraction image received by the light receiving portion, processes the distribution state at high speed to measure the roughness of the steel material surface, and outputs the measurement result to the subtractor. The subtractor obtains the difference between the steel material surface roughness measured by the steel material surface roughness measuring means and the reference value, and outputs the obtained difference value to the marking power control means. When the difference value obtained by the subtractor is input, the marking power control means responds to the difference obtained by the subtracter based on the relational data of the difference between the reference value and the time stored in advance in the memory. The time is calculated, and the signal of the obtained time and the laser power increase signal such that the power of the laser light becomes the power capable of marking the surface of the steel material are output to the switch. The switcher switches the laser power set in the laser power drive control means from the surface roughness measuring laser power to the marking power for a predetermined time based on the time signal and the laser power increase signal from the marking power control means. The laser power drive control means controls the current of the semiconductor laser oscillator to increase the output so that the laser power becomes the marking power while the laser power increase signal is being input from the switcher, and the steel material is increased by the laser light that has been powered up. Mark the surface.
【0009】[0009]
【実施例】以下、図示実施例により本発明を説明する。The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.
【0010】図1は本発明の一実施例に係るレーザ式表
面粗度測定装置の制御部の構成を示すブロック図、図2
はその外観を示す斜視図、図3はその動作を説明するた
めの説明図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control unit of a laser type surface roughness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG.
Is a perspective view showing its appearance, and FIG. 3 is an explanatory view for explaining its operation.
【0011】図2において、1は平行レール2a,2b
上をY軸方向に移動可能な門型の作業台車であり、その
一端面側には、門型両脚部1a,1bから水平梁部1c
の全域に亘り案内溝1dが設けられている。3は案内溝
1d内を転動可能なローラ4に片持ち状態に軸支された
測定装置本体で、レーザ光の投光部5と受光部6とから
成り、本体3そのものは平行レール(Y軸)に対して直
交部であるX軸,Z軸と、姿勢部であるA軸,B軸,C
軸の5軸の自由度を持っている。7は平行レール2a,
2b間にて置台8上に載置された計測対象物である鋼材
である。従って、本体3は作業台車によりY軸方向に移
動可能でかつそれ自体の持つ5軸の自由度により鋼材7
の形状に沿ってその周りを移動できるようになってい
る。なお、各軸とも駆動用モータを有し、駆動用モータ
はNC装置により制御されるようになっているが、その
制御手法については従来より周知の手法により制御可能
であるので、その説明は省略する。In FIG. 2, reference numeral 1 denotes parallel rails 2a and 2b.
This is a gate-type work cart that can move upward in the Y-axis direction. On one end face side thereof, the gate-shaped legs 1a and 1b to the horizontal beam portion 1c are provided.
A guide groove 1d is provided over the entire area. Reference numeral 3 denotes a measuring device main body supported in a cantilever state by a roller 4 capable of rolling in the guide groove 1d, and comprises a laser light projecting section 5 and a light receiving section 6, and the main body 3 itself is a parallel rail (Y. X-axis and Z-axis which are orthogonal parts to the (axis) and A-axis, B-axis and C which are attitude parts
It has five axes of freedom. 7 is a parallel rail 2a,
It is a steel material that is a measurement target placed on the stand 8 between 2b. Therefore, the main body 3 can be moved in the Y-axis direction by the work carriage, and the steel material 7 can be moved by its own 5-axis freedom.
You can move around it according to its shape. Each axis has a drive motor, and the drive motor is controlled by the NC device. However, the control method can be controlled by a method known in the related art, and therefore the description thereof is omitted. To do.
【0012】投光部5には、鋼材7の表面にマーキング
可能な出力を得られる半導体レーザ発振器と、投光レン
ズと、半導体レーザ発振器から出射されるレーザ光を走
査するためのミラーとが内蔵され(いずれも図示せ
ず)、Y軸を含む6軸にて本体3の鋼材7に対する位置
決めがなされると、その位置にて対向する鋼材表面を所
定範囲内でレーザ光によりスキャニングできるようにな
っている。The light projecting section 5 has a built-in semiconductor laser oscillator capable of obtaining an output capable of marking the surface of the steel material 7, a light projecting lens, and a mirror for scanning the laser light emitted from the semiconductor laser oscillator. When the main body 3 is positioned with respect to the steel material 7 by the six axes including the Y axis (not shown), the surface of the steel material facing at that position can be scanned with laser light within a predetermined range. ing.
【0013】受光部6の前面には投光部5から鋼材表面
に出射された高出力のレーザ光の反射光を遮光するため
のシャッタ9が設置され、高出力のレーザ光の反射によ
り内部の素子が影響を受けるのを防止できるようになっ
ている。従って、受光部6は、投光部5から鋼材表面に
出射された低出力の走査レーザ光の反射光のみを受光す
る。A shutter 9 for blocking the reflected light of the high-power laser light emitted from the light-projecting portion 5 to the surface of the steel material is installed on the front surface of the light-receiving portion 6, and the inside of the shutter 9 is reflected by the high-output laser light. The element can be prevented from being affected. Therefore, the light receiving unit 6 receives only the reflected light of the low output scanning laser light emitted from the light projecting unit 5 to the surface of the steel material.
【0014】次に、本実施例装置の制御部の構成を図1
のブロック図に基づき説明すると、10は投光部5内の
半導体レーザを制御するレーザパワー駆動制御手段であ
り、半導体レーザを設定値に基づき制御するとともに、
レーザ出力時にレーザ出力状態信号を出力するレーザパ
ワー制御部11と、レーザパワー制御部11にて設定さ
れたレーザパワーの値と受光部6からのフィードバック
信号に基づき半導体レーザの電流制御を行うレーザ駆動
部12とから構成されている。Next, the configuration of the control unit of the apparatus of this embodiment is shown in FIG.
10 is a laser power drive control means for controlling the semiconductor laser in the light projecting unit 5, which controls the semiconductor laser based on the set value.
A laser power control unit 11 that outputs a laser output state signal at the time of laser output, and a laser drive that controls the current of the semiconductor laser based on the value of the laser power set by the laser power control unit 11 and the feedback signal from the light receiving unit 6. And a part 12.
【0015】13は投光部5内のミラーを制御してレー
ザ光をスキャニングするミラー駆動制御手段であり、レ
ーザパワー制御部11からレーザ出力状態信号の入力が
あるとミラーを所定範囲内で揺動させるための揺動信号
を出力するとともに、レーザパワー制御部11からレー
ザ出力状態信号の入力がなくなるとミラーを次の走査線
開始位置で停止させるための停止信号を出力し、ミラー
が次の走査線開始位置で停止するとレーザパワー制御部
11に対しスタンバイ信号を出力するミラー制御部14
と、ミラー制御部14からの揺動信号または停止信号に
基づきミラー駆動用モータ(図示せず)を駆動させるミ
ラー駆動部15とから構成されている。16は鋼材表面
粗度測定手段であり、受光部6にて受けた反射光すなわ
ち回折像の強度分布を検知することによって鋼材7の表
面粗さを測定して、測定結果を出力するとともに、メモ
リ17に記憶するものである。Numeral 13 is a mirror drive control means for controlling the mirror in the light projecting section 5 to scan the laser light, and when the laser power control section 11 inputs a laser output state signal, the mirror is shaken within a predetermined range. In addition to outputting a swing signal for moving, when the laser power control unit 11 does not input a laser output state signal, a stop signal for stopping the mirror at the next scanning line start position is output, and the mirror outputs the next signal. A mirror control unit 14 that outputs a standby signal to the laser power control unit 11 when stopped at the scanning line start position
And a mirror drive unit 15 that drives a mirror drive motor (not shown) based on a swing signal or a stop signal from the mirror control unit 14. Reference numeral 16 denotes a steel material surface roughness measuring means, which measures the surface roughness of the steel material 7 by detecting the intensity distribution of the reflected light received by the light receiving portion 6, that is, the diffraction image, outputs the measurement result, and stores it in the memory. It is stored in 17.
【0016】18は減算器であり、鋼材表面粗度測定手
段16にて測定された鋼材表面粗度と基準値との差を求
め、求めた差の値を出力するものである。Reference numeral 18 denotes a subtracter, which calculates the difference between the steel material surface roughness measured by the steel material surface roughness measuring means 16 and the reference value, and outputs the calculated difference value.
【0017】19はマーキングパワー制御手段であり、
減算器18にて求めた差の値が入力すると、予めメモリ
20に記憶されている基準値との差と時間との関係デー
タに基づき、減算器18で求めた差に対応する時間を算
出し、得られた時間の信号と、レーザ光のパワーが鋼材
表面にマーキングできるパワーとなるようなレーザパワ
ー増大信号を出力するものである。Reference numeral 19 is a marking power control means,
When the value of the difference obtained by the subtracter 18 is input, the time corresponding to the difference obtained by the subtracter 18 is calculated based on the relational data of the difference between the reference value and the time stored in the memory 20 in advance. The signal of the obtained time and the laser power increase signal such that the power of the laser light becomes the power capable of marking the surface of the steel material are output.
【0018】21はシャッタ駆動部であり、マーキング
パワー制御手段19からレーザパワー増大信号の出力が
あったことを知らせる信号の入力があった場合に、シャ
ッタ9を駆動して受光部6を遮光するものである。Reference numeral 21 denotes a shutter drive unit, which drives the shutter 9 to shield the light receiving unit 6 from light when a signal for notifying that the laser power increase signal has been output from the marking power control unit 19. It is a thing.
【0019】22は表面粗度測定用レーザパワー設定手
段であり、半導体レーザのパワーを表面粗度測定用レー
ザパワーとなるようレーザパワー制御部11に設定させ
るものである。Reference numeral 22 denotes a surface roughness measuring laser power setting means, which causes the laser power controller 11 to set the power of the semiconductor laser to the surface roughness measuring laser power.
【0020】23は切換器であり、マーキングパワー制
御手段19からの時間信号とレーザパワー増大信号に基
づき、レーザパワー制御部11に設定されるレーザパワ
ーを、表面粗度測定用レーザパワーから所定時間マーキ
ングパワーに切換えさせるものである。Reference numeral 23 denotes a switch, which sets the laser power set in the laser power control unit 11 based on the time signal from the marking power control means 19 and the laser power increase signal from the surface roughness measuring laser power for a predetermined time. It switches to marking power.
【0021】次に、前述の構成を有する本実施例装置の
動作について図1及び図2に基づき図3をも参照しなが
ら説明する。この場合、本体3は各軸(Y軸,X軸,Z
軸,A軸,B軸,C軸)がNC装置により制御されて鋼
材7の所定の表面に対向配置され、停止状態つまりスキ
ャニング可能状態にあるとする。また、レーザ光の走査
の幅及び行間隔は任意に設定可能であるが、この実施例
では走査の幅は200mm、行間隔は2〜3mmであ
り、受光部6は走査の幅200mm及び行数n(例えば
70行)が視野内に入る視野角を有しているものとす
る。Next, the operation of the apparatus of this embodiment having the above-mentioned structure will be described based on FIGS. 1 and 2 and also with reference to FIG. In this case, the main body 3 has each axis (Y axis, X axis, Z
It is assumed that the shafts, the A-axis, the B-axis, and the C-axis) are controlled by the NC device so as to be opposed to a predetermined surface of the steel material 7 and are in a stopped state, that is, a scanning enabled state. Further, although the scanning width and the line interval of the laser light can be set arbitrarily, the scanning width is 200 mm and the line interval is 2 to 3 mm in this embodiment, and the light receiving unit 6 has the scanning width of 200 mm and the number of lines. It is assumed that n (for example, 70 rows) has a viewing angle within the field of view.
【0022】まず、投光部5から鋼材7の計測すべき表
面に向け低出力のレーザ光が出射され、ミラー駆動制御
手段13によりミラーが所定範囲内で揺動されて鋼材圧
延方向と直交方向に図3に示す第1行目のレーザ光の走
査aが開始されると、鋼材表面にレーザ光による回折像
が現れる。First, a low-power laser beam is emitted from the light projecting portion 5 toward the surface of the steel material 7 to be measured, and the mirror drive control means 13 causes the mirror to swing within a predetermined range so as to be orthogonal to the steel material rolling direction. When the scanning a of the laser beam in the first row shown in FIG. 3 is started, a diffraction image by the laser beam appears on the surface of the steel material.
【0023】受光部6は鋼材表面からの反射光である回
折像の光波を捉え、鋼材表面粗度測定手段16に対し出
力する。The light receiving section 6 captures the light wave of the diffraction image which is the reflected light from the steel material surface and outputs it to the steel material surface roughness measuring means 16.
【0024】鋼材表面粗度測定手段16では受光部6で
受光した第1行目の走査aによる回折像の強度分布を検
知し、その分布状態を高速で処理することにより鋼材表
面の粗度を測定し、測定結果を減算器18に対し出力す
る。The steel material surface roughness measuring means 16 detects the intensity distribution of the diffraction image by the scanning a in the first row received by the light receiving portion 6, and processes the distribution state at high speed to determine the surface roughness of the steel material. The measurement is performed and the measurement result is output to the subtractor 18.
【0025】減算器18は鋼材表面粗度測定手段16が
測定した鋼材表面粗度と基準値との差を求め、求めた差
の値をマーキングパワー制御手段19に対し出力する。The subtractor 18 obtains the difference between the steel material surface roughness measured by the steel material surface roughness measuring means 16 and the reference value, and outputs the obtained difference value to the marking power control means 19.
【0026】マーキングパワー制御手段19では、減算
器18から差の値が入力すると、メモリ20から読み込
んだ基準値との差と時間との関係データに基づいて減算
器18からの差の値が、例えば粗さ基準値との差を小,
中,大の3段階に分けたどの範囲内にあるかを算出し、
小,中,大に対応する時間tを抽出し、得られた時間t
の信号と、レーザ光のパワーが鋼材表面にマーキングで
きるパワーとなるようなレーザパワー増大信号を切換器
23に対し出力するとともに、シャッタ駆動部21にレ
ーザパワー増大信号の出力があったことを知らせ、シャ
ッタ9を閉じさせる。この場合、差が小であり、対応す
る時間tがt1であるとする。In the marking power control means 19, when the difference value is input from the subtractor 18, the difference value from the subtractor 18 is calculated based on the relationship data between the reference value read from the memory 20 and time. For example, the difference from the roughness reference value is small,
Calculate which range is divided into three levels, medium and large,
The time t corresponding to small, medium, and large is extracted, and the obtained time t
And a laser power increase signal for making the power of the laser light a power for marking the surface of the steel material to the switching unit 23, and notifying the shutter drive unit 21 of the output of the laser power increase signal. , The shutter 9 is closed. In this case, it is assumed that the difference is small and the corresponding time t is t1.
【0027】切換器23はマーキングパワー制御手段1
9からの時間信号t1とレーザパワー増大信号に基づ
き、レーザパワー駆動制御手段10に設定されるレーザ
パワーを、表面粗度測定用レーザパワーから時間t1の
間マーキングパワーに切換えさせる。The switch 23 is the marking power control means 1
Based on the time signal t1 from 9 and the laser power increase signal, the laser power set in the laser power drive control means 10 is switched from the surface roughness measuring laser power to the marking power for the time t1.
【0028】レーザパワー駆動制御手段10では、切換
器23からレーザパワー増大信号が入力している間、レ
ーザパワーがマーキングパワーとなるように半導体レー
ザ発振器の電流を制御して出力を上げ、第2行目のレー
ザ光の走査bの開始点より時間t1の間、パワーアップ
したレーザ光により鋼材表面にマーキングし、時間t1
が経過すると、ミラー制御部14からスタンバイ信号の
入力があるまで半導体レーザ発振器の出力を停止させ、
スタンバイ信号の入力があるとレーザパワーの設定値を
マーキングパワーから表面粗度測定用レーザパワーとな
るように半導体レーザ発振器の電流を制御して出力を下
げる。In the laser power drive control means 10, while the laser power increase signal is being input from the switch 23, the current of the semiconductor laser oscillator is controlled so that the laser power becomes the marking power, and the output is increased. During the time t1 from the start point of the scanning b of the laser light on the line, the surface of the steel material is marked by the laser light that has been powered up, and the time t1 is reached.
When is passed, the output of the semiconductor laser oscillator is stopped until the standby signal is input from the mirror control unit 14,
When a standby signal is input, the current of the semiconductor laser oscillator is controlled so that the set value of the laser power is changed from the marking power to the laser power for measuring surface roughness, and the output is lowered.
【0029】このマーキングパワー切換時の半導体レー
ザ発振器の出力停止中、レーザパワー駆動制御手段10
からミラー駆動制御手段13へのレーザ出力状態信号の
出力が停止するので、ミラー制御部14はミラー駆動部
15に対しミラーを次の走査線開始位置で停止させるよ
う指令する。すると、ミラー駆動部15はミラーの角度
をレーザ光による第3行目の走査cの開始点に設定す
る。そして、レーザパワーがマーキングパワーから表面
粗度測定用レーザパワーに切換えられて、レーザパワー
駆動制御手段10からミラー駆動制御手段13に対し再
びレーザ出力状態信号の出力があると、ミラー駆動制御
手段13は第3行目のレーザ光の走査cを開始する。During the stop of the output of the semiconductor laser oscillator at the time of switching the marking power, the laser power drive control means 10
Since the output of the laser output state signal from the mirror drive control means 13 to the mirror drive control means 13 is stopped, the mirror control part 14 instructs the mirror drive part 15 to stop the mirror at the next scanning line start position. Then, the mirror driving unit 15 sets the angle of the mirror to the starting point of the scanning c on the third row by the laser light. When the laser power is switched from the marking power to the surface roughness measuring laser power and the laser power drive control means 10 outputs the laser output state signal again to the mirror drive control means 13, the mirror drive control means 13 is output. Starts scanning c of the laser beam on the third row.
【0030】以上の動作が繰り返され、粗さが足りない
場合には、表面粗度測定用レーザパワーによる走査と、
マーキングパワーによる走査が1行置きに繰り返され、
鋼材表面に基準値との差に対応するマーキングが施され
る。そして、最終行n(70行)までの走査が終了する
と、本体3は各軸(Y軸,X軸,Z軸,A軸,B軸,C
軸)を駆動して、鋼材7の次の表面粗度測定部位まで本
体3を移動させ、前述と同様の動作を繰り返させる。When the above operation is repeated and the roughness is insufficient, scanning with the laser power for surface roughness measurement,
Scanning with marking power is repeated every other line,
Marking corresponding to the difference from the standard value is applied to the steel surface. Then, when the scanning up to the final row n (70th row) is completed, the main body 3 moves to each axis (Y axis, X axis, Z axis, A axis, B axis, C).
The shaft 3) is driven to move the main body 3 to the next surface roughness measuring portion of the steel material 7, and the same operation as described above is repeated.
【0031】このように本実施例のレーザ式表面粗度測
定装置は、レーザ光の走査により表面粗度測定とマーキ
ングとが連続的に行われるので、表面粗度測定及びマー
キングに時間を要せず、かつ表面粗度測定及びマーキン
グが終了した鋼材7はその表面粗度の状態を直接目視に
よって確認することができ、表面粗度と鋼材7との対応
関係を容易に把握することができる。As described above, in the laser type surface roughness measuring apparatus of this embodiment, since the surface roughness measurement and the marking are continuously performed by the scanning of the laser beam, it takes time to measure the surface roughness and the marking. The steel material 7 which has not been subjected to the surface roughness measurement and marking can be directly visually inspected for its surface roughness state, and the correspondence between the surface roughness and the steel material 7 can be easily grasped.
【0032】図4は本発明の他の実施例に係るレーザ式
表面粗度測定装置の制御部の構成を示すブロック図であ
る。この実施例のものは、マーキングパワー制御手段1
9はレーザパワー増大信号を出力する際に、ミラー制御
部14に対しレーザパワー増大信号の出力があったこと
を時間tの信号によって知らせるようにするとともに、
ミラー制御部14はマーキングパワー制御手段19から
レーザパワー増大信号の出力があったことが時間tの信
号によって知らせられると、予めメモリ24に記憶され
ている時間tの信号に対応する文字データを読み、読み
込んだ文字をレーザ光による鋼材表面粗度測定のための
走査線の次の行にマーキングするようにした点が前述し
た実施例のものと異なっている。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the control unit of a laser type surface roughness measuring apparatus according to another embodiment of the present invention. The marking power control means 1 is used in this embodiment.
When outputting the laser power increase signal, 9 notifies the mirror control unit 14 of the output of the laser power increase signal by a signal at time t, and
When the marking power control unit 19 notifies the mirror control unit 14 of the output of the laser power increase signal by the signal at time t, the mirror control unit 14 reads the character data corresponding to the signal at time t stored in the memory 24 in advance. The read character is different from that of the above-described embodiment in that the read character is marked on the next line of the scanning line for measuring the surface roughness of the steel material by laser light.
【0033】この実施例においては、鋼材表面粗度の状
態が文字により確認できるので、表面粗度と鋼材7との
対応関係を更に容易に把握することができる。In this embodiment, since the state of the surface roughness of the steel material can be confirmed by characters, the correspondence between the surface roughness and the steel material 7 can be more easily grasped.
【0034】なお、前述した各実施例では、レーザパワ
ーを半導体レーザ発振器の電流制御によりのみ制御する
ようにしたものを示したが、これに更に自動フォーカス
装置を付加して、投光レンズによるレーザ光の自動焦点
距離調整を行なわせるようにしてもよく、このようにす
ればレーザパワーの安定性、精度、及び信頼性を更に高
めることができる。In each of the above-mentioned embodiments, the laser power is controlled only by the current control of the semiconductor laser oscillator. However, an automatic focusing device is further added to the laser power, and the laser by the projection lens is added. The automatic focal length adjustment of light may be performed, which can further improve the stability, accuracy, and reliability of the laser power.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、レ
ーザ光の走査により表面粗度測定とマーキングとを連続
的に行うようにしたので、表面粗度測定及びマーキング
に時間を要せず、かつ表面粗度測定及びマーキングが終
了した鋼材の表面粗度の状態を直接目視によって確認す
ることができ、表面粗度と鋼材との対応関係を容易に把
握することができるという効果がある。As described above, according to the present invention, the surface roughness measurement and the marking are continuously performed by the scanning of the laser beam, so that it takes time to measure the surface roughness and the marking. In addition, there is an effect that the state of the surface roughness of the steel material for which the surface roughness measurement and marking have been completed can be directly visually confirmed, and the correspondence relationship between the surface roughness and the steel material can be easily grasped. ..
【図1】本発明の一実施例装置の制御部の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit of an apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例装置の外観を示す斜視図であ
る。FIG. 2 is a perspective view showing the external appearance of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施例装置の動作を説明するための
説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the operation of the apparatus according to the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の他の実施例装置の制御部の構成を示す
ブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control unit of an apparatus according to another embodiment of the present invention.
5 投光部 6 受光部 7 鋼材 9 シャッタ 10 レーザパワー駆動制御手段 13 ミラー駆動制御手段 16 鋼材表面粗度測定手段 18 減算器 19 マーキングパワー制御手段 20 メモリ 23 切換器 5 Light emitting unit 6 Light receiving unit 7 Steel material 9 Shutter 10 Laser power drive control means 13 Mirror drive control means 16 Steel material surface roughness measuring means 18 Subtractor 19 Marking power control means 20 Memory 23 Switching device
フロントページの続き (72)発明者 中村 進 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内Front Page Continuation (72) Inventor Susumu Nakamura 1-2 1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Steel Pipe Co., Ltd.
Claims (1)
れる半導体レーザ発振器、投光レンズ、及び該半導体レ
ーザ発振器から出射されるレーザ光を走査するためのミ
ラーを有する投光部と、 前記半導体レーザ発振器を設定値に基づき駆動制御する
とともに、レーザ出力時にレーザ出力状態信号を出力す
るレーザパワー駆動制御手段と、 前記レーザパワー駆動制御手段からレーザ出力状態信号
の入力があると前記ミラーを駆動制御してレーザ光を走
査するミラー駆動制御手段と、 前記投光部から鋼材表面に出射された低出力の走査レー
ザ光の反射光を受光する受光部と、 前記受光部の前面に配置され、前記投光部から鋼材表面
に出射された高出力のレーザ光の反射光を遮光するシャ
ッタと、 前記受光部にて受けた反射光より鋼材表面の粗度を測定
する鋼材表面粗度測定手段と、 前記鋼材表面粗度測定手段にて測定された鋼材表面粗度
と基準値との差を求め、求めた差の値を出力する減算器
と、 前記減算器にて求めた差の値が入力すると、予めメモリ
に記憶されている基準値との差と時間との関係データに
基づき、前記減算器で求めた差に対応する時間を算出
し、得られた時間の信号と、前記レーザ光のパワーが前
記鋼材表面にマーキングできるパワーとなるようなレー
ザパワー増大信号を出力するマーキングパワー制御手段
と、 前記マーキングパワー制御手段からの時間信号とレーザ
パワー増大信号に基づき、前記レーザパワー駆動制御手
段に設定されるレーザパワーを、表面粗度測定用レーザ
パワーから所定時間マーキングパワーに切換えさせる切
換器とを設けたことを特徴とするレーザ式表面粗度測定
装置。1. A semiconductor laser oscillator capable of obtaining an output capable of marking on the surface of a steel material, a light projecting lens, and a light projecting section having a mirror for scanning laser light emitted from the semiconductor laser oscillator, and the semiconductor laser. The oscillator is driven and controlled based on a set value, and a laser power drive control unit that outputs a laser output state signal at the time of laser output, and a laser output state signal input from the laser power drive control unit, drive controls the mirror. Drive control means for scanning the laser light by a laser beam, a light receiving portion for receiving the reflected light of the low-power scanning laser light emitted from the light emitting portion to the surface of the steel material, and a light receiving portion arranged in front of the light receiving portion. A shutter that blocks the reflected light of the high-power laser light emitted from the light section to the steel surface, and the roughness of the steel surface from the reflected light received by the light receiving section. A steel material surface roughness measuring means for measuring, a subtractor for obtaining a difference between the steel material surface roughness measured by the steel material surface roughness measuring means and a reference value, and outputting a value of the obtained difference, the subtractor When the value of the difference obtained in step 1 is input, the time corresponding to the difference obtained by the subtractor is calculated and obtained based on the relationship data between the time difference and the reference value stored in the memory in advance. A time signal and marking power control means for outputting a laser power increase signal such that the power of the laser light becomes a power capable of marking the surface of the steel material, and a time signal and a laser power increase signal from the marking power control means. Based on the above, there is provided a switching device for switching the laser power set in the laser power drive control means from the surface roughness measuring laser power to the marking power for a predetermined time. Laser type surface roughness measuring device for.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29697691A JPH05133742A (en) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Laser type surface roughness measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29697691A JPH05133742A (en) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Laser type surface roughness measuring device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05133742A true JPH05133742A (en) | 1993-05-28 |
Family
ID=17840641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29697691A Pending JPH05133742A (en) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Laser type surface roughness measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05133742A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180056713A (en) | 2016-07-19 | 2018-05-29 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | Shape measuring device and shape measuring method |
KR102292393B1 (en) * | 2020-02-17 | 2021-08-23 | 엘지전자 주식회사 | Compressor and Chiller system having the same |
-
1991
- 1991-11-13 JP JP29697691A patent/JPH05133742A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180056713A (en) | 2016-07-19 | 2018-05-29 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | Shape measuring device and shape measuring method |
US10527410B2 (en) | 2016-07-19 | 2020-01-07 | Nippon Steel Corporation | Shape measurement apparatus and shape measurement method |
KR102292393B1 (en) * | 2020-02-17 | 2021-08-23 | 엘지전자 주식회사 | Compressor and Chiller system having the same |
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