JPH06122087A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
- Publication number
- JPH06122087A JPH06122087A JP4300571A JP30057192A JPH06122087A JP H06122087 A JPH06122087 A JP H06122087A JP 4300571 A JP4300571 A JP 4300571A JP 30057192 A JP30057192 A JP 30057192A JP H06122087 A JPH06122087 A JP H06122087A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- machining
- machined
- laser beam
- subject
- laser processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 円柱状被加工物の軸線方向の全長にわたる高
精度な加工が可能なようにレーザ加工装置を改良する。 【構成】 円柱状をなす被加工物の軸を回転自在に支持
しかつ回転駆動するための主軸ベッドと、被加工物の回
転軸線に沿って移動可能なテーブル上に被加工面に対し
て接離可能なように載置されたレーザ加工ヘッドと、被
加工面の位置を検出する位置センサとを有し、レーザ加
工ヘッドと被加工面との間隔が所定値となるように制御
しつつ被加工面に対して周方向及び軸方向に連続的にレ
ーザ加工を施すためのレーザ加工装置に於て、テスト加
工を行うための試供体を、被加工物の支持軸上に被加工
物に隣接配置し、試供体に対するテスト加工を本加工に
先立って行うことにより、レーザ加工ヘッドと被加工面
との適正間隔値を求め、この適正間隔値に基づいて本加
工時の定間隔制御を行うものとする。
精度な加工が可能なようにレーザ加工装置を改良する。 【構成】 円柱状をなす被加工物の軸を回転自在に支持
しかつ回転駆動するための主軸ベッドと、被加工物の回
転軸線に沿って移動可能なテーブル上に被加工面に対し
て接離可能なように載置されたレーザ加工ヘッドと、被
加工面の位置を検出する位置センサとを有し、レーザ加
工ヘッドと被加工面との間隔が所定値となるように制御
しつつ被加工面に対して周方向及び軸方向に連続的にレ
ーザ加工を施すためのレーザ加工装置に於て、テスト加
工を行うための試供体を、被加工物の支持軸上に被加工
物に隣接配置し、試供体に対するテスト加工を本加工に
先立って行うことにより、レーザ加工ヘッドと被加工面
との適正間隔値を求め、この適正間隔値に基づいて本加
工時の定間隔制御を行うものとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧延ロール等に用いる
ための円筒状回転体の表面に、微細な凹凸や孔を形成す
るためのレーザ加工装置に関するものである。
ための円筒状回転体の表面に、微細な凹凸や孔を形成す
るためのレーザ加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光束により、円筒体の表面に微細
な凹凸を形成したり、微細な孔を穿ったりする技術が、
既に実用化されている（特開平２−１１２８５号公報、
特開昭５５−９４７９０号公報など参照）。このような
レーザ加工装置に於ける加工精度は、レーザ光の焦点距
離の精度に依存するので、集光レンズと被加工面との間
隔を、加工作業中は常に所定の範囲内に保つ必要があ
る。
な凹凸を形成したり、微細な孔を穿ったりする技術が、
既に実用化されている（特開平２−１１２８５号公報、
特開昭５５−９４７９０号公報など参照）。このような
レーザ加工装置に於ける加工精度は、レーザ光の焦点距
離の精度に依存するので、集光レンズと被加工面との間
隔を、加工作業中は常に所定の範囲内に保つ必要があ
る。
【０００３】集光レンズと被加工面との間隔を一定に保
つ手法としては、集光レンズを内蔵したレーザ加工ヘッ
ドに隣接する位置に例えば渦電流式の近接センサを設
け、このセンサの出力と予め定められた所定値とを比較
してレーザ加工ヘッドの位置をフィードバック制御する
ようにしたものが知られている。
つ手法としては、集光レンズを内蔵したレーザ加工ヘッ
ドに隣接する位置に例えば渦電流式の近接センサを設
け、このセンサの出力と予め定められた所定値とを比較
してレーザ加工ヘッドの位置をフィードバック制御する
ようにしたものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、加工ピッチ
や加工孔形状の変更や、集光レンズの交換によって適正
間隔値が変わることがあり、しかも渦電流式の近接セン
サの感度特性は一般に被加工物の材質によって変化する
ので、集光レンズと被加工面との間の適正間隔値を一概
に設定することはできない。そのため、加工精度の許容
値を幾分広くせざるを得なかったり、ロールの端部など
にテスト加工のための領域を設けたりせねばならず、ロ
ール全長に対して均一に加工を施すことができなかっ
た。
や加工孔形状の変更や、集光レンズの交換によって適正
間隔値が変わることがあり、しかも渦電流式の近接セン
サの感度特性は一般に被加工物の材質によって変化する
ので、集光レンズと被加工面との間の適正間隔値を一概
に設定することはできない。そのため、加工精度の許容
値を幾分広くせざるを得なかったり、ロールの端部など
にテスト加工のための領域を設けたりせねばならず、ロ
ール全長に対して均一に加工を施すことができなかっ
た。
【０００５】本発明は、このような従来技術の不都合を
解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、集
光レンズと被加工面との間の適正間隔値の設定をより一
層高精度に行うことが可能なように改良されたレーザ加
工装置を提供することにある。
解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、集
光レンズと被加工面との間の適正間隔値の設定をより一
層高精度に行うことが可能なように改良されたレーザ加
工装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、円柱状をなす被加工物の軸を回転自在に支
持しかつ回転駆動するための主軸ベッドと、被加工物の
回転軸線に沿って移動可能なテーブル上に被加工面に対
して接離可能なように載置されたレーザ加工ヘッドと、
被加工面の位置を検出する位置センサとを有し、レーザ
加工ヘッドと被加工面との間隔が所定値となるように制
御しつつ被加工面に対して周方向及び軸方向に連続的に
レーザ加工を施すためのレーザ加工装置に於て、テスト
加工を行うための試供体を、被加工物の支持軸上に被加
工物に隣接配置し、試供体に対するテスト加工を本加工
に先立って行うことにより、レーザ加工ヘッドと被加工
面との間隔の適正値を求め、この適正値に基づいて本加
工時の定間隔制御を行うものとすることによって達成さ
れる。
明によれば、円柱状をなす被加工物の軸を回転自在に支
持しかつ回転駆動するための主軸ベッドと、被加工物の
回転軸線に沿って移動可能なテーブル上に被加工面に対
して接離可能なように載置されたレーザ加工ヘッドと、
被加工面の位置を検出する位置センサとを有し、レーザ
加工ヘッドと被加工面との間隔が所定値となるように制
御しつつ被加工面に対して周方向及び軸方向に連続的に
レーザ加工を施すためのレーザ加工装置に於て、テスト
加工を行うための試供体を、被加工物の支持軸上に被加
工物に隣接配置し、試供体に対するテスト加工を本加工
に先立って行うことにより、レーザ加工ヘッドと被加工
面との間隔の適正値を求め、この適正値に基づいて本加
工時の定間隔制御を行うものとすることによって達成さ
れる。
【０００７】
【作用】このような構成によれば、本加工を行うロール
と等価の試供体にて事前にテスト加工が行えるので、よ
り一層正確な最適加工条件の設定が可能となる。
と等価の試供体にて事前にテスト加工が行えるので、よ
り一層正確な最適加工条件の設定が可能となる。
【０００８】
【実施例】以下に添付の図面に示された具体的な実施例
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
【０００９】図１は、本発明に基づき構成されたレーザ
加工装置を示している。この装置は旋盤と概ね同様な構
成を有しており、被加工物としてのロール１を回転自在
に支持しかつ回転駆動するための主軸ベッド２と、旋盤
の刃物台の送り装置に相当する移動テーブル３とからな
っており、主にロール表面１ａに微細な孔を等間隔をお
いて連続的に形成する加工が行えるようになっている。
加工装置を示している。この装置は旋盤と概ね同様な構
成を有しており、被加工物としてのロール１を回転自在
に支持しかつ回転駆動するための主軸ベッド２と、旋盤
の刃物台の送り装置に相当する移動テーブル３とからな
っており、主にロール表面１ａに微細な孔を等間隔をお
いて連続的に形成する加工が行えるようになっている。
【００１０】移動テーブル３は、床上に固定される固定
ベッド４と、固定ベッド４上にてロール１の回転軸に平
行な方向に横移動するＸ軸テーブル５と、Ｘ軸テーブル
５上にてロール１の回転軸に直交する方向に前後移動す
るＹ軸テーブル６とからなり、集光レンズを内蔵したレ
ーザ加工ヘッド７、ビームエキスパンダ８、及びレーザ
発振器９等をＹ軸テーブル６上に搭載している。そして
Ｘ軸テーブル５にてロール１の回転に同期してレーザ加
工ヘッド７の横送りピッチを自動制御し、Ｙ軸テーブル
６にてロール１とレーザ加工ヘッド７との間隔の初期位
置設定を行うようになっている。なお、主軸ベッド２並
びに移動テーブル３自体は、公知の工作機械の構造を流
用し得るものであり、また本発明の本質と直接関係しな
いので、その詳細な説明を割愛する。
ベッド４と、固定ベッド４上にてロール１の回転軸に平
行な方向に横移動するＸ軸テーブル５と、Ｘ軸テーブル
５上にてロール１の回転軸に直交する方向に前後移動す
るＹ軸テーブル６とからなり、集光レンズを内蔵したレ
ーザ加工ヘッド７、ビームエキスパンダ８、及びレーザ
発振器９等をＹ軸テーブル６上に搭載している。そして
Ｘ軸テーブル５にてロール１の回転に同期してレーザ加
工ヘッド７の横送りピッチを自動制御し、Ｙ軸テーブル
６にてロール１とレーザ加工ヘッド７との間隔の初期位
置設定を行うようになっている。なお、主軸ベッド２並
びに移動テーブル３自体は、公知の工作機械の構造を流
用し得るものであり、また本発明の本質と直接関係しな
いので、その詳細な説明を割愛する。
【００１１】Ｙ軸テーブル６上には、図２に併せて示す
ように、Ｙ軸テーブル６の移動方向と同一方向にサーボ
モータ１０にて駆動される追従テーブル１１が搭載され
ている。そしてこの追従テーブル１１上には、位置セン
サ１２がレーザ加工ヘッド７と共に搭載されている。
ように、Ｙ軸テーブル６の移動方向と同一方向にサーボ
モータ１０にて駆動される追従テーブル１１が搭載され
ている。そしてこの追従テーブル１１上には、位置セン
サ１２がレーザ加工ヘッド７と共に搭載されている。
【００１２】レーザ加工ヘッド７と位置センサ１２と
は、ロール１の回転軸と直交する共通の平面上にてそれ
ぞれのロール表面１ａとの対向面の中心が所定距離Ｌを
おいて隣接するように取付けられている。しかもロール
１の回転方向（図２に於ける矢印Ａ）について手前側に
位置センサ１２が置かれている。
は、ロール１の回転軸と直交する共通の平面上にてそれ
ぞれのロール表面１ａとの対向面の中心が所定距離Ｌを
おいて隣接するように取付けられている。しかもロール
１の回転方向（図２に於ける矢印Ａ）について手前側に
位置センサ１２が置かれている。
【００１３】位置センサ１２は、渦電流を利用した非接
触式電磁近接センサ等からなり、ロール表面１ａとの間
隔寸法に比例したアナログ出力を発する。このアナログ
出力は、Ａ／Ｄ変換ユニット１３にてディジタル出力に
変換され、位置決めユニット１４に入力される。位置決
めユニット１４に於ては、予め設定された所定の焦点距
離と位置センサ１２が検出した実際の間隔寸法との偏差
を演算し、必要な移動量をサーボドライバ１５へ出力す
る。この移動指令に応じてサーボモータ１０を駆動し、
追従テーブル１１にロール１の軸線に直交する向きの変
位を与えることにより、ロール表面１ａとレーザ加工ヘ
ッド７との間隔が規定値に保たれる。
触式電磁近接センサ等からなり、ロール表面１ａとの間
隔寸法に比例したアナログ出力を発する。このアナログ
出力は、Ａ／Ｄ変換ユニット１３にてディジタル出力に
変換され、位置決めユニット１４に入力される。位置決
めユニット１４に於ては、予め設定された所定の焦点距
離と位置センサ１２が検出した実際の間隔寸法との偏差
を演算し、必要な移動量をサーボドライバ１５へ出力す
る。この移動指令に応じてサーボモータ１０を駆動し、
追従テーブル１１にロール１の軸線に直交する向きの変
位を与えることにより、ロール表面１ａとレーザ加工ヘ
ッド７との間隔が規定値に保たれる。
【００１４】このようにして、本装置に於ては、ロール
１を所定の速度で回転させつつレーザスポットをパルス
的にロール表面１ａに照射することにより、所定のリー
ド角をもつ螺旋状の仮想線上に微細な孔を連続的に穿つ
加工が行われる。
１を所定の速度で回転させつつレーザスポットをパルス
的にロール表面１ａに照射することにより、所定のリー
ド角をもつ螺旋状の仮想線上に微細な孔を連続的に穿つ
加工が行われる。
【００１５】一方、ロール１の支持軸１６上に於けるロ
ール１に隣接する位置には、ロール１と等価のテストピ
ースドラム１７が取付けられている。このテストピース
ドラム１７は、好ましくはロール１と同一材質、同一肉
厚、同一直径であると良いが、要は位置センサ１２の感
度特性がロール１と等しくなるようなものであれば良
い。
ール１に隣接する位置には、ロール１と等価のテストピ
ースドラム１７が取付けられている。このテストピース
ドラム１７は、好ましくはロール１と同一材質、同一肉
厚、同一直径であると良いが、要は位置センサ１２の感
度特性がロール１と等しくなるようなものであれば良
い。
【００１６】さて、上記した加工を実施するに際して
は、レーザ光の焦点距離、即ちロール表面１ａとレーザ
加工ヘッド７との間の適正間隔値の設定が問題となる。
この適正値は、加工ピッチや加工孔形状の変更や、集光
レンズの交換によって変わることがあるので、これらの
加工仕様に合わせて変えねばならない。そこで本発明に
於ては、ロール１の加工に先立ってＸ軸テーブル５を移
動させてテストピースドラム１７に加工ヘッド７を対向
させ、テストピースドラム１７にてテスト加工を行うこ
とにより、最適焦点距離、即ち加工ヘッド７に搭載され
た位置センサ１２の最適間隔値を求めるものとしてい
る。そしてこのようにして求めた値を位置決めユニット
１４に記憶し、この値を本加工時にフィードバックデー
タとして用いるものとしている。
は、レーザ光の焦点距離、即ちロール表面１ａとレーザ
加工ヘッド７との間の適正間隔値の設定が問題となる。
この適正値は、加工ピッチや加工孔形状の変更や、集光
レンズの交換によって変わることがあるので、これらの
加工仕様に合わせて変えねばならない。そこで本発明に
於ては、ロール１の加工に先立ってＸ軸テーブル５を移
動させてテストピースドラム１７に加工ヘッド７を対向
させ、テストピースドラム１７にてテスト加工を行うこ
とにより、最適焦点距離、即ち加工ヘッド７に搭載され
た位置センサ１２の最適間隔値を求めるものとしてい
る。そしてこのようにして求めた値を位置決めユニット
１４に記憶し、この値を本加工時にフィードバックデー
タとして用いるものとしている。
【００１７】
【発明の効果】このように本発明によれば、レーザ加工
ヘッドと被加工面との間の適正間隔を実際の加工に即し
て設定できるので、被加工面と加工ヘッドとの間隔を極
めて正確に制御することが可能である。従って、加工精
度を高めるうえに大きな効果を奏することができる。ま
た、適正値の採取後に本加工を継続して実行できるの
で、生産性を低下させずにロール全長に対して均一な加
工を施すことができる。
ヘッドと被加工面との間の適正間隔を実際の加工に即し
て設定できるので、被加工面と加工ヘッドとの間隔を極
めて正確に制御することが可能である。従って、加工精
度を高めるうえに大きな効果を奏することができる。ま
た、適正値の採取後に本加工を継続して実行できるの
で、生産性を低下させずにロール全長に対して均一な加
工を施すことができる。
【図１】本発明が適用されるレーザ加工装置の模式的な
斜視図。
斜視図。
【図２】本発明装置の要部構成図。
１ ロール １ａ ロール表面 ２ ロール回転装置 ３ 移動テーブル ４ 固定ベッド ５ Ｘ軸テーブル ６ Ｙ軸テーブル ７ レーザ加工ヘッド ８ ビームエキスパンダ ９ レーザ発振器 １０ サーボモータ １１ 自動追従テーブル １２ 位置センサ １３ Ａ／Ｄ変換ユニット １４ 位置決めユニット １５ サーボドライバ １６ 支持軸 １７ テストピースドラム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 幸久 北九州市戸畑区大字中原46−59 日鐵プラ ント設計株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 円柱状をなす被加工物の軸を回転自在に
支持しかつ回転駆動するための主軸ベッドと、前記被加
工物の回転軸線に沿って移動可能なテーブル上に被加工
面に対して接離可能なように載置されたレーザ加工ヘッ
ドと、前記被加工面の位置を検出する位置センサとを有
し、前記レーザ加工ヘッドと前記被加工面との間隔が所
定値となるように制御しつつ前記被加工面に対して周方
向及び軸方向に連続的にレーザ加工を施すためのレーザ
加工装置であって、 テスト加工を行うための試供体を、前記被加工物の支持
軸上に前記被加工物に隣接配置し、 前記試供体に対するテスト加工を本加工に先立って行う
ことにより、前記レーザ加工ヘッドと前記被加工面との
間隔の適正値を求め、該適正値に基づいて本加工時の定
間隔制御を行うことを特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4300571A JPH06122087A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4300571A JPH06122087A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06122087A true JPH06122087A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17886445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4300571A Withdrawn JPH06122087A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06122087A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001096058A1 (en) * | 2000-06-12 | 2001-12-20 | Korea Institute Of Machinery & Materials | Method and apparatus for making a minute product using uv laser beam |
-
1992
- 1992-10-14 JP JP4300571A patent/JPH06122087A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001096058A1 (en) * | 2000-06-12 | 2001-12-20 | Korea Institute Of Machinery & Materials | Method and apparatus for making a minute product using uv laser beam |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000104 |