JPH10294519A - Q switch co2 laser oscillator - Google Patents

Q switch co2 laser oscillator

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JPH10294519A
JPH10294519A JP9103432A JP10343297A JPH10294519A JP H10294519 A JPH10294519 A JP H10294519A JP 9103432 A JP9103432 A JP 9103432A JP 10343297 A JP10343297 A JP 10343297A JP H10294519 A JPH10294519 A JP H10294519A
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和式 若狭
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a chopper device to be changed into a plurality of frequency pulses without replacing a chopper blade and without changing the pulse width, by providing a plurality stages of slits in the diametral direction of the chopper blade for sliding them in the same direction. SOLUTION: A plurality numbers of slits are evenly arranged on a chopper blade 7. In such a case, whenever a slit on any stage is used, the chopper blade 7 is revolved at a specific rpm. For attaining this purpose, the slit width and/or slit pitch in the circumferential direction is to be changed in every stage. At this time, the circumferential speed in every state is considered for deciding the change. Besides, a chopper device is structured to be slidable in the diametral direction of the chopper blade 7. Through these procedures, the chopper device can be immediately changed into a numbers of frequencies without changing the pulse width by sliding the chopper device in the diametral direction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ロールのダル加工
等に用いる周波数可変式のQスイッチパルスCO2 レー
ザ発振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 frequency-variable Q-switched pulse CO 2 laser oscillation apparatus used for roll dulling and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】鋼帯の冷間圧延などに用いるロールは、
鋼板を把持しロールに巻き込む力、いわゆる「グリップ
力」を確保するために、ロールの表面に凹凸を形成して
摩擦力を増大させている。最近では、凹凸を形成する方
法としてロールを回転させながらロール表面にレーザを
照射し、小さな多数の凹凸を形成する方法が採用されて
いる。
2. Description of the Related Art Rolls used for cold rolling of steel strip, etc.
In order to secure the force of gripping the steel sheet and winding it around the roll, so-called "grip force", the frictional force is increased by forming irregularities on the surface of the roll. Recently, a method of forming a large number of small irregularities by irradiating a laser to the roll surface while rotating the roll has been adopted as a method of forming irregularities.

【0003】レーザ加工の際、加工対象となるロールに
は様々な径のものがあり、レーザ照射の繰返し周波数を
一定にすると、ロールを回転させながら加工するため、
径が小さいロールは周速度が小さくなるので、非常に高
速で回転させる必要があるが、ロールの回転装置の能力
上限界がある。
[0003] In laser processing, there are rolls of various diameters to be processed, and when the repetition frequency of laser irradiation is fixed, the roll is processed while rotating.
A roll having a small diameter has a low peripheral speed, and therefore needs to be rotated at a very high speed. However, there is a limit in the capacity of a roll rotating device.

【0004】この対応策として、特開平4−25927
8号公報で提案されているように、チョッパブレードの
回転数を下げてレーザパルス繰り返し周波数を下げる方
法もあるが、この方法では、スリット開放時間が長くな
りレーザのパルス幅が長くなるためロール表面の加工形
状が劣化するという問題がある。このためパルス幅を変
えることなく周波数を変更する必要がある。この周波数
を変更する方法として、所定のスリットピッチまたはス
リット幅のチョッパブレードと交換して対応していた。
As a countermeasure against this, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
As proposed in Japanese Patent Application Publication No. 8 (1999), there is a method of lowering the number of rotations of the chopper blade to lower the laser pulse repetition frequency. However, there is a problem that the processed shape is deteriorated. Therefore, it is necessary to change the frequency without changing the pulse width. As a method of changing the frequency, a chopper blade having a predetermined slit pitch or a predetermined slit width has been used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法で
は、交換作業が発生し加工時間が非常に長くなるといっ
た問題があった。そこで本発明は、従来技術の課題を有
利に解決する周波数可変式のQスイッチパルスCO2
ーザ発信装置を提供するものである。
However, in the above method, there is a problem that an exchanging operation occurs and a processing time becomes extremely long. Accordingly, the present invention provides a variable frequency Q-switched pulse CO 2 laser transmission device that advantageously solves the problems of the prior art.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は下記の
構成を要旨とする。 (1)特定周期でレーザパルスを照射するレーザ発振装
置において、径方向の複数段にスリットを設けた円板状
のチョッパブレードを有し、該チョッパブレードをその
径方向にスライド可能な構造としたことを特徴とする周
波数可変式のQスイッチCO2 レーザ発振装置。 (2)径方向に複数段に設けた各段のスリットが、周方
向に複数のスリットを形成したことを特徴とする請求項
1記載の周波数可変式のQスイッチCO2 レーザ発振装
置。 (3)周方向に複数形成されたスリットの、互いの間隔
(以下、スリットピッチと称す)が各段毎にそれぞれ異
なることを特徴とする請求項2記載の周波数可変式のQ
スイッチCO2 レーザ発振装置。
That is, the present invention has the following features. (1) A laser oscillation device that irradiates a laser pulse at a specific cycle, has a disk-shaped chopper blade provided with slits in a plurality of stages in a radial direction, and has a structure in which the chopper blade can slide in the radial direction. A variable frequency Q-switched CO 2 laser oscillation device, characterized in that: (2) The frequency-variable Q-switched CO 2 laser oscillation device according to claim 1, wherein the slits provided in a plurality of stages in the radial direction form a plurality of slits in the circumferential direction. (3) The variable frequency Q according to claim 2, wherein a plurality of slits formed in the circumferential direction have different intervals (hereinafter, referred to as slit pitch) for each stage.
Switched CO 2 laser oscillator.

【0007】(4)径方向に複数段に設けた各段のスリ
ットの、スリット幅が各段毎にそれぞれ異なることを特
徴とする請求項1乃至3記載の周波数可変式のQスイッ
チCO2 レーザ発振装置。 (5)特定周期でレーザパルスを照射するレーザ発振装
置において、径方向に連続したスリットを設けた円板状
のチョッパブレードを有し、該チョッパブレードをその
径方向にスライド可能な構造としたことを特徴とする周
波数可変式のQスイッチCO2 レーザ発振装置。 (6)周方向に複数のスリットを形成したことを特徴と
する請求項5記載の周波数可変式のQスイッチCO2
ーザ発振装置。 (7)各スリットの幅が、チョッパブレードの中心に近
い程、幅を狭くしたことを特徴とするする請求項5ある
いは6記載の周波数可変式のQスイッチCO2レーザ発
振装置。
(4) The frequency-variable Q-switched CO 2 laser according to any one of claims 1 to 3, wherein the slit width of each of the plurality of slits provided in a plurality of stages in the radial direction is different for each stage. Oscillator. (5) A laser oscillation device that irradiates a laser pulse at a specific cycle, has a disk-shaped chopper blade provided with a slit continuous in a radial direction, and has a structure in which the chopper blade can slide in the radial direction. A variable frequency Q-switched CO 2 laser oscillation device characterized by the following. (6) The frequency-variable Q-switched CO 2 laser oscillation device according to claim 5, wherein a plurality of slits are formed in a circumferential direction. (7) The frequency-variable Q-switched CO 2 laser oscillation device according to claim 5 or 6, wherein the width of each slit is narrowed as the width is closer to the center of the chopper blade.

【0008】上記したように本発明は、孔のピッチある
いは幅の異なるスリットを径方向に複数段構えたあるい
は連続したチョッパブレードを用いることにより、チョ
ッパブレードの交換をせずに、且つ、パルス幅の変化も
なくレーザー照射の周波数を即時に変更可能としたこと
を特徴としている。
As described above, the present invention uses a chopper blade having a plurality of slits having different pitches or widths of holes in the radial direction or using a continuous chopper blade. The feature is that the frequency of laser irradiation can be changed immediately without any change.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下に本発明を図面に基づき詳細
に説明する。図1はQスイッチパルスCO2 レーザ装置
のQスイッチ部全体をを示した概要図である。レーザチ
ューブ7で励起されたレーザがテレスコープレンズ2を
通り、チョッパブレード5のスリット部を抜け、リアミ
ラー3で反射し、再度テレスコープレンズ2、レーザチ
ューブ7を通りフロントミラー1を通り、ロールに照射
される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the entire Q switch section of a Q switch pulse CO 2 laser device. The laser excited by the laser tube 7 passes through the telescope lens 2, passes through the slit of the chopper blade 5, is reflected by the rear mirror 3, passes again through the telescope lens 2, the laser tube 7, passes through the front mirror 1, and rolls. Irradiated.

【0010】図2は本発明のスリット8を設けたチョッ
パブレード7のいくつかの実施例を示した図である。図
2の(a),(b),(c)は、それぞれ請求項1、
2、3に相当する一態様を示し、これら3ケースの場合
は、スリット8aの幅が各段で同じなので、各段毎に使
用する際のチョッパブレードの回転数をある範囲(レー
ザパルスの幅が変化しない範囲)で制御する必要がある
が、スリット全てが同じ形状なので加工が容易であると
いうメリットがある。(a)は各段に1個ずつスリット
を配したケース、(b)は各段のうち一段以上に複数の
スリットを形成し、各段のスリットピッチが同じケー
ス、(c)は各段のうち一段以上に複数のスリットを形
成し、各段の周方向のスリットピッチが異なるケースで
ある。
FIG. 2 is a view showing some embodiments of the chopper blade 7 provided with the slit 8 of the present invention. (A), (b), and (c) of FIG.
In the case of these three cases, since the width of the slit 8a is the same in each stage, the number of rotations of the chopper blade at the time of use in each stage is within a certain range (the width of the laser pulse). (A range in which does not change), but there is an advantage that machining is easy because all slits have the same shape. (A) is a case where one slit is arranged in each stage, (b) is a case where a plurality of slits are formed in one or more stages of each stage, and the slit pitch of each stage is the same, and (c) is a case where each stage has the same slit pitch. In this case, a plurality of slits are formed in one or more stages, and the circumferential slit pitch of each stage is different.

【0011】図2(d)は、請求項4に相当する発明で
あり、このケースでは、どの段のスリットを使用する場
合でも、一定のチョッパブレード回転数で良く、そのた
めに周方向におけるスリット幅および/あるいはスリッ
トピッチを各段毎に変えている。図3の(e),
(f),(g)は、それぞれ請求項5,6,7に相当す
る一態様を示し、チョッパブレード7の径方向に連続し
たスリット8bを形成したものであり、使用するスリッ
トの径方向の位置によりチョッパブレードの回転数を制
御する必要があるが、加工が容易であるというメリット
がある。(e)は一つのスリットを形成したケース、
(f)は複数のスリットを形成したケース、(g)は複
数のスリットを形成し、スリット幅をチョッパブレード
の回転中心に近い程狭くしたケースである。
FIG. 2 (d) is an invention corresponding to claim 4. In this case, a fixed chopper blade rotation speed is required regardless of the slit of any stage, and therefore, the slit width in the circumferential direction is required. And / or the slit pitch is changed for each stage. (E) of FIG.
(F) and (g) show one embodiment corresponding to claims 5, 6, and 7, respectively, in which a slit 8b continuous in the radial direction of the chopper blade 7 is formed, and the slit 8b in the radial direction of the slit to be used is formed. Although it is necessary to control the number of rotations of the chopper blade depending on the position, there is an advantage that processing is easy. (E) is a case in which one slit is formed,
(F) is a case in which a plurality of slits are formed, and (g) is a case in which a plurality of slits are formed, and the slit width is narrowed as the slit width is closer to the rotation center of the chopper blade.

【0012】図2(d)のタイプは、チョッパブレード
の加工は繁雑になるが、最も設備コストが安いタイプで
あり、このタイプを例にとって本願発明を説明する。各
スリットは周上に均一に配置されている。このチョッパ
を一定で回転させ、チョッパ装置はチョッパブレードの
径方向にスライド可能とした構造となっており、周波数
はステップ的にしかもパルス幅を変えることなく変更可
能である。この時の各段のスリットピッチ、スリット幅
は、各段における周速度を考慮して決定しなければなら
ない。
The type shown in FIG. 2D is a type in which the processing of the chopper blade is complicated, but the equipment cost is the lowest, and the present invention will be described by taking this type as an example. Each slit is uniformly arranged on the circumference. The chopper is rotated at a constant speed, and the chopper device is configured to be slidable in the radial direction of the chopper blade. The frequency can be changed stepwise without changing the pulse width. At this time, the slit pitch and slit width of each stage must be determined in consideration of the peripheral speed in each stage.

【0013】このことにより、QスイッチCO2 レーザ
のチョッパブレードの径方向に、ピッチあるいは幅の異
なる複数段スリットを設け、チョッパ装置を径方向にス
ライドさせることで、パルス幅を変えることなく、複数
の周波数に即時に変更できる。
With this arrangement, a plurality of slits having different pitches or widths are provided in the radial direction of the chopper blade of the Q-switched CO 2 laser, and by sliding the chopper device in the radial direction, a plurality of slits can be formed without changing the pulse width. The frequency can be changed immediately.

【0014】[0014]

【実施例】図2(d)のタイプのチョッパブレードを使
用し、実際にロールのレーザダル加工を実施した結果を
以下に説明する。図2(d)のチョッパブレード7をQ
スイッチCO2 レーザへ適用し、加工対象となるロール
を一定の回転数で回転させ、またチョッパも一定回転数
で回転させながらスリット位置を径方向にステップ的に
シフトさせてロール表面の加工を行った。すなわち直径
570mmのロールを120rpm一定で回転させ、また
チョッパを200rpsで回転させた。このときのレー
ザパルスを20(μsec)一定とした。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The result of actual laser dulling of a roll using a chopper blade of the type shown in FIG. The chopper blade 7 shown in FIG.
Applying to switch CO 2 laser, the roll to be processed is rotated at a constant rotation speed, and the chopper is also rotated at a constant rotation speed to shift the slit position stepwise in the radial direction and process the roll surface Was. That is, a roll having a diameter of 570 mm was rotated at a constant speed of 120 rpm, and a chopper was rotated at 200 rpm. The laser pulse at this time was fixed at 20 (μsec).

【0015】表1にチョッパーのスリット幅(mm)およ
び周方向スリットの中心間距離(ピッチ、mm)と、ロー
ル表面に形成された穴ピッチ(mm)を示した。チョッパ
ーは内側ほど、周波数を小さくするために、スリットの
ピッチを広くし、且つ周速が遅いので、スリット幅を小
さくしている。
Table 1 shows the chopper slit width (mm), the center-to-center distance (pitch, mm) of the circumferential slit, and the hole pitch (mm) formed on the roll surface. As the chopper is located on the inner side, the pitch of the slits is increased in order to reduce the frequency, and the peripheral speed is slow, so that the slit width is reduced.

【0016】[0016]

【表1】 [Table 1]

【0017】このようなチョッパーを用い、チョッパー
各段のスリットへ順にシフトさせてロール加工を行った
ところ、表1のに示したロール表面に穴ピッチが形
成され、これは、周波数に換算すると表1に示した周
波数となる。すなわち、一つのチョッパーを用い、レー
ザパルス一定(20μsec)でステップ的に周波数を
変更できる。加工形状は図4に示すようなパルスが、均
一に加工できた。
When such a chopper was used and roll processing was performed by sequentially shifting to the slits of each stage of the chopper, a hole pitch was formed on the roll surface shown in Table 1, which was converted into a frequency. The frequency shown in FIG. That is, the frequency can be changed stepwise with a constant laser pulse (20 μsec) using one chopper. The processing shape was such that a pulse as shown in FIG. 4 was uniformly processed.

【0018】[0018]

【発明の効果】QスイッチCO2 レーザのチョッパブレ
ードの径方向にピッチおよび幅の異なる複数段のスリッ
トを構え、チョッパ装置を径方向にスライドさせること
で、チョッパブレードを交換せずに、パルス幅を変える
ことなく、複数の周波数パルスに即時に変更可能となっ
た。
According to the present invention, a plurality of slits having different pitches and widths are provided in the radial direction of the chopper blade of the Q-switched CO 2 laser, and the pulse width can be changed without changing the chopper blade by sliding the chopper device in the radial direction. Can be changed to multiple frequency pulses immediately without changing the frequency pulse.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に用いられたQスイッチCO2 レーザ装
置全体の概略を示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an entire Q-switched CO 2 laser device used in the present invention.

【図2】(a),(b),(c),(d)は本発明にお
けるチョッパブレードのいくつかの実施態様例をを示す
図である。
FIGS. 2 (a), (b), (c) and (d) are views showing some embodiments of a chopper blade according to the present invention.

【図3】(e),(f),(g)は本発明におけるチョ
ッパブレードのいくつかの実施態様例をを示す図であ
る。
FIGS. 3 (e), (f) and (g) are views showing some embodiments of a chopper blade according to the present invention.

【図4】本発明におけるチョッパブレードで加工された
穴の断面概略を示す図である。
FIG. 4 is a view schematically showing a cross section of a hole processed by a chopper blade according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:フロントミラー 2:テレスコープレンズ 3:リアミラー 4:チョッパー用ミラー 5:チョッパーブレイド 6:チョッパー移動用LMガイド 7:レーザチューブ 1: Front mirror 2: Telescope lens 3: Rear mirror 4: Mirror for chopper 5: Chopper blade 6: LM guide for moving chopper 7: Laser tube

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 特定周期でレーザパルスを照射するレー
ザ発振装置において、径方向の複数段にスリットを設け
た円板状のチョッパブレードを有し、該チョッパブレー
ドをその径方向にスライド可能な構造としたことを特徴
とする周波数可変式のQスイッチCO2 レーザ発振装
置。
1. A laser oscillation device for irradiating a laser pulse at a specific cycle, comprising a disk-shaped chopper blade provided with slits in a plurality of stages in a radial direction, wherein the chopper blade is slidable in the radial direction. A variable frequency Q-switched CO 2 laser oscillation device, characterized in that:
【請求項2】 径方向に複数段に設けた各段のスリット
が、周方向に複数のスリットを形成したことを特徴とす
る請求項1記載の周波数可変式のQスイッチCO2 レー
ザ発振装置。
2. The frequency-variable Q-switched CO 2 laser oscillation device according to claim 1, wherein a plurality of slits provided in a plurality of stages in a radial direction form a plurality of slits in a circumferential direction.
【請求項3】 周方向に複数形成されたスリットの、互
いの間隔(以下、スリットピッチと称す)が各段毎にそ
れぞれ異なることを特徴とする請求項2記載の周波数可
変式のQスイッチCO2 レーザ発振装置。
3. The variable frequency Q-switch CO according to claim 2, wherein a plurality of slits formed in the circumferential direction have different intervals (hereinafter, referred to as slit pitch) for each stage. 2 laser oscillation device.
【請求項4】 径方向に複数段に設けた各段のスリット
の、スリット幅が各段毎にそれぞれ異なることを特徴と
する請求項1乃至3記載の周波数可変式のQスイッチC
2 レーザ発振装置。
4. The variable frequency Q switch C according to claim 1, wherein the slit width of each of the plurality of radially provided slits is different for each of the plurality of radially provided slits.
O 2 laser oscillator.
【請求項5】 特定周期でレーザパルスを照射するレー
ザ発振装置において、径方向に連続したスリットを設け
た円板状のチョッパブレードを有し、該チョッパブレー
ドをその径方向にスライド可能な構造としたことを特徴
とする周波数可変式のQスイッチCO2 レーザ発振装
置。
5. A laser oscillation device for irradiating a laser pulse at a specific cycle, comprising a disk-shaped chopper blade provided with a radially continuous slit, wherein said chopper blade is slidable in the radial direction. A variable frequency Q-switched CO 2 laser oscillation device, characterized in that:
【請求項6】 周方向に複数のスリットを形成したこと
を特徴とする請求項5記載の周波数可変式のQスイッチ
CO2 レーザ発振装置。
6. The frequency-variable Q-switched CO 2 laser oscillation device according to claim 5, wherein a plurality of slits are formed in a circumferential direction.
【請求項7】 各スリットの幅が、チョッパブレードの
中心に近い程、幅を狭くしたことを特徴とするする請求
項5あるいは6記載の周波数可変式のQスイッチCO2
レーザ発振装置。
7. The variable frequency Q switch CO 2 according to claim 5, wherein the width of each slit is narrowed as the width of the slit is closer to the center of the chopper blade.
Laser oscillation device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10358927B4 (en) 2003-12-16 2021-09-09 Carl Zeiss Meditec Ag Laser device and method for material processing by means of laser radiation

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