JPS62220296A - レ−ザ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、円柱状・円筒状の被加工物の表面を加工する
レーザ加工装置に関するものであり、特に圧延ロールの
表面を加工するためのレーザ加工装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 鋼板を圧延する冷間圧延機の最終スタンドでは、次工程
のバッチ焼鈍において鋼板同士の焼付を防止するために
、表面に凹凸をつけた圧延ロールを使用し鋼板表面に凹
凸を転写させ、　鋼板同士の接触面積を減少させること
によ　リパッチ焼鈍の際に焼付が生じないようにしてい
る。また、焼鈍後の調質圧延工程では、最終製品となる
鋼板表面への塗装性を向上させるために、やはり表面に
凹凸をつけた圧延ロールを使用して圧延している。

従来、圧延ロールの表面に凹凸をつけるために、鉄粒子
を圧延ロール表面に投射するショツトブラスト法、放電
加工法、レーザビーム法等が採用されている。このなか
で、レーザビーム法は、レーザビーム発振器内でビーム
をパルス状に発振させるか、あるいはレーザビーム発振
器から出るビームを間歇的に遮断することにより圧延ロ
ール表面にビームを照射し、ビームのエネルギーで圧延
ロール表面を加工するものである。

上述のレーザビー１・法に用いられる装置を第１図に基
づき説明する。この装置は、ベース５上に設けられ被加
工物を支持し回転させる装置２．３と、所定の位置に固
定されたレーザビーム発振器６と、固定ダクト１４と伸
縮自在の移動ダクト９で構成された導光手段と、伸縮自
在の移動ダクト９内に設けられた反射鏡１０および集光
レンズ１１と、ビームを間歇的に遮断するメカニカルチ
ョッパー１２とから構成されている。このように構成さ
れている装置で、例えば圧延ロール１を加工する状態を
述べる。まず、レーザビーム発振器６から発振されるビ
ームは固定ダクト１４および伸縮自在の移動ダクト９を
通過し、移動ダクト９内に設けられた反射鏡１０より９
０度折り曲げられ、集光レンズ１１により集光される。

集光されたビームは、メカニカルチョッパー１２により
間歇的に遮断されるのでパルス状となって、圧延ロール
表面に照射される。

一方、圧延ロール１は、支持・回転装置２，３により支
持されて回転しなからビームにより加工され、さらに、
圧延ロール４体を加工するために、伸縮自在の移動ダク
ト９に設けられている集光レンズ１１が、第１図のａ点
からｂ点まで移動し圧延ロール全体を加工する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のレーザ加工装置により圧延ロール
等を加工する場合、レーザビーム発振器が固定され圧延
ロールに対して相対的に移動できないことから、移動ダ
クトに設けである集光レンズを圧延ロールの一端部から
他端部まで移動させている。このため、レーザビーム発
振器から集光レンズまでの距離が、加工を開始してから
の時間の経過とともに変化す゛ることになり、次のよう
な問題が生じる。

即ち、レーザビーム発振器から発振されるビームは進行
方向に向かって広がる特性があり、第２図に示すように
ビームの断面積が大きくなるとともにエネルギー密度が
小さくなる。レーザビームがこのよな特性を示すために
、レーザビーム発振器と集光レンズまでの距離が変化す
ると焦点位置のエネルギー密度が変化し、このままの状
態で加工すると被加工物の形状が変化することになる。

一般的には、このような問題を避けるために、加工中の
集光位置での出力を測定し、この測定値からレーザビー
ム発振器の出側の出力を調整するようにしている。しか
し、このような方法は、応答性が悪いために常時レーザ
ビーム発振器の出力を制御することが困難であり、実用
的でない。

本発明の目的は、常時レーザビーム発振器の出力を制御
することなく、しかも均一な形状に加工できるレーザ加
工装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 前述した問題点を解消するために、レーザビーム発振器
を被加工物の軸線と平行に移動させる手段と、集光レン
ズをレーザビーム発振器から一定の距離に設けることに
よりＱ＋題点を解消した。

以下、第３図および第４図に基づき本発明装置を詳細に
述べる。

被加工物である圧延ロール１を支持し、回転させる装置
２．３をベース５上に設け、駆動手段４と被加工物を支
持し回転させる装置２とを連結しである。一方、レーザ
ビーム発振器６は、ベース１３上に設けられたレール８
上を走行するベース７上に取り付けられており、このレ
ール８は被加工物の軸と平行に設けである。また、反射
鏡１０と集光レンズ１１とを設けである導光手段１５は
レーザビーム発振器６に固定されており、集光レンズ１
１とレーザビーム発振器６との距離は一定になっている
。

前記レーザビーム発振器を移動させる手段はベースであ
るが、他の公知の手段、例えば台車等を採用できる。ま
た、集光レンズ１１と被加工物との間にメカニカルチョ
ッパー１２を設けてビームをパルス化するようにしても
よいが、レーザビーム発振器内でパルス化させてビーム
を照射させるようにしてもよい。

（作　用） 本発明のレーザ加工装置の作用を第３図に基づき説明す
る。

まず、支持し回転させる装置２．３により被加工物を回
転させた状態で、レーザビームを被加工物のａ点より照
射し始め、レーザビーム発振器６より一定の距離に設け
である集光レンズをレーザビーム発振器６とともに被加
工物の軸線と平行に移動させ、集光レンズが被加工物１
のｂ点に達するまで移動させる。

この際、レーザビーム発振器１と集光レンズまでの距離
が一定となっているので、集光位置のエネルギー密度が
一定となり、被加工物全体を均一な形状に加工できる。

また、本発明装置は、圧延ロール等の円柱状のものや中
空ロール等の円筒状のものを加工するのに適している。

、（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、レーザビーム発振
器の出力を制御することなく、円柱状あるいは円筒状の
被加工物を均一な形状に加工することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のレーザ加工装置を示す図、第２図は、
レーザビームの特性を示す図、第３図は、本発明装置の
平面図であり、第４図は、第３図のΔ−Ａ視図である。 １・・・被加工物（圧延ロール） ２．３・・・支持・回転装置 ４・・・駆動手段　　　　　５．７．１３・・・ベース
６・・・レーザビーム発振器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被加工物を支持し回転させる装置と、レーザビーム
   発振器と、レーザビームを被加工物表面に導く導光手段
   および反射鏡と、集光レンズからなるレーザ加工装置に
   おいて、レーザビーム発振器を被加工物の軸線と平行に
   移動させる手段と、集光レンズをレーザビーム発振器か
   ら一定の距離に設けることを特徴とするレーザ加工装置
   。