JPS6363597A - Laser beam machining method - Google Patents
Laser beam machining methodInfo
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、被加工物へ吹付けるアシストガスの吹付は
方向を正しく調整するためのガス流れ検出手段を有する
レーザー加工方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a laser processing method having a gas flow detection means for correctly adjusting the direction of spraying assist gas onto a workpiece.
近年、圧延ロールの表面にレーザービームをパルス状に
投射してロール表面に無数の微小穴を形成し、冷延鋼板
の焼鈍後の調質圧延工程に際して上記微小穴を形成した
ロールを使用することにより、鋼板表面にロール表面の
微小穴パターンを転写する方法が採られている。In recent years, a laser beam is projected onto the surface of a rolling roll in a pulsed manner to form countless micro-holes on the roll surface, and rolls with the micro-holes formed therein have been used during the temper rolling process after annealing cold-rolled steel sheets. Therefore, a method has been adopted in which a pattern of micro holes on the surface of a roll is transferred to the surface of a steel sheet.
このレーザービームを利用した加工方法は、従来の微小
鋼球を吹付けるショツトブラスト法で形成される凹凸パ
ターンとは異なり、微小穴の大きさがロール全面にわた
って均一であり、且つ隣接する微小穴のピッチが一定で
、全体として精確なパターンを形成することから、この
方法で処理した鋼板表面の塗装後の鮮映性が向上すると
いう特徴を有している。This processing method using a laser beam differs from the concave-convex pattern formed by the conventional shot blasting method in which micro-steel balls are blown onto the roll. Since the pitch is constant and an accurate pattern is formed as a whole, it has the characteristic that the sharpness of the steel plate surface treated with this method after painting is improved.
このような従来の、被加工物の回転支持装置と、集光レ
ンズを有するレーザー投射装置と、レーザービームをパ
ルス状とするメカニカルチョッパと、被加工物表面にア
シストガスを吹付けるためのガスノズルを備えたレーザ
ー加工装置の例を第2゜3図に示す。 ′
図において、1は被加工物である圧延ロールであって、
支持台2.3によって回転可能に支持されている。4は
駆動部であって動力伝達部5を介して支持台3に回転力
を与え、圧延ロール1を回転させる。6は上記諸都市2
〜5を設置した基台である。上記2〜6によって回転支
持装置Mを構成している。This conventional workpiece rotation support device, a laser projection device with a condensing lens, a mechanical chopper that pulses the laser beam, and a gas nozzle for spraying assist gas onto the surface of the workpiece are used. An example of the equipped laser processing device is shown in Fig. 2-3. ' In the figure, 1 is a rolling roll which is a workpiece,
It is rotatably supported by a support stand 2.3. Reference numeral 4 denotes a drive unit which applies rotational force to the support base 3 via a power transmission unit 5 to rotate the rolling roll 1. 6 is the above cities 2
This is the base on which ~5 was installed. The above 2 to 6 constitute a rotation support device M.
7はレーザー発振器であって、基台8に設けられたレー
ル9上を移動可能な台車10に取付けられている。レー
ル9は圧延ロール1の軸に平行に設けてあり、台車10
がこの圧延ロール表面に対して平行移動できるようにな
っている。11は導光管であって、レーザー発振器7か
ら発射されたレーザービームを集光レンズ12へ導く通
路を成しており、また導光管の屈曲部には内部に反射鏡
13を設けてレーザービームを反射させ、集光レンズI
2を通して圧延ロールエの表面を照射するようになって
いる。16は集光レンズ12を内部に設けたトーチで先
端にはビームの通過する通孔16aが穿設されている。Reference numeral 7 denotes a laser oscillator, which is attached to a cart 10 that is movable on rails 9 provided on a base 8. The rail 9 is provided parallel to the axis of the rolling roll 1, and the rail 9 is provided parallel to the axis of the rolling roll 1.
can be moved parallel to the surface of this rolling roll. Reference numeral 11 denotes a light guide tube, which serves as a path for guiding the laser beam emitted from the laser oscillator 7 to a condensing lens 12. Also, a reflecting mirror 13 is provided inside the bent portion of the light guide tube to guide the laser beam emitted from the laser oscillator 7 to the condenser lens 12. Reflect the beam and use the condensing lens I
2 to irradiate the surface of the rolling roll. Reference numeral 16 denotes a torch having a condensing lens 12 provided therein, and a through hole 16a through which the beam passes is bored at the tip.
上記諸都市7,10゜11.12,13.16等によっ
てレーザー投射装置りが構成されている。The above cities 7, 10, 11, 12, 13, 16, etc. constitute a laser projection device.
レーザー発振器7から発射され、集光レンズ12によっ
て収束されたレーザービームは、トーチ16の通孔16
aからメカニカルチョッパ14を介して圧延ロール1上
に焦点を結ぶようになっている。また、円板状のメカニ
カルチョッパ14にはレーザービームが通過できる多数
のスリットが円板外周に沿って配設されていて、この円
板状のチョッパ14をモータMで高速回転させ、レーザ
ービームを寸断してパルス状として圧延ロール1に照射
することにより、該ロール表面に無数の微小穴が一定ピ
ンチで形成されるようになっている。A laser beam emitted from the laser oscillator 7 and converged by the condensing lens 12 passes through the through hole 16 of the torch 16.
A is focused onto the rolling roll 1 via a mechanical chopper 14. In addition, the disk-shaped mechanical chopper 14 has a large number of slits arranged along the outer circumference of the disk through which the laser beam can pass.The disk-shaped mechanical chopper 14 is rotated at high speed by a motor M to pass the laser beam. By irradiating the rolling roll 1 in the form of chopped pulses, countless microscopic holes are formed on the roll surface with a constant pinch.
15はアシストガスを吹付けるガスノズルであって、そ
の先端はメカニカルチョッパ14の外周端部の直近に開
口するごとく設けられ、ここから、アシストガス(例え
ば02 )をロール1表面のレーザービーム焦点位置へ
向けて吹付けることにより、レーザーで穿設された微小
穴の形状を均一に且つ必要な深さに形成するようになっ
ている。Reference numeral 15 denotes a gas nozzle for spraying assist gas, the tip of which is provided so as to open immediately adjacent to the outer peripheral end of the mechanical chopper 14, from which assist gas (for example 02) is directed to the laser beam focus position on the surface of the roll 1. By spraying toward the target, the microholes drilled by the laser are formed in a uniform shape and at the required depth.
ここで、ロール表面に微小穴で形成される粗度パターン
は被加工物である圧延ロールの支持台における回転数、
メカニカルチョッパの回転数、レーザー出力、アシスト
ガスの流量及び圧力等の諸要素によって決まる。また、
レーザー加工中はアシストガスがロール表面のビーム焦
点に対し一定の位置において照射できるような状態に保
たれないと、前記粗度パターンが大きく変化してしまう
ために、ロール表面に対するチョッパ、集光レンズ、ガ
スノズル等の相互位置が常に最適関係にあるように調整
する必要がある。しかしながら、ガスノズル15はチョ
ッパ14の外周縁直近に開口して設けられているため、
ここから噴出するアシストガスの流れはチョッパ14の
回転に伴って生じる風圧に影響されてロール表面上のビ
ーム中心からずれるため、形成されるロールの粗度パタ
ーンが悪化する。そしてこの傾向は生産性を向上するた
めにチョッパ及び被加工物であるロールの回転数を大き
くするほど顕著となり、しかもアシストガスの流れの変
化状態が視認できないため、ガスノズル及びこれと関連
する他の諸要素の調整が困難であるという問題点があっ
た。Here, the roughness pattern formed by micro holes on the roll surface is determined by the number of rotations on the support base of the rolling roll, which is the workpiece.
It is determined by various factors such as the rotation speed of the mechanical chopper, laser output, assist gas flow rate and pressure. Also,
During laser processing, if the assist gas is not maintained at a constant position relative to the beam focus on the roll surface, the roughness pattern will change significantly. It is necessary to adjust the mutual positions of the gas nozzles, gas nozzles, etc. so that they are always in an optimal relationship. However, since the gas nozzle 15 is provided with an opening immediately adjacent to the outer peripheral edge of the chopper 14,
The flow of the assist gas ejected from here is influenced by the wind pressure generated as the chopper 14 rotates, and is deviated from the beam center on the roll surface, which deteriorates the roughness pattern of the roll formed. This tendency becomes more pronounced as the rotational speed of the chopper and the workpiece rolls is increased in order to improve productivity.Moreover, since changes in the flow of assist gas cannot be visually observed, gas nozzles and other related There was a problem in that it was difficult to adjust various elements.
この発明は、このような従来の問題点にかんがみてなさ
れたものであって、アシストガスの流れを視認可能な検
出手段を設けることにより、上記問題点を解決すること
を目的としている。The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to solve the above problems by providing a detecting means that allows the flow of assist gas to be visually recognized.
この発明は、被加工物の回転支持装置と、集光レンズを
有するレーザー投射装置と、レーザービームをパルス状
とするメカニカルチョッパと、被加工物表面にアシスト
ガスを吹付けるためのガスノズルとを備えたレーザー加
工において、前記ガスノズルにアシストガスと同一の圧
力及び流量で有色ガスを供給することによりガス流を検
出し、前記ガスノズル位置を調整するようにしたレーザ
ー加工方法である。This invention includes a rotation support device for a workpiece, a laser projection device having a condensing lens, a mechanical chopper that pulses a laser beam, and a gas nozzle for spraying an assist gas onto the surface of the workpiece. In this laser processing method, the gas flow is detected by supplying colored gas to the gas nozzle at the same pressure and flow rate as the assist gas, and the position of the gas nozzle is adjusted.
回転支持装置に装着された被加工物とメカニカルチョッ
パとをそれぞれ所定の早さで回転せしめ、次いで加工時
におけるアシストガスと同一の圧力および流量で有色ガ
スをガスノズルに供給すると、ガスノズルからはアシス
トガスの代わりに有色ガスが噴出してガス流が視認でき
るために、チョッパの回転風圧を受けて所定位置からず
れたガス流れを、ガスノズル等を調整して正しい方向に
保つようにし、しかる後に有色ガスをアシストガスに切
換えれば、アシストガスの正しい流れ方向が得られる。When the workpiece attached to the rotation support device and the mechanical chopper are rotated at predetermined speeds, and then colored gas is supplied to the gas nozzle at the same pressure and flow rate as the assist gas during machining, the assist gas is emitted from the gas nozzle. Instead, colored gas is ejected and the gas flow is visible, so the gas flow that deviates from the specified position due to the rotational wind pressure of the chopper must be kept in the correct direction by adjusting the gas nozzle, etc., and then the colored gas By switching to the assist gas, the correct flow direction of the assist gas can be obtained.
以下、この発明を図面に基づいて説明する。第1図はこ
の発明の一実施例を示す図である。なお、従来例と同一
の部分については同一符号を付し、重複する説明を省く
。The present invention will be explained below based on the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. Note that the same parts as in the conventional example are given the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted.
図において、17はアシストガスを内蔵した高圧のガス
ボンベで、18はこのボンベからガスノズル15に至る
配管である。19は圧力制御弁、20は流量制御弁、2
1は切換弁であって、それぞれ配管18に設けられてい
る。iた、22は非可燃性の有色ガスを内蔵したガスボ
ンベで、23はこのボンベからガスノズル15に至る配
管である。24は圧力制御弁、25は流量制御弁、26
は切換弁であって、いずれも配管23に設けられている
。In the figure, 17 is a high-pressure gas cylinder containing assist gas, and 18 is a pipe leading from this cylinder to the gas nozzle 15. 19 is a pressure control valve, 20 is a flow rate control valve, 2
Reference numeral 1 denotes a switching valve, which is provided in each pipe 18. In addition, 22 is a gas cylinder containing a non-flammable colored gas, and 23 is a pipe leading from this cylinder to the gas nozzle 15. 24 is a pressure control valve, 25 is a flow rate control valve, 26
are switching valves, both of which are provided in the piping 23.
次に作動を説明する。Next, the operation will be explained.
被加工物である圧延ロール1を支持台2.3に装着し、
ロール1を所定速度で回転させる。次いで、レーザー投
射袋ffLをロール1に対して加工開始位置に移動し、
チョッパ14を所定の早さで回転させる。そして予め、
レーザービームをロール1が1回転する間だけ照射して
おく。次に切換弁26を開とし、かつ圧力制御弁24及
び流量制御弁25によって、配管23を経てガスノズル
から噴出する有色ガスの圧力及び流量が加工時に吹付け
るべきアシストガスの圧力及び流量となるように制御す
る。そしてこのときにガスノズル15から噴出する有色
ガスが、先にレーザーで照射して形成されたロール1上
の微小穴に対して正しい流れの方向となるように、ガス
ノズル15の位置を言周整する。The rolling roll 1, which is the workpiece, is mounted on the support stand 2.3,
Roll 1 is rotated at a predetermined speed. Next, move the laser projection bag ffL to the processing start position with respect to the roll 1,
The chopper 14 is rotated at a predetermined speed. And in advance,
The laser beam is irradiated only while the roll 1 rotates once. Next, the switching valve 26 is opened, and the pressure control valve 24 and flow rate control valve 25 are set so that the pressure and flow rate of the colored gas ejected from the gas nozzle via the piping 23 become the pressure and flow rate of the assist gas to be sprayed during processing. control. At this time, the position of the gas nozzle 15 is adjusted so that the colored gas ejected from the gas nozzle 15 flows in the correct direction with respect to the micro holes on the roll 1 formed by laser irradiation. .
この調整が終了したら切換弁26を閉として有色ガスの
供給を停止するとともに、アシストガス切換弁21を開
とし且つ圧力及び流量が所定値となるように圧力制御弁
19及び流量制御弁20を制御し、レーザー発振器7を
○Nとして通常の加工作業に入る。以上によってロール
1上に所定の粗度パターンを形成することができる。な
お、有色ガスとしては非可燃性であって且つ視認し得る
もので、例えば水蒸気、白煙等のような気体であっても
よい。When this adjustment is completed, the switching valve 26 is closed to stop the supply of colored gas, the assist gas switching valve 21 is opened, and the pressure control valve 19 and flow rate control valve 20 are controlled so that the pressure and flow rate are at predetermined values. Then, the laser oscillator 7 is set to ○N and normal machining work begins. Through the above steps, a predetermined roughness pattern can be formed on the roll 1. Note that the colored gas is nonflammable and visible, and may be a gas such as water vapor or white smoke.
(発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば以下の効果が得ら
れる。すなわち、ガスノズルの調整が容易かつ正確とな
るとともに、被加工物表面に形成する粗度パターンを変
化させるためにチョッパの回転数を変化させてもアシス
トガスの最適噴射位置が容易に検出できるので、安定し
た粗度パターンが得られる。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the following effects can be obtained.That is, the gas nozzle can be adjusted easily and accurately, and the roughness pattern formed on the surface of the workpiece can be changed. Even if the rotation speed of the chopper is changed, the optimum injection position of the assist gas can be easily detected, so a stable roughness pattern can be obtained.
第1図は本発明に係る実施例の要部説明図、第2図は本
実施例及び従来例に共通なレーザー加工装置の全体上面
図、第3図は従来例の要部説明図である。
12・・・・・・集光レンズ、14・・・・・・メカニ
カルチョッパ、15・・・・・・ガスノズル、L・・・
・・・レーザー投射装置、M・・・・・・回転支持装置
;
ガス流れ検出手段
22・・・・・・有色ガスボンベ、23・・・・・・配
管、24・・・・・・圧力制御弁、25・・・・・・流
量制御弁、26・・・・・・切換弁。Fig. 1 is an explanatory diagram of the main parts of the embodiment according to the present invention, Fig. 2 is an overall top view of a laser processing device common to the present embodiment and the conventional example, and Fig. 3 is an explanatory diagram of the main parts of the conventional example. . 12...Condensing lens, 14...Mechanical chopper, 15...Gas nozzle, L...
... Laser projection device, M ... Rotating support device; Gas flow detection means 22 ... Colored gas cylinder, 23 ... Piping, 24 ... Pressure control Valve, 25...Flow control valve, 26...Switching valve.
Claims (1)
ー投射装置と、レーザービームをパルス状とするメカニ
カルチョッパと、被加工物表面にアシストガスを吹付け
るためのガスノズルとを備えた加工装置によるレーザー
加工において、前記ガスノズルにアシストガスと同一の
圧力及び流量で有色ガスを供給することによりガス流れ
を検出して前記ガスノズル位置を調整することを特徴と
するレーザー加工方法。A processing device equipped with a rotating support device for the workpiece, a laser projection device with a condensing lens, a mechanical chopper that pulses the laser beam, and a gas nozzle for spraying assist gas onto the surface of the workpiece. A laser processing method characterized in that, in laser processing, a colored gas is supplied to the gas nozzle at the same pressure and flow rate as an assist gas, thereby detecting the gas flow and adjusting the position of the gas nozzle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61209141A JPS6363597A (en) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | Laser beam machining method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61209141A JPS6363597A (en) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | Laser beam machining method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6363597A true JPS6363597A (en) | 1988-03-19 |
Family
ID=16567979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61209141A Pending JPS6363597A (en) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | Laser beam machining method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6363597A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10309411B2 (en) | 2013-03-07 | 2019-06-04 | Arm Limited | Rotator |
CN110270761A (en) * | 2019-08-01 | 2019-09-24 | 南理工泰兴智能制造研究院有限公司 | A kind of process equipment of multiple head laser disordered texturing roller surface |
CN110769969A (en) * | 2017-05-16 | 2020-02-07 | 株式会社天田控股集团 | Laser welding method and laser welding device |
-
1986
- 1986-09-05 JP JP61209141A patent/JPS6363597A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10309411B2 (en) | 2013-03-07 | 2019-06-04 | Arm Limited | Rotator |
CN110769969A (en) * | 2017-05-16 | 2020-02-07 | 株式会社天田控股集团 | Laser welding method and laser welding device |
CN110769969B (en) * | 2017-05-16 | 2021-01-12 | 株式会社天田控股集团 | Laser welding method and laser welding device |
CN110270761A (en) * | 2019-08-01 | 2019-09-24 | 南理工泰兴智能制造研究院有限公司 | A kind of process equipment of multiple head laser disordered texturing roller surface |
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