JPS642163B2 - - Google Patents
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- JPS642163B2 JPS642163B2 JP55172090A JP17209080A JPS642163B2 JP S642163 B2 JPS642163 B2 JP S642163B2 JP 55172090 A JP55172090 A JP 55172090A JP 17209080 A JP17209080 A JP 17209080A JP S642163 B2 JPS642163 B2 JP S642163B2
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- Laser Beam Processing (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、被加工物の表面をレーザービームで
走査して被加工物の表面焼入れを行なうレーザー
加工装置の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a laser processing apparatus that hardens the surface of a workpiece by scanning the surface of the workpiece with a laser beam.
焼入れ幅Ｗ、焼入れ深さＤおよび焼入れ硬度Ｈ
等の焼入れ特性は、温度履歴と被加工物の材質値
（比熱等）Ｋとにより定義され、また温度履歴は
焼入れ条件、つまりレーザー発振器の出力Ｐ、集
光レンズの焦点位置Ｚおよびレーザービーム走査
速度Ｓによつて定まることが知られている。ここ
で、上記温度履歴は、レーザービームが照射され
た被加工物の表面の温度変化に対応するもので、
レーザービームによつて与えられた全熱量Ｑ、到
達最高温度（ピーク温度）Tp、温度変化速度Ｖ、
そして高温度持続時間ｔ等により表わされる。 Quenching width W, quenching depth D and quenching hardness H
The hardening characteristics, such as It is known that it is determined by the speed S. Here, the above temperature history corresponds to the temperature change on the surface of the workpiece irradiated with the laser beam,
The total amount of heat Q given by the laser beam, the maximum temperature reached (peak temperature) Tp, the rate of temperature change V,
It is expressed by the high temperature duration t, etc.
したがつて、温度履歴を求めてこの温度履歴か
ら演算することによつて焼入れ特性を推定し、こ
の推定値が所望の値になるように焼入れ条件を定
めれば所望の焼入れを行ない得ることになる。 Therefore, by determining the temperature history and calculating from this temperature history, the quenching characteristics can be estimated, and the quenching conditions can be determined so that this estimated value becomes the desired value, thereby achieving the desired quenching. Become.
そこで、従来予め擬似被加工物により温度履歴
を測定し、この測定結果を演算して所望の焼入れ
特性を得るための焼入れ条件を求め、これを制御
回路に設定しして所望の焼入れ加工を行なうこと
がなされている。ところが、このような手法にあ
つては、被加工物の材質や大きさが異なる度に、
上記擬似被加工物を用いた測定を行なつて新たな
焼入れ条件を求め、これを逐一設定し直さなけれ
ばならない。また、レーザービームの出力は加工
中に経時変化を生じることがあるため、焼入れ深
さ等の焼入れ条件に変動をきたし、精度の良い安
定な焼入れを行ない得なかつた。 Therefore, conventionally, the temperature history is measured in advance using a simulated workpiece, the measurement results are calculated to determine the hardening conditions to obtain the desired hardening characteristics, and this is set in the control circuit to perform the desired hardening process. Things are being done. However, with this method, each time the material or size of the workpiece changes,
New quenching conditions must be determined by performing measurements using the simulated workpiece, and these must be reset one by one. Furthermore, since the output of the laser beam may change over time during processing, the hardening conditions such as the hardening depth vary, making it impossible to perform accurate and stable hardening.
これに対する対策法として下記の方法がある。
それは、放射温度計を用い、放射温度計の照準を
常にレーザービーム中央から一定距離離れた被加
工物面上の点に合わせておく、ここで上記被加工
物を移動させると、上記レーザービームによつて
加工物表面は加熱、冷却されるが、上述のように
放射温度計の照準はレーザービーム中央より等距
離にあるのでレーザービーム出力が一定ならば測
温値も一定となる。この測温値と焼き入れ特性と
の関係を上記擬似被加工物に対する実験によつて
求めておくならば、レーザービーム出力が一定に
なるように制御し、焼き入れ特性を一定にするこ
とが出きる。また応答速度の遅い測温装置および
制御回路でも適用が可能であつた。 As a countermeasure against this problem, there are the following methods.
It uses a radiation thermometer and always aims the radiation thermometer at a point on the workpiece surface that is a certain distance away from the center of the laser beam.When the workpiece is moved here, the laser beam Therefore, the surface of the workpiece is heated and cooled, but as mentioned above, the radiation thermometer's aim is equidistant from the center of the laser beam, so if the laser beam output is constant, the temperature measurement value will also be constant. If the relationship between this measured temperature value and the hardening characteristics is determined through experiments on the above-mentioned simulated workpiece, it is possible to control the laser beam output to be constant and make the hardening characteristics constant. Wear. It was also possible to apply the present invention to temperature measuring devices and control circuits with slow response speeds.
しかし、上述の従来例はレーザービームが一様
な強度分布を持つており、コーテイング材（レー
ザー光の吸収を良くするため被加工物面に塗布す
る。）が非常に薄いか、塗布されていないとき有
効である。しかし一般のレーザーのように中央の
強度が強く、周辺程弱い強度分布を持つレーザー
ビームを用いる場合には均一な焼き入れを行なう
ためにコーテイング材を厚く塗布しなければなら
ない。このため上記測温値は被加工物面の真の温
度を測定した値ではなく、コーテイング表面の温
度となる。このため上記測温値と焼き入れ特性と
の間には顕著な相関関係が存在しないことが実験
で確められた。 However, in the conventional example described above, the laser beam has a uniform intensity distribution, and the coating material (applied to the workpiece surface to improve absorption of laser light) is either very thin or not coated at all. Valid when. However, when using a laser beam that has a strong intensity at the center and a weak intensity distribution toward the periphery, such as a general laser, it is necessary to apply a thick coating material to achieve uniform hardening. Therefore, the above-mentioned temperature value is not a value obtained by measuring the true temperature of the surface of the workpiece, but is a temperature of the coating surface. For this reason, it has been confirmed through experiments that there is no significant correlation between the temperature measurement value and the hardening characteristics.
ただし放射温度計の照準を被加工物面上のある
１点に固着させ、この上にレーザービームを走ら
せると、コーテイング材表面がレーザービームに
より加熱され、レーザービーム通過後冷却される
温度変化過程すなわち温度履歴が測定でき、この
温度履歴のうち例えばピーク温度、冷却速度とコ
ーテイング材下部の被加工物面の焼き入れ特性と
が密接な相関関係をもつことが実験から得られ
た。しかしながら温度履歴の変化は例えば
0.5msecというように非常に速いので、この高速
の測定結果を実時間で演算するためにはそれに見
合つた演算回路を使用しなければならない。この
ため演算回路が高価になり、実用に適さなかつ
た。 However, when the aim of the radiation thermometer is fixed at a certain point on the surface of the workpiece and the laser beam is run over it, the surface of the coating material is heated by the laser beam and cooled after the laser beam passes through the temperature change process. In other words, the temperature history can be measured, and experiments have shown that there is a close correlation between, for example, the peak temperature and cooling rate of this temperature history and the hardening characteristics of the workpiece surface below the coating material. However, changes in temperature history, e.g.
Since it is extremely fast at 0.5 msec, in order to calculate the measurement results at this high speed in real time, an appropriate calculation circuit must be used. This made the arithmetic circuit expensive and not suitable for practical use.
ところで、温度履歴を測定してから焼き入れ条
件を制御するまでの時間は、被加工物の材質が略
一様であり、またレーザービームの走査所要時間
が比較的長いことから、一般にそれほど高速でな
くともよい。 By the way, the time from measuring the temperature history to controlling the hardening conditions is generally not that fast because the material of the workpiece is almost uniform and the laser beam scanning time is relatively long. It is not necessary.
本発明は上記事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは、コーテイング材表面の
温度履歴を一旦バツフアメモリに記憶し、しかる
のち低速度で読出し焼き入れ特性と温度履歴との
相関を演算に供することにより、焼き入れ特性お
よび被加工物の材質値をセツトするだけで如何な
る材質値を有する被加工物であつても所望の焼き
入れを精度良く安定に行ない得、しかも安価なレ
ーザー加工装置を提供することにある。 The present invention has been made focusing on the above circumstances,
The purpose of this is to temporarily store the temperature history of the surface of the coating material in a buffer memory, and then read it out at a low speed and calculate the correlation between the hardening characteristics and the temperature history. To provide an inexpensive laser processing device capable of accurately and stably hardening a workpiece having any material property value simply by setting the material property value.
以下、本発明の図面を示す一実施例を参照して
説明する。第１図は同実施例におけるレーザー加
工装置の概略構成図で、図中１はレーザー発振
器、２はグラフアイト、リン酸マンガン等のコー
テイング材３ａが塗布された被加工物３を載置し
たテーブル、２ａはベースをそれぞれ示してい
る。レーザ発振器１で発生されたレーザービーム
４は、反射ミラー５で反射したのち集光レンズ６
で集光されて上記被加工物３の加工面に照射され
る。このとき、上記レーザービーム４の照射スポ
ツトの大きさは、集光レンズ６を焦点調節機構７
で光軸方向に移動させることにより設定される。
また、上記反射ミラー５は反射角とその変化速度
が、一方、上記テーブル２は移動量とその移動速
度が、それぞれ走査制御回路８により可変するよ
うになつている。しかして、これらの反射ミラー
５およびテーブル２は、前記レーザービーム４の
照射位置を被加工物３加工面の二次元方向（例え
ば反射ミラー５は高速にＸ方向に振動し、テーブ
ル２はゆつくりＹ方向に移動する）に移動させ、
これによりレーザービーム４の走査を行なう。反
射ミラーは高速に、テーブルはゆつくりと移動す
る。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the laser processing apparatus in the same embodiment, in which 1 is a laser oscillator, 2 is a table on which a workpiece 3 coated with a coating material 3a such as graphite or manganese phosphate is placed. , 2a indicate the base, respectively. A laser beam 4 generated by a laser oscillator 1 is reflected by a reflection mirror 5 and then passed through a condenser lens 6.
The light is focused and irradiated onto the processing surface of the workpiece 3. At this time, the size of the irradiation spot of the laser beam 4 is determined by adjusting the focusing lens 6 to the focusing mechanism 7.
It is set by moving it in the optical axis direction.
Further, the reflection angle and the rate of change of the reflection angle of the reflection mirror 5, and the movement amount and the movement speed of the table 2, are respectively variable by the scanning control circuit 8. Therefore, these reflecting mirror 5 and table 2 change the irradiation position of the laser beam 4 in the two-dimensional direction of the processing surface of the workpiece 3 (for example, the reflecting mirror 5 vibrates at high speed in the X direction, and the table 2 vibrates slowly). (move in the Y direction),
This causes the laser beam 4 to scan. The reflecting mirror moves at high speed and the table moves slowly.
ところで、図中９は放射温度計で、被加工物３
の焼き入れ部の任意の測定点におけるコーテイン
グ材３ａの表面温度変化を検出し、この検出した
温度変化を本体９２により例えば２進符号に変換
している。 By the way, 9 in the figure is a radiation thermometer, and the workpiece 3
The surface temperature change of the coating material 3a at an arbitrary measurement point of the hardened portion is detected, and the detected temperature change is converted into, for example, a binary code by the main body 92.
また、上記温度変化は第２図に示す曲線の如き
変化する。すなわち、図中ａ点はレーザービーム
４のスポツトが測定点にさしかかつた時点、ｂ点
は測定点通過中におけるピーク測温値、ｃ点はレ
ーザービーム４の測定点通過時点を示し、またθ
は冷却速度を示す。なお、上記放射温度計９のプ
ローブ９１はアーム９３を介して前記ベース２ａ
に固定されている。上記放射温度計本体９２で得
られた温度変化情報は、温度履歴を表わす情報と
して実時間でバツフアメモリ１０に記憶される。
演算回路１１は、このバツフアメモリ１０から上
記温度変化情報をその記憶時の速度よりも低速で
読出し、予め設定してある所定の演算を行なう。
すなわち、焼き入れ幅Ｗ、焼き入れ深さＤ、焼き
入れ硬度Ｈおよび溶融痕跡の有無Ａからなる焼き
入れ特性値は、被加工物３の材質値Ｋ、コーテイ
ング材３ａの材質値（レーザー光の吸収率等）Ｃ
と温度履歴値、つまりレーザービーム４により与
えられる全熱量Ｑ、ピーク温度Tp、温度変化速
度Ｖおよび高温度持続時間ｔとを変数とする関数
Ｆにより、たとえば
Ｄ＝FD（Ｋ，Ｑ，Tp，Ｖ，ｔ，Ｃ）
ように表わされる。また、温度履歴値Ｑ，Tp，
Ｖ，ｔは焼き入れ条件値、つまりレーザ発振器の
出力Ｐ、集光レンズの焦点位置Ｚおよびレーザー
ビームの走査速度Ｓと被加工物の材質値Ｋ、コー
テイング材の材質値Ｃとを変数とする関数Ｇによ
り、
Ｑ＝GQ（Ｐ，Ｚ，Ｓ，Ｋ，Ｃ）
TP＝GTp（Ｐ，Ｚ，Ｓ，Ｋ，Ｃ）
Ｖ＝GV（Ｐ，Ｚ，Ｓ，Ｋ，Ｃ）
ｔ＝Gt（Ｐ，Ｚ，Ｓ，Ｋ，Ｃ）
のように表わされる。 Further, the temperature change changes as shown in the curve shown in FIG. That is, in the figure, point a indicates the point at which the spot of the laser beam 4 approaches the measurement point, point b indicates the peak temperature measurement value while passing the measurement point, and point c indicates the point at which the laser beam 4 passes the measurement point. θ
indicates the cooling rate. The probe 91 of the radiation thermometer 9 is connected to the base 2a via an arm 93.
is fixed. The temperature change information obtained by the radiation thermometer main body 92 is stored in the buffer memory 10 in real time as information representing temperature history.
The arithmetic circuit 11 reads out the temperature change information from the buffer memory 10 at a speed lower than the speed at which it was stored, and performs a predetermined arithmetic operation.
In other words, the hardening characteristic value consisting of the hardening width W, the hardening depth D, the hardening hardness H, and the presence or absence of melting traces A is determined by the material value K of the workpiece 3 and the material value of the coating material 3a (the value of the laser beam). absorption rate, etc.)C
For example, D=F D (K, Q, Tp , V, t, C). Also, temperature history values Q, Tp,
V and t are hardening condition values, that is, the output P of the laser oscillator, the focal position Z of the condensing lens, the scanning speed S of the laser beam, the material value K of the workpiece, and the material value C of the coating material as variables. According to the function G, Q=G Q (P, Z, S, K, C) T P = G Tp (P, Z, S, K, C) V=G V (P, Z, S, K, C) It is expressed as t=Gt(P, Z, S, K, C).
例えば実験によるとコーテイング材にグラフア
イトを用い被加工物表面に20〜30μｍの厚みで塗
布した場合、他の条件（Ｋ，Ｑ，TP，ｔ，Ｃ）
が一定ならば焼き入れ深さＤは温度変化速度Ｖの
うち特にレーザービームが通過した直後のコーテ
イング材表面温度の冷却速度θと近似的に反比例
関係にあることが得られた。（但しレーザービー
ムのパワー密度10〜25Kw／cm2の範囲に限る）つ
まり、
Ｄ≒α／θ （ここでαは比例定数）
となる。また上記他の条件が一定ならばθはレー
ザー発振器の出力Ｐとほぼ反比例の関係にあるこ
とがわかつた。（但しレーザーのパワー密度10〜
25Kw／cm2の範囲に限る。）
つまり、
θ＝β／Ｐ （ここでβは比例定数）
となる。 For example, according to experiments, when graphite is used as a coating material and applied to the surface of the workpiece to a thickness of 20 to 30 μm, other conditions (K, Q, T P , t, C)
It was found that if is constant, the hardening depth D is approximately inversely proportional to the temperature change rate V, especially the cooling rate θ of the coating material surface temperature immediately after the laser beam passes. (However, the power density of the laser beam is limited to the range of 10 to 25 Kw/cm 2 ) In other words, D≈α/θ (here α is a proportionality constant). It has also been found that if the other conditions mentioned above are constant, θ is approximately inversely proportional to the output P of the laser oscillator. (However, the laser power density is 10~
Limited to the range of 25Kw/ cm2 . ) In other words, θ=β/P (here β is a proportionality constant).
またコーテイング材にリン酸マンガンを使用す
ると、焼き入れ深さＤはコーテイング材表面温度
履歴のうちピーク温度とほぼ比例関係にあること
がわかつた。 It was also found that when manganese phosphate was used as the coating material, the hardening depth D was approximately proportional to the peak temperature in the coating material surface temperature history.
これらの各関数値ＦおよびＧは、予め多量のモ
デル実験から求められ、この結果演算式が構成さ
れる。そして、バツフアメモリ１０から読出した
温度変化情報から温度履歴を示す各値Ｑ，TP，
Ｖ，ｔを抽出したのち、これらの各値と材質値Ｋ
とをデータとして上記演算式により演算を行な
い、焼き入れ特性値Ｄを算出する。しかるのち、
この算出値を加工開始前に予め設定した所望の焼
き入れ深さ値と比較してその差を算出し、この差
値に対応するレーザー発振器の出力Ｐの変化量を
算出する。 Each of these function values F and G is determined in advance from a large number of model experiments, and as a result, an arithmetic expression is constructed. Then, from the temperature change information read from the buffer memory 10, each value Q, T P ,
After extracting V and t, these values and material value K
The hardening characteristic value D is calculated by using the above calculation formula as data. Afterwards,
This calculated value is compared with a desired hardening depth value preset before the start of processing to calculate the difference, and the amount of change in the output P of the laser oscillator corresponding to this difference value is calculated.
こうして算出されたレーザー発振器の出力Ｐの
変化量情報は、制御回路１２に出力される。制御
回路１２は、これらの各変化量情報に従つてそれ
ぞれ前記レーザー発振器１、焦点調節機構７およ
び走査制御回路８へ制御信号を送出し、レーザー
ビーム４の発振力を制御する。 Information on the amount of change in the output P of the laser oscillator calculated in this way is output to the control circuit 12. The control circuit 12 sends control signals to the laser oscillator 1, the focus adjustment mechanism 7, and the scanning control circuit 8, respectively, in accordance with these pieces of variation information to control the oscillation power of the laser beam 4.
このような構成において、使用者は先ず演算回
路１１に、これより加工する被加工物３の材質値
Ｋと焼き入れ深さＤをセツトし、しかるのち駆動
スイツチ（図示せず）を操作して焼き入れを開始
させる。そうすると、レーザー発振器１からレー
ザービーム４が出力されて任意の焼き入れ条件に
より被加工物３の加工面が走査される。一方、こ
のときレーザービーム４の走査がなされた加工面
の任意の点の温度変化が放射温度計９により測定
され、実時間でバツフアメモリ１０に記憶され
る。したがつて、上記温度変化が例えば0.5msec
というように極めて高速であつても、バツフアメ
モリ１１には第２図に示す如く確実に温度履歴が
記憶される。この記憶された温度履歴（温度変化
情報）たとえば、冷却速度θは、演算回路１１に
よりその演算速度に応じて低速度に読出され、前
述した種々の演算処理に供される。すなわち、上
記温度履歴のうち冷却速度θから前記温度測定点
における焼き入れ深さが算出され、この焼き入れ
深さも前記予めセツトした焼き入れ深さと比較し
てその差を求め、この差に対応する焼き入れ条件
すなわちレーザー発振出力の変更量を得る。 In such a configuration, the user first sets the material value K and hardening depth D of the workpiece 3 to be machined in the arithmetic circuit 11, and then operates the drive switch (not shown). Start quenching. Then, the laser beam 4 is output from the laser oscillator 1 and the processed surface of the workpiece 3 is scanned under arbitrary hardening conditions. On the other hand, at this time, the temperature change at any point on the processed surface scanned by the laser beam 4 is measured by the radiation thermometer 9 and stored in the buffer memory 10 in real time. Therefore, the above temperature change is, for example, 0.5 msec.
Even at extremely high speeds, the temperature history is reliably stored in the buffer memory 11 as shown in FIG. The stored temperature history (temperature change information), for example, the cooling rate θ, is read out by the arithmetic circuit 11 at a low speed according to the arithmetic speed, and is subjected to the various arithmetic processes described above. That is, the hardening depth at the temperature measurement point is calculated from the cooling rate θ in the temperature history, and this hardening depth is also compared with the preset hardening depth to find the difference, and the hardening depth is calculated according to this difference. Obtain the hardening conditions, that is, the amount of change in laser oscillation output.
ところで、温度履歴としては前記のように上記
冷却速度θのほかにピーク温度があるが、コーテ
イング材３ａがある場合、放射温度計による測定
温度がこのコーテイング材３ａの表面温度を示し
被加工物３自体の表面温度でないため、コーテイ
ング材３ａの種類によつてはピーク測温値ｂから
の情報で制御することができないことがある。制
御回路１２は、この焼き入れ条件の変更量に従つ
てその分だけレーザービーム４の発振出力を変更
し新たな焼き入れ条件を設定する。そして、この
新たな焼き入れ条件による焼き入れ加工は、また
温度測定がなされて新たな焼き入れ条件が算出さ
れるまで継続される。なお、上記温度測定は、レ
ーザービーム４の複数走査毎に、例えば５走査毎
に行なわれる。つまり、被加工物３は、その焼き
入れ中にレーザービーム４の複数走査毎に焼き入
れ深さが検出され、その都度この焼き入れ深さが
所望の焼き入れ深さとなるように制御される。 By the way, as for the temperature history, there is a peak temperature in addition to the above-mentioned cooling rate θ, but when there is a coating material 3a, the temperature measured by the radiation thermometer indicates the surface temperature of this coating material 3a, and the workpiece 3 Since it is not the surface temperature of the coating material 3a itself, it may not be possible to control it with information from the peak temperature measurement value b depending on the type of the coating material 3a. The control circuit 12 changes the oscillation output of the laser beam 4 according to the amount of change in the hardening conditions, and sets new hardening conditions. The hardening process under the new hardening conditions is continued until the temperature is measured again and new hardening conditions are calculated. Note that the above temperature measurement is performed every multiple scans of the laser beam 4, for example every 5 scans. In other words, the hardening depth of the workpiece 3 is detected every multiple scans of the laser beam 4 during hardening, and the hardening depth is controlled each time to a desired hardening depth.
このように本実施例によれば、予め所望の焼き
入れ深さをセツトするだけで、被加工物３全体を
均一に上記所望の焼き入れ深さで焼き入れ加工す
ることができた。また、バツフアメモリ１０を設
けたことによつて、高速度に変化する温度履歴を
もれなく確実に抽出することができ、この結果各
種焼き入れ条件を精度良く制御し得て、品質の向
上をはかることができる。さらに、この場合バツ
フアメモリ１０を設けたことにより演算処理を低
速度で行なうことができるので、演算回路として
マイクロコンピユータ等の小形で安価なものを使
用することができ、この結果装置の価格を大幅に
低減することができる。 As described above, according to this embodiment, the entire workpiece 3 could be uniformly hardened to the desired hardening depth by simply setting the desired hardening depth in advance. In addition, by providing the buffer memory 10, it is possible to reliably extract all of the temperature history that changes at a high speed, and as a result, various quenching conditions can be controlled with high accuracy, and quality can be improved. can. Furthermore, in this case, by providing the buffer memory 10, arithmetic processing can be performed at low speed, so a small and inexpensive device such as a microcomputer can be used as the arithmetic circuit, and as a result, the cost of the device can be significantly reduced. can be reduced.
なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はない。例えば、レーザービーム４の走査を反射
ミラー５のみで、あるいはテーブル２の移動のみ
で行なつてもよい。この場合、テーブル２の移動
のみで行う場合には、XYテーブルをステツプモ
ータ等で移動制御すれば容易に実施できる。ま
た、上記レーザービーム４の走査は、反射ミラー
５を回転させることにより同心円状あるいは螺旋
状に行なつてもよい。これは、被加工物の形状が
円形の場合に有効である。さらに、温度計のセン
サはベースに固定しなくともよく、その他温度計
の構成やバツフアメモリの種類、演算回路１１に
おける演算順序や演算機能、制御回路１２の機
能、レーザー発振器１の種類等についても、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施で
きる。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, scanning of the laser beam 4 may be performed only by using the reflecting mirror 5 or by moving the table 2 only. In this case, if the movement is performed only by moving the table 2, it can be easily carried out by controlling the movement of the XY table with a step motor or the like. Further, the laser beam 4 may be scanned concentrically or spirally by rotating the reflecting mirror 5. This is effective when the shape of the workpiece is circular. Furthermore, the sensor of the thermometer does not need to be fixed to the base, and the configuration of the thermometer, the type of buffer memory, the order of calculations and calculation functions in the calculation circuit 11, the function of the control circuit 12, the type of laser oscillator 1, etc. Various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
第１図は本発明の一実施例におけるレーザー加
工装置の概略構成図、第２図は同実施例の作用説
明に用いるための温度履歴を示す特性図である。
１……レーザー発振器、２……テーブル、３…
…被加工物、３ａ……コーテイング材、４……レ
ーザービーム、５……反射ミラー、６……集光レ
ンズ、７……焦点調節機構、８……走査制御回
路、９……放射温度計、９１……センサ、９２…
…本体、１０……バツフアメモリ、１１……演算
回路、１２……制御回路。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a characteristic diagram showing a temperature history for use in explaining the operation of the embodiment. 1... Laser oscillator, 2... Table, 3...
... Workpiece, 3a ... Coating material, 4 ... Laser beam, 5 ... Reflection mirror, 6 ... Condensing lens, 7 ... Focus adjustment mechanism, 8 ... Scanning control circuit, 9 ... Radiation thermometer , 91...sensor, 92...
...Main body, 10...Buffer memory, 11...Arithmetic circuit, 12...Control circuit.
Claims (1)
コーテイング材の塗布された被加工物の加工面を
所定スポツトのレーザービームで走査して上記被
加工物の表面焼入れを行なうレーザー加工装置に
おいて、前記レーザービームの走査中に走査され
た加工面の任意の点の温度変化を測定する温度計
と、この温度計により得られた温度変化情報を記
憶するバツフアメモリと、このバツフアメモリか
ら上記温度変化情報をその記憶速度よりも低速で
読出し所定の演算を行なつて前記温度測定点の推
定焼入れ深さ情報を算出するとともにこの推定焼
入れ深さ情報を予め設定してある所望の焼入れ深
さ情報と比較しこの比較結果に基づいて新たな発
振出力を算出する演算部と、この演算部からの新
たな発振出力に従つて前記レーザービームの発振
出力を制御し被加工物の焼入れ深さを前記所望の
焼入れ深さとする制御部とを具備したことを特徴
とするレーザー加工装置。 ２ 温度計は、放射温度計からなることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のレーザー加工装
置。[Claims] 1. Surface hardening of the workpiece placed on a table and coated with a coating material is scanned with a laser beam at a predetermined spot in order to increase the absorption rate. In the laser processing device, there is provided a thermometer for measuring a temperature change at an arbitrary point on a processed surface scanned during scanning of the laser beam, a buffer memory for storing temperature change information obtained by the thermometer, and a buffer memory for storing temperature change information obtained by the thermometer. The temperature change information is read out at a speed lower than the storage speed, and predetermined calculations are performed to calculate estimated hardening depth information at the temperature measurement point, and this estimated hardening depth information is set to a preset desired hardening depth. a calculation unit that calculates a new oscillation output based on the comparison result; and a calculation unit that controls the oscillation output of the laser beam according to the new oscillation output from this calculation unit to determine the hardening depth of the workpiece. and a control section that sets the hardening depth to the desired hardening depth. 2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the thermometer is a radiation thermometer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55172090A JPS5798620A (en) | 1980-12-08 | 1980-12-08 | Laser working device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55172090A JPS5798620A (en) | 1980-12-08 | 1980-12-08 | Laser working device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5798620A JPS5798620A (en) | 1982-06-18 |
| JPS642163B2 true JPS642163B2 (en) | 1989-01-13 |
Family
ID=15935350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55172090A Granted JPS5798620A (en) | 1980-12-08 | 1980-12-08 | Laser working device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5798620A (en) |
Families Citing this family (11)
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|---|---|---|---|---|
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| CN103215411B (en) | 2013-02-06 | 2015-07-08 | 武汉新瑞达激光工程有限责任公司 | Laser quenching method and device |
| CN103290176B (en) * | 2013-05-20 | 2015-08-26 | 华中科技大学 | A kind of multi irradiation laser-quenching method and device |
| CN107012299A (en) * | 2017-04-25 | 2017-08-04 | 广东工业大学 | A kind of laser thermodynamic activity collaboration variation rigidity loss of weight light weight method and system |
-
1980
- 1980-12-08 JP JP55172090A patent/JPS5798620A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5798620A (en) | 1982-06-18 |
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