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発明の名称 レーザダル加工装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−47266(P2001−47266A)
公開日 平成13年2月20日(2001.2.20)
出願番号 特願平11−229010
出願日 平成11年8月13日(1999.8.13)
代理人 【識別番号】100068423
【弁理士】
【氏名又は名称】矢葺 知之 (外1名)
【テーマコード(参考)】
2F069
4E016
4E068
【Fターム(参考)】
2F069 AA02 DD01 DD30 GG04 GG62 HH09 MM04 RR01 RR09 
4E016 FA15 FA16
4E068 AG01 CB06 CC06 CD15 CG01 CH08 DA05
発明者 若狭 和式 / 小林 宏栄
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 圧延ロール表面のレーザダル加工装置において、集光レンズと被加工ロールの距離を測定するセンサを、ロール表面から散乱または反射するレーザ光及び加工熱から保護する冷却体で囲んだことを特徴とするレーザダル加工装置。
【請求項2】 圧延ロール表面のレーザダル加工装置において、レーザ光を集光する集光レンズを、加工により発生する粉塵から保護するために、集光レンズの被加工ロール側にエアカーテン装置を備えたことを特徴とするレーザダル加工装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザダル加工において、ロール表面で反射または散乱するレーザ光や加工熱、および加工時に発生する粉塵などからレーザ加工装置を保護し、安定的に加工性能を発揮させるレーザダル加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ロールをレーザダル加工する際に、レーザ光を集光する集光レンズと被加工ロールとの距離を測定するセンサを装備している。しかし、このセンサは、レーザダル加工によりロール表面で反射または散乱されたレーザ光や加工熱により加熱され、距離指示値が加工時間とともにドリフトするため、常時測定することができず、加工前に測定した距離に固定して加工を行っていた。また、加工により発生する粉塵が集光レンズ表面に溶着し、レーザ光の集光性を悪化させ、加工性が低下するため、その都度集光レンズを交換していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来技術では、集光レンズと被加工ロールとの距離を、加工前に測定した距離に固定して加工を行わなければならないため、安定的な加工が難しいという問題があった。また、加工により発生する粉塵が集光レンズに溶着し、レーザ光の集光性を悪化させ、加工性が低下するという問題があった。この場合、集光レンズをクリーニングしても溶着物が除去できず、集光レンズを交換する必要があり、コスト高になる繋がる。そのためこれらの外乱からセンサや集光レンズを保護する装置が必要とされていた。
【0004】本発明は、このような点に鑑みなされたもので、加工により発生する粉塵が集光レンズに溶着することを防止し、集光レンズと被加工物との距離を測定するセンサの測定誤差を低減することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課題を有利に解決するものであって、その発明の要旨とするところは、レーザダル加工において、ロール表面で反射または散乱するレーザ光からセンサを保護するためにセンサを冷却体で囲んだ装置と、加工により発生する粉塵を集光レンズに付着する手前で吹き飛ばすエアカーテン装置を備えたレーザダル加工装置である。
【0006】
【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はレーザダル加工装置全体の概略を示したものである。レーザ発振器1より発振されたレーザ光が集光レンズ2まで伝送され、集光レンズ2を備えたヘッド3が被加工ロール胴長方向に移動し、回転装置6により回転する被加工ロール4へ照射される。この時、集光レンズ2と被加工ロール4の距離を距離センサ5により計測し、ロール胴長方向でその距離が一定となるように、ヘッド3をロール胴長方向に対し垂直に前後進させる機構となっている。
【0007】図2は被加工ロールにより反射または散乱されたレーザ光より距離センサ5を保護する装置を示したものである。距離センサの温度が変化すると、指示値が変化するためセンサの温度は一定温度に保たれる必要がある。そのため保護装置内部に一定温度に保たれた冷却媒体を介在させている。また、保護装置の材質が金属ではセンサが誤動作するため材質は非金属で構成されている。図2では保護装置として、センサ5を包囲する如く冷却水が循環するセンサ保護ジャケット7を設けた例を示している。
【0008】図3は、加工により発生する粉塵から集光レンズ2を保護する装置を示したものである。集光レンズに飛散してくる粉塵が付着する前に高速のエアーをカーテン状にブローすることで、粉塵の飛散方向を強制的に変化させ、付着を防止するものである。尚、エアカーテン中を、レーザ光が通過するが、レーザ光に何ら影響はない。図3では、加工ヘッド3の適宜位置にエア吹出口を設けた例を示している。
【0009】
【実施例】距離センサの保護装置として、材質は、ポリアセタール樹脂を使用し、外周は、樹脂をレーザ光から保護するためセラミックコーティングされている。さらに、その内部に25℃に保たれた水を流したものを使用した。レーザ加工によるセンサの温度変化を図4に示す。併せて保護装置がない場合(従来技術)の温度変化も示す。加工により、保護装置がないと50℃の温度上昇が見られるが、保護装置によりセンサ温度上昇は5℃以下に抑制することができ、安定的な加工が可能となった。また、集光レンズへの加工により発生する粉塵の付着を防止するため加工ヘッド前面でエアを圧力5kg/cm2 でレーザ光に対し垂直方向にブローすることで、集光レンズへの粉塵付着が防止でき、安定した加工が可能となり、集光レンズの交換頻度が大幅に改善できた。
【0010】
【発明の効果】本発明により、距離センサ保護装置を設置し、センサの温度上昇を防止でき、安定したレーザ加工が可能となり、加工不良ロールがなくなり、ロール原単位が向上した。また、集光レンズへの粉塵付着防止のためのエアーブローにより、安定したレーザ加工が可能となり、原単位の向上に加え、集光レンズの交換頻度が大幅に改善できた。




 

 


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