JPH01254392A - 製品表面のダル加工法 - Google Patents

製品表面のダル加工法

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JPH01254392A
JPH01254392A JP63022038A JP2203888A JPH01254392A JP H01254392 A JPH01254392 A JP H01254392A JP 63022038 A JP63022038 A JP 63022038A JP 2203888 A JP2203888 A JP 2203888A JP H01254392 A JPH01254392 A JP H01254392A
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勝宏 南田
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純也 末廣
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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] 本発明はレーザ光を利用したロール等の製品表面のダル
加工法に関し、特にパルスレーザのビーム合成制御を行
うダル加工法に係る。
[従来の技術] ロールのダル加工法としては、ショツトブラスト法、放
電加工法やレーザを用いてロール表面を加工する方法な
どがある。
レーザを用いてロール表面のダル加工を行う装置につい
ては、特公昭5B−25557号、特公昭60−215
6号により公告されている。特公昭60−2156号公
報に記載の装置は、YAGレーザ、ルビーレーザなどの
光源をQスイッチを用いてパルスレーザを発生させてロ
ール表面のダル加工を行う装置で、複数パルスによって
ダル形状(高さ、深さ、穴径)を制御している。すなわ
ち、単パルスではダル形状の高さ部分が低く適正なダル
加工にならないため、複数パルスを使用している。
しかして、ロール表面のダル加工においては、所定の周
波数、パルス幅、尖頭値などをもつパルスレーザを用い
て、ロール表面に周期的な加工を施す必要がある。この
ようなパルスレーザ出力を得る方法としては、連続発振
(CW)レーザ出力を機械的光学装置(チョッパー、シ
ャッター等)でパルス化する方法と、パルス励起あるい
はQスイッチパルスなどのパルスレーザ励起、あるいは
Qスイッチパルスなどのパルスレーザを使用する方法が
ある。
Qスイッチパルスは機械装置を必要としないため、Ii
η者に比較して装置が小型、簡素化出来ると同時に、周
波数制御が容易でかつ制御範囲が広いという特徴を有し
ている。しかしながら、Qスイッチは周波数を変化させ
ると、発振励起条件が変化するため、パルス波形や尖頭
出力などが同時に変化し、安定したダル加工か出来ない
。又、第2図に示したように、尖頭パルスの尖頭値(四
)か後続のパルス(P2 、113.114 、・・・
)よりも極度に大きくなる。
また、特公昭60−2156号においても上記短所の解
決法については示されていない。
[発明か解決しようとする問題点] パルス列の尖頭値が大きく異なると、最初のパルスP1
で六の深さが決まるのでP2〜P4の効果が小ざくなり
、総合的なパルス群としての制御性がよくないので、こ
の問題を解決する必要がある。
本発明はこのような問題点を解決することを目的とする
ものである。
[問題点を解決するための手段] 上記「1的を達成するため、本発明は複数のパルスレー
ザおよびパルス発生制御系(Qスイッチレーザの場合は
Qスイッチ制御系)とビームスプリッタ−を用いてレー
ザビーム群を合成し、レーザ発振器の励起ランプの電流
値をもって各レーザのパルスピーク値を制御することに
より、ロール表面のダル加工に適したパルス群を構成す
ることを特徴とする、ダル加工に適したパルスレーザ制
御方法を提供するものである。
すなわち、本発明の要旨とするところは、パルスレーザ
を用いて製品表面をダル加工する方法において、個々に
パルスピーク値を設定した2台を1組とするレーザ発振
器よりレーザを発振し、加工表面に達する途中で個々の
レーザ成分の分離と同軸合成を行い、所定間隔で加工面
にレーザを照射することを特徴とする製品表面のダル加
工法である。
以下本発明に係る方法について図面を用いて説明する。
[作用] ここでいうビームスプリッタ−とは、ある一定波長域の
光を、ある固有の角度で入射した場合に、入射光を反射
光と透過光に分離する機能を有する光学素子のことであ
る。通常、これらの光学素子は、石英などのFu材表面
に数種類の屈折率の異なる物質を多層膜として積層した
構造を有している。また多層1漠の特性により反射光と
透過光の偏光を同時に行うことも可能であり、この場合
には1.B1の透過光はLIllの入射面に平行な偏光
成分(P波)、L112の反射光は水平偏光成分(S波
)となる。
第1図(a)は、本発明方法を実施するに適したパルス
数2木の場合のパルスレーザ制御装置の基本構成を示す
。05CI、05C2はレーザ発振器である。QSI、
QS2はQスイッチであり、発振器0501゜05C2
にセットされている。10はQスイッチの制御系であり
、これよりQスイッチ信号Ql、Q2が順次送出され、
それに応じて発振H4osc+、osczよりレーザビ
ーム1.111.1、B2が発生ずる。レーザビームL
 B 2は直接に、レーザビームL[llは折曲げ鏡B
MIを介しビームスプリッタ−IIsに投入され、LB
Iの透過光LBI (T)とL[12の反射光LB2 
(It)を同軸のレーザビーム群LBI’ Iとして合
成する。
一方、ビームスプリッタ−BSの他の1方向に、LB2
の透過光LB2 (T)とLBIの反射光LBI (I
t)を同軸なレーザビーム群LBP2として合成する。
レーザビーム群LBPI、LBP2はそれぞれは集光レ
ンズFLI、l1L2によって集光される。集光点FP
I。
FP2においてあたかも一つのレーザビームが集光され
たと同様なレーザ集光ビーム群LBP I 、 LBP
2となり、ロール表面のダル加工をロールを二分割して
高速ダル加工を可能にしている。
第1図(b)はビームスプリッタ−にて合成したレーザ
ビーム群LBP2のみを使用し、他方のレーザビームL
 B 11 +はビームダンパー11Dで吸収し使用し
ない。この場合は第1図(a)に比較してダル加工速度
は2分の1になる。
20は被加工ロールの表面である。本数が2本になると
ともに穴の深さはほぼ二倍に深くなり、ダル加工を行う
ロール表面粗度の要求品質に合わせて本数を選択する事
になる。
第3図はロール表面ダル加工を行う場合の理想のパルス
波形であり、τ0は各パルス幅、τ1は尖頭パルス+1
 L lと2番目のパルスPL2の間隔である。第3図
に示したように、ロールダル加工に適した理想的なパル
ス波形はPLI =PL2である。
ビームスプリッタ−の偏光による分割機能を用い、かつ
レーザビームL[lI、LB2はランダム偏向として、
そわぞれP波とS波が50%ずつの場合、レーザビーム
l[lI、I、+12のパワーを同じにし、またビーム
スプリッタ−の固有の入射角(P波とS波を完全に分離
できる入射角)にすることによってPLI =PL2と
することが可能である。
レーザビーム1.Bl、L[12が完全なランダム偏向
でなくP波とS波が50%に分離できない場合は、レー
ザビームLBI、L[12のパワーをP波とS波の分離
比に合わせることによって、PLI =PL2とするこ
とが可能である。
次に、Qスイッチ制御系lOの具体的な制御回路を第4
図に、また制御信号の時間関係を第5図に示す。
第4図は、パルス群の周波数1゜を決定するパルス発生
RY P Gと、パルス群内のパルス間隔て1を決定す
るワンショットバイブレータOMI 、0M2にて構成
されており、第5図において、各OMI 、0M2はそ
わぞれの人カイ3号の立上り信号に同期している。
すなわち、パルス発生器PGよりの出力信号f。をOM
+のクロックCに1に人力する。これによ)てr。
の立上り信号に同期してOM+で設定したパルス幅τ1
のパルスQlが発生する、同時にQlと逆極性の信号側
が発生する。
以上のように、ダル加工用のパルス群の周波数「。はパ
ルス発生器PGで設定、その先頭信号に同期し、一定の
時間遅れをもったパルス群が発生し、LDI、L[12
のQスイッチ制御を実施することが可能となる。また、
τ1を0にすれば、両パルスは同時に照射することもで
きる。
第6図はビーム合成を示す図で、第6図(a)がビーム
スプリッタ−によるビーム合成で人力レーザビームLB
IとLB2の入射角θ8.θ2をビームスプリッタ−の
固有値内で同一に設定することによって、L[11の透
過光とLB2の反射光を同軸の合成ビームLPBにする
ことか出来る。第6図(b)は全反射鏡TMによるビー
ム合成の図である。この場合、人力レーザビームL[l
IとLB2を並行に合成できるが同軸に合成できず、合
成ビームLPBの径が大きくなり、集光系のレンズが大
型化する欠点がある。
なお、レーザ加工をする対象物は、ロール表面に限定さ
れるものではなく、一般の製品いずれでもよい。また、
加工に用いるレーザの種類は、YAG、ルビーなどの固
体レーザである。
[実施例] 本発明による方法で2台のQスイッチレーザのパルス波
形制御を行いロールダル加工を実施した。Qスイッチレ
ーザのパルス波形制御条件は次の通りである。
ビームスプリッタ−2インチ径 レーザビーム で。: 300nsecτI =5μ5
ec fo  :  20kllz レンズ焦点距離 FL : 25mm ロール形状  長さ: 1500mm 径  : 600mm 処理時間  約1時間 その結果、処理時間も約1時間と高速で、穴形状として
内径1001、粗度値2.b+mのダル加工となり、鋼
板表面への転写率も80%と高く、耐摩耗性も向上した
[発明の効果] 以上説明した本発明の方法によれば、パルスレーザビー
ムが同軸で合成出来るので、レンズによる集光系が小型
でシンプルになり、集光点での荀置合せが容易になる。
又、パルス群の中のパルス個別にピーク値が設定出来る
ので、粗面化における穴あけ工程での被照射体の溶融お
よび蒸発現象を制御でき、適正な硬度の穴を形成するこ
とが出来る。しかも、パルス群のパルス間隔を制御でき
るので、さらにダル加工に適した穴加工を11−ること
かでき、その効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図(a) (b)は本発明によるダル加ニジステム
の構成を示すブロック図、第2図はQスイッチを用いた
パルス群のレーザ出力の状態を示す波形図、第3図は本
発明によるパルス群の出力状態を示す波形図、第4図は
Qスイッチ制御系の其体的な制御回路を示すブロック図
、第5図は制御信号の時間関係を示すタイミングチャー
トで、第6図はビーム合成を示す図で、(a)がビーム
スプリッタ−によるビーム合成を、(b)が全反射鏡に
よるビーム合成を説明する図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. パルスレーザを用いて製品表面をダル加工する方法にお
    いて、個々にパルスピーク値を設定した2台を1組とす
    るレーザ発振器よりレーザを発振し、加工表面に達する
    途中で個々のレーザ成分の分離と同軸合成を行い、所定
    間隔で加工面にレーザを照射することを特徴とする製品
    表面のダル加工法。
JP63022038A 1987-02-24 1988-02-03 製品表面のダル加工法 Granted JPH01254392A (ja)

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JP63022038A JPH01254392A (ja) 1987-12-11 1988-02-03 製品表面のダル加工法
PCT/JP1988/000194 WO1988006504A1 (fr) 1987-02-24 1988-02-24 Procede et installation de finition mate de cylindres a l'aide d'un laser pulse
EP88902201A EP0308512B1 (en) 1987-02-24 1988-02-24 Apparatus for dull finish of roll with pulse laser
DE3850330T DE3850330T2 (de) 1987-02-24 1988-02-24 Gerät zur mattveredelung einer rolle mittels impulslaser.
US07/305,121 US4947023A (en) 1987-02-24 1988-10-18 Method and apparatus for roll dulling by pulse laser beam

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JP31362087 1987-12-11
JP62-313620 1987-12-11
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