JPH02268989A - ロール表面のダル加工方法 - Google Patents
ロール表面のダル加工方法Info
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- JPH02268989A JPH02268989A JP1087021A JP8702189A JPH02268989A JP H02268989 A JPH02268989 A JP H02268989A JP 1087021 A JP1087021 A JP 1087021A JP 8702189 A JP8702189 A JP 8702189A JP H02268989 A JPH02268989 A JP H02268989A
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- Japan
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- plasma
- laser
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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。
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）
本発明はレーザを用いた鋼板等の圧延用のロール表面に
ダル加工する方法に関する。
ダル加工する方法に関する。
（従来の技術）
自動車や家電製品の外板に使用する鋼板はその塗装鮮映
性（塗装面が鮮やかな光沢を示す度合）の高いことが必
要とされ、これが商品価値を決める重要な要因になって
いる。
性（塗装面が鮮やかな光沢を示す度合）の高いことが必
要とされ、これが商品価値を決める重要な要因になって
いる。
従来、この塗装鮮映性を高める手段として、専ら塗料や
塗装方法にのみ注意を払われてきたが、近年において下
地鋼板の特徴である表面粗度、うねりなどが塗装鮮映性
に影響を与えることが判明してきている。
塗装方法にのみ注意を払われてきたが、近年において下
地鋼板の特徴である表面粗度、うねりなどが塗装鮮映性
に影響を与えることが判明してきている。
一般に冷延鋼板は製造工程に於いて、表面に微細な凹凸
を有するロール（以下、ダルロールという）によって調
質圧延され、そのロールの凹凸が転写されて鋼板表面に
粗度が付与される。Ｉｌ板に要求されるプレス加工性と
塗装鮮映性を確保する為には、鋼板表面にある一定値以
上の粗度を付与しなければならないが、粗度値を高める
にしたがい鋼板のうねりが増大し、塗装鮮映性が低下す
る、しかし、塗装鮮映性、プレス加工性の両方に優れた
鋼板を製造するためには、高い粗度値でかつ低いうねり
のダルロールを製造し、そのロールで鋼板の調質圧延を
行う必要がある。
を有するロール（以下、ダルロールという）によって調
質圧延され、そのロールの凹凸が転写されて鋼板表面に
粗度が付与される。Ｉｌ板に要求されるプレス加工性と
塗装鮮映性を確保する為には、鋼板表面にある一定値以
上の粗度を付与しなければならないが、粗度値を高める
にしたがい鋼板のうねりが増大し、塗装鮮映性が低下す
る、しかし、塗装鮮映性、プレス加工性の両方に優れた
鋼板を製造するためには、高い粗度値でかつ低いうねり
のダルロールを製造し、そのロールで鋼板の調質圧延を
行う必要がある。
上記の高粗度、低うねりを達成する方法の一つとして、
制御性に優れたレーザをエネルギー源としてロールの加
工を行うレーザダル加工法がある。
制御性に優れたレーザをエネルギー源としてロールの加
工を行うレーザダル加工法がある。
レーザダル加工法およびその装置としては例えば特公昭
５Ｂ−２５５５７号公報および特公昭６０−２１５６号
公報に開示されており、特に特公昭６０−２１５６号公
報に開示の装置は、ＹＡＧレーザ等によるパルスレーザ
を用いて、回転中のロール表面にダル加工を行うことが
記述されている。
５Ｂ−２５５５７号公報および特公昭６０−２１５６号
公報に開示されており、特に特公昭６０−２１５６号公
報に開示の装置は、ＹＡＧレーザ等によるパルスレーザ
を用いて、回転中のロール表面にダル加工を行うことが
記述されている。
（発明が解決しようとする課題）
レーザダル加工において、ロールの表面に微小な凹凸の
クレータを形成する為、必要レーザ出力を一次的に設定
し、ロール形状に倣いロール表面の加工部分にレーザビ
ームの焦点を合わせるようにレンズの位置を調整（以下
、焦点合わせという）してから、レーザビームを照射し
、ロール表面に形成するクレータ形状が最適となるよう
にレーザ出力を調整する必要がある。
クレータを形成する為、必要レーザ出力を一次的に設定
し、ロール形状に倣いロール表面の加工部分にレーザビ
ームの焦点を合わせるようにレンズの位置を調整（以下
、焦点合わせという）してから、レーザビームを照射し
、ロール表面に形成するクレータ形状が最適となるよう
にレーザ出力を調整する必要がある。
従来の方法では、クレータ形状を最適にする為にレーザ
出力を調整するが、この際レーザ出力に応じて集光特性
を左右するレーザビームの発散角が変化する為に、レー
ザの出力調整毎に焦点合わせが必要となる。すなわち■
出力の設定、■焦点合わせ、■レーザ照射、■クレータ
の観測と順次行い、■のクレータ観測にてその形状が適
性でない場合は■の出力の設定に戻り■から■の工程（
手順）を繰り返すというような煩わしさがあった。
出力を調整するが、この際レーザ出力に応じて集光特性
を左右するレーザビームの発散角が変化する為に、レー
ザの出力調整毎に焦点合わせが必要となる。すなわち■
出力の設定、■焦点合わせ、■レーザ照射、■クレータ
の観測と順次行い、■のクレータ観測にてその形状が適
性でない場合は■の出力の設定に戻り■から■の工程（
手順）を繰り返すというような煩わしさがあった。
レーザビームの発散角をレーザ出力を変えても一定とす
る事はレーザ発振器の内部の発振系の制御が必要であり
、その技術も高度で一般加工用レーザに適用する事は技
術面、コスト面で困難である。という問題点があった。
る事はレーザ発振器の内部の発振系の制御が必要であり
、その技術も高度で一般加工用レーザに適用する事は技
術面、コスト面で困難である。という問題点があった。
そこで本発明は前記問題点を解決するものであり、レー
ザ出力を変えてレーザビームの発散角が変化しても焦点
合ね奄をする必要のないロール表面のダル加工方法を提
供することを目的とするものである。
ザ出力を変えてレーザビームの発散角が変化しても焦点
合ね奄をする必要のないロール表面のダル加工方法を提
供することを目的とするものである。
（問題を解決するための手段）
本発明の要盲は圧延ロールの表面を走査するようにして
パルスレーザビームを照射し、ロールの表面に微細な凹
凸を無数に形成する加工法に於いて、 （１）加工時に発生するプラズマの強度、面積（発生域
）のいずれか、又は両方を影像管、フォトマルチプライ
ヤ−、ピンフォトダイオード等の受光素子で計測し、そ
の値が最適となるように焦光レンズのロール表面からの
距離を制御すること（第１の発明）。
パルスレーザビームを照射し、ロールの表面に微細な凹
凸を無数に形成する加工法に於いて、 （１）加工時に発生するプラズマの強度、面積（発生域
）のいずれか、又は両方を影像管、フォトマルチプライ
ヤ−、ピンフォトダイオード等の受光素子で計測し、そ
の値が最適となるように焦光レンズのロール表面からの
距離を制御すること（第１の発明）。
（２）上記（１）において、４８０％ｍから６２０〜ｍ
の波長選択フィルターを使用して、プラズマの発生強度
および面積の変化を明瞭にすること（第２の発明）。
の波長選択フィルターを使用して、プラズマの発生強度
および面積の変化を明瞭にすること（第２の発明）。
（３）更に上記（１）或は（２）において、Ａｒ。
Ｈｅ等の不活性ガスをレーザ照射点に吹付てプラズマを
安定に発生させ、発生するプラズマの強度、面積（発生
域）の計測を安定・高精度にすること（第３発明）。
安定に発生させ、発生するプラズマの強度、面積（発生
域）の計測を安定・高精度にすること（第３発明）。
からなり、これらの各発明方法でダル加工時の焦点合わ
せを自動で行う事を特徴とするロール表面のダル加工方
法にある。
せを自動で行う事を特徴とするロール表面のダル加工方
法にある。
（作用）
本発明を適用する装置は大きく５つの機構で構成されて
いる。
いる。
（１）パルスレーザ発振系。
（２）レーザビームを集光する為のレンズが内蔵された
加工ヘッド機構。
加工ヘッド機構。
（３）加工ヘッドの位置を前後に移動させる駆動機構。
（４）加工対象のロール。
（５）受光部およびその解析機構。
第１図はこれらの概要図であり、以下第１図を用いて本
発明の詳細な説明する。
発明の詳細な説明する。
パルスレーザ発振器１０から出射したレーザビーム１２
は、加工ヘッド２０内に固定されたレンズ２１で集光さ
れ、被加工ロール４０の表面に照射される。焦点近傍に
てロール４０表面に照射すると、ロール表面の金属が溶
融および蒸発し発光を伴うプラズマＰＬを発生する。ロ
ール表面にレーザビーム１２の焦点が合った時にプラズ
マＰＬの発光強度および面積が最大になる。
は、加工ヘッド２０内に固定されたレンズ２１で集光さ
れ、被加工ロール４０の表面に照射される。焦点近傍に
てロール４０表面に照射すると、ロール表面の金属が溶
融および蒸発し発光を伴うプラズマＰＬを発生する。ロ
ール表面にレーザビーム１２の焦点が合った時にプラズ
マＰＬの発光強度および面積が最大になる。
本加工前にレーザ出力を設定し、焦点をロール４０表面
に合わせる為に、レンズ２１の焦点距離を中心に少なく
とも±２ｒｍとなるように、一定区間加工ヘッド２０の
移動調整を移動制御部３０、パルスモータ３１およびス
ライド部３２によって行いながら、波長選択フィルター
５１を介し或は介せずして受光部５０で撮影したプラズ
マＰＬの発光強度および面積を、画像解析機＄１５２で
数値に変換したあと、画像解析機ｔＪＩ５２内のメモリ
ーに記憶しておき、計測終了後にその値が最大となる位
置に加工ヘッド２０を動かし、その状態にて再度加工し
クレータ−の形状を観測して必要ならばレーザ出力を設
定しなおし同様の工程により加工ヘッド２０の最適位置
を解析し移動する。
に合わせる為に、レンズ２１の焦点距離を中心に少なく
とも±２ｒｍとなるように、一定区間加工ヘッド２０の
移動調整を移動制御部３０、パルスモータ３１およびス
ライド部３２によって行いながら、波長選択フィルター
５１を介し或は介せずして受光部５０で撮影したプラズ
マＰＬの発光強度および面積を、画像解析機＄１５２で
数値に変換したあと、画像解析機ｔＪＩ５２内のメモリ
ーに記憶しておき、計測終了後にその値が最大となる位
置に加工ヘッド２０を動かし、その状態にて再度加工し
クレータ−の形状を観測して必要ならばレーザ出力を設
定しなおし同様の工程により加工ヘッド２０の最適位置
を解析し移動する。
また、上記の測定において、波長選択フィルター５１は
必要に応じ使用するのであるがそれを使用しない場合に
比較し、４８０ｎｍから６２０ｎｍの光を透過する波長
選択フィルター５１を使用すると、プラズマの発光強度
や面積の変化をさらに明確に分離する事が出来る。波長
選択フィルター５１は４８０ｎｍから６２０ ｎｍまで
の光を全部透過するバンドパスフィルターや特定波長の
前後のみを透過する干渉フィルターを使用することが望
ましい。
必要に応じ使用するのであるがそれを使用しない場合に
比較し、４８０ｎｍから６２０ｎｍの光を透過する波長
選択フィルター５１を使用すると、プラズマの発光強度
や面積の変化をさらに明確に分離する事が出来る。波長
選択フィルター５１は４８０ｎｍから６２０ ｎｍまで
の光を全部透過するバンドパスフィルターや特定波長の
前後のみを透過する干渉フィルターを使用することが望
ましい。
本発明においてはＡｒガス等の不活性ガスをレーザ照射
点に吹付けてレーザ照射してもよい、これは、大気中で
の窒素のプラズマ化に必要な電離電圧が２４．３０ ｅ
Ｖ （Ｎ！ −Ｎ＋ＮおよびＮ−Ｎ°＋６−）に比較
しアルゴンのプラズマ化に必要な電離電圧が１５．７６
ｅ Ｖ （Ａ ｒ−ｅＡ ｒ” 十ｅ−）と低く安定
にプラズマを発生しプラズマの測定が安定で高精度に出
来る。
点に吹付けてレーザ照射してもよい、これは、大気中で
の窒素のプラズマ化に必要な電離電圧が２４．３０ ｅ
Ｖ （Ｎ！ −Ｎ＋ＮおよびＮ−Ｎ°＋６−）に比較
しアルゴンのプラズマ化に必要な電離電圧が１５．７６
ｅ Ｖ （Ａ ｒ−ｅＡ ｒ” 十ｅ−）と低く安定
にプラズマを発生しプラズマの測定が安定で高精度に出
来る。
（実施例）
第１図の構成により、本発明を実施した例を示す。
被加工ロール４０のサイズは径が６００ｍで長さが２０
００閣である。レーザ発振器１０はＱスイッチＹＡＧレ
ーザで平均出力１００Ｗ、集光レンズ２１は焦点距離５
０ＩＩＩ１１、干渉フィルター５１は５００ｎｍ帯を使
用している。焦点合わせの際に加工ヘッド２０をロール
４０側０．ＯＬＩずつ近すけていったときに、ロール４
０表面で発生するプラズマの発光強度の変化を第２図に
、またプラズマの面積の変化を第３図に示す、ギャップ
値はロール４０表面と加工へラド２０との間隔を示して
いる。とどちらも５００ ｎｍ帯の透過する干渉フィル
ター５１を用いた場合と干渉フィルター５１を使用しな
い場合の変化を示しており、その値は画像処理ｌ５ｌｔ
ｌ１５２で数値化された計測値にうち最大値を１として
補正したものである。
００閣である。レーザ発振器１０はＱスイッチＹＡＧレ
ーザで平均出力１００Ｗ、集光レンズ２１は焦点距離５
０ＩＩＩ１１、干渉フィルター５１は５００ｎｍ帯を使
用している。焦点合わせの際に加工ヘッド２０をロール
４０側０．ＯＬＩずつ近すけていったときに、ロール４
０表面で発生するプラズマの発光強度の変化を第２図に
、またプラズマの面積の変化を第３図に示す、ギャップ
値はロール４０表面と加工へラド２０との間隔を示して
いる。とどちらも５００ ｎｍ帯の透過する干渉フィル
ター５１を用いた場合と干渉フィルター５１を使用しな
い場合の変化を示しており、その値は画像処理ｌ５ｌｔ
ｌ１５２で数値化された計測値にうち最大値を１として
補正したものである。
いずれの場合もロール表面と加工ヘッド２０の間隔が０
．５閣の時に計測値が最大となり、ロール表面の加工部
分に焦点が合っていることを示している。この場合、干
渉フィルターを用いると計測値の変化が一層明確に得ら
れている為、プラズマの発生強度または面積が最大とな
る位置が判別し易いという特徴がある。
．５閣の時に計測値が最大となり、ロール表面の加工部
分に焦点が合っていることを示している。この場合、干
渉フィルターを用いると計測値の変化が一層明確に得ら
れている為、プラズマの発生強度または面積が最大とな
る位置が判別し易いという特徴がある。
使用する干渉フィルターとしては、４８０ｎｍから６２
０ｎｍの間に透過特性を有する物であれば高感度の測定
が可能である。第４図はロール４０表面と加工ヘッド２
０の間隔距離を一定に保ち各種の干渉フィルター５１で
プラズマの発光強度を計測し、最大値を１として補正し
たものである。
０ｎｍの間に透過特性を有する物であれば高感度の測定
が可能である。第４図はロール４０表面と加工ヘッド２
０の間隔距離を一定に保ち各種の干渉フィルター５１で
プラズマの発光強度を計測し、最大値を１として補正し
たものである。
第４図より４８０ｎｍから６２０ｎｍの間に透過特性を
有する干渉フィルターを用いた場合、相対感度で０．５
以上の計測が可能である。
有する干渉フィルターを用いた場合、相対感度で０．５
以上の計測が可能である。
（発明の効果）
本発明は以上のように構成されているため、レーザ出力
を設定する毎に焦点合わせを行う必要がなく、焦点合わ
せが自動化される。これにより操作員個々の個人差もな
くなり安定したダル加工が実施される。また、操作員が
レーザビームに近づくことによる事故の危険性が無くな
るという効果がある。
を設定する毎に焦点合わせを行う必要がなく、焦点合わ
せが自動化される。これにより操作員個々の個人差もな
くなり安定したダル加工が実施される。また、操作員が
レーザビームに近づくことによる事故の危険性が無くな
るという効果がある。
第１図は本発明を適用する装置の概要図、第２図と第３
図は加工ヘッドとロール間の距離を変えた時に計測され
るプラズマの発光強度特性と面積特性の変化をそれぞれ
示すグラフ、第４図は各波長におけるプラズマの発光強
度の透過特性を示すグラフである。 １０：レーザ発振器、 １２：レーザビーム、 ２１：レンズ、 ３０：移動制御Ｊ系 ３２：移動機構、 ４１：ロール軸、 ５Ｉ；フィルター １１：レーザ制御系、 ２０：加工ヘッド、 ＰＬ：プラズマ、 ３１：パルスモーク、 ４０：ロール、 ５０：受光系、 ５１ｉ＃像処理解析系。 復代理人 弁理士 １）村 弘 門 弟１図 キ′γテブ（＃１）
図は加工ヘッドとロール間の距離を変えた時に計測され
るプラズマの発光強度特性と面積特性の変化をそれぞれ
示すグラフ、第４図は各波長におけるプラズマの発光強
度の透過特性を示すグラフである。 １０：レーザ発振器、 １２：レーザビーム、 ２１：レンズ、 ３０：移動制御Ｊ系 ３２：移動機構、 ４１：ロール軸、 ５Ｉ；フィルター １１：レーザ制御系、 ２０：加工ヘッド、 ＰＬ：プラズマ、 ３１：パルスモーク、 ４０：ロール、 ５０：受光系、 ５１ｉ＃像処理解析系。 復代理人 弁理士 １）村 弘 門 弟１図 キ′γテブ（＃１）
Claims (3)
- （１）圧延ロールの表面にレーザビームにより微小な凹
凸のクレータを無数に形成するダル加工方法に於いて、
加工時に発生するプラズマの強度、発生域の面積のいず
れか、又は両方を計測し、その値が最適となるように集
光レンズのロール表面からの距離を制御する事を特徴と
するロール表面のダル加工方法。 - （２）４８０ｎｍから６２０ｎｍの波長選択フィルター
を使用して、プラズマの発生強度および発生域の表面の
変化に明瞭にする事を特徴とする請求項１に記載のロー
ル表面のダル加工方法。 - （３）Ａｒ等の不活性ガスをレーザ照射点に吹付てプラ
ズマを安定に発生させ、発生するプラズマの強度、発生
域の面積の計測を安定・高精度にする事を特徴とする請
求項１または２に記載のロール表面のダル加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1087021A JPH02268989A (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | ロール表面のダル加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1087021A JPH02268989A (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | ロール表面のダル加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02268989A true JPH02268989A (ja) | 1990-11-02 |
Family
ID=13903305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1087021A Pending JPH02268989A (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | ロール表面のダル加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02268989A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH067980A (ja) * | 1992-06-29 | 1994-01-18 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機 |
| JPH11218489A (ja) * | 1997-10-23 | 1999-08-10 | Trw Inc | プラズマからの光の強度を測定することによるレーザ溶接部品質の監視方法及び装置 |
| JP2001096386A (ja) * | 1999-08-11 | 2001-04-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザーの焦点位置を決定するための方法および装置 |
| CN102974936A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-03-20 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 激光焦点定位系统及将材料定位于激光焦点处的方法 |
-
1989
- 1989-04-07 JP JP1087021A patent/JPH02268989A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH067980A (ja) * | 1992-06-29 | 1994-01-18 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機 |
| JPH11218489A (ja) * | 1997-10-23 | 1999-08-10 | Trw Inc | プラズマからの光の強度を測定することによるレーザ溶接部品質の監視方法及び装置 |
| US6060685A (en) * | 1997-10-23 | 2000-05-09 | Trw Inc. | Method for monitoring laser weld quality via plasma light intensity measurements |
| JP2001096386A (ja) * | 1999-08-11 | 2001-04-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザーの焦点位置を決定するための方法および装置 |
| CN102974936A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-03-20 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 激光焦点定位系统及将材料定位于激光焦点处的方法 |
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