JPH041045B2 - - Google Patents

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JPH041045B2
JPH041045B2 JP62169771A JP16977187A JPH041045B2 JP H041045 B2 JPH041045 B2 JP H041045B2 JP 62169771 A JP62169771 A JP 62169771A JP 16977187 A JP16977187 A JP 16977187A JP H041045 B2 JPH041045 B2 JP H041045B2
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JP
Japan
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mirror
laser
laser beam
workpiece
bend
Prior art date
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Application number
JP62169771A
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Japanese (ja)
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JPS6415316A (en
Inventor
Masayuki Shimizu
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Amada Machinics Co Ltd
Original Assignee
Amada Sonoike Co Ltd
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Publication date
Application filed by Amada Sonoike Co Ltd filed Critical Amada Sonoike Co Ltd
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  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、レーザビームを利用してワークの表
面の特性を改善するレーザ表面処理装置に係り、
さらに詳細には、ワークに設けた孔の内周面等に
対するレーザビームの照射方向を調節自在な装置
に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a laser surface treatment device that uses a laser beam to improve the surface characteristics of a workpiece.
More specifically, the present invention relates to a device that can freely adjust the direction of irradiation of a laser beam onto the inner circumferential surface of a hole formed in a workpiece.

(従来の技術) レーザ表面処理すべき箇所として、例えば、ワ
ークに設けた孔の内周面とワークの上面、下面な
どのように、垂直面と水平面が交差する段部を有
する部分にレーザ焼入れを施す場合、垂直面と水
平面とを別々にレーザ焼入れするものであつた。
(Prior art) Laser hardening is applied to areas to be laser surface treated, such as the inner peripheral surface of a hole in a workpiece and the upper and lower surfaces of the workpiece, which have stepped portions where vertical and horizontal surfaces intersect. In this case, the vertical and horizontal surfaces were laser hardened separately.

(発明が解決しようとする問題点) したがつて従来においては、レーザ焼入れ作業
が非能率的であると共に、垂直面と水平面との交
差部付近においては、垂直面の焼入れ時と水平面
の焼入れ時の2度に亘つて焼入加工される等の問
題点があつた。また、孔の内周面に焼入れを行な
うとき、レーザビームの断面形状が円形の場合に
は、焼入加工を内周面に沿つて開始した位置と終
点の位置とは、円弧部が接触する態様となり、均
一的な焼入加工が困難である。また、上記の焼入
加工開始時の位置と終了時の位置とを重ね合わせ
た場合には、焼入加工開始位置が2度加熱冷却さ
れることとなり、均質な焼入れを行なうには望ま
しいものではないという問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) Therefore, in the past, the laser hardening operation was inefficient, and near the intersection of the vertical surface and the horizontal surface, there was a There were problems such as having to be hardened twice. In addition, when hardening the inner circumferential surface of a hole, if the cross-sectional shape of the laser beam is circular, the arcuate part will be in contact with the starting position and the end point of the hardening process along the inner circumferential surface. This makes uniform hardening difficult. Furthermore, if the above-mentioned positions at the start and end of the hardening process are superimposed, the start position of the hardening process will be heated and cooled twice, which is not desirable for uniform hardening. The problem is that there is no.

[発明の構成] (問題を解決するための手段) 前述したごとき従来の問題を解決するために、
本発明は、レーザ表面処理装置における加工ヘツ
ドに備えられた支持板に、レーザ発振器から発振
されたレーザビームの断面形状を四角形状に変形
しかつ強度分布をほぼ均一化するためのインテグ
レーシヨンミラーを設けると共に、インテグレー
シヨンミラーから反射されたレーザビームを垂直
下方向へ反射する第1のベンドミラーを装着して
設け、前記支持板の下部に上下動自在に支承され
た昇降ブラケツトに、ワークの孔内へ挿入自在の
ミラーホルダブラケツトを下方向へ延伸して設け
ると共に水平に回転自在に支承して設け、このミ
ラーホルダブラケツトの下部に、前記第1のベン
ドミラーによつて垂直下方向へ反射されたレーザ
ビームを水平方向へ反射自在の第2のベンドミラ
ーを設け、この第2のベンドミラーを上部に支承
したミラーホルダに、上記第2のベンドミラーを
冷却する冷却水が出入自在の冷却室を設けると共
に、垂直なレーザビームの軸心と一致した位置に
おいてレーザビームと直交する水平な回転軸を中
心としてミラーホルダを角度調節自在に設け、上
記ミラーホルダの前記冷却室の下部に設けたギア
に、前記ミラーホルダブラケツトの下端部に装着
した小型の制御モータによつて回転されるピニオ
ンギアを噛合してなるものである。
[Structure of the invention] (Means for solving the problem) In order to solve the conventional problem as described above,
The present invention includes an integration mirror that transforms the cross-sectional shape of the laser beam emitted from the laser oscillator into a square shape and substantially uniformizes the intensity distribution, on a support plate provided in the processing head of a laser surface treatment device. At the same time, a first bend mirror is installed to reflect the laser beam reflected from the integration mirror vertically downward, and a hole in the workpiece is attached to the lifting bracket supported vertically at the bottom of the support plate. A mirror holder bracket that can be freely inserted into the mirror holder is provided extending downward and supported horizontally so that the mirror holder bracket can be freely inserted into the mirror holder. A second bending mirror capable of horizontally reflecting the laser beam is provided, and a cooling chamber in which cooling water for cooling the second bending mirror can freely enter and exit the mirror holder supporting the second bending mirror in the upper part. and a mirror holder that is adjustable in angle about a horizontal axis of rotation perpendicular to the laser beam at a position that coincides with the axis of the vertical laser beam, and a gear provided at the bottom of the cooling chamber of the mirror holder. A pinion gear rotated by a small control motor attached to the lower end of the mirror holder bracket is engaged with the mirror holder bracket.

(作用) 前述の構成において、ベンドミラーに入射され
たレーザビームを水平に反射することにより、ワ
ークの垂直面を照射することができ、垂直面にレ
ーザ焼入れを行い得る。前記ミラーホルダを適宜
に回動して反射方向を調節し、垂直面と水平面と
の交差部に、例えば45°方向からレーザビームを
照射することにより、垂直面と水平面とを同様に
レーザ焼入れすることができる。
(Function) In the above configuration, by horizontally reflecting the laser beam incident on the bend mirror, the vertical surface of the workpiece can be irradiated, and the vertical surface can be laser hardened. By appropriately rotating the mirror holder to adjust the reflection direction and irradiating the intersection of the vertical and horizontal surfaces with a laser beam from, for example, a 45° direction, the vertical and horizontal surfaces are laser hardened in the same way. be able to.

上述のごとくレーザ焼入れを行なうとき、レー
ザビームの断面形状は四角形状に変形してあり、
かつ強度分布を均一化してあるので、焼入加工開
始位置と終点位置とを接続する場合、四角形が隣
り合う接続となり、開始位置と終点位置とを重ね
合わせる必要がなく、全体に亘つて均一に焼入れ
を行なうことができる。
As mentioned above, when laser hardening is performed, the cross-sectional shape of the laser beam is deformed into a rectangular shape.
In addition, since the strength distribution is made uniform, when connecting the start and end points of the hardening process, the rectangles are connected next to each other, and there is no need to overlap the start and end points, so that the hardening process is uniform throughout the entire area. Can be hardened.

(実施例) 第1図、第2図を参照するに、本発明を実施し
たレーザ表面処理装置1は、表面処理すべきワー
クWを支承するワークテーブル3を備え、かつワ
ークテーブル3の側方位置には、ワークWへ照射
すべきレーザビームLBを発振するレーザ発振器
5を備えている。このレーザ発振器5は、一般的
なものでよいので、その詳細については説明を省
略する。
(Example) Referring to FIGS. 1 and 2, a laser surface treatment apparatus 1 embodying the present invention includes a work table 3 that supports a work W to be surface-treated, and a side surface of the work table 3. A laser oscillator 5 that oscillates a laser beam LB to irradiate the workpiece W is provided at the position. Since this laser oscillator 5 may be of a general type, a detailed explanation thereof will be omitted.

上記ワークテーブル3は、X軸方向(第1図、
第2図において左右方向)に移動自在な移動テー
ブル7および水平に回転自在な回転テーブル9を
備えてなるもので、この回転テーブル9上にワー
クWが適宜の取付具、例えばマグネツトチヤツク
等(図示省略)を介して水平に取付けられる。本
実施例において、上記ワークWは、適数箇所に孔
Hを備えた円盤を例示してある。
The work table 3 is mounted in the X-axis direction (Fig. 1,
It is equipped with a movable table 7 that is movable in the horizontal direction (in the left-right direction in FIG. 2) and a rotary table 9 that is rotatable horizontally. (not shown). In this embodiment, the workpiece W is illustrated as a disk having holes H at an appropriate number of locations.

上記構成において、移動テーブル7の移動位置
決め及び回転テーブル9の回転および回転位置決
め等を自動的に行うことにより、ワークWの所望
の孔Hを所定位置に位置決めできるものである。
In the above configuration, by automatically performing the movement and positioning of the movable table 7 and the rotation and rotational positioning of the rotary table 9, a desired hole H of the workpiece W can be positioned at a predetermined position.

第1図、第2図より理解されるように、前記ワ
ークテーブル3の移動領域の側方位置には、コラ
ム11が立設してあり、このコラム11には、ワ
ークテーブル3の移動領域の上方を横切つてY軸
方向に延伸したガイド部材13が片持式に支承さ
れている。上記ガイド部材13には、前記レーザ
発振器5からレーザビームLBを前記ワークWの
所望位置へ照射する加工ヘツド15がY軸方向へ
移動自在に支承されている。この加工ヘツド15
には、後で詳細に説明するように、ワークWへの
レーザビームLBの照射方向を調節自在な照射方
向調節装置17が備えられている。上記加工ヘツ
ド15は、前記コラム11に装着したサーボモー
タ19によつてY軸方向へ移動、位置決めされる
ものである。
As can be understood from FIGS. 1 and 2, a column 11 is erected at a side position of the movement area of the work table 3. A guide member 13 extending across the top in the Y-axis direction is supported in a cantilevered manner. A processing head 15 that irradiates a desired position of the workpiece W with a laser beam LB from the laser oscillator 5 is supported on the guide member 13 so as to be movable in the Y-axis direction. This processing head 15
is equipped with an irradiation direction adjustment device 17 that can freely adjust the irradiation direction of the laser beam LB onto the workpiece W, as will be described in detail later. The processing head 15 is moved and positioned in the Y-axis direction by a servo motor 19 mounted on the column 11.

上記構成により、加工ヘツド15をY軸方向に
移動位置決めしてワークWの所望位置と対応せし
め、レーザ発振器5からのレーザビームLBを照
射方向調節装置17を介してワークWに照射する
ことにより、ワークWの所望位置の焼入れが行わ
れ得ることが理解されよう。
With the above configuration, the processing head 15 is moved and positioned in the Y-axis direction to correspond to the desired position of the workpiece W, and the workpiece W is irradiated with the laser beam LB from the laser oscillator 5 via the irradiation direction adjustment device 17. It will be understood that hardening of desired positions of the workpiece W can be performed.

ところで、ワークWの表面にレーザ焼入れを行
うに当たり、ワーク表面の反射率が高い場合に
は、ワーク表面に適宜のコーテイング処理を行う
必要がある。したがつて本実施例においては、前
記ワークテーブル3の移動領域の側方位置に、表
面コーテイング装置21が配置してある。この表
面コーテイング装置21は、例えばリン酸マンガ
ン、カーボン粉末、炭化硅素等のごとき適宜のコ
ーテイング材料をワークWの所望表面に塗布する
作用をなすもので、例えば一般的な塗装ロボツト
等よりなるものである。
By the way, when performing laser hardening on the surface of the workpiece W, if the reflectance of the workpiece surface is high, it is necessary to perform an appropriate coating treatment on the workpiece surface. Therefore, in this embodiment, a surface coating device 21 is arranged at a side position of the movement area of the work table 3. This surface coating device 21 acts to apply a suitable coating material such as manganese phosphate, carbon powder, silicon carbide, etc. to the desired surface of the workpiece W, and may be composed of, for example, a general coating robot or the like. be.

ワークWの所望箇所にレーザ焼入れを行うに際
し、レーザビームLBの断面形状を所望の断面形
状となし、かつ断面形状内におけるビームの強度
分布をほぼ均一化してレーザ焼入れを均一的に行
うために、前記加工ヘツド15にはビーム変形手
段が設けられている。
When performing laser hardening on a desired location of the workpiece W, in order to make the cross-sectional shape of the laser beam LB the desired cross-sectional shape and to make the intensity distribution of the beam approximately uniform within the cross-sectional shape to uniformly perform laser hardening, The processing head 15 is provided with beam deformation means.

より詳細には、第3図に示されるように、前記
加工ヘツド15には垂直な支持板23が設けられ
ており、この支持板23には、前記レーザ発振器
5から発振されたレーザビームLBを下方向に反
射する第1のベンドミラー25が装着してある。
また、支持板23の下部付近には、上記第1のベ
ンドミラー25に対応してインテグレーシヨンミ
ラー27が反射方向を適宜に微調節自在に装着し
てある。
More specifically, as shown in FIG. 3, the processing head 15 is provided with a vertical support plate 23, on which the laser beam LB oscillated from the laser oscillator 5 is transmitted. A first bend mirror 25 that reflects downward is attached.
Further, near the lower part of the support plate 23, an integration mirror 27 is mounted corresponding to the first bend mirror 25 so that the direction of reflection can be finely adjusted as appropriate.

上記インテグレーシヨンミラー27は、レーザ
発振器5からのレーザビームLBの断面形状を、
本実施例においては丸から四角形状に変形すると
共に、レーザビームLBの断面形状内におけるビ
ームの強度分布をほぼ均一化するためのもので、
凹面基盤29上に矩形状の平面鏡31を多数取付
けて構成してある。すなわち、多数の平面鏡31
は、焦点面が四角形状になり、かつビーム強度が
均一化するように、それぞれ適宜に配置してあ
る。したがつて、換言すれば、インテグレーシヨ
ンミラー27の焦点面において、レーザビーム
LBの断面形状は四角形状となり、かつビーム強
度は断面の領域に亘つて均一的になる。なお、上
記インテグレーシヨンミラー27の焦点距離は大
きく設定してある。
The integration mirror 27 changes the cross-sectional shape of the laser beam LB from the laser oscillator 5.
In this example, the purpose is to transform the laser beam LB from a round shape to a square shape, and to make the beam intensity distribution approximately uniform within the cross-sectional shape of the laser beam LB.
A large number of rectangular plane mirrors 31 are mounted on a concave base 29. That is, a large number of plane mirrors 31
are appropriately arranged so that the focal plane has a rectangular shape and the beam intensity is uniform. Therefore, in other words, at the focal plane of the integration mirror 27, the laser beam
The cross-sectional shape of the LB is square, and the beam intensity is uniform over the cross-sectional area. Note that the focal length of the integration mirror 27 is set to be large.

さらに前記支持板23の上部付近には、第2の
ベンドミラー33が装着してある。この第2のベ
ンドミラー33は、前記インテグレーシヨンミラ
ー27からのレーザビームLBを垂直下方向に反
射するもので、反射方向を微調節自在に設けられ
ている。上記第2のベンドミラー33の下方位置
には、レーザビームLBを平行光線化する装置と
して凹レンズ35が配置してある。この凹レンズ
35の焦点位置は、前記インテクレーシヨンミラ
ー27の焦点に合わせてある。したがつて、この
凹レンズ35を経たレーザビームLBは断面形状
が四角形状の平行光線となつて垂直下方向に照射
されることとなる。
Furthermore, a second bend mirror 33 is attached near the top of the support plate 23. This second bend mirror 33 reflects the laser beam LB from the integration mirror 27 vertically downward, and is provided so that the reflection direction can be finely adjusted. A concave lens 35 is disposed below the second bend mirror 33 as a device for collimating the laser beam LB. The focal position of this concave lens 35 is aligned with the focal point of the integration mirror 27. Therefore, the laser beam LB passing through the concave lens 35 becomes a parallel light beam with a square cross section and is irradiated vertically downward.

レーザビームLBをワークWの外面あるいはワ
ークWの孔Hの内周面へ照射するために、前記凹
レンズ35の下方位置には、レーザビームLBを
任意の方向に反射するベンドミラー37を下端部
付近に備えたミラーホルダーブラケツト39が上
下動自在かつ水平に回転自在に支承されている。
In order to irradiate the laser beam LB to the outer surface of the workpiece W or the inner circumferential surface of the hole H of the workpiece W, a bend mirror 37 that reflects the laser beam LB in an arbitrary direction is installed near the lower end of the concave lens 35. A mirror holder bracket 39 provided thereon is supported so as to be vertically movable and horizontally rotatable.

より詳細には、第3図に示されるように、前記
支持板23の背面にはボールネジ機構(図示省
略)が設けられており、前記支持板23に装着し
たサーボモータ41の作動によつて、断面L字形
状の昇降ブラケツト43が上下動するように設け
られている。そして、上記昇降ブラケツト43の
下部に回転自在に支承された環状の内筒部材45
の下部に前記ミラーホルダブラケツト39が取付
けてある。
More specifically, as shown in FIG. 3, a ball screw mechanism (not shown) is provided on the back surface of the support plate 23, and by the operation of a servo motor 41 attached to the support plate 23, A lifting bracket 43 having an L-shaped cross section is provided to move up and down. An annular inner cylinder member 45 is rotatably supported at the lower part of the lifting bracket 43.
The mirror holder bracket 39 is attached to the lower part of the mirror holder.

上記内筒部材45は、昇降ブラケツト43の下
部に取付けた円筒形状の外筒部材47内に回転自
在に支承されている。この内筒部材45の上部に
は、昇降ブラケツト43の下部に取付けたフラン
ジ部材49のボス部に回転自在に支承された従動
プーリ51が一体的に取付けてある。この従動プ
ーリ51は、昇降ブラケツト43に装着したサー
ボモータ53の出力軸に取付けた駆動プーリ55
と、ベルト57を介して連動連結してある。した
がつて、ミラーホルダブラケツト39等は、サー
ボモータ53の作動によつて回転されることとな
る。
The inner cylindrical member 45 is rotatably supported within a cylindrical outer cylindrical member 47 attached to the lower part of the lifting bracket 43. A driven pulley 51 is integrally attached to the upper part of the inner cylindrical member 45 and is rotatably supported by a boss portion of a flange member 49 attached to the lower part of the lifting bracket 43. This driven pulley 51 is a drive pulley 55 attached to the output shaft of a servo motor 53 attached to the lifting bracket 43.
and are interlocked and connected via a belt 57. Therefore, the mirror holder bracket 39 and the like are rotated by the operation of the servo motor 53.

前記ミラーホルダブラケツト39には、レーザ
ビームLBの軸心と一致した位置においてレーザ
ビームLBと直交する方向の回転軸59を備えた
ミラーホルダ61が回転自在に支承されている。
上記ミラーホルダ61に前記ベンドミラー37が
取付けてあるものであり、ベンドミラー37を取
付ける取付部にはベンドミラー37を冷却するた
めに冷却水が出入自在の冷却室63が形成されて
いる。さらに上記ミラーホルダ61にはギア65
が取付けてあり、このギア65には、ミラーホル
ダブラケツト39に装着した小型の制御モータ6
7によつて回転されるピニオンギア69が噛合し
てある。したがつて、上記制御モータ67の作動
によつてベンドミラー37の傾斜角を任意に調節
でき、レーザビームLBの反射方向を任意に調節
できることとなる。
The mirror holder bracket 39 rotatably supports a mirror holder 61 having a rotation shaft 59 in a direction perpendicular to the laser beam LB at a position coinciding with the axis of the laser beam LB.
The bend mirror 37 is attached to the mirror holder 61, and a cooling chamber 63 into which cooling water can freely enter and exit in order to cool the bend mirror 37 is formed in the attachment portion to which the bend mirror 37 is attached. Furthermore, the mirror holder 61 has a gear 65.
A small control motor 6 attached to the mirror holder bracket 39 is attached to this gear 65.
A pinion gear 69 rotated by 7 is engaged with the pinion gear 69. Therefore, by operating the control motor 67, the angle of inclination of the bend mirror 37 can be adjusted as desired, and the direction of reflection of the laser beam LB can be adjusted as desired.

以上のごとき構成において、ワークテーブル3
上に載置されたワークWの孔HあるいはワークW
の外側面をミラーホルダブラケツト39と適宜に
対応せしめる。その後に、昇降ブラケツト43を
下降せしめ、ミラーホルダブラケツト39をワー
クWの孔H内に挿入して、孔Hにおける内周面の
レーザ焼入れすべき部位とベンドミラー37とを
対応せしめるか、或は、ワークWにおける外側面
のレーザ焼入れすべき部位とベンドミラー37と
を対応せしめる。
In the above configuration, the work table 3
Hole H of workpiece W placed above or workpiece W
The outer surface of the mirror holder bracket 39 is made to correspond to the mirror holder bracket 39 as appropriate. After that, the lifting bracket 43 is lowered, and the mirror holder bracket 39 is inserted into the hole H of the workpiece W, so that the part of the inner peripheral surface of the hole H to be laser hardened corresponds to the bend mirror 37, or , the portion of the outer surface of the workpiece W to be laser hardened corresponds to the bend mirror 37.

上述のごとく、ワークWのレーザ焼入れすべき
部位とベンドミラー37とを対応せしめた後に、
レーザ発振器5からレーザビームLBを発振する
と、レーザビームLBは、インテグレーシヨンミ
ラー27によつて断面形状を四角形状に変形さ
れ、かつ凹レンズ35によつて平行光線化された
後に、ベンドミラー37へ入射される。そして、
ベンドミラー37によつてワークWのレーダ焼入
れすべき部位に照射される。ワークWにおける孔
Hの内周面にレーザ焼入れを行う場合には、サー
ボモータ53を作動してベンドミラー31を回転
すれば良い。また、ワークWの周面にレーザ焼入
れを行うときには、レーザビームLBを照射しつ
つワークWを回転すれば良い。
As mentioned above, after matching the portion of the workpiece W to be laser hardened with the bend mirror 37,
When the laser beam LB is oscillated from the laser oscillator 5, the cross-sectional shape of the laser beam LB is transformed into a rectangular shape by the integration mirror 27, and after being made into parallel light by the concave lens 35, it enters the bend mirror 37. be done. and,
The bend mirror 37 irradiates the portion of the work W to be radar hardened. When laser hardening is performed on the inner circumferential surface of the hole H in the work W, the bend mirror 31 may be rotated by operating the servo motor 53. Moreover, when performing laser hardening on the circumferential surface of the workpiece W, the workpiece W may be rotated while being irradiated with the laser beam LB.

上述のごとくワークWにおける孔Hの内周面あ
るいはワークWの外周面にレーザ焼入れを行うに
際し、レーザ焼入れすべき箇所が垂直面と水平面
との交差部付近である場合には、制御モータ67
を作動してベンドミラー37の傾斜角を調節する
ことにより、例えば45°方向から前記交差部にレ
ーザビームLBを照射することができる。したが
つて、前記交差部付近においては垂直面と水平と
に亘つて同時にレーザ焼入れを行うことができ
る。
As described above, when performing laser hardening on the inner circumferential surface of the hole H in the workpiece W or the outer circumferential surface of the workpiece W, if the area to be laser hardened is near the intersection of the vertical plane and the horizontal plane, the control motor 67
By controlling the angle of inclination of the bend mirror 37, it is possible to irradiate the intersection with the laser beam LB from, for example, a 45° direction. Therefore, near the intersection, laser hardening can be performed simultaneously on the vertical and horizontal surfaces.

また、前記ベンドミラー37の傾斜角を調節す
ることにより、ワークWにおけるレーザ焼入れ部
位に対して斜め上方向或は斜め下方向からレーザ
ビームLBを照射できる。したがつて、例えば円
盤状のワークWにおける外周上縁部や下端部を、
ワークWを装着し直すことなしにレーザ焼入れを
行うことができる。すなわち、水平に設けられた
ワークWに対して上方向および下方向からレーザ
ビームを照射することができる。
Furthermore, by adjusting the inclination angle of the bend mirror 37, the laser beam LB can be irradiated onto the laser hardened portion of the workpiece W from an obliquely upward direction or an obliquely downward direction. Therefore, for example, the outer periphery upper edge and lower end of the disc-shaped workpiece W,
Laser hardening can be performed without remounting the workpiece W. That is, the workpiece W placed horizontally can be irradiated with the laser beam from above and below.

なお、本発明は、前述の実施例のみに限るもの
ではなく、適宜の変更を行うことにより、その他
の態様でも実施可能である。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be implemented in other embodiments by making appropriate changes.

[発明の効果] 以上のごとき実施例の説明より理解されるよう
に、要するに本発明の要旨は特許請求の範囲に記
載のとおりであるから、本発明によれば、次のご
とき効果を奏するものである。
[Effects of the Invention] As can be understood from the description of the embodiments above, the gist of the present invention is as stated in the claims. According to the present invention, the following effects are achieved. It is.

第1に、レーザ発振器5から発振されたレーザ
ビームLBは、インテグレーシヨンミラー27に
よつて断面形状を四角形状に変形され、かつ強度
分布をほぼ均一化されるものである。したがつ
て、例えば孔の内周面あるいはワークの外周面に
焼入れ加工を行なうとき、焼入れ加工開始時と終
了時の境界は、四角形を接触して隣合せた態様と
なり、焼入加工開始時に焼入加工した部分と終了
時の部分とが重ね合わさるようなことがないもの
である。したがつて、焼入加工部分は、全周に亘
つて均一に焼入れを行なうことができるものであ
る。
First, the laser beam LB oscillated from the laser oscillator 5 is transformed into a rectangular cross-sectional shape by the integration mirror 27, and its intensity distribution is made substantially uniform. Therefore, when hardening the inner circumferential surface of a hole or the outer circumferential surface of a workpiece, for example, the boundary between the start and end of the hardening process will be in the form of adjacent rectangles touching each other, and There is no possibility that the entered part and finished part overlap. Therefore, the hardened portion can be hardened uniformly over the entire circumference.

第2に、上下動自在に設けられた昇降ブラケツ
ト43の下部に設けたミラーホルダブラケツト3
9は下方向に延伸してあると共に水平に回転自在
に設けてあり、かつミラーホルダブラケツト39
の下部に設けた第2のベンドミラー37を支承し
たミラーホルダ61は角度調節自在に設けてあ
る。したがつて、例えばワークに設けた孔の上下
端面の上面と内周面及び下面と内周面の部分に焼
入れを行なうような場合、上面と内周面の場合に
は、レーザビームLBを斜め下方向へ反射するよ
うに第2のベンドミラー37を調節して、孔の上
端縁に照射することにより、上面と内周面を同時
に焼入れすることができるものである。下面と内
周面の場合には、ミラーホルダブラケツト29を
孔内に下降して下方に突出せしめ、第2のベンド
ミラー37によるレーザビームLBの反射方向を
斜め上方向に調節して、孔の下端縁にレーザビー
ムLBを照射することにより、下面と内周面とを
同時に焼入れすることができるものである。
Second, the mirror holder bracket 3 is provided at the bottom of the lifting bracket 43 that is movable up and down.
A mirror holder bracket 39 extends downward and is horizontally rotatable.
A mirror holder 61 supporting the second bend mirror 37 provided at the lower part of the mirror holder 61 is provided so as to be adjustable in angle. Therefore, for example, when hardening the upper surface and inner circumferential surface and the lower surface and inner circumferential surface of a hole formed in a workpiece, in the case of hardening the upper surface and inner circumferential surface, the laser beam LB may be heated diagonally. By adjusting the second bend mirror 37 so that the light is reflected downward and irradiating the upper edge of the hole, the upper surface and the inner circumferential surface can be hardened at the same time. In the case of the lower surface and the inner circumferential surface, the mirror holder bracket 29 is lowered into the hole and protrudes downward, and the direction of reflection of the laser beam LB by the second bend mirror 37 is adjusted diagonally upward, thereby forming the hole. By irradiating the lower edge with the laser beam LB, the lower surface and inner peripheral surface can be hardened simultaneously.

この場合、ミラーホルダ61は、垂直なレーザ
ビームLBの軸心と一致した位置においてレーザ
ビームLBと直交する水平な回転軸59を中心と
して角度調節自在であるから、レーザビームLB
の照射位置を正確に制御できるものである。
In this case, the angle of the mirror holder 61 is freely adjustable around the horizontal rotation axis 59 that is orthogonal to the laser beam LB at a position that coincides with the axis of the vertical laser beam LB.
The irradiation position can be precisely controlled.

第3に、ミラーホルダ61には冷却室63が設
けてあるから、第2のベンドミラー37を効果的
に冷却することができるものである。
Thirdly, since the mirror holder 61 is provided with the cooling chamber 63, the second bend mirror 37 can be effectively cooled.

第4に、ミラーホルダ61の角度を調節する構
成として、ミラーホルダ61の冷却室63の下部
にギア65を設け、ブラケツト39の下端部に装
着した小型の制御モータ67によつて回転される
ピニオンギア69を噛合してなるものであるか
ら、ミラーホルダブラケツト39に対するミラー
ホルダ61の装着部の構成は立長の構成となり、
例えば回転軸59にギア65を設けた場合等に比
較して上下方向に長くなるものの全体的構成を細
くすることができ、ワークWの孔Hが比較的細孔
の場合にも対応することができるものである。
Fourth, as a configuration for adjusting the angle of the mirror holder 61, a gear 65 is provided at the lower part of the cooling chamber 63 of the mirror holder 61, and a pinion is rotated by a small control motor 67 attached to the lower end of the bracket 39. Since the gear 69 is meshed with the mirror holder 69, the attachment portion of the mirror holder 61 to the mirror holder bracket 39 has a vertical configuration.
For example, compared to a case where a gear 65 is provided on the rotating shaft 59, the overall structure can be made thinner although it is longer in the vertical direction, and it can also be used when the hole H of the workpiece W is relatively small. It is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明を実施したレーザ表面処理装置
の正面図、第2図は同平面図である。第3図は第
1図における−線に沿つた拡大断面図であ
る。 1……レーザ表面処理装置、15……加工ヘツ
ド、39……ミラーホルダブラケツト、61……
ミラーホルダ、37……ベンドミラー。
FIG. 1 is a front view of a laser surface treatment apparatus embodying the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof. FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along the - line in FIG. 1. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Laser surface treatment device, 15... Processing head, 39... Mirror holder bracket, 61...
Mirror holder, 37...Bend mirror.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 レーザ表面処理装置における加工ヘツド15
に備えられた支持板23に、レーザ発振器5から
発振されたレーザビームLBの断面形状を四角形
状に変形しかつ強度分布をほぼ均一化するための
インテグレーシヨンミラー27を設けると共に、
インテグレーシヨンミラー27から反射されたレ
ーザビームLBを垂直下方向へ反射する第1のベ
ンドミラー33を装着して設け、前記支持板23
の下部に上下動自在に支承された昇降ブラケツト
43に、ワークWの孔H内へ挿入自在のミラーホ
ルダブラケツト39を下方向へ延伸して設けると
共に水平に回転自在に支承して設け、このミラー
ホルダブラケツト39の下部に、前記第1のベン
ドミラー33によつて垂直下方向へ反射されたレ
ーザビームLBを水平方向へ反射自在の第2のベ
ンドミラー37を設け、この第2のベンドミラー
37を上部に支承したミラーホルダ61に、上記
第2のベンドミラー37を冷却する冷却水が出入
自在の冷却室63を設けると共に、垂直なレーザ
ビームLBの軸心と一致した位置においてレーザ
ビームLBと直交する水平な回転軸59を中心と
してミラーホルダ61を角度調節自在に設け、上
記ミラーホルダ61の前記冷却室63の下部に設
けたギア65に、前記ミラーホルダブラケツト3
9の下端部に装着した小型の制御モータ67によ
つて回転されるピニオンギア69を噛合してなる
ことを特徴とするレーザ表面処理装置における加
工ヘツド装置。
1 Processing head 15 in laser surface treatment equipment
An integration mirror 27 is provided on the support plate 23 provided in the laser oscillator 5 to transform the cross-sectional shape of the laser beam LB emitted from the laser oscillator 5 into a rectangular shape and to make the intensity distribution substantially uniform.
A first bend mirror 33 is attached and provided to reflect the laser beam LB reflected from the integration mirror 27 vertically downward, and the support plate 23
A mirror holder bracket 39, which can be freely inserted into the hole H of the work W, is provided on the lifting bracket 43 which is vertically movably supported at the lower part of the workpiece W, and which extends downwardly and is horizontally rotatably supported. A second bend mirror 37 is provided at the bottom of the holder bracket 39 and is capable of horizontally reflecting the laser beam LB reflected vertically downward by the first bend mirror 33. A cooling chamber 63 in which cooling water for cooling the second bend mirror 37 can freely enter and exit is provided in the mirror holder 61 which supports the above-mentioned second bend mirror 37 at the top, and a cooling chamber 63 is provided in which cooling water for cooling the second bend mirror 37 can freely enter and exit. A mirror holder 61 is provided so as to be adjustable in angle around an orthogonal horizontal rotation axis 59.
9 is engaged with a pinion gear 69 rotated by a small control motor 67 attached to the lower end of the laser surface processing apparatus.
JP62169771A 1987-07-09 1987-07-09 Device for adjusting irradiating direction in laser beam surface treating apparatus Granted JPS6415316A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6146502U (en) * 1984-05-08 1986-03-28 三菱電機株式会社 Integration mirror for laser processing equipment
JPS61153233A (en) * 1984-12-26 1986-07-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Laser hardening device for inside surface of cylinder hole
JPS61198264U (en) * 1985-05-27 1986-12-11

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JPS6415316A (en) 1989-01-19

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