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レーザ熱処理システム コモンズ

国内特許コード P140010430
整理番号 H23-5
掲載日 2014年4月8日
出願番号 特願2011-248767
公開番号 特開2013-104103
登録番号 特許第5920871号
出願日 平成23年11月14日(2011.11.14)
公開日 平成25年5月30日(2013.5.30)
登録日 平成28年4月22日(2016.4.22)
発明者
  • 田邉 裕貴
  • 小川 圭二
  • 後藤 光宏
出願人
  • 公立大学法人 滋賀県立大学
発明の名称 レーザ熱処理システム コモンズ
発明の概要 【課題】ワークの熱処理領域の形状が複雑であっても、その形状に的確に対応した熱処理が可能なレーザ熱処理システムを提供することである。
【解決手段】レーザ焼入れシステム10は、レーザ光を出力するレーザ装置20と、ワーク100の焼入れ領域101にレーザ光を照射するための加工ヘッド30と、ワーク100と加工ヘッド30との位置関係を相対的に変化させるロボット装置40と、ワーク100の材質に応じた焼入れ温度を設定し、当該焼入れ温度に基づいて、標準焼入れ条件を演算する焼入れ演算手段60を有するメインコントローラ50とを備える。メインコントローラ50は、焼入れ領域101の曲率半径および焼入れ領域101の表面凹凸のうち少なくとも一方に基づいて、標準焼入れ条件を変更する補正手段を有する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



近年、レーザ光を用いて鋼材の熱処理を行う方法、特にレーザ焼入れ法が注目されている(例えば、特許文献1参照)。レーザ焼入れ法では、局所的に熱を集中できるので、ワークに対する熱影響が極めて小さく、超低歪み焼入れが可能となる。このため、高い加工精度が要求される用途にも好適である。また、冷却速度が速く、焼きが入りやすいという利点もある。

産業上の利用分野



本発明は、レーザ熱処理システムに関し、より詳しくは、ワークの材質に応じた熱処理温度を設定し、当該熱処理温度に基づいて、標準熱処理条件を演算する手段を有する制御装置を備えたレーザ熱処理システムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
レーザ光を出力するレーザ装置と、
ワークの熱処理領域に前記レーザ光を照射するための加工ヘッドと、
前記ワークと前記加工ヘッドとの位置関係を相対的に変化させるレーザ光走査装置と、
前記熱処理領域の温度を計測する放射温度計と、
前記ワークの材質に応じた熱処理温度を設定し、当該熱処理温度と、前記ワークのCADデータとに基づいて、標準熱処理条件を演算する手段を有する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記熱処理領域の曲率半径および前記熱処理領域の表面凹凸に基づいて、前記標準熱処理条件を変更する補正手段と、前記レーザ光の出力を下げて前記熱処理領域に酸化膜を形成しながらトライアルを行い、前記酸化膜における前記レーザ光の吸収率を取得する手段とを有し、
前記補正手段は、
前記CADデータに基づいて前記熱処理領域の曲率半径が所定の閾値Rz以下であるか否かを判定し、当該曲率半径が閾値Rz以下であると判定されたときには当該曲率半径に応じて前記レーザ光の走査速度を遅くすると共に、当該走査速度を遅くするほど前記レーザ光の出力を下げる第1補正手段と、
前記CADデータに基づいて前記熱処理領域の表面凹凸の大きさが所定の閾値Hz以上であるか否かを判定し、当該表面凹凸の大きさが閾値Hz以上であると判定されたときには当該表面凹凸の大きさに応じて、前記レーザ光の焦点位置を前記標準熱処理条件の標準焦点位置から大きくシフトさせる第2補正手段と、
前記トライアルにおいて取得された前記吸収率に応じて前記標準熱処理条件又は補正された前記標準熱処理条件を変更する第3補正手段と、
を含むことを特徴とするレーザ熱処理システム。

【請求項2】
請求項1に記載のレーザ熱処理システムにおいて、
加工精度および加工速度に基づいて予め設定された制御モードの選択を可能とし、
前記制御装置は、選択された前記制御モードに応じて前記標準熱処理条件を演算することを特徴とするレーザ熱処理システム。

【請求項3】
請求項1又は2に記載のレーザ熱処理システムにおいて、
熱処理中に操作が可能な前記熱処理温度の設定を変更するための操作部を備え、
前記補正手段は、オペレータによる前記操作部の操作に基づいて、前記標準熱処理条件又は補正された前記標準熱処理条件を変更するオンライン補正手段を含むことを特徴とするレーザ熱処理システム。

【請求項4】
請求項に記載のレーザ熱処理システムにおいて、
前記第3補正手段及び前記オンライン補正手段は、前記レーザ光の出力のみを変更して前記標準熱処理条件又は補正された前記標準熱処理条件を変更することを特徴とするレーザ熱処理システム。

【請求項5】
請求項1~のいずれか1項に記載のレーザ熱処理システムにおいて、
前記熱処理は、焼入れ、窒化、浸炭、焼なまし、焼戻し、又は焼ならしであることを特徴とするレーザ熱処理システム。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2011248767thum.jpg
出願権利状態 登録


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