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LASER HEAT TREATMENT SYSTEM

Patent code P140010430
File No. H23-5
Posted date Apr 8, 2014
Application number P2011-248767
Publication number P2013-104103A
Patent number P5920871
Date of filing Nov 14, 2011
Date of publication of application May 30, 2013
Date of registration Apr 22, 2016
Inventor
  • (In Japanese)田邉 裕貴
  • (In Japanese)小川 圭二
  • (In Japanese)後藤 光宏
Applicant
  • (In Japanese)公立大学法人滋賀県立大学
Title LASER HEAT TREATMENT SYSTEM
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser heat treatment system, in which even when the shape in the heat treatment range of a workpiece is complicated, the heat treatment corresponding accurately to the shape is allowed.
SOLUTION: A laser quenching system 10, is provided with: a laser apparatus 20 for outputting laser beam; a process head 30 for irradiating a quenching range 101 in the workpiece 100 with laser beam; a robot device 40 for relatively changing the positional relation between the workpiece 100 and the process head 30; and a main controller 50 having a quenching calculating means 60 which calculates a standard quenching condition based on quenching temperature by setting the quenching temperature according to the quality of material of the workpiece 100. The main controller 50 has a correcting means, in which the standard quenching condition is changed based on at least either of the curvature radius of the quenching range 101 and the surface roughness of the quenching range 101.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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3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1~4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。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2011248767thum.jpg
State of application right Registered


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