激光加工方法及加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种旋转体的激光加工方法及加工装置，其能够以高精度进行加工对象物的轴向摆动的测定和校正且提高了加工精度。在加工对象物(w)的加工前，使加工对象物(w)旋转，并且将测定用激光(L2)按照其照射方向相对于加工对象物(w)的旋转中心(C)偏离的配置方式照射，在加工对象物(w)的表面进行反射，并测定该反射光(R2)的变化，从而计算因加工对象物(w)的轴心(Ｏ)与旋转中心(C)的轴偏离而产生的轴向摆动的大小，并根据其计算值调整加工用激光(L1)的照射位置。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种旋转体的激光加工方法及加工装置，其能够以高精度进行加工对象物的轴向摆动的测定和校正且提高了加工精度。在加工对象物(w)的加工前，使加工对象物(w)旋转，并且将测定用激光(L2)按照其照射方向相对于加工对象物(w)的旋转中心(C)偏离的配置方式照射，在加工对象物(w)的表面进行反射，并测定该反射光(R2)的变化，从而计算因加工对象物(w)的轴心(Ｏ)与旋转中心(C)的轴偏离而产生的轴向摆动的大小，并根据其计算值调整加工用激光(L1)的照射位置。【专利说明】
本专利技术涉及一种用于旋转体的形状形成或表面研磨的激光加工方法及加工装置。 激光加工方法及加工装置
技术介绍
在使圆柱状或圆筒状的加工对象物绕其中心轴旋转并将激光从其中心轴偏离地 进行照射的激光加工（旋转体的激光加工）中，随着加工的进行，加工对象物表面上的激光 的入射角发生变化，因此每单位时间的加工去除量也发生变化。因此，难以根据进行加工去 除的体积等来估量所需的加工时间，需要以其他方法来判断加工结束。 作为判断加工结束的以往的方法，例如在专利文献1中提倡在加工之后不久，通 过图像来测定尺寸形状并确认是否已获得加工形状的方法。 并且，专利文献2中记载有以激光加工中的发射光的强度来进行结束判断的方 法。 专利文献1 :日本专利公开平07-116873号公报 专利文献2 :日本专利公开平07-124766号公报 专利文献1的方法中，存在因重复形状的确认及再加工而处理花费时间的问题。 专利文献2的方法中，激光照射部的发光强度受加工对象物的内部组成的起伏等的影响， 因此存在难以精度良好地将发光强度与当前加工量建立对应关联的问题。 并且，这种旋转体的激光加工中，设想在加工时以加工对象物的轴心为旋转中心 使其旋转，但将加工对象物的一端部夹紧在旋转机上时，在旋转中心与加工对象物的轴心 之间产生微小的偏离，这有可能在加工时引起轴向摆动而导致加工精度的下降。因此，在进 行精密加工时，需要剔除因加工对象物的夹紧时的轴偏离而产生的轴向摆动的影响。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够以高精度进行加工对 象物的轴向摆动的测定和校正且提高了加工精度的激光加工方法及加工装置。 本专利技术为一种激光加工方法，其一边保持并旋转加工对象物一边照射加工用激光 来对所述加工对象物进行加工，其特征在于，在加工所述加工对象物之前，使所述加工对象 物旋转，并且将测定用激光按照其照射方向相对于所述加工对象物的旋转中心偏离的配置 方式照射，在加工对象物的表面进行反射，并测定该反射光的变化，从而计算因所述加工对 象物的轴心与所述旋转中心的轴偏离而产生的轴向摆动的大小，并根据其计算值调整所述 加工用激光的照射位置。 若一边使加工对象物旋转一边照射测定用激光，则测定用激光在加工对象物的表 面进行反射。由于配置成测定用激光的照射方向相对于加工对象物的旋转中心偏离，因此 该反射光在加工对象物的外周面进行反射而射向与照射方向不同的方向。此时，若加工对 象物的轴心与旋转中心一致，则即使加工对象物旋转，测定用激光所照射的照射面的倾斜 仍为恒定，因此反射光的行进方向不发生变化而射向恒定的方向。 然而，当加工对象物的轴心与旋转中心偏离时，在测定用激光的照射位置通过的 加工对象物的照射面的倾斜随着旋转而发生变化，从而反射光的行进方向也发生变化。 如此，根据随着加工对象物的旋转的测定用激光的照射位置上的反射光的移动， 能够计算加工对象物的轴向摆动的大小。并且，根据计算值来使加工用激光的照射位置追 随加工对象物的旋转，从而能够校正在安装加工对象物时产生的轴偏离，且能够进行剔除 了轴向摆动的影响的高精度的加工。 本专利技术的激光加工方法的特征在于，以所述旋转中心为原点设定由平行于所述照 射方向的Z轴和与此正交的y轴构成的坐标时，测定所述测定用激光的反射光的任一方向 的运动来计算所述轴向摆动的所述z轴方向的位移和所述y轴方向的位移，并根据其计算 值调整所述加工用激光的照射位置。 本专利技术的激光加工方法的特征在于，一边保持并旋转所述加工对象物一边将所述 加工用激光按照其照射方向相对于所述加工对象物的旋转中心偏离的配置方式照射，对所 述加工对象物进行加工，并使所述加工用激光在所述加工对象物的表面反射，并通过随着 加工进行的反射光的变化来判定加工终点。 若一边使加工对象物旋转一边照射加工用激光进行加工，则加工用激光在加工对 象的表面进行反射。由于配置成加工用激光的照射方向相对于加工对象物的旋转中心偏 离，因此该反射光的随着加工进行的加工用激光的照射位置上的射束直径、照射位置等的 变化扩大地反映于反射光中。根据通过该反射光扩大的加工用激光的变化，能够判定加工 终点并能够进行高精度的判定。例如，加工对象物的表面上的射束直径和照射位置的微米 单位的变化在反射光中能够增幅为毫米单位，根据该增幅的反射光的变化能够高精度地判 定加工终点。 并且，加工用激光的照射方向与旋转中心偏离的方向及尺寸可以与测定用激光的 情况不同。 本专利技术的激光加工方法中，根据与所述加工用激光的加工位置的变化对应的所述 反射光的位置的变化能够判定所述加工终点。 来自加工对象物的反射光的位置的变化相对于加工用激光的加工位置的变化而 扩大，因此根据该反射光的位置的变化能够高精度地进行终点判定。 并且，本专利技术的激光加工方法中，根据与所述加工对象物的表面状态对应的所述 反射光的直径的变化能够判定所述加工终点。 对加工对象物的表面进行研磨时，加工用激光的反射光的直径在加工对象物的表 面粗糙时由于加工用激光的漫反射而变大，表面越平滑则越小。能够根据该反射光的直径 的变化进行加工对象物的表面研磨的终点判定。 本专利技术的加工方法中，能够根据与所述加工对象物的半径方向尺寸的局部变化对 应的反射光的振动的变化，判定所述加工终点。 在加工对象物的表面存在局部突起等时，加工用激光的反射方向因突起而发生变 化从而引起反射光的振动。该振动的幅度因随着加工进行的突起的缩小而变小。因此，反 射光的振幅的减少达到基准值时即可判定为加工终点。 本专利技术的激光加工方法中，将所述测定用激光或所述加工用激光的反射光投影到 屏幕，并根据其投影来检测所述反射光的变化即可。 通过将测定用或加工用的激光的反射光的运动投影到屏幕，能够通过肉眼观察等 来轻松且正确地判定加工对象物的轴向摆动的有无和加工时的加工终点。 本专利技术的激光加工装置的特征在于，具有：工件保持构件，保持并旋转加工对象 物；测定用激光照射构件，将测定用激光按照其照射方向相对于旋转中心偏离的配置方式 向所述加工对象物照射；校正构件，通过在所述加工对象物的表面反射的所述测定用激光 的反射光的变化来检测所述加工对象物的轴心与所述旋转中心的轴偏离并计算其计算值； 加工用激光照射构件，根据所述计算值对所述加工对象物进行加工；及终点判定构件，能够 通过在所述加工对象物的表面反射的所述加工用激光的反射光的变化来判定加工终点。 根据本专利技术，能够以高精度对进行旋转的加工对象物进行轴向摆动的计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工方法，其一边保持并旋转加工对象物一边照射加工用激光来对所述加工对象物进行加工，所述激光加工方法的特征在于，在加工所述加工对象物之前，使所述加工对象物旋转，并且将测定用激光按照其照射方向相对于所述加工对象物的旋转中心偏离的配置方式照射，在所述加工对象物的表面进行反射，并测定该反射光的变化，从而计算因所述加工对象物的轴心与所述旋转中心的轴偏离而产生的轴向摆动的大小，并根据该计算值调整所述加工用激光的照射位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：久保拓矢，高桥正训，日向野哲，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP