[发明专利]激光加工方法及加工装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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，存在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。

发明内容

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种提高了加工结束判断的精度的激光加工方法及加工装置。

本发明为一种激光加工方法，其一边保持并旋转加工对象物一边将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，以此来对所述加工对象物进行加工，其特征在于，使所述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激光来进行加工，则激光在加工对象物的表面进行反射。该反射光中，由于配置成激光的照射方向相对加工对象物的旋转中心偏离，因此随着加工进行的激光的照射位置上的射束直径、照射位置等的变化将扩大反映于反射光中。根据因该反射光而扩大的激光的变化，能够判定加工终点，且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。

在本发明的激光加工方法中，能够根据与所述激光的加工位置的变化对应的所述反射光的位置的变化来判定所述加工终点。

来自加工对象物的反射光的位置的变化相对于激光的加工位置的变化而扩大，因此能够根据其反射光的位置变化来高精度地进行终点判定。

并且，本发明的激光加工方法中，能够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来判定所述加工终点。

对加工对象物的表面进行研磨时，若加工对象物的表面粗糙，则激光的反射光的直径因激光的漫反射而增大，表面越平滑则越小。能够根据该反射光的直径的变化来判定加工对象物的表面研磨的终点。

本发明的加工方法中，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，激光的反射方向因突起而发生变化而产生反射光的振动。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。

本发明的激光加工方法中，将所述反射光投影到屏幕，并根据其投影光来检测所述反射光的变化即可。

通过将反射光的运动投影到屏幕，能够以肉眼观察等来轻松且正确地判定加工终点。

本发明为一种激光加工装置，其具备：工件保持构件，保持并旋转加工对象物；及激光照射构件，将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来对所述加工对象物进行加工，其特征在于，具有能够通过在所述加工对象物的表面反射的所述激光的反射光的变化来判定加工终点的终点判定构件。

根据本发明，由于通过反射光来扩大随着加工进行的激光的位置和射束直径的变化，因此能够根据该扩大的反射光的变化来高精度地判定加工终点。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的激光加工装置的整体结构图。

图2是示意表示将向加工对象物照射的激光的反射光投影到屏幕的状态的立体图。

图3是说明对加工对象物的外径进行加工的激光与其反射光之间的关系的示意图。

图4是说明对加工对象物的表面进行研磨的激光与其反射光之间的关系的示意图。

图5是说明加工对象物的表面上的激光的反射状态的示意图。

图6是表示研磨加工的加工时间与投影光的直径的变化之间的关系的曲线图。