JP2020040115A - Coating film peeling system by laser - Google Patents

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Abstract

To provide means for automatically peeling and removing a coating film on an object surface in a short time.SOLUTION: A coating film peeling system by laser is provided that includes: a laser head emitting a laser beam; a laser head conveyance case storing the laser head therein and having a substantially rectangular parallelepiped shape with one open surface; a moving mechanism freely moving the laser head in a substantially horizontal direction (XY direction) in the laser head conveyance case; a laser oscillator disposed outside the conveyance case; and an optical fiber connecting the laser oscillator and the laser head to each other. A laser emission port of the laser head is directed toward an opening surface side of the laser head conveyance case, and an object surface disposed on the opening surface side is irradiated with the laser beam, so that a coating film on the object surface can be peeled and removed.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、コンクリート建造物・鉄橋・鉄塔・金属板等の表面の被膜を剥離除去するレーザー被膜剥離除去装置やその方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laser film peeling and removing apparatus and a method for peeling and removing a film on a surface of a concrete building, an iron bridge, a steel tower, a metal plate, or the like.

橋梁やビルディング等の構造物は雨や風に晒されるので、その表面に塗料を塗り表面を保護している。しかし、経年変化などにより表面を保護している塗料(塗膜または塗装膜ともいう)の一部が剥がれたり劣化したり変質したりするので、そのまま放置すると本体部分である鉄材料やコンクリートまで汚染したり劣化したりして、構造物の寿命を縮めてしまう。また鉄骨材料、鉄塔や塗装台座等に使用される鉄板等の表面の塗膜が剥がれたり傷がついたりして露出した鉄等が腐食し錆が成長するとこれらの構造物や材料の寿命が短くなってしまう。そこで、塗料を新しいものに塗り替える必要があるが、劣化した状態の塗膜や錆等の上に新しい塗膜を形成してもすぐにその塗膜も劣化して塗膜の寿命が短くなり、塗膜の形成頻度が頻繁になってしまう。従って、古い劣化した塗膜や錆等を完全に剥離除去した後で、新しい塗膜を付着させる必要がある。しかし、橋梁などは高い所にあり、危険な場所にあることも多く、人間を橋の上からつるして橋の裏側にまわって古い劣化した塗膜等を除去することが行なわれていて、危険で作業性も悪く塗膜剥離除去費用も大きい。また、高層マンションや高層のオフィスビルディングについても高い外壁の塗膜剥離除去も同様であり、危険で作業性も悪く塗膜剥離除去費用も大きい。 Since structures such as bridges and buildings are exposed to rain and wind, their surfaces are coated with paint to protect the surfaces. However, a part of the paint (also called a paint film or paint film) that protects the surface due to aging, etc., peels off, deteriorates or deteriorates. And the life of the structure is shortened. In addition, if the coating on the surface of steel plates, such as steel plates used for steel towers and painted pedestals, is peeled off or damaged, the exposed iron, etc. will corrode and rust, shortening the life of these structures and materials. turn into. Therefore, it is necessary to replace the paint with a new one, but even if a new paint film is formed on a deteriorated paint film or rust etc., the paint film will also quickly deteriorate and the life of the paint film will be shortened, The frequency of forming the coating film becomes frequent. Therefore, it is necessary to attach a new coating after completely removing and removing the old deteriorated coating and rust. However, bridges are located at high places and often in dangerous places, and people are hung from the top of the bridge to go around the backside of the bridge to remove old deteriorated paint film etc. The workability is poor and the cost of removing and removing the coating film is large. The same applies to high-rise condominiums and high-rise office buildings, in which the removal of paint on the high outer wall is the same.

特開2011−160764JP 2011-160764A 特許第5574354号Patent No. 5574354

近年レーザー技術の進歩・発展に伴い、レーザーを使用して塗膜を除去する装置が種々提案されている。たとえば、出口集光レンズを移動する距離調節手段を用いてレーザーを使用して塗膜を除去する装置や、構造物表面の塗膜をレーザー光を用いて剥離する技術が開示されている。(特許文献1、2)しかし、この方法では、狭い面積の塗膜を剥離・除去できても広い面積の対象物表面の塗膜を剥離・除去するのは時間や労力がかかるので困難である。また、レーザー剥離・除去の際に発生する飛散物が再度剥離・除去された部分を汚染するという問題もある。さらに、高所や危険な場所での塗膜剥離除去方法で人手による人海戦術以外の方法は殆ど提案されていない。 In recent years, with the progress and development of laser technology, various devices for removing a coating film using a laser have been proposed. For example, there are disclosed an apparatus for removing a coating film using a laser by using a distance adjusting means for moving an exit condenser lens, and a technique for peeling a coating film on a structure surface using a laser beam. (Patent Documents 1 and 2) However, with this method, even if a coating film having a small area can be removed and removed, it is difficult to remove and remove a coating film on the surface of an object having a large area because it takes time and labor. . There is also a problem that scattered matter generated during laser peeling / removal contaminates the part peeled / removed again. In addition, there has been almost no proposal of a method other than manual human tactics for removing and peeling paint films at high places or dangerous places.

本発明は、上記課題を解決するために、レーザーヘッドを搬送ケース内に収納し、搬送ケース内でレーザーヘッドを移動させながら、搬送ケースの開口面を対象物表面に向けてレーザーヘッドからレーザーを照射して対象物表面の被膜を剥離除去する。具体的には以下の特徴を有する。尚、本発明は、構造物等の表面の塗膜だけでなく、構造物等の表面に付着した異物や塗膜以外の膜、構造物が鉄等の金属であるときは金属表面の錆(これも膜といえる)にも適用できるので、本発明の剥離物を総称して被膜と称する。
(1)本発明は、レーザーを出射するレーザーヘッド、前記レーザーヘッドを収納する1面が開口された略直方体形状のレーザーヘッド搬送ケース、前記レーザーヘッド搬送ケース内で前記レーザーヘッドを前記開口面と略水平方向(XY方向)において移動自在の移動機構、前記搬送ケースの外側に配置されるレーザー発振器、前記レーザー発振器と前記レーザーヘッドを接続する光ファイバーを有するレーザー被膜剥離システムであって、前記レーザーヘッドのレーザー出射口は前記レーザーヘッド搬送ケースの開口面側を向いており、前記開口面側に配置された対象物表面にレーザーを照射して、前記対象物表面上の被膜を剥離除去するレーザー被膜剥離システムである。
The present invention solves the above problems by storing a laser head in a transfer case, and moving the laser head in the transfer case while directing a laser from the laser head with the opening surface of the transfer case facing the surface of the object. Irradiation removes the coating on the surface of the object. Specifically, it has the following features. In addition, the present invention is not limited to a coating film on the surface of a structure or the like, but also includes a foreign substance or a film other than the coating film attached to the surface of the structure or the like, and rust (rust) on the metal surface when the structure is a metal such as iron. This can also be applied to a film), and thus the peeled material of the present invention is collectively referred to as a film.
(1) The present invention provides a laser head that emits a laser, a substantially rectangular parallelepiped-shaped laser head carrying case that has an open surface for accommodating the laser head, and the laser head within the laser head carrying case that has the opening surface. A laser film peeling system comprising: a moving mechanism movable in a substantially horizontal direction (XY directions); a laser oscillator disposed outside the transfer case; and an optical fiber connecting the laser oscillator and the laser head. The laser emission port faces the opening side of the laser head transport case, and irradiates a laser to the surface of the object arranged on the opening side to peel and remove the film on the surface of the object. It is a peeling system.

(2)本発明は、(1)に加えて、前記レーザーヘッドがX方向およびY方向へ移動しながらレーザーを照射して、前記開口面側に配置された前記対象物表面の開口面に面した領域の一部または全体を照射して、前記対象物表面上の被膜を剥離除去し、X方向およびY方向へレーザーヘッドを移動する移動機構は、開口面に対して水平な面上において移動する機構であり、X方向移動機構はX方向に配置した軌道(X方向軌道)に取り付けたレーザーヘッドがX方向軌道に沿って移動する機構であり、Y方向移動機構はX方向軌道に対して垂直に取り付けた軌道(Y方向軌道)において、X方向軌道がY方向軌道に沿って移動する機構であり、さらに前記開口面に対して略垂直方向(Z方向)へ前記レーザーヘッドを移動する移動機構(Z方向移動機構)を有し、前記Z方向移動機構は、X方向軌道またはY方向軌道に垂直方向(Z方向)に取り付けた軌道(Z方向軌道)において、X方向軌道またはY方向軌道がZ方向軌道に沿って移動する機構であることを特徴とする。 (2) In the present invention, in addition to (1), the laser head irradiates a laser while moving in the X direction and the Y direction, so that a surface of the target surface arranged on the opening surface side faces the opening. A moving mechanism that irradiates a part or the entirety of the formed area to peel off and remove the film on the surface of the object, and moves the laser head in the X direction and the Y direction moves on a plane horizontal to the opening plane. The X-direction moving mechanism is a mechanism in which a laser head attached to a trajectory (X-direction trajectory) arranged in the X direction moves along the X-direction trajectory. A mechanism for moving the X-direction trajectory along the Y-direction trajectory in a vertically mounted trajectory (Y-direction trajectory), and for moving the laser head in a direction substantially perpendicular to the opening surface (Z-direction). Mechanism (Z way Moving mechanism), the Z-directional moving mechanism is configured such that, in a trajectory (Z-directional trajectory) mounted in a direction (Z-direction) perpendicular to the X-directional trajectory or the Y-directional trajectory, the X-directional trajectory or the Y-directional trajectory is a Z-directional trajectory. Characterized in that it is a mechanism that moves along.

(3)本発明は、(1)および(2)に加えて、前記レーザーヘッド搬送ケースにおいて前記開口面を底面としたときの側面周囲の一部または全体に真空吸着ラインを備えており、前記真空吸着ラインにより開口面側の側面端面から対象物表面を真空吸着して前記レーザーヘッド搬送ケースを対象物表面に固定し、前記レーザーヘッド搬送ケースにおいて前記開口面を底面としたときの側面周囲の一部または全体に排気ラインを備えており、前記排気ラインにより前記レーザーヘッド搬送ケース内の排気を行ない、X方向軌道にさらに流体噴射機構を取り付けて、前記流体噴射機構により対象物の被膜を剥離除去した領域(被膜剥離除去部)のクリーニングを行ない、前記流体は気体または液体であることを特徴とする。
(4)本発明は、(1)〜(3)に加えて、前記レーザーヘッド搬送ケース側面は、対象物表面の曲面または凹凸に合わせてZ方向に伸縮する伸縮構造を有していて、前記伸縮構造は、蛇腹方式または下側側面が上側側面の内部に入り込む伸縮方式であり、前記側面の下側端面に柔軟性材料が配置されていることを特徴とする。
(3) In addition to (1) and (2), the present invention further includes a vacuum suction line on a part or the entire periphery of a side surface of the laser head carrying case when the opening surface is a bottom surface. Vacuum suction of the object surface from the side end surface on the opening surface side by a vacuum suction line to fix the laser head transfer case to the object surface, and around the side surface when the opening surface is the bottom surface in the laser head transfer case Equipped with an exhaust line partially or entirely, the exhaust line exhausts the inside of the laser head transfer case, and further attaches a fluid ejecting mechanism to the X-direction trajectory, and peels off the film of the object by the fluid ejecting mechanism. The cleaning is performed on the removed area (film peeling removal section), and the fluid is a gas or a liquid.
(4) In the present invention, in addition to (1) to (3), the side surface of the laser head transport case has an elastic structure that expands and contracts in the Z direction in accordance with a curved surface or unevenness of the surface of the object. The expansion / contraction structure is a bellows type or an expansion / contraction type in which a lower side surface enters the inside of the upper side surface, and a flexible material is disposed on a lower end surface of the side surface.

(5)本発明は、(1)〜(4)に加えて、前記レーザーヘッドは、前記レーザー発振器から前記光ファイバーを通してレーザーが入力する、レンズ系および/またはミラーを含むレンズ・ミラー鏡筒部を有し、前記レンズ・ミラー鏡筒部の周囲の一部または全体に気体導入ラインが配置されており、前記気体導入ラインを通して気体が前記レンズ・ミラー鏡筒部のレーザー出口へ導かれ、レーザーとともにレーザーヘッドのレーザー出射口から出射され、および/または、前記レーザーヘッドは、レーザー発振器から光ファイバーを通してレーザーが入力する、レンズ系および/またはミラーを有するレンズ・ミラー鏡筒部を有し、前記レンズ・ミラー鏡筒部の周囲の一部または全体に流体導入ラインが配置されており、前記流体導入ラインを通して流体が対象物表面に噴出して対象物表面をクリーニングし、前記流体は液体または気体であり、前記レーザーヘッドは、レーザー発振器から光ファイバーを通してレーザーが入力する、レンズ系および/またはミラーを有するレンズ・ミラー鏡筒部を有し、前記レンズ・ミラー鏡筒部の周囲の一部または全体に流体導入ラインが配置されており、前記流体導入ラインの先端に流体の流れ方向を変化させるガイドが配置されており、前記ガイドにより前記流体を前記レーザーヘッドの出射口へ流して、対象物表面へのレーザー照射による飛散物のレーザーヘッドへの侵入を防止し、および/または前記ガイドにより前記流体を対象物表面に噴出して対象物表面をクリーニングし、前記流体は気体または液体であり、さらに前記ガイドの下端が対象物の表面に接触しない場合は、レーザーを出射しない機能を有することを特徴とする。 (5) In the invention, in addition to (1) to (4), the laser head may include a lens / mirror barrel including a lens system and / or a mirror to which a laser is input from the laser oscillator through the optical fiber. A gas introduction line is arranged in a part or the whole of the periphery of the lens / mirror barrel, and gas is guided to the laser outlet of the lens / mirror barrel through the gas introduction line, and together with the laser. The laser head has a lens / mirror barrel having a lens system and / or a mirror, which is emitted from a laser emission port of a laser head, and / or receives a laser from a laser oscillator through an optical fiber. A fluid introduction line is disposed partially or entirely around the mirror barrel, and the fluid introduction line is provided. A fluid having a lens system and / or a mirror, wherein the fluid is a liquid or a gas, and the laser head receives a laser through an optical fiber from a laser oscillator. A mirror-barrel portion, a fluid introduction line is disposed partially or entirely around the lens / mirror barrel portion, and a guide for changing the flow direction of the fluid is disposed at the tip of the fluid introduction line; The guide guides the fluid to an emission port of the laser head to prevent scattered objects from entering the laser head due to laser irradiation on the surface of the object, and / or guide the fluid to the target by the guide. Cleaning the surface of the object by squirting onto the surface of the object, wherein the fluid is a gas or a liquid; If the lower end does not contact the surface of the object, characterized by having a function that does not emit a laser.

(6)本発明は、(1)〜(5)に加えて、前記レーザーヘッドは、レーザー発振器から光ファイバーを通してレーザーが入力する、レンズ系および/またはミラーを有するレンズ・ミラー鏡筒部を有し、前記レンズ・ミラー鏡筒部のレーザー出口にはレーザーを透過する透過材料から構成される透過窓が配置されており、前記レンズ・ミラー鏡筒部の周囲の一部または全体に流体導入ラインが配置されており、前記流体導入ラインを通して流体が前記透過窓に噴出されて前記透過窓をクリーニングし、前記流体は気体または液体であり、および/または前記レーザーヘッドは、レーザー発振器から光ファイバーを通してレーザーが入力する、レンズ系および/またはミラーを有するレンズ・ミラー鏡筒部を有し、前記レンズ・ミラー鏡筒部の周囲の一部または全体にレーザーヘッド内側および/または外側を排気する排気ラインが配置されており、前記排気ラインを通してレーザーヘッド内側および/または外側の環境を排気することを特徴とする。 (6) In the present invention, in addition to (1) to (5), the laser head has a lens / mirror barrel having a lens system and / or a mirror to which a laser is input from a laser oscillator through an optical fiber. A transmission window made of a transmission material that transmits a laser is disposed at a laser exit of the lens / mirror barrel, and a fluid introduction line is provided on a part or the entire periphery of the lens / mirror barrel. A fluid is jetted through the fluid introduction line to the transmission window to clean the transmission window, the fluid is a gas or a liquid, and / or the laser head is provided with a laser through a fiber optic from a laser oscillator. A lens / mirror barrel having a lens system and / or a mirror for inputting, wherein the lens / mirror barrel is provided An exhaust line for exhausting the laser head inner and / or outer part or the whole of the periphery and are arranged, characterized by evacuating the laser head inside and / or outside of the environment through the exhaust line.

(7)本発明は、(1)〜(6)に加えて、前記レーザーヘッドは、レーザー発振器から光ファイバーを通してレーザーが入力する、レンズ系および/またはミラーを有するレンズ・ミラー鏡筒部を有し、前記レンズ・ミラー鏡筒部の焦点可変機構を用いるか、Z方向移動機構を用いて、レーザー焦点を調節して対象物表面のレーザー照射面積を一定にし、前記レーザーヘッドは自動焦点機能を有しており、前記レーザーヘッドと対象物との距離を測定可能であり、また、前記レーザーヘッドに距離測定センサーが取り付けられており、前記距離測定センサーを用いて被膜が除去されて対象物表面が露出したときを検出し、さらに、監視カメラを用いて対象物表面の剥離状態を画像認識して、レーザーの照射条件を最適化し、前記レーザーヘッドから出るレーザーは走査可能であり、前記レーザーヘッドは鉛直軸方向(Z方向)に対して傾斜可能であり、前記レーザーヘッドは前記開口面と垂直方向(Z方向)の軸に対して回転自在であることを特徴とする。 (7) In the present invention, in addition to (1) to (6), the laser head has a lens / mirror barrel having a lens system and / or a mirror to which a laser is input from a laser oscillator through an optical fiber. The laser focus is adjusted by using the variable focus mechanism of the lens / mirror barrel or by using the Z-direction moving mechanism to keep the laser irradiation area on the surface of the object constant, and the laser head has an automatic focusing function. The distance between the laser head and the object can be measured, and a distance measurement sensor is attached to the laser head, and the coating is removed using the distance measurement sensor to reduce the surface of the object. The exposure time is detected, and further, the surveillance camera is used for image recognition of the peeling state of the surface of the object, the laser irradiation conditions are optimized, and the laser irradiation is performed. The laser emitted from the scanner is scannable, the laser head is tiltable with respect to a vertical axis direction (Z direction), and the laser head is rotatable about an axis perpendicular to the opening surface (Z direction). It is characterized by being.

(8)本発明は、(1)〜(7)に加えて、前記レーザーヘッドは、レーザー発振器から光ファイバーを通してレーザーが入力する、レンズ系および/またはミラーを有するレンズ・ミラー鏡筒部を有し、前記レーザーヘッドのレンズ・ミラー鏡筒部のレーザー出射口にシャッターが配置されていて、前記シャッターがレンズ・ミラー鏡筒部のレーザー出射口を塞いでいる場合はレーザーを出射しない機能を有し、前記シャッターは、前記レーザー出射口を塞いで、前記レンズ・ミラー鏡筒部の内部の汚れ防止機能を有することを特徴とする。
(9)本発明は、(1)〜(8)に加えて、前記レーザーヘッド搬送ケースの上面(開口面と反対面)または側面に電磁石または磁性体板を取り付け、ドローンに取り付けた磁性体板または電磁石を前記レーザーヘッド搬送ケースに取り付けた電磁石または磁性体板に付着させて、ドローンを用いて前記レーザーヘッド搬送ケースを運搬して、対象物の所定位置に前記レーザーヘッド搬送ケースの開口面を配置することを特徴とする。
(8) In the present invention, in addition to (1) to (7), the laser head includes a lens / mirror barrel having a lens system and / or a mirror to which a laser is input from a laser oscillator through an optical fiber. A shutter is disposed at a laser emission port of the lens / mirror barrel portion of the laser head, and has a function of not emitting a laser when the shutter blocks the laser emission port of the lens / mirror barrel portion. The shutter has a function of blocking contamination of the inside of the lens / mirror barrel by closing the laser emission port.
(9) In the present invention, in addition to (1) to (8), an electromagnet or a magnetic plate is attached to an upper surface (opposite to the opening surface) or a side surface of the laser head transport case, and the magnetic plate attached to the drone. Alternatively, an electromagnet is attached to an electromagnet or a magnetic plate attached to the laser head transport case, and the laser head transport case is transported using a drone, and the opening surface of the laser head transport case is moved to a predetermined position of an object. It is characterized by being arranged.

本発明のレーザー被膜剥離システムは搬送ケース内でレーザーヘッドが前後左右上下に移動しながらレーザーを対象物表面に照射して対象物表面上の被膜をアブレーション剥離除去する。搬送ケース周囲に真空吸着ラインや排気ラインが配置されて対象物表面に確実に固定され、搬送ケース内の飛散物も排気される。レーザーヘッドには流体クリーニング機構および排気機構が備わり、レーザーヘッド内空間や対象物表面の剥離領域部をクリーニングし排気する。これによりレーザー照射条件を最適化でき対象物表面上の被膜剥離除去を確実に行なうことができる。橋梁や高層ビルの壁面上などの人間では危険で困難な場所における被膜剥離除去にも、ドローンを用いたりして本発明のレーザー被膜剥離システムを適用できる。 The laser film peeling system of the present invention irradiates a laser to the surface of an object while a laser head moves up, down, left, right, up and down in a transport case to ablate and remove the film on the surface of the object. A vacuum suction line and an exhaust line are arranged around the transfer case and are securely fixed to the surface of the target object, and scattered matter in the transfer case is also exhausted. The laser head is provided with a fluid cleaning mechanism and an exhaust mechanism, and cleans and exhausts the internal space of the laser head and the separated area on the surface of the object. This makes it possible to optimize the laser irradiation conditions and to reliably remove and remove the film on the surface of the object. A drone can be used to apply the laser film peeling system of the present invention to a film peeling removal in a place that is dangerous and difficult for humans such as a bridge or a wall of a high-rise building.

図1は、本発明のレーザー剥離システムの一実施形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the laser peeling system of the present invention. 図2は、本発明のレーザー剥離システムの正面図を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a front view of the laser peeling system of the present invention. 図3は、本発明のレーザーヘッドの構造の1実施形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing one embodiment of the structure of the laser head of the present invention. 図4は、レーザーヘッドの排気(排出)ライン外壁の下端(面)が対象物の表面に接触した場合を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a case where the lower end (surface) of the outer wall of the exhaust (discharge) line of the laser head contacts the surface of the target object. 図5は、本発明のレーザー剥離システムをドローンによる適用を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the application of the laser peeling system of the present invention by a drone. 図6は、本発明のレーザーヘッドの別の実施形態を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the laser head of the present invention. 図7は、レーザーヘッドが回転した場合の状態を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a state where the laser head rotates. 図8は、流体クリーニング機構を備えたレーザー剥離システムを示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a laser stripping system provided with a fluid cleaning mechanism. 図9は、レーザーヘッド搬送ケース側面が対象物表面の形状に従い伸縮する伸縮構造に関する実施形態を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an embodiment of a telescopic structure in which a side surface of a laser head transport case expands and contracts according to a shape of a target object surface. 図10は、レーザーヘッド搬送ケース側面における伸縮自在の分割側面の実施形態を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an embodiment of a telescopic split side surface on the side surface of the laser head transport case.

図1は、本発明のレーザー剥離システムの一実施形態を示す図(斜視図で示す)である。本発明のレーザー剥離システム9は、対象物の被膜に照射して被膜を剥離するレーザーを出射するレーザーヘッド11、レーザーヘッドを収納するレーザーヘッド搬送ケース10、レーザーヘッド搬送ケース内でレーザーヘッド11を移動する搬送部を含む。レーザーヘッド搬送ケース10は剥離すべき被膜が付着した対象物表面側の面(図1において下側の面であるから下面と称するが、対象物との関係で横側や上側になることもある)は開口されており、レーザーヘッド11のレーザー出射口から出たレーザー15が対象物表面に付着した被膜に照射される。すなわち、レーザーヘッド搬送ケース10の内側に配置されるレーザーヘッド11のレーザー15の出射口11mはレーザーヘッド搬送ケース10の開口面である下面を向いている。レーザーヘッド搬送ケース10の下面は対象物表面側に配置されるので、対象物表面の被膜にレーザーヘッド11のレーザー出射口11mから出たレーザーが照射される。レーザーヘッド搬送ケース10の下面10bと反対側の面(上面と称する)10uおよびレーザーヘッド搬送ケース10の側面(上面と下面を接続する面)10s周囲は壁面となっている。 FIG. 1 is a diagram (shown in a perspective view) showing an embodiment of the laser peeling system of the present invention. The laser peeling system 9 of the present invention includes a laser head 11 that emits a laser that irradiates a coating on an object to peel off the coating, a laser head transport case 10 that houses the laser head, and a laser head 11 in the laser head transport case. Including a moving transport unit. The laser head transport case 10 is a surface on the surface side of the object to which the coating to be peeled is attached (the lower surface in FIG. 1 is referred to as a lower surface, but may be on the side or upper side in relation to the object). ) Is open, and the laser 15 emitted from the laser emission port of the laser head 11 is irradiated on the film adhered to the surface of the object. That is, the emission port 11 m of the laser 15 of the laser head 11 disposed inside the laser head transport case 10 faces the lower surface which is the opening surface of the laser head transport case 10. Since the lower surface of the laser head transport case 10 is disposed on the surface side of the object, the laser beam emitted from the laser emission port 11m of the laser head 11 is applied to the coating on the surface of the object. A surface 10u opposite to the lower surface 10b of the laser head transport case 10 (referred to as an upper surface) and a side surface 10s of the laser head transport case 10 (a surface connecting the upper surface and the lower surface) are wall surfaces.

対象物表面の被膜にレーザーが照射されると被膜がアブレーションしたり飛散等したりして被膜が対象物表面から剥離し、剥離した被膜の気化(蒸発)物や飛散物等は周囲に放出されるが、レーザーヘッド搬送ケース10の上面や(周囲)側面は壁面となっているので、レーザーヘッド搬送ケース10の外側には剥離した被膜の気化(蒸発)物や飛散物等は放出されず、レーザーヘッド搬送ケース10の外側環境は汚染されない。特にレーザーヘッド搬送ケース10の開口面側の(周囲)側面の端面が対象物表面に接触して隙間がないか小さい場合は、レーザーヘッド搬送ケース10の開口面側の(周囲)側面の端面と対象物表面の間からも剥離した被膜の気化(蒸発)物や飛散物等はレーザーヘッド搬送ケース10の外側に漏れ出て行かないので、レーザーヘッド搬送ケース10の外側環境は全く汚染されない。すなわち、本発明のレーザーヘッド搬送ケース10の存在により、対象物表面の周囲環境に影響を及ぼさずに対象物表面の被膜や異物等を除去することができる。被膜にはたとえば、塗装した層や膜(塗膜または塗装膜)、対象物を変質させて対象物を保護した物(膜)(たとえば、アルミニウムの酸化被膜、銅の酸化被膜、その他金属の保護被膜)が含まれる。また被膜には広義に異物等も含まれ、異物等には、たとえば対象物表面に付着した物(付着物)、堆積物、汚れ、埃、錆(対象物が金属である場合)、被膜の剥離物、対象物の劣化(剥離・変質)物などが含まれる。たとえば、塗装用台座として用いた金属板(鉄板等)に付着した被膜の剥離物や金属板(鉄板等)が腐食した被膜(錆)やその剥離物が挙げられる。 When the laser is applied to the film on the surface of the object, the film is ablated or scattered, and the film peels off from the surface of the object, and the vaporized (evaporated) or scattered matter of the peeled film is released to the surroundings. However, since the upper surface and the (peripheral) side surface of the laser head transport case 10 are wall surfaces, vaporized (evaporated) substances and scattered substances of the peeled film are not released to the outside of the laser head transport case 10, The environment outside the laser head transport case 10 is not contaminated. In particular, when the end face of the (surrounding) side face on the opening face side of the laser head carrying case 10 is in contact with the object surface and there is no gap or small, the end face of the (surrounding) side face on the opening face side of the laser head carrying case 10 is Since the vaporized (evaporated) matter and scattered matter of the film peeled off from between the object surfaces do not leak out of the laser head carrying case 10, the environment outside the laser head carrying case 10 is not contaminated at all. That is, due to the presence of the laser head transport case 10 of the present invention, it is possible to remove a film, a foreign substance, and the like on the target object surface without affecting the surrounding environment of the target object surface. Coatings include, for example, painted layers or films (paints or coatings), or objects (films) that alter the quality of the object to protect it (eg, aluminum oxide, copper oxide, and other metal protections). Coating). The coating also includes foreign matter in a broad sense. Examples of the foreign matter include substances (adhered matter), deposits, dirt, dust, rust (when the target is metal), and coatings on the surface of the target. Includes exfoliated objects, degraded (exfoliated / altered) objects, and the like. For example, there may be mentioned a peeling product of a coating adhered to a metal plate (iron plate or the like) used as a coating base, a coating (rust) corroding a metal plate (iron plate or the like) or a peeling product thereof.

また、レーザーが何らかの原因で下側ではなく横方向へ出射された場合や、レーザーが対象物表面で反射して横方向へ進行した場合でも、レーザーヘッド搬送ケース10の開口面側の(周囲)側面の壁面に当たるので、レーザーヘッド搬送ケース10の外側へ出て来ることがなく、安全である。特に壁面の材料をレーザーが透過できない材料とすれば、全く問題ない。壁面の材料がレーザーを透過する材料であったとしても、レーザーの一部はレーザーヘッド搬送ケース10の内側に反射し、壁面を透過するレーザーの一部は壁面で吸収されるので、レーザーヘッド搬送ケース10も外側へ出ていくレーザーのパワーは出射時よりもかなり弱くなるので、レーザーヘッド搬送ケース10の外側へ出たレーザーが環境および人体等へ影響を与えることは殆どないと考えられる。あるいは、壁面の材料がレーザーを透過する材料である場合でも、レーザーヘッド搬送ケース10の壁面の内側面に細かな凹凸等を付けておけば(いわゆる、表面荒れ状態にする)、レーザーの殆どは壁面内面で乱反射してレーザーはレーザーヘッド搬送ケース10の外側へは殆ど出て来ない。 Also, even when the laser is emitted in the horizontal direction instead of the lower side for some reason, or when the laser is reflected on the surface of the object and travels in the horizontal direction, the (surrounding) on the opening side of the laser head transport case 10 Since it hits the side wall, it does not come out of the laser head transfer case 10 and is safe. In particular, there is no problem at all if the wall material is a material through which the laser cannot pass. Even if the material of the wall is a material that transmits the laser, a part of the laser is reflected inside the laser head transfer case 10 and a part of the laser transmitted through the wall is absorbed by the wall. Since the power of the laser that goes out of the case 10 also becomes considerably weaker than that at the time of emission, it is considered that the laser that goes out of the laser head carrying case 10 hardly affects the environment and the human body. Alternatively, even if the material of the wall surface is a material that transmits laser, if the inner surface of the wall surface of the laser head transfer case 10 is provided with fine irregularities (so-called rough surface state), most of the laser is The laser is hardly emitted to the outside of the laser head transport case 10 due to the irregular reflection on the inner wall surface.

尚、レーザーヘッド搬送ケース10の壁面を可視光に対して透明な材料にしておけば、外部からもレーザーヘッド搬送ケース10の内側の状況(たとえば、対象物表面の被膜や異物等の剥離状態、レーザーヘッドの位置)を監視できる。レーザーヘッド搬送ケース10の壁面を可視光に対して透明でない材料でも、図1に示すように、レーザーヘッド搬送ケース10の内側に監視カメラ20を配置することによって、レーザーヘッド搬送ケース10の内側状態を常時把握できる。監視カメラ20も移動自在や回転自在にしておけば、レーザーヘッド搬送ケース10の外側からの遠隔操作によりレーザーヘッド搬送ケース10の内側の全領域を把握することもできる。特に、剥離前の対象物表面の被膜や異物等の状態を的確に把握・判断して(たとえば、画像診断、レーザーヘッドと対象物表面との距離)、レーザーの照射条件(たとえば、照射面積(スポット径)、レーザーパワ−、照射エネルギー密度、照射時間、照射深度、焦点距離)を最適化できる。レーザーが肉眼で見えない場合(たとえば、炭酸(CO)レーザーは赤外線(波長10.6μm)であるため肉眼では見えないが。監視カメラを赤外線対応にしておけば、監視カメラを通してレーザーを認識できる。) If the wall surface of the laser head transport case 10 is made of a material that is transparent to visible light, the situation inside the laser head transport case 10 from the outside (for example, the peeling state of a film or foreign matter on the surface of an object, Laser head position). Even if the wall surface of the laser head transport case 10 is not transparent to visible light, the surveillance camera 20 is disposed inside the laser head transport case 10 as shown in FIG. Can always be grasped. If the surveillance camera 20 is also movable and rotatable, the entire area inside the laser head transport case 10 can be grasped by remote control from outside the laser head transport case 10. In particular, by accurately grasping and judging the state of the coating or foreign matter on the surface of the object before peeling (for example, image diagnosis, the distance between the laser head and the surface of the object), the irradiation conditions of the laser (for example, the irradiation area (for example, Spot diameter), laser power, irradiation energy density, irradiation time, irradiation depth, focal length) can be optimized. When the laser is invisible to the naked eye (for example, a carbon dioxide (CO 2 ) laser is invisible to the naked eye because it is infrared (wavelength 10.6 μm). If the surveillance camera is compatible with infrared, the laser can be recognized through the surveillance camera .)

レーザーヘッド11はレーザーヘッド搬送ケース10の内側で水平方向(X−Y方向とする)および上下方向(Z方向)にコンピュータ制御や手動で移動できる。ここで水平方向とは開口面10bに平行な水平面内の方向であり、X方向とY方向は直交しており、レーザーヘッド搬送ケース10が略直方体形状である場合は、X方向は2つの側面(図1では10s1および10s3)に平行な方向であり、Y方向は2つの側面(図1では10s2および10s4)に平行な方向である。従って、レーザーヘッド搬送ケース10の開口面10b側にある対象物表面の全域にレーザーを照射できるので、レーザーヘッド搬送ケース10の開口面側にある対象物表面の全域の対象物表面の被膜や異物を剥離除去可能である。レーザーヘッドに備わるレンズ系を調節することにより、および/または上下方向(Z方向)のレーザーヘッドの位置を調節することにより、レーザーの焦点距離および/またはレーザーの焦点位置と対象物表面との距離を調節できるので、対象物表面の被膜等における照射面積およびレーザーパワー等を調節して、最適の条件で対象物表面の被膜や異物を剥離除去できる。 The laser head 11 can be moved by computer control or manually in the horizontal direction (the XY direction) and the vertical direction (the Z direction) inside the laser head transport case 10. Here, the horizontal direction is a direction in a horizontal plane parallel to the opening surface 10b, the X direction is orthogonal to the Y direction, and when the laser head carrying case 10 has a substantially rectangular parallelepiped shape, the X direction has two side surfaces. (10s1 and 10s3 in FIG. 1), and the Y direction is a direction parallel to two side surfaces (10s2 and 10s4 in FIG. 1). Accordingly, the laser can be applied to the entire surface of the object on the opening surface 10b side of the laser head transfer case 10, so that the coating or foreign matter on the object surface over the entire surface of the object surface on the opening surface side of the laser head transfer case 10 can be irradiated. Can be peeled off. By adjusting the lens system provided in the laser head and / or by adjusting the position of the laser head in the vertical direction (Z direction), the focal length of the laser and / or the distance between the focal position of the laser and the surface of the object. Can be adjusted, so that the irradiation area and the laser power of the coating on the surface of the object and the like can be adjusted, and the film and foreign matter on the surface of the object can be peeled and removed under optimal conditions.

図1に示すレーザーヘッド搬送ケース10は略直方体形状であり、下面(底面)10b側が開口しており、上面(10u)および4側面(10s1、10s2、10s3、10s4)が壁面となっている。レーザーヘッド搬送ケース10の4側面角部には上下移動(Z方向移動)用のレール軌道18(18−1、18−2、18−3、18−4)が配置されており、それらの(Z方向移動用)レール軌道18に上下方向(Z方向)移動自在の横方向(Y方向)移動用のレール軌道17(17−1、17−2)が配置され、それらの(Y方向移動用)レール軌道17に横方向(Y方向)移動自在の縦方向(Y方向と直交するX方向)移動用のレール軌道16が配置されている。(X方向移動用)レール軌道16には縦方向(X方向)移動自在のレーザーヘッド固定台14が配置されている。レーザーヘッド固定台14にはレーザーヘッド11のレーザー出射口が開口された下面10bを向くようにレーザーヘッド11が固定されている。レーザーヘッド11の出射口11mと異なる部分(図1では出射口11mと反対側の上部)に光ファイバー12が接続しており、光ファイバー12はレーザーヘッド搬送ケース10の上面からレーザーヘッド搬送ケース10の外側に出て(レーザーヘッド搬送ケース10の外側部分の光ファイバーは13と付す)、光ファイバー13は適当な長さを有してレーザー発振器へ接続する。 The laser head transport case 10 shown in FIG. 1 has a substantially rectangular parallelepiped shape, is open on the lower surface (bottom surface) 10b side, and has an upper surface (10u) and four side surfaces (10s1, 10s2, 10s3, 10s4) as wall surfaces. Rail tracks 18 (18-1, 18-2, 18-3, 18-4) for vertical movement (movement in the Z direction) are arranged at the four side corners of the laser head transport case 10. Rail tracks 17 (17-1, 17-2) for lateral (Y-direction) movement, which are freely movable in the vertical direction (Z-direction), are arranged on the rail track 18 for Z-direction movement. A) rail track 16 for vertical direction (X direction perpendicular to Y direction) is provided on rail track 17 for free movement in the horizontal direction (Y direction). On the rail track 16 (for movement in the X direction), a laser head fixing base 14 movable in the vertical direction (X direction) is arranged. The laser head 11 is fixed to the laser head fixing base 14 so as to face the lower surface 10b where the laser emission opening of the laser head 11 is opened. An optical fiber 12 is connected to a portion of the laser head 11 that is different from the emission port 11m (an upper portion opposite to the emission port 11m in FIG. 1), and the optical fiber 12 extends from the upper surface of the laser head transport case 10 to the outside of the laser head transport case 10. (The optical fiber on the outer portion of the laser head carrying case 10 is denoted by 13), and the optical fiber 13 has an appropriate length and is connected to a laser oscillator.

レーザーヘッド搬送ケース10の開口された下面10bは対象物表面と略平行な状態で対象物表面近くかまたは対象物表面に接触するようにして、レーザーヘッド搬送ケース10が配置される。レーザーヘッド搬送ケース10が適切に配置された後に対象物表面の剥離除去すべき被膜や異物の直上にレーザーヘッド11を移動させる。対象物表面の剥離除去すべき被膜や異物の位置はレーザーヘッド搬送ケース10の上部に配置した監視カメラ20で正確に検知可能である。監視カメラ20はレーザーヘッド搬送ケース10内に複数台配置しても良く、レーザーヘッド11に取り付けてレーザーヘッド11と一緒に移動させることもできる。監視カメラの制御や位置認識等は無線または有線でレーザーヘッド搬送ケース10の外側から遠隔操作できる。監視カメラ20で得られる画像認識により、対象物表面の状態を把握してレーザー照射条件を最適化することもできる。 The laser head transfer case 10 is arranged such that the opened lower surface 10b of the laser head transfer case 10 is close to or in contact with the target object surface in a state substantially parallel to the target object surface. After the laser head carrying case 10 is properly arranged, the laser head 11 is moved to a position just above the coating or foreign matter to be removed from the surface of the object. The position of the film or foreign matter to be removed from the surface of the object can be accurately detected by the monitoring camera 20 disposed above the laser head transport case 10. A plurality of surveillance cameras 20 may be arranged in the laser head transport case 10, and may be attached to the laser head 11 and moved together with the laser head 11. Control of the surveillance camera, position recognition, and the like can be remotely controlled from outside the laser head transport case 10 wirelessly or by wire. By the image recognition obtained by the monitoring camera 20, the condition of the surface of the object can be grasped and the laser irradiation conditions can be optimized.

レーザーヘッド固定台14に固定されたレーザーヘッド11は、(X方向移動用)レール軌道16に沿ってX方向へ移動でき、また(Y方向移動用)レール軌道17に沿ってY方向へ移動できるので、レーザーヘッド11は下面10bに平行な面上で移動でき、下面10bに略平行な対象物表面の所望の位置に静止できる。これらの移動はたとえば電動モーターで遠隔操作可能である。レーザーヘッド11の上下(Z)方向の移動は、(Z方向移動用)レール軌道18に沿って(Y方向移動用)レール軌道17を移動させれば良い。レーザーヘッド11の上下(Z)方向の移動は、たとえば、レーザー15の焦点位置を制御して、対象物表面の照射面積を適正化するときに使用できる。尚レーザーの焦点位置の移動はレーザーヘッド内にあるレンズ・ミラー系を有するレンズ・ミラー鏡筒を用いても可能である。 The laser head 11 fixed to the laser head fixing base 14 can move in the X direction along a rail track 16 (for moving in the X direction) and can move in the Y direction along a rail track 17 (for moving in the Y direction). Therefore, the laser head 11 can move on a plane parallel to the lower surface 10b, and can be stopped at a desired position on the surface of the object substantially parallel to the lower surface 10b. These movements can be remotely controlled by, for example, an electric motor. The laser head 11 can be moved in the vertical (Z) direction by moving the rail track 17 (for moving in the Y direction) along the rail track 18 (for moving in the Z direction). The vertical (Z) movement of the laser head 11 can be used, for example, when controlling the focal position of the laser 15 and optimizing the irradiation area on the object surface. The focal position of the laser can be moved by using a lens / mirror barrel having a lens / mirror system in the laser head.

レーザーヘッド11が所定位置に移動した後に、レーザー発振器で発生させたレーザーを光ファイバー13および12でレーザーヘッド11へ導きレーザーヘッド11でレーザーを増幅調整して、レーザーヘッド11の出射口11mからレーザー15を対象物表面に照射する。これらの一連の走査はコンピュータ制御で自動化できる。レーザーヘッド11はレーザーヘッド固定台14に取り付けた状態でも回転することができ、レーザーをレーザーヘッド11の直下だけでなく傾斜して照射することもできるし、レーザーヘッド11内のレンズ系や反射鏡等(レンズ・ミラー鏡筒)を用いてレーザーを傾斜して走査することもできる。このように、本発明のレーザー剥離システムはレーザーヘッド11の直接移動に加えてレーザーヘッド11の回転・傾斜やレーザーの走査を行なって被膜等の除去に最適なレーザー照射が可能である。レーザーは、たとえば、固体レーザー(たとえば、ルビーレーザー、YAGレーザー)、半導体レーザー、気体レーザー(たとえば、COレーザー、エキシマレーザー)、液体レーザー、ファイバーレーザーを使用でき、剥離する物質(被膜等)、剥離する物質が付着した対象物の種類などに応じて適宜選択できる。たとえば、COレーザー(波長10.6μm)を用いて、レーザーパワー2000W、レーザーエネルギー密度10−3J(ジュール)/μmで使用できる。 After the laser head 11 moves to a predetermined position, the laser generated by the laser oscillator is guided to the laser head 11 by the optical fibers 13 and 12, the laser is amplified and adjusted by the laser head 11, and the laser 15 is emitted from the emission port 11m of the laser head 11. Is irradiated on the surface of the object. These series of scans can be automated under computer control. The laser head 11 can rotate even when it is mounted on the laser head fixing base 14, and can irradiate the laser not only directly below the laser head 11 but also at an angle, and a lens system or a reflecting mirror in the laser head 11. It is also possible to scan by tilting the laser using a lens (mirror barrel) or the like. As described above, the laser peeling system according to the present invention can perform laser irradiation optimal for removal of a film or the like by performing rotation / tilt of the laser head 11 and scanning of the laser in addition to direct movement of the laser head 11. As the laser, for example, a solid laser (for example, a ruby laser, a YAG laser), a semiconductor laser, a gas laser (for example, a CO 2 laser, an excimer laser), a liquid laser, or a fiber laser can be used. It can be appropriately selected according to the type of the object to which the substance to be separated is attached. For example, a CO 2 laser (wavelength 10.6 μm) can be used at a laser power of 2000 W and a laser energy density of 10 −3 J (joule) / μm 2 .

レーザーヘッド搬送ケース10の下面10bに対応する対象物表面全体の被膜等を除去する場合には、(X方向移動用)レール軌道16および(Y方向移動用)レール軌道17を使ってレーザーヘッド搬送ケース10の全領域にわたってレーザーヘッド11を平行移動し、適宜(Z方向移動用)レール軌道18を用いてレーザーの照射条件を最適化しながら対象物表面にレーザー照射すれば良い。これに上記したレーザーヘッド回転・傾斜機構やレーザーヘッドから出るレーザーを走査(スキャン)したり焦点距離を変化させる機構を適宜調節したりすることもできる。対象物表面がレーザーヘッド搬送ケース10の下面10bより広い場合には、レーザーヘッド搬送ケース10を移動させて同じ操作を繰り返していけば良い。レーザーヘッド搬送ケース10の下面10bは長方形(正方形を含む)であるから、隙間なくまた重ねることがなく効率的に対象物表面の被膜等を剥離除去できる。 When removing the coating or the like on the entire surface of the object corresponding to the lower surface 10b of the laser head transport case 10, the laser head transport is performed using the rail track 16 (for moving in the X direction) and the rail track 17 (for moving in the Y direction). The laser head 11 may be moved in parallel over the entire area of the case 10 and the surface of the object may be irradiated with the laser while appropriately optimizing the laser irradiation conditions using the rail track 18 (for moving in the Z direction). In addition, the laser head rotating / tilting mechanism and the mechanism for scanning (scanning) laser emitted from the laser head and changing the focal length can be appropriately adjusted. If the surface of the object is wider than the lower surface 10b of the laser head transport case 10, the same operation may be repeated by moving the laser head transport case 10. Since the lower surface 10b of the laser head carrying case 10 is rectangular (including a square), it is possible to efficiently peel off and remove a film or the like on the surface of the object without gaps and without overlapping.

図2は、図1に示す本発明のレーザー剥離システムの正面図を示す図である。レーザー剥離システム9の開口された下面10bは対象物21の表面に接触して配置されている。対象物21は、材料がたとえば鉄、鉄骨財、アルミニウム、銅、亜鉛、ジュラルミン、トタン、ステンレス、その他各種金属、ガラス、セラミックス、コンクリートであり、形状がたとえば板、壁、柱である。これらは、たとえばビル・建物・道路・橋・トンネル等の建造物や構造物、トラック・乗用車・トラクター等の各種車の車体、船舶・航空機・列車等の乗り物、土台、台座、テーブルを構成する。対象物表面には被膜22が付着しているが、経年変化等で被膜22が劣化しているので、この被膜22を剥離して新しい塗膜等を付着させる必要がある。本発明は、建造物や構造物を建て直せずにそのままの状態を保持しながら、レーザーを用いて効率的に被膜22を剥離する装置(システム)である。図2に示すレーザー剥離システムは、図1に記載しなかった付加機能も示している。 FIG. 2 is a front view of the laser peeling system of the present invention shown in FIG. The open lower surface 10b of the laser peeling system 9 is arranged in contact with the surface of the object 21. The object 21 is made of a material such as iron, steel, aluminum, copper, zinc, duralumin, galvanized steel, stainless steel, other various metals, glass, ceramics, and concrete, and has a shape such as a plate, a wall, or a pillar. These constitute, for example, buildings and structures such as buildings, buildings, roads, bridges, and tunnels, the bodies of various vehicles such as trucks, passenger cars, and tractors, vehicles such as ships, aircraft, and trains, bases, pedestals, and tables. . The coating 22 adheres to the surface of the object, but since the coating 22 has deteriorated due to aging or the like, it is necessary to peel off the coating 22 and attach a new coating or the like. The present invention is an apparatus (system) for efficiently peeling off the coating film 22 using a laser while maintaining the state of a building or a structure without rebuilding it. The laser stripping system shown in FIG. 2 also shows additional features not shown in FIG.

レーザーヘッド11のレーザー出射口11mが対象物21の表面を向くようにレーザーヘッド搬送ケース10が配置される。レーザー剥離システム9の開口された下面10b側の(側面10sの)端面には接触緩和材料79が配置されており、対象物21を損傷しないために、対象物21に過度な衝撃を与えないようにしている。また、接触部に接触センサーを取り付けたり、監視カメラでの接触確認(自動的に行なうこともできる)をすればソフトに接触できる。レーザーヘッド搬送ケース10の壁面材料は、たとえば鉄、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、ステンレス、トタン、その他各種金属・合金であり、あるいはプラスチック、セルロース、木材、その他各種高分子材料、あるいはガラス、その他各種セラミックスであり、その厚みは強度を確保できる限り極力薄くして、運搬しやすくするために軽量であることが望ましい。接触緩和材料79の材料は、たとえばウレタン樹脂、テトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、天然ゴム、合成ゴムである。 The laser head transport case 10 is arranged so that the laser emission port 11m of the laser head 11 faces the surface of the object 21. A contact relief material 79 is disposed on the open lower surface 10b side (on the side surface 10s) of the laser peeling system 9 so as not to damage the object 21 and not to give an excessive impact to the object 21. I have to. In addition, if a contact sensor is attached to the contact portion or the contact is confirmed by a surveillance camera (which can be performed automatically), the contact can be made softly. The wall material of the laser head transfer case 10 is, for example, iron, copper, aluminum, zinc, nickel, stainless steel, tin, or other various metals or alloys, or plastic, cellulose, wood, other various polymer materials, glass, or the like. It is desirable to use various ceramics whose thickness is as thin as possible as long as the strength can be secured, and that they are lightweight to facilitate transportation. The material of the contact relaxation material 79 is, for example, urethane resin, fluorine resin such as tetrafluoroethylene, natural rubber, or synthetic rubber.

レーザーヘッド搬送ケース10の内側には仕切り壁板73が配置されており、レーザーヘッド搬送ケース10の壁面10sと仕切り壁板73の間に真空吸着室71が備わっている。下面10b側の仕切り壁板73の端面も対象物21の表面に接触しており、真空吸着室71の上面10sに取り付けた真空引き孔72を通して真空吸着室71の空間を真空引きできるようになっている。真空引き孔72には真空引きチューブが接続し、真空ポンプで真空引きできる。この結果真空吸着室71は真空状態または気圧が低い状態になり、レーザーヘッド搬送ケース10は対象物21の表面に真空吸着される。対象物21が水平状態にある場合はレーザーヘッド搬送ケース10が置かれた位置から動くことはないが、対象物21が傾斜していたり、鉛直に立っていたり、あるいは天井(逆さ状態)であったりする場合は、レーザーヘッド搬送ケース10が動いたり、落下したりする危険性があるが、本発明のように真空吸着室71を設けておけばレーザーヘッド搬送ケース10を動かないようにすることができる。レーザーヘッド搬送ケース10が動かなければ、レーザーヘッド11と対象物表面との距離は安定して保持できるので、レーザーによる被膜等の剥離条件を安定して維持できる。尚、レーザーヘッド搬送ケース10を天井へ(逆さ状態で)配置するときに最も真空吸着力を大きくする必要があるので、レーザーヘッド搬送ケース10全体の重量、その時の必要な真空度、真空吸着室71の吸着部面積をあらかじめ設計しておけば良い。側面の壁面10sおよび仕切り壁板73の端面に接触緩和材料79を配置しておけば、対象物21の表面との接触部分が少し荒れていても(凹凸があっても)接触部の隙間を生めて表面に密着して真空吸着室71を良好な真空状態に保持できる。 A partition wall plate 73 is disposed inside the laser head transfer case 10, and a vacuum suction chamber 71 is provided between the wall surface 10 s of the laser head transfer case 10 and the partition wall plate 73. The end surface of the partition wall plate 73 on the lower surface 10b side is also in contact with the surface of the object 21, so that the space in the vacuum suction chamber 71 can be evacuated through the vacuum holes 72 attached to the upper surface 10s of the vacuum suction chamber 71. ing. A vacuum evacuation tube is connected to the vacuum evacuation hole 72 and can be evacuated by a vacuum pump. As a result, the vacuum suction chamber 71 is in a vacuum state or a low pressure state, and the laser head transfer case 10 is vacuum-sucked on the surface of the object 21. When the object 21 is in the horizontal state, the object 21 does not move from the position where the laser head transport case 10 is placed, but the object 21 is inclined, stands vertically, or is on the ceiling (inverted state). In such a case, there is a danger that the laser head transport case 10 may move or fall, but if the vacuum suction chamber 71 is provided as in the present invention, the laser head transport case 10 must be kept stationary. Can be. If the laser head transport case 10 does not move, the distance between the laser head 11 and the surface of the object can be stably maintained, so that the conditions for peeling off a film or the like by the laser can be stably maintained. When the laser head transfer case 10 is placed on the ceiling (in an inverted state), the vacuum suction force needs to be maximized. Therefore, the weight of the entire laser head transfer case 10, the required degree of vacuum at that time, and the vacuum suction chamber The area of the suction portion 71 may be designed in advance. If the contact relaxation material 79 is arranged on the side wall surface 10s and the end surface of the partition wall plate 73, even if the contact portion with the surface of the object 21 is slightly rough (even if there is unevenness), the gap between the contact portions is reduced. The vacuum suction chamber 71 can be maintained in a good vacuum state by being closely attached to the surface.

レーザーヘッド11の出射口11mから出るレーザー15は、対象物21(その上に付着した被膜22)の表面に対して略垂直に照射される。XYZ方向移動システムを用いて常に略垂直にレーザー15を照射できることが本発明の特徴である。ただし、必要に応じてレーザーヘッド11を傾斜してレーザー15を傾斜(下面または対象物表面に対して)させることもできるし、レーザーヘッド11内のレンズ系・ミラー(反射鏡)を用いてレーザー15を走査(振る)することもできる。(走査して傾斜したレーザーを破線で示す。)レーザーヘッド11の高さ(対象物21(その上に付着した被膜22)の表面からの距離)も(Z方向)移動用のレール軌道18やレーザーヘッド11内に備わるレンズ系により調節できる(焦点距離も調整できる)ので、対象物21(その上に付着した被膜22)の表面における照射条件を最適化して、容易に対象物21の表面に付着した被膜22を剥離・アブレーションして除去できる。 The laser 15 emitted from the emission port 11m of the laser head 11 is irradiated substantially perpendicularly to the surface of the object 21 (the coating 22 attached thereon). It is a feature of the present invention that the laser 15 can always be irradiated almost vertically using the XYZ direction moving system. However, if necessary, the laser head 11 can be tilted so that the laser 15 can be tilted (with respect to the lower surface or the surface of the object), or the laser can be formed by using a lens system / mirror (reflecting mirror) in the laser head 11. It is also possible to scan (shake) 15. (The laser tilted by scanning is indicated by a broken line.) The height of the laser head 11 (the distance from the surface of the object 21 (the coating film 22 adhered thereon)) and the rail track 18 for movement (in the Z direction) and Since the adjustment can be performed by the lens system provided in the laser head 11 (the focal length can also be adjusted), the irradiation conditions on the surface of the object 21 (the film 22 adhered thereon) are optimized, and the surface of the object 21 can be easily adjusted. The adhered film 22 can be removed by peeling and ablation.

連続発振(CW)レーザーを用いれば、レーザーヘッド11を対象物21表面に対して平行(X―Y方向)に移動しながら、連続的に対象物21表面上の被膜22を剥離・アブレーション・除去できる。パルスレーザーの場合は、レーザーヘッド11をステッピング移動して対象物21表面上の被膜22を剥離・アブレーション・除去できる。また、パルスレーザーの場合は、レーザーヘッド11を傾斜させてレーザー照射する方法、レーザーを走査する方法、およびこれらの組み合わせを用いる方法によって、(垂直照射時のレーザースポットサイズよりかなり広い面積にレーザー照射できるので)ステッピング移動の距離を大きくできるので、レーザーヘッド搬送ケース10がカバーする対象物21表面の面積内の被膜等をより短時間で除去することができる。さらに、レーザーヘッド11を回転(たとえば、レーザーの進行方向に対して)できるようにすれば、レーザー自体も回転することによりレーザーのスポット内の位置によるバラツキもなくすことができるので、被膜等を安定して除去できる。対象物21や被膜22の表面が突状に膨らんでいたり、対象物21や被膜22の表面に突状の汚れ等の異物が付着したりしていると、その部分への照射条件が変化して被膜や異物の剥離除去が困難になる場合があるので、監視カメラ等で異物等を画像認識(大きさ・形状等を把握)して、焦点距離・照射面積・レーザーパワー等の照射条件を最適化して異物等を剥離除去することもできる。これらの操作はすべて自動化することもできる。 If a continuous wave (CW) laser is used, the coating 22 on the surface of the object 21 is continuously peeled, ablated, and removed while moving the laser head 11 in parallel (XY directions) with respect to the surface of the object 21. it can. In the case of the pulse laser, the coating 22 on the surface of the object 21 can be peeled, ablated, and removed by stepping the laser head 11. In the case of a pulsed laser, a method of irradiating the laser with the laser head 11 inclined, a method of scanning the laser, and a method using a combination of these methods can be used to irradiate a laser beam over an area considerably larger than the laser spot size at the time of vertical irradiation. Since the distance of the stepping movement can be increased, it is possible to remove a film or the like in the area of the surface of the object 21 covered by the laser head transport case 10 in a shorter time. Furthermore, if the laser head 11 can be rotated (for example, with respect to the traveling direction of the laser), the laser itself can also be rotated to eliminate variations due to the position in the spot of the laser. Can be removed. If the surface of the object 21 or the coating 22 is bulging in a projecting manner, or if the surface of the object 21 or the coating 22 is attached with foreign matter such as a projecting dirt, the irradiation conditions for that part change. In some cases, it may be difficult to remove the coating or foreign matter, so the image of the foreign matter is recognized (observing the size, shape, etc.) with a monitoring camera, etc., and the irradiation conditions such as focal length, irradiation area, laser power, etc. Optimizing can also remove and remove foreign matter and the like. All of these operations can be automated.

レーザー15の照射により剥離・アブレーション・除去された被膜22の破片やガスはレーザーヘッド搬送ケース10の空間内に漂流することになり、レーザーヘッド搬送ケース10の空間内の環境を悪化し変化させる。レーザー15の散乱が大きくなりレーザーの照射条件も変化する。またレーザーヘッド搬送ケース10の各所に配置した監視カメラ20の視界も変化して、画像認識や距離計測等にも影響を与える。そこで、本発明のレーザー剥離システム9では、レーザーヘッド搬送ケース10内に排気ラインを設けてレーザーヘッド搬送ケース10内の汚染物(被膜22の破片やガス等)を吸い込んでレーザーヘッド搬送ケース10の外部へ排出する。たとえば、真空吸着用の仕切り壁板73の内側に排気用の仕切り壁板77を設けて、真空吸着用仕切り壁板73と排気用仕切り壁板77との間に排気空間室75を作る。排気空間室75の上面10uに排気穴76を設けて、排気穴76に接続した排気用チューブに接続した排気ポンプにより排気空間室75の気体を排気する。排気用仕切り壁板77には複数の排気口78が開いていて、これらの排気口78を通してレーザーヘッド搬送ケース10の空間内の気体と一緒にレーザーヘッド搬送ケース10内の汚染物(被膜22の破片やガス等)24を排気空間室75へ吸い込んで、さらにこれらの汚染物(被膜22の破片やガス等)24を排気穴76を通して外部へ排出する。尚このままではレーザーヘッド搬送ケース10の空間内の気圧が低下するので、上面10uに空気導入孔80を適宜設けておくと、排気された分の空気が入って来るから、レーザーヘッド搬送ケース10の空間内の気圧を一定に維持できる。また、図2ではレーザーヘッド11に監視カメラ20を配置しているので、よりレーザー15に近い部分の状態を把握できる。 Fragments and gas of the coating film 22 peeled, ablated, and removed by the irradiation of the laser 15 drift in the space of the laser head transfer case 10 and deteriorate and change the environment in the space of the laser head transfer case 10. The scattering of the laser 15 increases and the laser irradiation conditions also change. In addition, the field of view of the monitoring cameras 20 arranged at various places of the laser head transport case 10 also changes, which affects image recognition, distance measurement, and the like. Therefore, in the laser peeling system 9 of the present invention, an exhaust line is provided in the laser head transport case 10 to suck in contaminants (debris or gas of the coating 22, etc.) in the laser head transport case 10, and the laser head transport case 10 Discharge to the outside. For example, a partition wall plate 77 for exhaust is provided inside the partition wall plate 73 for vacuum suction, and an exhaust space chamber 75 is formed between the partition wall plate 73 for vacuum suction and the partition wall plate 77 for exhaust. An exhaust hole 76 is provided in the upper surface 10u of the exhaust space chamber 75, and the gas in the exhaust space chamber 75 is exhausted by an exhaust pump connected to an exhaust tube connected to the exhaust hole 76. A plurality of exhaust ports 78 are open in the exhaust partition wall plate 77, and contaminants (of the coating film 22) in the laser head transport case 10 are passed through these exhaust ports 78 together with gas in the space of the laser head transport case 10. The debris (gas, etc.) 24 is sucked into the exhaust space chamber 75, and these contaminants (fragments, gas, etc. of the coating 22) 24 are discharged to the outside through the exhaust hole 76. In this state, the air pressure in the space of the laser head transfer case 10 is reduced. If the air introduction hole 80 is provided in the upper surface 10u as appropriate, the exhausted air will enter. The pressure in the space can be kept constant. Further, in FIG. 2, since the monitoring camera 20 is arranged on the laser head 11, the state of a portion closer to the laser 15 can be grasped.

本発明のレーザー剥離システムには、図8に示すように流体クリーニング機構を備えることもできる。すなわち、図8は流体クリーニング機構を備えたレーザー剥離システムを示す図である。たとえば、X方向移動用レール軌道16にZ方向移動用軌道27を取り付け、Z方向移動用軌道27に流体クリーニング本体24を取り付ける。流体クリーニング本体24からクリーニングノズル25が下方に向けて回転自在に組み付けられている。流体クリーニング本体24には流体供給チューブ(ホース)26が接続し、レーザーヘッド搬送ケース10の外側から流体ポンプ等を使用して流体供給チューブ(ホース)26を通して流体クリーニング本体24へ流体を供給できる。流体クリーニング本体24はZ方向移動用軌道27によりZ(高さ)方向へ移動でき、X方向移動用レール軌道16によりX方向へ移動でき、Y方向移動用レール軌道17によりY方向へ移動できる。(尚、Y方向についても、図1に示した以外に、この部分にY方向移動軌道を取り付けて移動できる。)これらの移動は、流体クリーニング本体24やそれぞれの取り付け部に備わる電動モーターにより自在に行なうことができる。あるいは、電動シリンダーやエアーシリンダーを用いたシリンダー送り機構を用いても良い。 The laser stripping system of the present invention may be provided with a fluid cleaning mechanism as shown in FIG. That is, FIG. 8 is a diagram showing a laser peeling system provided with a fluid cleaning mechanism. For example, the Z-direction movement track 27 is attached to the X-direction movement rail track 16, and the fluid cleaning body 24 is attached to the Z-direction movement track 27. A cleaning nozzle 25 is rotatably mounted downward from the fluid cleaning main body 24. A fluid supply tube (hose) 26 is connected to the fluid cleaning body 24, and a fluid can be supplied to the fluid cleaning body 24 from the outside of the laser head transfer case 10 through the fluid supply tube (hose) 26 using a fluid pump or the like. The fluid cleaning main body 24 can move in the Z (height) direction by the Z-direction moving track 27, can move in the X direction by the X-direction moving rail track 16, and can move in the Y direction by the Y-direction moving rail track 17. (Note that, in the Y direction as well, it can be moved by attaching a Y direction movement trajectory to this portion other than that shown in FIG. 1). These movements can be freely performed by the fluid cleaning main body 24 and the electric motors provided in the respective mounting portions. Can be performed. Alternatively, a cylinder feed mechanism using an electric cylinder or an air cylinder may be used.

レーザー照射により被膜22が剥離除去された部分23には、残留物(たとえば、被膜カス)が残ったり、アブレーションによる飛散物や反応物が付着したりしている。これらを完全に取り除き剥離除去された部分23をクリーニングするのが、流体クリーニング機構である。流体クリーニング本体24を移動機構を用いてクリーニングが最適になるような場所へ移動させて、クリーニングノズル25を適切に回転させて(傾斜もできる)剥離除去された部分23に向けて、流体をクリーニングに適切な圧力(場合によっては、高圧)と適量で噴出させる(流体の噴出方向は破線矢印28)。流体の圧力は外側に設置した流体ポンプ等や流体クリーニング本体24で制御する。流体は気体(たとえば、空気、O、N、CO)または液体(たとえば、水)であるが、液体を使用した場合は、その次に乾燥用の気体噴射も行なうことが望ましい。あるいは、液体用と気体用と複数台を設置しても良い。剥離除去された部分23の剥離状態や流体の噴出状況は監視カメラ20を用いて監視できる。また、剥離除去前後の被膜22の状態は監視カメラを用いた画像認識で正確に把握できる。画像認識で剥離除去されたことを検出してレーザー照射を停止することもできる。また剥離除去残りが出た場合も画像認識によりその場所(位置)を検出して、その残渣物に再度レーザー照射することもできる。尚、レーザーヘッドのY方向、Z方向移動機構も流体クリーニング本体24と同じ機構を用いることもできる。さらに、一連の動作・作業は、AI(人工知能)制御もできるし、外部制御も可能である。(尚、本明細書に記載されているものに関しても同様である。)あるいは、レーザーヘッドの内側または外側または搬送ケース内に距離測定センサーを取り付けて、レーザーヘッドと対象物表面または対象物表面上の被膜表面との距離を測定できるようにする。これにより、レーザーの焦点と対象物表面または対象物表面上の被膜表面との距離も正確に知ることができるので、たとえば、対象物表面または対象物表面上の被膜表面上のレーザー照射面積を計算でき、レーザーの最適条件を決定することができる。また、対象物表面上の被膜が剥離除去されて対象物表面が露出したときを検出できるので、レーザーを照射する領域におけるレーザー照射を停止する時間(エンドポイント)を指定でき、あるいは、レーザーを照射する領域を別の領域に移動して(たとえば、レーザーを走査するとき)、過度なレーザー照射を防止し、レーザーによる対象物へのダメッジも防止できる。距離測定センサーとして、たとえば赤外線や超音波を用いたセンサーが挙げられる。あるいは、レーザーやレーザー以外の光を用いてレンズ・ミラー鏡筒の調節(たとえば、レンズ間距離を変化させる)により、またはZ方向移動機構を用いて、レーザーヘッドと対象物(表面および表面上の被膜)との距離を検出できる(たとえば、対象物(表面および表面上の被膜)に焦点(ピント)を合わせる)ので、上記(距離測定センサーを用いた場合)と同様の操作が可能である。これらの操作は自動で行なうことができる(自動焦点(合わせ)(コンピュータ制御)機能)ので、極めて短時間(1秒以下)で操作可能である。 In the portion 23 from which the coating 22 has been peeled and removed by the laser irradiation, a residue (for example, coating residue) remains, or a scattered substance or a reactant due to ablation adheres. It is the fluid cleaning mechanism that completely removes these and cleans the part 23 that has been peeled off. The fluid cleaning main body 24 is moved to a location where cleaning is optimal by using a moving mechanism, and the cleaning nozzle 25 is appropriately rotated (which can also be inclined) to clean the fluid toward the stripped and removed portion 23. The fluid is ejected at an appropriate pressure (in some cases, high pressure) and an appropriate amount (the ejection direction of the fluid is a dashed arrow 28). The pressure of the fluid is controlled by a fluid pump or the like disposed outside or a fluid cleaning body 24. The fluid is a gas (for example, air, O 2 , N 2 , CO 2 ) or a liquid (for example, water). If a liquid is used, it is desirable to perform a gas jet for drying after that. Alternatively, a plurality of liquid and gas units may be provided. The state of separation of the stripped portion 23 and the state of ejection of fluid can be monitored using the monitoring camera 20. Further, the state of the coating film 22 before and after peeling and removal can be accurately grasped by image recognition using a monitoring camera. The laser irradiation can also be stopped by detecting the removal by image recognition. In addition, even when the peeling removal residue is left, the location (position) can be detected by image recognition, and the residue can be irradiated again with laser. Note that the same mechanism as the fluid cleaning main body 24 can be used for the Y- and Z-direction moving mechanisms of the laser head. Further, for a series of operations and operations, AI (Artificial Intelligence) control and external control are also possible. (The same applies to those described in the present specification.) Alternatively, a distance measuring sensor is mounted inside or outside the laser head or in the transfer case, and the laser head and the object surface or the object surface are mounted. To measure the distance to the surface of the coating. This allows the distance between the laser focus and the surface of the object or the surface of the coating on the object surface to be accurately known.For example, the laser irradiation area on the surface of the object or the coating surface on the object surface can be calculated. And determine the optimal conditions for the laser. In addition, since it is possible to detect when the coating on the surface of the object is peeled off and the surface of the object is exposed, it is possible to specify the time (end point) at which laser irradiation is stopped in the area to be irradiated with the laser, or the laser irradiation By moving the area to be moved to another area (for example, when scanning with a laser), excessive laser irradiation can be prevented, and damage to an object by the laser can also be prevented. Examples of the distance measuring sensor include a sensor using infrared rays or ultrasonic waves. Alternatively, the laser head and the object (surface and surface) may be adjusted by adjusting the lens / mirror barrel using a laser or non-laser light (for example, changing the distance between lenses) or by using a Z-direction moving mechanism. Since the distance to the film can be detected (for example, focusing on the object (surface and the film on the surface)), the same operation as that described above (when a distance measurement sensor is used) can be performed. Since these operations can be performed automatically (automatic focus (focusing) (computer control) function), they can be operated in an extremely short time (1 second or less).

図3は、本発明のレーザーヘッドの構造の1実施形態を示す図である。レーザー発信器31で発生したレーザーは光ファイバー32を通って、レーザーヘッド30に導入される。光ファイバー32とレーザーヘッド30はフェルール29で連結されている。フェルール29からレーザーヘッド30へ入力されたレーザーはレーザー入力空間33を通って第1レンズ34および第2レンズ36を通って増幅・集光してレーザー出力空間37、さらにレーザー出射空間38に入り、レーザー出射口39および第2気体出口45から出射される。第1レンズ34および第2レンズ36間距離を調節することによって、レーザーの焦点距離を変えることができる。たとえば、第1レンズ34および第2レンズ36の間のレンズ間空間35を2つの部分に分けてその部分を伸縮できるようにすれば良い。あるいは、第2レンズ36に加えてコリメートレンズを用いてレーザーを平行ビームとすることもできる。あるいは、第2レンズ36を通ったレーザーにミラー(反射鏡)を用いてレーザーを走査する(振らす)こともできる。この場合、レーザー出口部(出射口等)を大きくしておけば、レーザーヘッド30がカバーする領域(たとえば、最外側外壁58で規制される)における対象物表面全体へレーザーを照射して、その領域の被膜等を除去できる。このときは、レーザーが傾斜(鉛直方向、すなわち対象物表面に垂直な方向に対して傾斜)するので、鉛直方向の照射に比べて照射密度が小さくなるから、照射条件を変化させる必要があるが、レーザーの傾斜角は分かるのでコンピュータ制御により容易に最適照射条件に制御できる。第1レンズ34および第2レンズ36の間の距離を調整すれば焦点距離を調整できる(焦点可変機構)ので、レーザーのレーザー焦点を調節して対象物表面のレーザー照射面積を一定にすることもできる。またレーザーヘッドのZ方向移動を調節しても(Z方向移動機構)焦点位置を調整できるので、レーザーのレーザー焦点を調節して対象物表面のレーザー照射面積を一定にすることもできる。尚、上記のレンズ系配置は一例であり、本発明のレンズ系(反射鏡を含む)は種々の方法を用いてレーザーヘッドからレーザーを出射することができる。 FIG. 3 is a diagram showing one embodiment of the structure of the laser head of the present invention. The laser generated by the laser transmitter 31 passes through the optical fiber 32 and is introduced into the laser head 30. The optical fiber 32 and the laser head 30 are connected by a ferrule 29. The laser input from the ferrule 29 to the laser head 30 is amplified and condensed through the first lens 34 and the second lens 36 through the laser input space 33 and enters the laser output space 37 and further into the laser emission space 38. The light is emitted from the laser emission port 39 and the second gas outlet 45. By adjusting the distance between the first lens 34 and the second lens 36, the focal length of the laser can be changed. For example, the inter-lens space 35 between the first lens 34 and the second lens 36 may be divided into two portions so that the portions can be expanded and contracted. Alternatively, a collimating lens may be used in addition to the second lens 36 to make the laser a parallel beam. Alternatively, the laser that has passed through the second lens 36 can be scanned (oscillated) using a mirror (reflection mirror). In this case, if the laser exit portion (emission port or the like) is made large, the entire surface of the object in the area covered by the laser head 30 (for example, regulated by the outermost outer wall 58) is irradiated with the laser. The coating or the like in the region can be removed. At this time, since the laser is inclined (vertical direction, that is, inclined with respect to the direction perpendicular to the surface of the object), the irradiation density is lower than that in the vertical direction. Therefore, it is necessary to change the irradiation conditions. Since the tilt angle of the laser is known, the optimum irradiation conditions can be easily controlled by computer control. Since the focal length can be adjusted by adjusting the distance between the first lens 34 and the second lens 36 (variable focus mechanism), it is also possible to adjust the laser focus of the laser to make the laser irradiation area on the surface of the object constant. it can. Further, since the focal position can be adjusted by adjusting the Z-direction movement of the laser head (Z-direction moving mechanism), the laser irradiation area of the object surface can be made constant by adjusting the laser focus of the laser. The above-described lens system arrangement is merely an example, and the lens system (including the reflecting mirror) of the present invention can emit a laser from a laser head by using various methods.

レンズ系を組み込んだ入力空間33、レンズ間空間35および出力空間37を含む領域(レンズ・ミラー鏡筒)の周囲にその一部または全部を囲む(第1)気体導入ライン41を設けて、レーザー入力部側から気体56(たとえば、空気、窒素、酸素、希ガス(He、Ne、Ar等))を(第1)気体導入ライン41に入れて、出力空間37へ(第1)気体56を導入して出力空間37を陽圧にする。従って、出力空間37に入った気体は出力空間37のレーザー出口部につながるレーザー出射空間38に入り、出射口39からレーザーとともに外側へ出ていく。(気体の流れを矢印50で示す。)さらに、気体導入ライン41の周囲にその一部または全部を囲む(第2)気体導入ライン42を設けて、レーザー入力部側から(第2)気体49(たとえば、空気、窒素、酸素、希ガス(He、Ne、Ar等))を(第2)気体導入ライン42に入れて、レーザー出射口39の外側空間48へ導入する。外側空間48に入った(第2)気体は第2気体出口45からレーザーヘッドの外側へ出ていくが、外側空間48を囲むガイド板46により、外側空間48から外側へ出る(第2)気体の流れ方向が決まる。すなわち、ガイド板46はレーザー出射口39側へ傾斜しているとともにその傾斜角度を自由に変えてレーザーヘッドの外側へ出ていく第2気体の流れ方向57を制御できる。ガイド板46は気体噴出ノズルを構成してガイド板46の傾斜角を変えてノズル口(気体出口)45のサイズを変えることができる。また、ガイド板46でノズル口(気体出口)45を閉じることもでき(いわゆるシャッターの役目を果たす)、レーザー照射を行なわないときや気体を流さないときなどに、飛散物のレーザーヘッド30内部への侵入を防止してレーザーヘッド30内部を保護することもできる。 A (first) gas introduction line 41 surrounding a part or the whole of a region (lens-mirror barrel) including an input space 33, an inter-lens space 35, and an output space 37 incorporating a lens system is provided. A gas 56 (for example, air, nitrogen, oxygen, a rare gas (He, Ne, Ar, etc.)) is introduced into the (first) gas introduction line 41 from the input unit side, and the (first) gas 56 is supplied to the output space 37. Introduce the output space 37 to a positive pressure. Therefore, the gas entering the output space 37 enters the laser emission space 38 connected to the laser exit of the output space 37, and exits out of the emission space 39 together with the laser. (The flow of gas is indicated by an arrow 50.) Further, a (second) gas introduction line 42 surrounding a part or all of the gas introduction line 41 is provided around the gas introduction line 41, and the (second) gas 49 (For example, air, nitrogen, oxygen, and a rare gas (He, Ne, Ar, etc.)) are introduced into the (second) gas introduction line 42 and introduced into the outer space 48 of the laser emission port 39. The (second) gas that has entered the outer space 48 exits the laser head through the second gas outlet 45, but the (second) gas that exits the outer space 48 by the guide plate 46 that surrounds the outer space 48. Flow direction is determined. That is, the guide plate 46 is inclined toward the laser emission port 39, and the inclination angle can be freely changed to control the flow direction 57 of the second gas exiting the laser head. The guide plate 46 constitutes a gas ejection nozzle, and the size of the nozzle port (gas outlet) 45 can be changed by changing the inclination angle of the guide plate 46. Further, the nozzle opening (gas outlet) 45 can be closed by the guide plate 46 (acting as a so-called shutter), so that when laser irradiation is not performed or gas is not flown, the scattered matter enters the laser head 30 inside. Of the laser head 30 can be protected by preventing intrusion of the laser head 30.

出射口39から出たレーザー61は対象物51の表面および対象物51の表面に付着した被膜52に照射されて、その照射部62の被膜52を剥離・アブレーションさせる。そのときに被膜52の破片や気体等54が飛散する。(飛散物の飛散方向を破線矢印55で示す。)これらの飛散物54はレーザーヘッド30の周囲にも達するが、レーザー出力空間37やレーザー出射空間38は(第1)気体で陽圧になっていて、かつ絶えず出射口39から(第1)気体が外側へ出ているので、飛散物54はレーザー出力空間37やレーザー出射空間38内へ入ることはない。さらに(第2)気体も外側空間(第2気体出口部)48を陽圧にして、かつ絶えず(第2)気体出口45から(第2)気体が外側へ出ているので、飛散物54は外側空間48へ入ることもなく、かつ当然にレーザー出力空間37やレーザー出射空間38内へ入ることもない。すなわち、レンズ・ミラー鏡筒の周囲に第1ガスおよび第2ガス導入ラインを設けることによって、レーザー照射によって発生する飛散物によってレーザーヘッド30内が汚染されることはなく、(特に重要なレンズ系の汚染もない)常に安定してかつ長寿命でレーザーヘッド30を維持することができる。ガイド板46により気体出口45の開口面積を変化させて気体圧力を制御することもできるので、飛散物等56の発生量に応じてガイド板46の傾斜度を変化できる。 The laser 61 emitted from the emission port 39 is applied to the surface of the object 51 and the film 52 attached to the surface of the object 51, and the film 52 of the irradiation part 62 is peeled off and ablated. At this time, fragments 54 of the coating 52 and gas 54 are scattered. (The scattering direction of the scattered object is indicated by a broken line arrow 55.) The scattered object 54 also reaches the periphery of the laser head 30, but the laser output space 37 and the laser emission space 38 have a positive pressure due to the (first) gas. In addition, since the (first) gas is constantly emitted from the emission port 39 to the outside through the emission port 39, the scattered matter 54 does not enter the laser output space 37 or the laser emission space 38. Further, since the (second) gas also has a positive pressure in the outer space (second gas outlet) 48 and the (second) gas constantly flows outward from the (second) gas outlet 45, the scattered matter 54 It does not enter the outer space 48 and naturally does not enter the laser output space 37 or the laser emission space 38. That is, by providing the first gas and the second gas introduction lines around the lens / mirror barrel, the inside of the laser head 30 is not contaminated by the scattered matter generated by the laser irradiation (particularly important lens system). The laser head 30 can always be stably maintained and have a long service life. Since the gas pressure can be controlled by changing the opening area of the gas outlet 45 by the guide plate 46, the inclination of the guide plate 46 can be changed according to the amount of the scattered matter 56 generated.

また、ガイド板46を制御して第2気体の流れ方向57をレーザー照射部へ当てて照射部に残存する被膜やその破片等を吹き飛ばして対象物表面をきれいに露出させることもできる。すなわち剥離部53をクリーニングすることもできる。第2気体をレーザー照射部へ当てて飛散物等を吹き飛ばすときに飛散物が飛び散るが、第1気体も出射口39から出ているので、飛散物等が出射口39からレーザーヘッド内部へ侵入することはない。出射口39に開閉シャッターを取り付けておき、第2気体をレーザー照射部へ当てるときは開閉シャッターを開いて出射口39を塞げば、飛散物等が出射口39からレーザーヘッド内部へ侵入すること完璧に防止できる。尚、第1気体導入機構(第1気体導入ライン41を通して、第1気体を最外側のレンズ・反射鏡の外側に存在するレーザー出力空間37に導入して、レーザー出射口39からレーザーとともに第1気体を出射し、レーザーヘッド内部へ飛散物が侵入しないようにする機構)および第2気体導入機構(第2気体導入ライン42を通して、第2気体をレーザー出射口外側空間に導入し、レーザー出射口からレーザーヘッド内部へ飛散物が侵入しないようにする機構)の両方を取り付けることにより、レーザーヘッド内部へ飛散物が侵入することは完璧になるが、第1気体導入機構か第2気体導入機構のどちらかを備えることによってもほぼ完璧にレーザーヘッド内部へ飛散物が侵入しないようにすることができる。 In addition, the guide plate 46 may be controlled so that the flow direction 57 of the second gas is applied to the laser irradiating section to blow off a film or a fragment thereof remaining in the irradiating section, thereby exposing the surface of the target object neatly. That is, the peeling section 53 can be cleaned. When the second gas is applied to the laser irradiation unit to blow off the scattered matter and the like, the scattered matter scatters. However, since the first gas also comes out from the emission port 39, the scattered matter and the like enters the inside of the laser head from the emission port 39. Never. An opening / closing shutter is attached to the emission port 39, and when the second gas is applied to the laser irradiation section, the opening / closing shutter is opened and the emission port 39 is closed, so that scattered matter and the like can completely enter the laser head from the emission port 39. Can be prevented. In addition, the first gas introduction mechanism (the first gas is introduced into the laser output space 37 existing outside the outermost lens / reflector through the first gas introduction line 41, and the first gas is introduced together with the laser from the laser emission port 39. A second gas introduction mechanism (a mechanism for emitting gas to prevent flying objects from entering the laser head) and a second gas introduction mechanism (a second gas introduction line 42) to introduce a second gas into the laser emission port outer space; By installing both the mechanism for preventing the scattered matter from entering the inside of the laser head from the laser head, it is possible to completely prevent the scattered matter from entering the inside of the laser head, but the first gas introduction mechanism or the second gas introduction mechanism is required. By providing either one, it is possible to almost completely prevent flying objects from entering the inside of the laser head.

飛散物がレーザー出射口39と照射される対象物51の間に存在すると、レーザーが飛散物により散乱されるので、所定のレーザー照射条件を達成できず対象物表面に付着した被膜や異物等の除去が不十分になる。また監視カメラや各種センサーの検知にも悪影響を及ぼす。たとえば、赤外線を利用する温度センサーを用いる場合(対象物表面温度、レーザーヘッドの外側温度、レーザーヘッド搬送ケース内温度、レーザーヘッド搬送ケース壁面温度等を計測)、飛散物が赤外線の進行を妨げるので、正確な温度測定が困難となる。そこで、レーザーヘッド30は、レーザー照射により発生した飛散物54を排気する機構(飛散物排出機構)を備えている。すなわち、本発明のレーザーヘッド30は、第2気体導入ライン42の外側周囲の一部または全部に排気(排出)ライン43を設ける。すなわち、第2気体導入ライン42の外壁の外側に排気(排出)ライン外壁58を設ける。第2気体導入ライン42の外壁と排気(排出)ライン外壁58との間の空間が排気(排出)ライン43となる。排気(排出)ライン外壁58はレーザーヘッド30の側面の一部または全体を被っており、特に第2気体導入ライン42のガイド板46および第2気体出口45(第2気体を使用しない場合は、レーザー出射口39)を被う様に配置される。 If a scattered object is present between the laser emission port 39 and the target object 51 to be irradiated, the laser is scattered by the scattered object, so that a predetermined laser irradiation condition cannot be achieved and a film or a foreign substance adhering to the target object surface cannot be achieved. Insufficient removal. It also has an adverse effect on the detection of surveillance cameras and various sensors. For example, when using a temperature sensor that uses infrared rays (measures the surface temperature of the object, the temperature outside the laser head, the temperature inside the laser head transport case, the temperature of the wall surface of the laser head transport case, etc.) And accurate temperature measurement becomes difficult. Therefore, the laser head 30 includes a mechanism (a scattered matter discharging mechanism) for exhausting the scattered matter 54 generated by the laser irradiation. That is, the laser head 30 of the present invention is provided with the exhaust (discharge) line 43 on a part or all around the outside of the second gas introduction line 42. That is, the exhaust (discharge) line outer wall 58 is provided outside the outer wall of the second gas introduction line 42. The space between the outer wall of the second gas introduction line 42 and the outer wall 58 of the exhaust (discharge) line becomes the exhaust (discharge) line 43. The exhaust (discharge) line outer wall 58 covers part or all of the side surface of the laser head 30, and in particular, the guide plate 46 and the second gas outlet 45 of the second gas introduction line 42 (when the second gas is not used, It is arranged so as to cover the laser emission port 39).

排気(排出)ライン43は、レーザーヘッド30の上部まで配置されて、その排気(排出)口63は排気(排出)チューブに接続し、さらにレーザーヘッド搬送ケース外側に設置される排気(排出)ポンプに接続する。排気(排出)ライン吸い込み口40はその外側(下方)よりも負圧になっているので、排気(排出)ライン吸い込み口40の外側(下方)に存在する飛散物等54は、排気(排出)ライン吸い込み口40から排気(排出)ライン43に吸い込まれ(破線矢印60で示す)、排気(排出)ライン43を通って排気(排出)チューブを通り排気(排出)ポンプから排気(排出)される。排気(排出)ライン外壁58には複数の排気(排出)孔47が形成されて、レーザーヘッド搬送ケース10内(レーザーヘッド30の外側)の飛散物や気体(空気等)を吸い込んで排気(排出)することもできる。第1気体や第2気体がレーザーヘッド30外へ出ているので、レーザーヘッド30の外側やレーザーヘッド搬送ケース10内が極度の負圧になることはない、このように、本発明のレーザーヘッド30は排気(排出)システムを有しているので、レーザーヘッド30の外側やレーザーヘッド搬送ケース10内の環境をクリーニングでき、レーザーの照射条件を安定して維持することができる。 The exhaust (discharge) line 43 is disposed up to the upper part of the laser head 30, the exhaust (discharge) port 63 is connected to an exhaust (discharge) tube, and further, an exhaust (discharge) pump installed outside the laser head transport case. Connect to Since the exhaust (discharge) line suction port 40 has a negative pressure from outside (downward), the scattered matter 54 outside (downward) the exhaust (discharge) line suction port 40 is exhausted (discharged). The gas is sucked into the exhaust (discharge) line 43 from the line suction port 40 (indicated by a broken arrow 60), passes through the exhaust (discharge) line 43, passes through the exhaust (discharge) tube, and is exhausted (discharged) from the exhaust (discharge) pump. . A plurality of exhaust (discharge) holes 47 are formed on the outer wall 58 of the exhaust (discharge) line, and the scattered substances and gas (such as air) in the laser head transport case 10 (outside the laser head 30) are sucked and exhausted (discharged). ). Since the first gas and the second gas are out of the laser head 30, the outside of the laser head 30 and the inside of the laser head transport case 10 do not become extremely negative pressure. Since the pump 30 has an exhaust (discharge) system, the environment outside the laser head 30 and the inside of the laser head transport case 10 can be cleaned, and laser irradiation conditions can be stably maintained.

図4は、図3と類似する図であり、レーザーヘッド30の排気(排出)ライン外壁58の下端(面)が対象物51(上に付着した被膜52)の表面に接触した場合を示す図である。図3では、レーザーヘッド30の排気(排出)ライン外壁58の下端(面)が対象物51(上に付着した被膜52)の表面に接触せず、隙間があいているため、飛散物等54はレーザーヘッド30(の排気(排出)ライン外壁58)の外側のレーザーヘッド搬送ケース10の内側空間に出て来て、レーザーヘッド搬送ケース10の内側空間を飛散物等54で汚染してしまうが、図4に示すように、レーザーヘッド30の排気(排出)ライン外壁58の下端(面)が対象物51(上に付着した被膜52)の表面に接触して、隙間があいていないため、飛散物等54はレーザーヘッド30(の排気(排出)ライン外壁58)の外側のレーザーヘッド搬送ケース10の内側空間に出て来ない。 FIG. 4 is a view similar to FIG. 3 and shows a case where the lower end (surface) of the outer wall 58 of the exhaust (discharge) line of the laser head 30 comes into contact with the surface of the target object 51 (the film 52 adhered thereon). It is. In FIG. 3, the lower end (surface) of the outer wall 58 of the exhaust (discharge) line of the laser head 30 does not contact the surface of the target object 51 (the coating film 52 adhered thereon), and there is a gap, so Comes out into the space inside the laser head transfer case 10 outside the (exhaust (discharge) line outer wall 58 of the laser head 30), and contaminates the inside space of the laser head transfer case 10 with scattered matters 54. As shown in FIG. 4, the lower end (surface) of the exhaust (discharge) line outer wall 58 of the laser head 30 comes into contact with the surface of the target object 51 (the film 52 adhered thereon), and there is no gap. The scattered matter 54 does not come into the space inside the laser head transfer case 10 outside the (exhaust (discharge) line outer wall 58 of the laser head 30).

勢い良く飛び散った飛散物等54や漂流した飛散物等54は排気(排出)ライン外壁58にあたって跳ね返って、レーザーヘッド30の排気(排出)ライン外壁58の内側だけに飛散物等54が存在する。それらのレーザーヘッド30の排気(排出)ライン外壁58の内側に存在する飛散物等54は排気(排出)ライン43に吸い込まれて排気(排出)ライン43および排気(排出)チューブを通り排気(排出)ポンプからレーザーヘッド搬送ケース10の外側へ排気(排出)される。レーザーヘッド30(の排気(排出)ライン外壁58)の外側のレーザーヘッド搬送ケース10の内側空間は飛散物もなく汚染もされていないので、レーザーヘッド30の排気(排出)ライン外壁58には図2に示すような排気(排出)孔47は空けられていない。従って、図2に示す場合よりも少ない排気(排出)パワーおよび排気(排出)量で済む。また、第1気体および/または第2気体が排気空間59(第2気体出口45から対象物表面までの領域空間)へ出ていくので、排気(排出)空間59が極度の負圧状態になることはない。 The scattered objects 54 scattered vigorously and the scattered objects 54 drifting back bounce off the outer wall 58 of the exhaust (discharge) line, and the scattered objects 54 exist only inside the outer wall 58 of the exhaust (discharge) line of the laser head 30. The scattered matter 54 existing inside the exhaust (discharge) line outer wall 58 of the laser head 30 is sucked into the exhaust (discharge) line 43 and passes through the exhaust (discharge) line 43 and the exhaust (discharge) tube to exhaust (discharge). The gas is exhausted (discharged) from the pump to the outside of the laser head transport case 10. Since the space inside the laser head transport case 10 outside the (exhaust (discharge) line outer wall 58 of the laser head 30) is not scattered and is not contaminated, the outer (exhaust) line outer wall 58 of the laser head 30 is not shown. An exhaust (discharge) hole 47 as shown in FIG. 2 is not provided. Therefore, the exhaust (discharge) power and the exhaust (discharge) amount are smaller than those shown in FIG. Further, since the first gas and / or the second gas exits to the exhaust space 59 (a region from the second gas outlet 45 to the surface of the object), the exhaust (discharge) space 59 is in an extremely negative pressure state. Never.

図5は、本発明のレーザー剥離システム9をドローン(無人飛行機、無人ヘリコプター等)や風船(飛行船も含む:水素やヘリウムを入れて浮遊させたもの)等の飛行体(本発明では総称してドローンと記載)を使用した適用例を示す図である。人間や機械が入れないか入るのが困難な橋や建物等の建造物や構造物の被膜を剥離・除去したいという要求がある。そのような建造物等の被膜の剥離・除去に本発明のレーザー剥離システム9を適用する例を示す。図5(a)は、図2に示すタイプのレーザー剥離システム9を水平な表面を有する対象物へ適用する場合を示す図である。(符号については図2も参照)レーザー剥離システム9の上面10uに電磁石板82を付着させておき、ドローン81の下部にもその電磁石板82(の面積)に合わせた鉄板やフェライト等の磁性体の板83を付着させておく。ドローン81をレーザー剥離システム9の上面に飛ばして、ドローン81の下部に取り付けた磁性体板83をレーザー剥離システム9の上面に付着した電磁石板82に合わせて配置する。電磁石板82に通電するとドローン81の下部に取り付けた磁性体板83とレーザー剥離システム9の上面に付着した電磁石板82は付着する。 FIG. 5 shows a flying object such as a drone (unmanned aerial vehicle, unmanned helicopter, etc.) or a balloon (including an airship: one in which hydrogen or helium is put and floated) such as the laser peeling system 9 of the present invention (collectively referred to in the present invention). FIG. 9 is a diagram illustrating an application example using a drone. There is a demand for peeling and removing coatings on buildings and structures such as bridges and buildings into which humans or machines cannot enter or are difficult to enter. An example in which the laser peeling system 9 of the present invention is applied to peeling / removing a coating of such a building or the like will be described. FIG. 5A is a diagram showing a case where a laser peeling system 9 of the type shown in FIG. 2 is applied to an object having a horizontal surface. (See also FIG. 2 for reference numerals.) An electromagnet plate 82 is adhered to the upper surface 10 u of the laser peeling system 9, and a magnetic material such as an iron plate or a ferrite according to (the area of) the electromagnet plate 82 is also provided below the drone 81. Is attached. The drone 81 is blown to the upper surface of the laser peeling system 9, and the magnetic plate 83 attached to the lower part of the drone 81 is arranged in accordance with the electromagnet plate 82 attached to the upper surface of the laser peeling system 9. When electricity is supplied to the electromagnet plate 82, the magnetic plate 83 attached to the lower part of the drone 81 and the electromagnet plate 82 attached to the upper surface of the laser peeling system 9 adhere.

その後で、ドローン81を上空へ上げるとレーザー剥離システム9も一緒に上がる。その状態で対象物まで飛ばして対象物表面にレーザー剥離システム9の下面を配置する。必要な場合には、真空吸着室71の空間を真空引きしてレーザー剥離システム9を対象物84表面(の被膜85)の上に真空吸着すれば、被膜剥離作業中などにレーザー剥離システム9が動かないようにすることができる。尚、図5では真空引き孔72(真空引きチューブ、真空ポンプ)、排気穴76(排気ライン、排気ポンプ)、光ファイバー12、13(レーザー発振器)、電力ライン(レーザーヘッド用電力ライン、レーザーヘッド搬送用電力ライン、各種センサー(カメラを含む)用電力ライン等)を示していないが、これらはドローン81による運搬に支障がない場所に配置する。ただし、これらの機能を無線で行なう場合はその機能に関するラインは不要となる。対象物表面にレーザー剥離システム9の下面を配置した後に、レーザーヘッドからレーザーを出射し、レーザーヘッドを移動して、対象物表面の被膜を剥離除去する。 Thereafter, when the drone 81 is lifted up, the laser peeling system 9 is also lifted. In this state, the laser beam is skipped to the object and the lower surface of the laser peeling system 9 is arranged on the surface of the object. If necessary, the space in the vacuum suction chamber 71 is evacuated and the laser peeling system 9 is vacuum-adsorbed onto (the film 85 of) the surface of the object 84, so that the laser peeling system 9 can be operated during the film peeling operation. Can be immobile. In FIG. 5, the vacuum holes 72 (vacuum tubes, vacuum pumps), the exhaust holes 76 (exhaust lines, exhaust pumps), the optical fibers 12, 13 (laser oscillators), the power lines (power lines for laser head, laser head transport) Although power lines for use and power lines for various sensors (including a camera) are not shown, they are arranged in a place where there is no obstacle to transportation by the drone 81. However, when these functions are performed wirelessly, a line related to the functions is not required. After arranging the lower surface of the laser peeling system 9 on the surface of the object, the laser is emitted from the laser head, and the laser head is moved to peel off the film on the surface of the object.

尚、ドローンで運搬するので、レーザー剥離システム9を構成する材料は機能や強度に影響ない程度で可能な限り軽量(小型化も含めて)にすることが望ましい。対象物表面の所定場所の被膜剥離除去が終了したら、真空吸着を解除してドローンを使って別の場所(次に被膜剥離除去したい所)に移動する。ドローンの電力が不足する場合は、ドローンだけを戻して給電することもできるし、ドローン自体に有線の電力ラインをつなげておき、必要時に電力供給すれば良い。有線の電力供給の場合は、ドローンは蓄電池を持つ必要がないので、その分ドローンが軽くなるので、より重い(大きな)サイズのレーザー剥離システム9を運搬できる。さらに大電力を使用できるのでドローンの運搬応力も高めることができる。尚、上記の電磁石板をドローン側に設けることもできる。この場合は、レーザー剥離システム9側は磁性体板でも良いが、レーザー剥離システム9側にも電磁石板を使用すれば、さらに大きな付着力を出すことができる。尚、ドローン81とレーザーヘッド搬送ケース上面との距離が小さい場合は、吊り下げ部材を用いてドローン81とレーザーヘッド搬送ケース上面との距離を大きくすれば良い。軽い吊り下げ部材を用いるとともにドローン81の浮遊力を大きくすれば特に問題はない。 In addition, since it carries by drone, it is desirable to make the material which comprises the laser peeling system 9 as lightweight (including miniaturization) as possible without affecting the function and strength. After the removal of the coating at a predetermined location on the surface of the object is completed, the vacuum suction is released, and the target is moved to another location (where the coating is to be removed next) using a drone. When the power of the drone is insufficient, it is possible to return only the drone to supply power, or to connect the wired power line to the drone itself and supply the power when necessary. In the case of wired power supply, since the drone does not need to have a storage battery, the drone is lightened by that amount, so that a heavier (larger) size laser peeling system 9 can be carried. Furthermore, since a large amount of power can be used, the transport stress of the drone can be increased. The above-mentioned electromagnet plate can be provided on the drone side. In this case, the laser peeling system 9 side may be a magnetic plate. However, if an electromagnet plate is also used on the laser peeling system 9 side, a larger adhesive force can be obtained. When the distance between the drone 81 and the upper surface of the laser head transport case is small, the distance between the drone 81 and the upper surface of the laser head transport case may be increased by using a hanging member. There is no particular problem if a light suspension member is used and the floating force of the drone 81 is increased.

図5(b)は、対象物が垂直に立っている場合(たとえば、ビルの外壁面や鉄塔)におけるレーザー剥離システム9の適用例である。搬送ケース10も側面10sに電磁石83を取り付けて、ドローン上部へ磁性体板を取り付けてレーザー剥離システム9を持ち上げて運搬すれば良い。ドローン81とレーザーヘッド搬送ケース側面との距離が小さい場合は、厚みのある軽い部材をレーザーヘッド搬送ケース側面と電磁石83との間に介在させれば良い。所定の対象物の位置に配置したら、対象物表面にレーザー剥離システム9を真空吸着すれば良い。真空吸着だけで固定が不十分であれば、ドローン81でもレーザー剥離システム9を支えれば良い。このときは、ドローン81に有線で電力を供給して長時間駆動できるようにすると良い。所定の被膜剥離除去後に真空吸着を解除して、ドローン81を用いて次の場所に運んだり位置をずらしたりする。 FIG. 5B shows an application example of the laser peeling system 9 in a case where the object stands vertically (for example, an outer wall surface of a building or a steel tower). The transfer case 10 may also be provided with the electromagnet 83 attached to the side surface 10s, a magnetic plate attached to the upper part of the drone, and the laser peeling system 9 lifted and carried. When the distance between the drone 81 and the side of the laser head carrying case is small, a thick and light member may be interposed between the side of the laser head carrying case and the electromagnet 83. When the laser peeling system 9 is placed at the position of a predetermined target, the laser peeling system 9 may be vacuum-adsorbed to the surface of the target. If the fixation is insufficient only by vacuum suction, the drone 81 may support the laser peeling system 9. In this case, it is preferable to supply power to the drone 81 by wire so that the drone 81 can be driven for a long time. After a predetermined coating removal, the vacuum suction is released, and the drone 81 is used to carry to the next place or shift the position.

図5(c)は、水平建造板の裏面(下面)の被膜等を除去する場合における本発明のドローンによるレーザー剥離システム9の適用例を示す図である。水平建造板とは、たとえば(高速)道路、線路、橋などの高架やトンネルの天井である。それらの高架下の被膜が劣化して、被膜を剥離除去して新しい被膜(塗膜)を付着する必要がある。また、被膜がない場合でも高架下の汚れや錆等の異物が落下する場合もそれらの異物を剥離除去する必要があり、本発明のレーザー剥離システム9を適用できる。そこで、ドローン81の上部に磁性体板82を取り付ける。レーザー剥離システム9の上面に電磁石板83を取り付けて、レーザー剥離システム9を逆さにして、ドローン81の上部の磁性体板82の上に配置して、電磁石板83に通電して電磁石板83と磁性体板82を付着した後に、ドローン81を駆動させて飛ばし、レーザー剥離システム9を持ち上げて、水平建造板の裏面(下面)の所定場所に運搬する。水平建造板の裏面(下面)にレーザーヘッド搬送ケース下面(実際は開口されている)の開口部を囲む側面10sの端面を接触させた後、真空吸着させて、水平建造板の裏面(下面)に固定する。真空吸着が不十分な場合は、ドローン81で支える。レーザー剥離システム9を固定後、レーザーヘッドを移動させながら対象物84表面上の被膜85をレーザー照射して剥離除去する。所定面積を被膜剥離除去した後に、ドローン81を駆動させた状態で真空吸着を解除して、水平建造板の裏面(下面)の側面端面を対象物84の表面から離して、次の場所にレーザー剥離システム9を運ぶ。 FIG. 5C is a diagram showing an application example of the laser peeling system 9 using the drone of the present invention when removing a coating or the like on the back surface (lower surface) of the horizontal building board. The horizontal building board is, for example, an elevated road such as a highway, a railway track, a bridge, or a ceiling of a tunnel. The coating under these elevated structures deteriorates, and it is necessary to peel off the coating and attach a new coating (coating). Further, even when there is no coating, even when foreign matters such as dirt and rust fall under the elevated structure, it is necessary to peel and remove these foreign matters, and the laser peeling system 9 of the present invention can be applied. Therefore, a magnetic plate 82 is attached to the upper part of the drone 81. The electromagnet plate 83 is mounted on the upper surface of the laser peeling system 9, and the laser peeling system 9 is turned upside down and placed on the magnetic plate 82 on the upper part of the drone 81. After the magnetic plate 82 is attached, the drone 81 is driven to fly, and the laser peeling system 9 is lifted and transported to a predetermined position on the back (lower surface) of the horizontal building plate. After the end surface of the side surface 10s surrounding the opening of the lower surface (actually opened) of the laser head transfer case is brought into contact with the back surface (lower surface) of the horizontal building plate, it is vacuum-sucked, and the back surface (lower surface) of the horizontal building plate is brought into contact. Fix it. If the vacuum suction is insufficient, it is supported by the drone 81. After fixing the laser peeling system 9, the coating 85 on the surface of the object 84 is peeled and removed by laser irradiation while moving the laser head. After peeling and removing a predetermined area of the film, the vacuum suction is released while the drone 81 is driven, and the side surface of the back surface (lower surface) of the horizontal building board is separated from the surface of the object 84, and the laser is moved to the next place. Carry stripping system 9.

対象物が金属等の磁性体材料で構成されている場合(たとえば鉄橋)、対象物は磁石に付着するので、真空吸着の代わりに、または真空吸着に加えて、レーザーヘッド搬送ケース10の側面10sの端面部(図2における79)に、永久磁石または電磁石を取り付けておけば、対称物表面への吸着力を増大できる。このようにドローンを用いれば、人間や機械が入れないか入るのが困難な橋や建物等の建造物の被膜等を剥離・除去できる。たとえば、高層ビルなどでも本発明のレーザー剥離システムを利用でき、クレーン車を使用したり、足場を組んだり、吊り下げゴンドラを使用するなどする必要がなくなり、安全で安価で効率の良い被膜剥離除去作業を実現できる。 When the object is made of a magnetic material such as a metal (for example, an iron bridge), the object adheres to the magnet. Therefore, instead of or in addition to the vacuum suction, the side surface 10s of the laser head transport case 10 is used. If a permanent magnet or an electromagnet is attached to the end face (79 in FIG. 2), the attraction force to the surface of the symmetric object can be increased. By using a drone as described above, it is possible to peel and remove a coating film of a building such as a bridge or a building to which a human or a machine cannot enter or is difficult to enter. For example, the laser stripping system of the present invention can be used in high-rise buildings, eliminating the need for crane trucks, scaffolding, and use of hanging gondola. Work can be realized.

図6は、本発明のレーザーヘッドの別の実施形態を示す図である。本実施形態はレーザーヘッド60の出射部分に駆動可能なガイド板を設けて流体の吹き出し方向を変化させるものである。レンズ系を組み込んだ入力空間33、レンズ間空間35および出力空間37を含む領域(レンズ・ミラー鏡筒)の周囲の一部または全部を囲む(第1)流体導入ライン89、さらにその周囲の一部または全部を囲む(第2)流体導入ライン88を設けて、レーザー入力部側から流体97、98(気体(たとえば、空気、窒素、酸素)または液体)を(第1または第2)流体導入ライン88、89に入れて、レーザーの出射口や対象物51表面へ(第1または第2)流体を流す。本実施形態のレンズ・ミラー鏡筒のレーザー出射口にはレーザーを透過する透過窓91が配置される。透過窓91はプラスチックまたはガラス・石英等のセラミックスである。透過窓91があるために、内部のレンズ系(たとえば、34、36、その他各種レンズ、ミラー)がレーザーヘッド90の外部環境により。汚染されないが、透過窓91の外側の面は外部環境により汚染される可能性がある。たとえば、前述したように、レーザー照射時に発生する被膜剥離除去に伴う飛散物(たとえば、破片、残留物、アブレーションにより生じたガス)による透過窓91の汚染等である。 FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the laser head of the present invention. In the present embodiment, a guide plate that can be driven is provided at the emission portion of the laser head 60 to change the direction in which the fluid is blown out. A (first) fluid introduction line 89 surrounding a part or the whole of a region (lens / mirror barrel) including the input space 33, the inter-lens space 35, and the output space 37 in which the lens system is incorporated. A (second) fluid introduction line 88 that surrounds the entire or entire portion is provided to introduce (first or second) fluid 97, 98 (gas (eg, air, nitrogen, oxygen) or liquid) from the laser input side. The (first or second) fluid flows into the laser emission port and the surface of the object 51 through the lines 88 and 89. A transmission window 91 for transmitting a laser is disposed at a laser emission port of the lens / mirror barrel of the present embodiment. The transmission window 91 is made of plastic or ceramics such as glass or quartz. Since the transmission window 91 is provided, the internal lens system (for example, 34, 36, other various lenses, and mirrors) is changed depending on the external environment of the laser head 90. Although not contaminated, the outer surface of the transmission window 91 may be contaminated by the external environment. For example, as described above, contamination of the transmission window 91 due to scattered matter (for example, debris, residue, and gas generated by ablation) accompanying the peeling-off of the coating generated during the laser irradiation.

出射口に取り付けた透過窓91の外側で透過窓91を取り囲む枠体92が取り付けられている。第1流体導入ライン89の出口部において、第1流体導入ライン89の外壁87に第1流体ガイド板回転支軸94が取り付けられ、第1流体ガイド板回転支軸94に第1流体ガイド板93が取り付けられていて、第1流体ガイド板93は第1流体ガイド板回転支軸94の周りに回転できるようになっている。図6(a)では、第1流体ガイド板93は枠体92に接触しており、第1流体97は外側に流れない。いわば、第1流体ガイド板93は第1流体の開閉弁の役目を果たす。第1流体導入ライン89の外壁87の周囲は枠体92より当然広いので、第1流体ガイド板93は内側に回転するときは傘のようにしぼむ弁と考えれば良い。第2流体導入ライン88の出口部において、第2流体導入ライン88の外壁86に第2流体ガイド板回転支軸96が取り付けられ、第2流体ガイド板回転支軸96に第2流体ガイド板95が取り付けられていて、第2流体ガイド板95は第2流体ガイド板回転支軸96の周りに回転できるようになっている。図6(a)では、第2流体ガイド板95は内側に回転しており、第1流体ガイド板93と第2流体ガイド板95との間に隙間があいており、第2流体は透過窓91に流れ込む。(第2流体流れを破線98で示す。)このように、第2流体ガイド板95は(第1流体ガイド板93と共同した)第2流体の開閉弁の役目を果たす。 A frame 92 surrounding the transmission window 91 is attached outside the transmission window 91 attached to the light exit. At the outlet of the first fluid introduction line 89, a first fluid guide plate rotation support shaft 94 is attached to the outer wall 87 of the first fluid introduction line 89, and the first fluid guide plate rotation support shaft 94 is attached to the first fluid guide plate 93. Is attached, so that the first fluid guide plate 93 can rotate around the first fluid guide plate rotation support shaft 94. In FIG. 6A, the first fluid guide plate 93 is in contact with the frame 92, and the first fluid 97 does not flow outward. In other words, the first fluid guide plate 93 functions as an on-off valve for the first fluid. Since the periphery of the outer wall 87 of the first fluid introduction line 89 is naturally wider than the frame 92, the first fluid guide plate 93 can be considered as a valve that retracts like an umbrella when rotating inward. At the outlet of the second fluid introduction line 88, a second fluid guide plate rotation support shaft 96 is attached to the outer wall 86 of the second fluid introduction line 88, and the second fluid guide plate 95 is attached to the second fluid guide plate rotation support shaft 96. Is attached, so that the second fluid guide plate 95 can rotate around the second fluid guide plate rotation support shaft 96. In FIG. 6A, the second fluid guide plate 95 is rotating inward, there is a gap between the first fluid guide plate 93 and the second fluid guide plate 95, and the second fluid is a transmission window. It flows into 91. (The second fluid flow is indicated by the dashed line 98.) Thus, the second fluid guide plate 95 acts as a second fluid on-off valve (in cooperation with the first fluid guide plate 93).

透過窓91の外側の表面はレーザーヘッド90の外側環境により汚染されるので、図6(a)に示すように、適宜第2流体を透過窓91の外側の表面に吹きつけてクリーニングする。第2流体ガイド板95の回転角を調整して第2流体ガイド板95と第1流体ガイド板93との間の隙間を調整して第2流体流れ98の量と速度を制御して透過窓91にあてる。透過窓91の汚れが激しいときは、隙間を狭めて第2流体流れ98の速度を大きくして透過窓91の汚れを落とす。第2流体が気体(空気、N2、O2、CO2、各種不活性ガス)の場合は、汚れを吹き飛ばし、第2流体が水等の液体の場合は汚れを吹き飛ばすか洗い流す。最初に液体を流し、次に気体を流して乾燥を兼ねて汚れを吹き飛ばすこともできる。すなわち、第2流体98は気体と液体を切り替えて使用することもできる。液体の場合は汚れを落とす能力が大きいが、乾燥が必要となるので、2つの流体を使い分けることが望ましい。尚、第1流体ガイド板回転支軸94に小型回転アクチュエータや小型回転モーター等を取り付けて第1流体ガイド93を回転できる。同様に、第2流体ガイド板回転支軸96に小型回転アクチュエータや小型回転モーター等を取り付けて第2流体ガイド95を回転できる。 Since the outer surface of the transmission window 91 is contaminated by the environment outside the laser head 90, as shown in FIG. 6A, the second fluid is appropriately sprayed onto the outer surface of the transmission window 91 for cleaning. By adjusting the rotation angle of the second fluid guide plate 95 and adjusting the gap between the second fluid guide plate 95 and the first fluid guide plate 93 to control the amount and speed of the second fluid flow 98, the transmission window is provided. Hit 91. When the transmission window 91 is heavily soiled, the gap is narrowed to increase the speed of the second fluid flow 98 so that the transmission window 91 is cleaned. If the second fluid is a gas (air, N2, O2, CO2, various inert gases), the dirt is blown off. If the second fluid is a liquid such as water, the dirt is blown off or washed away. It is also possible to blow a liquid first and then a gas to blow off dirt for drying. That is, the second fluid 98 can be used by switching between gas and liquid. In the case of liquid, the ability to remove dirt is great, but drying is necessary, so it is desirable to use two fluids properly. The first fluid guide 93 can be rotated by attaching a small rotary actuator or a small rotary motor to the first fluid guide plate rotation support shaft 94. Similarly, the second fluid guide 95 can be rotated by attaching a small rotary actuator or a small rotary motor to the second fluid guide plate rotation support shaft 96.

図6(b)は、第1流体ガイド板93と第2流体ガイド95の回転を調整して第1流体を透過窓91へ吹き付けて、透過窓91の汚れを取る場合を示す。第1流体ガイド板93を第1流体ガイド板回転支軸94の周りに回転させて、第1流体ガイド板93と枠体92の間に隙間をあけて第1流体を透過窓91へ吹き付けることができるようにする。第1流体ガイド板93の回転を調節すれば、第1流体の速度・量を調整できる。一方、第2流体ガイド95を第2流体ガイド板回転支軸96の周りに回転させて第1流体ガイド板93と第2流体ガイド95を接触させて第2流体98の流れを止めることができる。第2流体(液体)で透過窓91の汚れを取り(図6(a))、第1流体(気体:たとえば、空気、O2、N2、CO2、各種不活性ガス)で乾燥および汚れを吹き飛ばす。(図6(b))あるいは、図6(b)の状態で、第1流体(液体:たとえば、水)で透過窓91の表面を洗い、次に気体に切り換えて、第1気体で乾燥および汚れを吹き飛ばすこともできる。 FIG. 6B shows a case where the rotation of the first fluid guide plate 93 and the second fluid guide 95 is adjusted to spray the first fluid onto the transmission window 91 to remove the stain on the transmission window 91. Rotating the first fluid guide plate 93 around the first fluid guide plate rotation support shaft 94 to spray the first fluid to the transmission window 91 with a gap between the first fluid guide plate 93 and the frame 92. To be able to By adjusting the rotation of the first fluid guide plate 93, the speed and amount of the first fluid can be adjusted. On the other hand, the second fluid guide 95 can be rotated around the second fluid guide plate rotation support shaft 96 to bring the first fluid guide plate 93 into contact with the second fluid guide 95 to stop the flow of the second fluid 98. . The transmission window 91 is cleaned with a second fluid (liquid) (FIG. 6A), and dried and blown off with a first fluid (gas: for example, air, O2, N2, CO2, and various inert gases). (FIG. 6 (b)) Alternatively, in the state of FIG. 6 (b), the surface of the transmission window 91 is washed with a first fluid (liquid: for example, water), and then switched to gas, dried and dried with the first gas. Dirt can also be blown away.

図6(c)は、第1流体および/または第2流体を用いてレーザー照射して対象物表面上の被膜を剥離除去後の対象物表面をクリーニングする方法を示す。レーザーヘッド90からレーザーを照射して対象物51表面上の被膜52を剥離除去する。レンズ・ミラー鏡筒内にミラー等をそなえレーザーを走査(スキャン)してレーザー照射した場合は、比較的広い面積の被膜を剥離除去できるが、垂直入射に比べて照射面積が広くなり照射部のレーザーエネルギー密度が小さくなるので、剥離除去部53に被膜の残留物が残りやすい。また、飛散物が剥離除去部53に付着する場合もある。そこで、第2流体ガイド板95および/または第1流体ガイド板93を回転させて、剥離除去部53へ第2流体および/または第1流体を吹き付けてクリーニングする。すなわち、第2流体ガイド板95を第2流体ガイド板回転支軸96の周りに回転させて、第2流体ガイド板95の方向を剥離除去部53の端よりも外側に向ける。 FIG. 6C shows a method of cleaning the object surface after peeling and removing a film on the object surface by irradiating a laser using the first fluid and / or the second fluid. The coating 52 on the surface of the object 51 is peeled off by irradiating a laser from the laser head 90. When laser irradiation is performed by scanning a laser with a mirror or the like in the lens / mirror barrel, a relatively large area of the coating can be peeled and removed, but the irradiation area is larger than in normal incidence and the irradiation area is larger. Since the laser energy density is reduced, a residue of the coating is likely to remain on the peeling-off portion 53. In addition, the scattered matter may adhere to the peeling and removing unit 53. Then, the second fluid guide plate 95 and / or the first fluid guide plate 93 are rotated, and the second fluid and / or the first fluid are sprayed on the separation removing section 53 for cleaning. That is, the second fluid guide plate 95 is rotated around the second fluid guide plate rotation support shaft 96, and the direction of the second fluid guide plate 95 is directed to the outside of the end of the separation removing portion 53.

また、第1流体ガイド板93を第1流体ガイド板回転支軸94の周りに回転させて、第1流体ガイド板93の方向を剥離除去部53の中心付近に向ける。このようにすると、第2流体は、第1流体ガイド板93および第2流体ガイド板95の間の隙間を流れて、剥離除去部53へ吹き付けられる。第2流体は、360度周辺から吹きつける(破線矢印98)ので、剥離除去部53全体へ当たり、その洗浄力および吹きつけ力で剥離除去部53に付着(または残留)している異物等を除去して、クリーニングできる。第2流体として最初に液体を吹き付ければ、除去力が大きく、次に気体に切り換えて乾燥できる。第1流体も第1流体ガイド93でガイドされて剥離除去部53に向けて吹き付けて第2流体を補完する。第2流体がない場合は、第1流体がメインの剥離除去部53のクリーニング流体となる。すなわち、第1流体ガイド板93の方向を剥離除去部53の周辺に向けておけば、第1流体を剥離除去部53全体へ吹き付けることができる。第1流体として最初に液体を吹き付けて剥離除去部53を剥離除去クリーニングして、次に気体に切り換えて乾燥クリーニングすることもできる。尚、クリーニング中に透過窓91が汚染しないようにシャッター99で透過窓91をカバーすることもできる。枠体92にシャッター99を収納しておき、小型アクチュエータ等を枠体92に取り付けて自動でシャッター99を出入(開閉)することができる。尚、このようなシャッターによる汚れ防止機能は、透過窓がない場合にも使用できる。 Further, the first fluid guide plate 93 is rotated around the first fluid guide plate rotation support shaft 94, and the direction of the first fluid guide plate 93 is directed to the vicinity of the center of the separation removing section 53. With this configuration, the second fluid flows through the gap between the first fluid guide plate 93 and the second fluid guide plate 95 and is sprayed on the separation removing unit 53. Since the second fluid is sprayed from around 360 degrees (dashed arrow 98), the second fluid hits the entire exfoliation removal unit 53, and foreign matter or the like adhering (or remaining) to the exfoliation removal unit 53 due to the cleaning power and the blowing force. It can be removed and cleaned. If a liquid is sprayed first as the second fluid, the removal power is large, and then the gas can be switched to a gas and dried. The first fluid is also guided by the first fluid guide 93 and is sprayed toward the peeling and removing section 53 to complement the second fluid. When there is no second fluid, the first fluid becomes the cleaning fluid for the main peeling and removing unit 53. That is, if the direction of the first fluid guide plate 93 is directed to the periphery of the peeling and removing section 53, the first fluid can be sprayed on the entire peeling and removing section 53. It is also possible to first spray the liquid as the first fluid to perform the peeling removal cleaning of the peeling removal section 53, and then switch to gas for dry cleaning. The transmission window 91 can be covered with a shutter 99 so that the transmission window 91 is not contaminated during cleaning. The shutter 99 can be housed in the frame 92 and a small actuator or the like can be attached to the frame 92 to automatically move the shutter 99 in and out (open / close). Incidentally, such a stain prevention function by the shutter can be used even when there is no transmission window.

以上のように、レンズ・ミラー鏡筒の周囲に流体ラインを取り付け、レンズ・ミラー鏡筒のレーザー出射部に流体流れを制御する流体流れガイドを取り付けたレーザーヘッドを用いて、流体流れガイドをアクチュエータ等で流れ方向を変えて、レンズ・ミラー鏡筒の出射口に配置されたレーザー透過窓に吹きつけたり、レーザー照射後の対象物表面の剥離除去箇所を洗浄クリーニングしたりすることができる。本機能は、レーザー照射中にもレーザー周りに気体を吹き付けたり周辺へ気体を吹き付けたりして、対象物の被膜剥離除去中に発生する飛散物等から透過窓の汚染も防止することができる。 As described above, the fluid flow guide is attached to the periphery of the lens / mirror barrel, and the fluid flow guide is attached to the laser emission part of the lens / mirror barrel using the laser head with the fluid flow guide. The flow direction can be changed by, for example, spraying on a laser transmission window disposed at the exit of the lens / mirror barrel, or cleaning and cleaning of a peel-off portion of the object surface after laser irradiation. This function can also prevent the contamination of the transmission window from scattered matter generated during the removal of the coating on the target object by blowing gas around the laser or blowing gas around the laser even during laser irradiation.

第2流体ガイド板95をレーザーのシールドとして活用することもできる。第2流体ガイド板95を対象物表面に近づけておけば、レーザーが対象物表面や対象物表面上の被膜に照射されたときの反射光がレーザーヘッド90の外側に漏れないようにすることもできるし、レーザーを走査(スキャン)させた場合でもレーザーが直接レーザーヘッド90の外側に出ていかないようにすることもできる。特にレーザーヘッド90を対象物表面に近づけて、第2流体ガイド板95を外側方向へ回転させたときに第2流体ガイド板95(の下端)が対象物表面(またはその上の被膜表面)に接触したときを接触センサーやカメラ等で検知したことを確認した後にレーザーが出射および/または照射されるようにすれば、出射後のレーザーは第2流体ガイド板95と対象物表面との閉空間に存在するので、レーザーやその反射光がレーザーヘッド90の外側に出ていくことも、漏れ出ることもなく、極めて安全である。あるいは、第2流体ガイド板95(の下端)が対象物表面(またはその上の被膜表面)に接触しない場合は、レーザーを出射しないようにする。 The second fluid guide plate 95 can be used as a laser shield. By bringing the second fluid guide plate 95 close to the object surface, it is possible to prevent the reflected light when the laser is applied to the object surface or the coating film on the object surface from leaking outside the laser head 90. Alternatively, even when the laser is scanned (scanned), the laser can be prevented from directly going out of the laser head 90. In particular, when the laser head 90 is brought close to the surface of the object and the second fluid guide plate 95 is rotated outward, the (lower end of) the second fluid guide plate 95 contacts the surface of the object (or the surface of the coating thereon). If the laser is emitted and / or irradiated after confirming that the contact has been made with a contact sensor, a camera, or the like, the emitted laser is a closed space between the second fluid guide plate 95 and the surface of the object. Therefore, the laser and its reflected light do not go out of the laser head 90 and do not leak out, which is extremely safe. Alternatively, when the (lower end) of the second fluid guide plate 95 does not contact the surface of the object (or the surface of the coating thereon), the laser is not emitted.

またシャッター99もレーザーがレーザーヘッド90の外側に出ていくことを防止できる。シャッター99で透過窓91をカバーした(シャッター99が開く)とき(すなわち、シャッターがレンズ・ミラー鏡筒部のレーザー出射口を塞いでいるとき)に、レーザーが出力(または出射)しないようにすれば、安全性はさらに向上する。たとえば、レーザー発振器でレーザー発振用電力を切りレーザーが出ないようにする。シャッター99がレーザーヘッド90の透過窓91をカバーしても、誤作動等でレーザーが出力しても問題(たとえば、レンズ・ミラー鏡筒内の損傷)を生じないように、シャッター99の透過窓91側の面にレーザーの吸収率の高い物質(たとえば、カーボン)をコーティングするか、シャッター99そのものをレーザーの吸収率の高い物質にすれば良い。前述した第2流体ガイド板95が対象物表面(またはその上の被膜表面)に接触しないとシャッター99が閉じないようにすれば、レーザーがレンズ・ミラー鏡筒の外側へ出ないようにできるので、さらに安全性が高まる。尚、透過窓がない場合にもシャッター99を使用でき、上述した機能を発揮できる。 Further, the shutter 99 can also prevent the laser from going out of the laser head 90. When the transmission window 91 is covered by the shutter 99 (when the shutter 99 is opened) (that is, when the shutter blocks the laser emission port of the lens / mirror barrel), the laser is prevented from being output (or emitted). If so, safety will be further improved. For example, the power for laser oscillation is turned off by a laser oscillator so that no laser is emitted. Even if the shutter 99 covers the transmission window 91 of the laser head 90, the transmission window of the shutter 99 does not cause a problem (for example, damage in the lens / mirror barrel) even if the laser is output due to malfunction or the like. The surface on the 91 side may be coated with a substance having a high laser absorptance (for example, carbon) or the shutter 99 itself may be made of a substance having a high laser absorptivity. By preventing the shutter 99 from closing unless the second fluid guide plate 95 contacts the surface of the object (or the surface of the film thereon), the laser can be prevented from going out of the lens / mirror barrel. , Even more secure. The shutter 99 can be used even when there is no transmission window, and the above-described function can be exhibited.

以上のように、レンズ・ミラー鏡筒の周囲に流体ラインを取り付け、レンズ・ミラー鏡筒のレーザー出射部に流体流れを制御する流体流れガイドを取り付けたレーザーヘッドを用いて、流体流れガイドをアクチュエータ等で流れ方向を変えて、レンズ・ミラー鏡筒の出射口に配置されたレーザー透過窓に吹きつけたり、レーザー照射後の対象物表面の剥離除去箇所を洗浄クリーニングしたりすることができる。本機能は、レーザー照射中にもレーザー周りに気体を吹き付けたり周辺へ気体を吹き付けたりして、対象物の被膜剥離除去中に発生する飛散物等から透過窓の汚染も防止することができる。上述したレーザーヘッドは、レーザーヘッド搬送ケース内に配置せずに、単独でも用いることができる。その場合、小型にすれば人間が持ち運ぶことができ(ハンディタイプのレーザーヘッド)、対象物に角部などの奥まった部分が存在しても、その角部等の被膜等の剥離除去もできる。 As described above, the fluid flow guide is attached to the periphery of the lens / mirror barrel, and the fluid flow guide is attached to the laser emission part of the lens / mirror barrel using the laser head with the fluid flow guide. The flow direction can be changed by, for example, spraying on a laser transmission window disposed at the exit of the lens / mirror barrel, or cleaning and cleaning of a peel-off portion of the object surface after laser irradiation. This function can also prevent the contamination of the transmission window from scattered matter generated during the removal of the coating on the target object by blowing gas around the laser or blowing gas around the laser even during laser irradiation. The above-described laser head can be used alone without being disposed in the laser head transport case. In that case, if the size is reduced, a person can carry it (a handy type laser head), and even if there is a deep portion such as a corner in the target object, it is also possible to peel off and remove the coating on the corner and the like.

図7は、レーザーヘッド11が回転した場合の状態を示す図である。通常レーザーヘッド11は、図2に示すように出射口11mから出るレーザー15はレーザーヘッド搬送ケースの開口面(下面)に対して垂直方向に進行するようにX方向移動用レール軌道16に配置される。しかし、この状態だけでは照射する領域が限定されてしまい、剥離除去に時間がかかる。レーザーヘッドはX方向へ移動する場合は、余り問題にならない(X方向の移動速度に依存するので)が、Y方向の場合は照射する領域が狭いとY方向のステップ間隔(ピッチ)が短くなり、剥離除去に時間がかかってしまう。そこで、レーザーヘッド11を傾斜(傾斜角θ)できるようにし、(最大傾斜角θ0)、しかも鉛直軸Vの周りに回転できるようにする。(回転矢印で示す。)傾斜や回転も電動モーターで自動化も可能である。回転は何回でも回転させることもできるし、途中で反転することもできる。回転によりY方向(紙面と垂直方向)および360度の方向に傾斜させることができる。回転させながらレーザー照射し、回転しながら徐々に傾斜角度θを0〜θまで増やしていけば、より広い面積に照射できる。さらにレーザー15を走査させる(破線矢印で示す)ことによって、さらに広い面積に照射できる。この結果X方向への移動速度も速くでき、Y方向へのステップ間隔も大きくできるので、対象物表面の被膜剥離時間を大幅に短縮できる。レーザーヘッド11を傾斜したりレーザーを走査したりすればレーザーも傾斜するので、垂直入射よりも照射面積が大きくなり、同じレーザーパワーではレーザーエネルギー密度が小さくなる。しかし、傾斜角は事前に分かるのでコンピュータ制御により、レーザーパワーを調節して常に一定のレーザーのエネルギー密度にできるので、剥離除去速度は一定に保持(または最適剥離除去条件を保持)することもできる。尚、レーザーヘッド11に取り付けた監視カメラ等の各種センサーも回転や傾斜もできるようにすれば、レーザーヘッド11が回転してレーザーの照射位置が変わってもレーザーの照射位置を常にモニターできる。 FIG. 7 is a diagram illustrating a state where the laser head 11 rotates. Normally, as shown in FIG. 2, the laser head 11 is arranged on the X-direction moving rail track 16 so that the laser 15 emitted from the emission port 11m travels in a direction perpendicular to the opening surface (lower surface) of the laser head carrying case. You. However, in this state alone, the irradiation area is limited, and it takes time to remove and remove. When the laser head moves in the X direction, there is not much problem (because it depends on the moving speed in the X direction), but in the Y direction, if the irradiation area is small, the step interval (pitch) in the Y direction becomes short. In addition, it takes time to remove and peel. Therefore, the laser head 11 can be tilted (tilt angle θ) (maximum tilt angle θ0), and can be rotated around the vertical axis V. (Indicated by a rotating arrow.) The inclination and rotation can be automated by an electric motor. The rotation can be rotated any number of times, or can be reversed halfway. By rotation, it can be tilted in the Y direction (perpendicular to the paper) and in the direction of 360 degrees. By irradiating the laser while rotating and gradually increasing the tilt angle θ from 0 to θ0 while rotating, it is possible to irradiate a wider area. Further, by scanning the laser 15 (indicated by a broken arrow), it is possible to irradiate a wider area. As a result, the moving speed in the X direction can be increased and the step interval in the Y direction can be increased, so that the time required for removing the coating film on the surface of the object can be greatly reduced. If the laser head 11 is tilted or the laser is scanned, the laser is also tilted, so that the irradiation area becomes larger than at normal incidence, and the laser energy density becomes smaller with the same laser power. However, since the inclination angle is known in advance, the laser power can be adjusted to a constant laser energy density by computer control, so that the peeling removal speed can be kept constant (or the optimum peeling removal condition can be kept). . If various sensors such as a monitoring camera attached to the laser head 11 can be rotated or tilted, the laser irradiation position can be constantly monitored even when the laser head 11 rotates and the laser irradiation position changes.

本発明のレーザー被膜剥離システムは対象物表面が平坦でないものについても適用できる。たとえば、側面を開口面の形状に対して柔軟に変化する構造(たとえば、側面を蛇腹状)にしてZ方向に伸縮できるようにすれば良い。図9は、レーザー被膜剥離システムのレーザーヘッド搬送ケース側面(保護シール壁と呼んでも良い)が対象物表面の形状に従い伸縮する伸縮構造を有する実施形態を示す図である。レーザーヘッド搬送ケース側面以外は図1に示すレーザー被膜剥離システムと同様であるから、説明に必要な部位のみ符号を付している。対象物表面の形状を曲線101、102、103、104で示す。レーザーヘッド搬送ケース側面10s1、10s2、10s3、10s4は、それぞれ対象物表面形状101、102、103、104に沿って対象物表面に接触する。対象物表面は高さ方向に湾曲しているので、レーザーヘッド搬送ケース側面10s1における各位置においてZ方向の側面長さが異なる。(レーザーヘッド搬送ケースの他の側面10s2、10s3、10s4も同様である。)そこで、レーザーヘッド搬送ケース側面10s1は対象物表面形状101のZ方向の湾曲度合い(高さの違い)に従って、側面10s1の長さが変化(伸縮)するようにして、X方向移動用レール軌道16およびY方向移動用レール軌道17を水平に保持してレーザーヘッド11を水平移動できる。また、レーザーヘッド搬送ケース側面は常に対象物表面と接触しているので、レーザーおよびその反射光が外部へ漏れることもなく安全性を確保できる。さらに、レーザー照射により剥離除去された異物等がレーザーヘッド搬送ケース外側へ出ていくことがないので、環境に悪影響を与えることがない。 The laser film peeling system of the present invention can be applied to an object having an uneven surface. For example, a structure in which the side surface is flexibly changed with respect to the shape of the opening surface (for example, a bellows-shaped side surface) may be used so that the side surface can be expanded and contracted in the Z direction. FIG. 9 is a diagram showing an embodiment in which the side surface of the laser head transport case (may be referred to as a protective seal wall) of the laser film peeling system has an elastic structure that expands and contracts according to the shape of the surface of the object. Except for the side surface of the laser head transfer case, the structure is the same as that of the laser film peeling system shown in FIG. The shape of the object surface is shown by curves 101, 102, 103, 104. The side faces 10 s 1, 10 s 2, 10 s 3, and 10 s 4 of the laser head transport case contact the object surface along the object surface shapes 101, 102, 103, and 104, respectively. Since the surface of the object is curved in the height direction, the side length in the Z direction differs at each position on the side surface 10s1 of the laser head transport case. (The same applies to the other side surfaces 10s2, 10s3, and 10s4 of the laser head transfer case.) Therefore, the side surface 10s1 of the laser head transfer case side surface 10s1 follows the degree of curvature (height difference) of the object surface shape 101 in the Z direction. , The laser head 11 can be moved horizontally while the X-direction moving rail track 16 and the Y-direction moving rail track 17 are held horizontally. In addition, since the side surface of the laser head carrying case is always in contact with the surface of the object, the laser and its reflected light do not leak to the outside, thus ensuring safety. Further, the foreign matter and the like separated and removed by the laser irradiation do not go outside the laser head transport case, so that the environment is not adversely affected.

側面10s1の長さが変化(伸縮)する具体的な方法として、たとえば図9に示すように、側面をZ方向に2分割し、また幅方向に複数(ここではnj個:j=1〜4(4側面を意味する))に分割する。幅方向に複数(ここではnj個:j=1〜4(4側面を意味する))に分割されたそれぞれを10sj−i(j=1〜4(4側面を意味する)、i=1〜nj(幅方向へnj分割:j=1〜4(4側面を意味する))に分割されており、Z方向には水平面105で側面10sjが2分割され、上側の側面(10sj-i-1:j=1〜4、i=1〜nj)の長さ(Lsj-i-1)は一定(L)とし、下側の側面(10sj-i-2:j=1〜4、i=1〜nj)の長さ(Lsj-i-2)は対象物の形状によって変化する。 As a specific method of changing (expanding or contracting) the length of the side surface 10s1, for example, as shown in FIG. 9, the side surface is divided into two in the Z direction and a plurality in the width direction (here, nj: j = 1 to 4). (Meaning four sides)). Each divided into a plurality (here, nj: j = 1 to 4 (meaning four sides)) in the width direction is 10sj-i (j = 1 to 4 (means four sides), i = 1 to nj (nj division in the width direction: j = 1 to 4 (meaning 4 sides)), the side 10sj is divided into two in the horizontal plane 105 in the Z direction, and the upper side (10sj-i-1) : The length (Lsj-i-1) of j = 1 to 4, i = 1 to nj is constant (L 0 ), and the lower side surface (10sj-i-2: j = 1 to 4, i = 1 to nj) (Lsj-i-2) varies depending on the shape of the object.

Z方向移動用レール軌道18も2分割して(上側18−j−1、下側18−j−2:j=1〜4)して、18−j−1の長さ(L18−j−1)をLにし、18−j−2の長さ(L18−j−2)は対象物の形状によって変化する。X方向移動用レール軌道16およびY方向移動用レール軌道17はZ方向移動用レール上側軌道18−j−1内で移動するようにすれば、X方向移動用レール軌道16およびY方向移動用レール軌道17を水平に保持してレーザーヘッド11を水平移動できる(すなわち、上面10uに平行に移動する)。細かく分割された側面の下側部分10sj-i-2が接触する対象物表面の形状に応じてそれぞれ変動していくので、側面と対象物表面とは常に接触した状態となる。対象物の形状が大きく変動する場合は、nを大きくすれば良く、対象物の形状の変動が小さい場合はnは小さくて良い。 The Z-direction moving rail track 18 is also divided into two parts (upper side 18-j-1, lower side 18-j-2: j = 1 to 4), and the length (L18 -j ) of 18-j-1 -1) to L 0, of 18-j-2 length (L 18-j-2) varies depending on the shape of the object. If the X-direction moving rail track 16 and the Y-direction moving rail track 17 move within the Z-direction moving rail upper track 18-j-1, the X-direction moving rail track 16 and the Y-direction moving rail can be used. The laser head 11 can be moved horizontally while keeping the track 17 horizontal (that is, it moves parallel to the upper surface 10u). Since the lower part 10sj-i-2 of the finely divided side surface changes depending on the shape of the surface of the object to be contacted, the side surface and the object surface are always in contact. If the shape of the object changes greatly, n may be increased, and if the shape of the object changes little, n may be small.

図10は、図9に示したレーザーヘッド搬送ケース側面における伸縮自在の分割側面の実施形態を示す図である。図10(a)は挿入型伸縮方式を示す図である。分割側面10sj-i(j=1〜4:4側面を示す。i=1〜nj:njは分割個数を示す。)は板状(直方体形状)であり、(Z方向)長さLの上側分割側面10sj-i-1と下側分割側面10sj-i-2に分かれている。上側分割側面10sj-i-1の幅をWi、厚みをTiとすれば、厚みTiは側面10sj-iの厚みTで、側面10sjの幅をWsjとすればWi=Wsj/njである。上側分割側面10sj-i-1の内部は空洞となっており、下側分割側面10sj-i-2が上側分割側面10sj-i-1の下側から挿入できるように入れ子になっている。上側分割側面10sj-i-1の内部空洞にスプリング111が配置されており、下側分割側面10sj-i-2の上面に接触または付着している。下側分割側面10sj-i-2の下面が接触する対象物表面の湾曲(凹凸)に応じて下側分割側面10sj-i-2が上下して(矢印113で示す)、下側分割側面10sj-i-2の一部が上側分割側面10sj-i-1の内側に入り込んだり、内側に入り込んだ下側分割側面10sj-i-2が出たりして、対象物表面が湾曲(凹凸)していても下側分割側面10sj-i-2の下面が対象物表面に接触する。上側分割側面10sj-i-1の内部空洞に配置されたスプリング111により、上側分割側面10sj-i-1の内部空洞に入り込んだ下側分割側面10sj-i-2を押し出す。上側分割側面10sj-i-1の内部空洞に挿入された下側分割側面10sj-i-2が自重で下降できる場合は、図5(a)に示すような対象物表面が下側にあるときは、スプリング111は不要な場合もあるが、図5(b)や図5(c)に示すようなときはスプリング111が必要となる。尚、上側分割側面10sj-i-1と下側分割側面10sj-i-2は分離しないように接続している。隣接した上側分割側面10sj−i−1と10sj−i+1−1は幅方向に接続している。上側分割側面はZ方向には動かないので、幅方向に固定して接続されていても良い。また隣接した下側分割側面10sj−i−2と10sj−i+1−2は幅方向に柔軟性材料で接続している。下側分割側面10sj−i−2は個々にZ方向には動くので、柔軟性材料が伸縮しながら接続する。柔軟性材料は、たとえばウレタン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、テトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂、天然ゴム、合成ゴム、繊維状の各種金属、これらの複合体である。 FIG. 10 is a diagram showing an embodiment of a telescopic split side surface on the side surface of the laser head transport case shown in FIG. FIG. 10A is a diagram showing an insertion-type expansion / contraction system. Dividing side 10sj-i (j = 1~4: 4 side shows the .i = 1~nj:. Nj is showing the number of divisions) is a plate-shaped (rectangular parallelepiped shape), the (Z direction) length L 0 It is divided into an upper divided side surface 10sj-i-1 and a lower divided side surface 10sj-i-2. If the width of the upper divided side surface 10sj-i-1 is Wi and the thickness is Ti, the thickness Ti is the thickness T of the side surface 10sj-i, and if the width of the side surface 10sj is Wsj, Wi = Wsj / nj. The inside of the upper divided side surface 10sj-i-1 is hollow, and the lower divided side surface 10sj-i-2 is nested so that it can be inserted from below the upper divided side surface 10sj-i-1. A spring 111 is disposed in the internal cavity of the upper divided side surface 10sj-i-1, and is in contact with or adheres to the upper surface of the lower divided side surface 10sj-i-2. The lower divided side surface 10sj-i-2 moves up and down (indicated by an arrow 113) in accordance with the curvature (irregularity) of the surface of the object with which the lower surface of the lower divided side surface 10sj-i-2 contacts, and the lower divided side surface 10sj. -i-2 partially enters the inside of the upper divisional side surface 10sj-i-1, or the lower divisional side surface 10sj-i-2 enters the inside, and the surface of the object is curved (irregularity). The lower surface of the lower divided side surface 10sj-i-2 is in contact with the surface of the target object. The lower split side surface 10sj-i-2 that has entered the internal cavity of the upper split side surface 10sj-i-1 is pushed out by the spring 111 arranged in the internal cavity of the upper split side surface 10sj-i-1. When the lower divided side surface 10sj-i-2 inserted into the internal cavity of the upper divided side surface 10sj-i-1 can be lowered by its own weight, when the object surface as shown in FIG. In some cases, the spring 111 is unnecessary, but in the case shown in FIGS. 5B and 5C, the spring 111 is required. The upper divided side surface 10sj-i-1 and the lower divided side surface 10sj-i-2 are connected so as not to be separated. The adjacent upper divided side surfaces 10sj-i-1 and 10sj-i + 1-1 are connected in the width direction. Since the upper divided side surface does not move in the Z direction, it may be fixedly connected in the width direction. The adjacent lower divided side surfaces 10sj-i-2 and 10sj-i + 1-2 are connected by a flexible material in the width direction. Since the lower divided side surfaces 10sj-i-2 individually move in the Z direction, the flexible material is connected while expanding and contracting. The flexible material is, for example, a urethane resin, a melamine resin, an epoxy resin, a fluororesin such as tetrafluoroethylene, a silicone resin, a natural rubber, a synthetic rubber, various fibrous metals, or a composite thereof.

下側分割側面10sj-i-2が対象物表面に接触する部分112の一部または全部に柔軟性材料(接触緩和材料)を使用する。対象物表面に小さな凹凸(湾曲を含む)があっても、柔軟性材料(接触緩和材料)がそれらの凹凸に合わせて形状を変化させるので、対象物表面との接触が隙間なく行なわれる。また、レーザーヘッド搬送ケースと対象物表面との接触で片方または両者が損傷することも防止できる。柔軟性材料(接触緩衝材料)は、たとえばウレタン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、テトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂、天然ゴム、合成ゴム、繊維状の各種金属、これらの複合体であり、形状としては、たとえばスポンジ状等の多孔質体でも良い。 A flexible material (contact relaxation material) is used for part or all of the portion 112 where the lower divided side surface 10sj-i-2 contacts the surface of the object. Even if there are small irregularities (including curves) on the surface of the object, the flexible material (contact relaxation material) changes its shape in accordance with the irregularities, so that contact with the surface of the object is performed without gaps. Further, it is possible to prevent one or both of them from being damaged by the contact between the laser head carrying case and the surface of the object. The flexible material (contact buffer material) is, for example, a urethane resin, a melamine resin, an epoxy resin, a fluororesin such as tetrafluoroethylene, a silicone resin, a natural rubber, a synthetic rubber, various kinds of fibrous metals, or a composite thereof. The shape may be, for example, a sponge-like porous body.

図10(b)は、蛇腹式伸縮方式を示す。蛇腹式は、屈曲式またはパンタグラフ式または折り畳み提灯状と称しても良い。分割側面10sj-i(j=1〜4:4側面を示す。i=1〜nj:njは分割個数を示す。)は、(Z方向)長さLの上側分割側面10sj-i-1と下側分割側面10sj-i-2に分かれている。上側分割側面10sj-i-1は板状であり、下側分割側面10sj-i-2は1つまたは複数の蛇腹形状(図では6角形状)柱体116を横にしてZ方向に重ねた形状体である。これらの蛇腹形状体はZ方向の力に対して復元力および弾性力を有しZ方向に伸縮する。従って、対象物の表面形状に対応して蛇腹形状体が伸縮するが、蛇腹形状体ではない上側分割側面10sj-i-1は伸縮せずその板状体を保持する。すなわち、蛇腹形状体である下側分割側面10sj-i-2の下面は常に対象物の表面に接触する。下側分割側面10sj-i-2の下面で対象物の表面に接触する部分115の一部または全部に柔軟性材料(接触緩和材料)を使用すれば、対象物表面に小さな凹凸(湾曲を含む)があっても、柔軟性材料(接触緩和材料)がそれらの凹凸に合わせて形状を変化させるので、対象物表面との接触が隙間なく行なわれる。尚、上側分割側面10sj-i-1と下側分割側面10sj-i-2は分離しないように接続している。隣接した上側分割側面10sj−i−1と10sj−i+1−1は幅方向に接続している。上側分割側面はZ方向には動かないので、幅方向に固定して接続されていても良い。また隣接した下側分割側面10sj−i−2と10sj−i+1−2は幅方向に柔軟性材料で接続している。下側分割側面10sj−i−2は個々にZ方向には動くので、柔軟性材料が伸縮しながら接続する。柔軟性材料は、たとえばウレタン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、テトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂、天然ゴム、合成ゴム、繊維状の各種金属、これらの複合体である。尚、これらの伸縮自在の伸縮構造はレーザーヘッドにも適用できる。たとえば、図4に示す排気(排出)ライン外壁58にも使用でき、同様の効果を示すことができ、レーザーヘッド単独で使用するときに偉力を発揮する。 FIG. 10B shows a bellows-type telescopic system. The bellows type may be referred to as a bending type, a pantograph type, or a folding lantern shape. Dividing side 10sj-i (j = 1~4: 4 side shows the .i = 1~nj:. Nj is showing the number of divisions), the upper split side 10sj-i-1 of the (Z direction) length L 0 And a lower divided side surface 10sj-i-2. The upper divided side surface 10sj-i-1 is plate-like, and the lower divided side surface 10sj-i-2 is stacked in the Z direction with one or a plurality of bellows-shaped (hexagonal in the figure) column bodies 116 laid sideways. It is a shape body. These bellows have a restoring force and an elastic force with respect to the force in the Z direction, and expand and contract in the Z direction. Therefore, the bellows-shaped body expands and contracts in accordance with the surface shape of the object, but the upper divided side surface 10sj-i-1 which is not the bellows-shaped body does not expand and contract and holds the plate-like body. That is, the lower surface of the lower divided side surface 10sj-i-2, which is a bellows-shaped body, always contacts the surface of the object. If a flexible material (contact relaxation material) is used for a part or all of the portion 115 that contacts the surface of the object on the lower surface of the lower divided side surface 10sj-i-2, small irregularities (including curves) are formed on the surface of the object. ), The flexible material (contact relaxation material) changes its shape in accordance with those irregularities, so that the contact with the object surface is performed without gaps. The upper divided side surface 10sj-i-1 and the lower divided side surface 10sj-i-2 are connected so as not to be separated. The adjacent upper divided side surfaces 10sj-i-1 and 10sj-i + 1-1 are connected in the width direction. Since the upper divided side surface does not move in the Z direction, it may be fixedly connected in the width direction. The adjacent lower divided side surfaces 10sj-i-2 and 10sj-i + 1-2 are connected by a flexible material in the width direction. Since the lower divided side surfaces 10sj-i-2 individually move in the Z direction, the flexible material is connected while expanding and contracting. The flexible material is, for example, a urethane resin, a melamine resin, an epoxy resin, a fluororesin such as tetrafluoroethylene, a silicone resin, a natural rubber, a synthetic rubber, various fibrous metals, or a composite thereof. Note that these expandable and contractible structures can also be applied to a laser head. For example, it can be used also for the exhaust (exhaust) line outer wall 58 shown in FIG. 4 and can exhibit the same effect.

レンズ・ミラー鏡筒部を小型にし、レーザーヘッドを小型にすればレーザーヘッド搬送ケースもさらにレーザー被膜剥離システムも小型にでき、小型の構造物、たとえば各種部材や半製品や自動車の被膜剥離除去にも本発明を適用できる。この場合、XY移動機構は開口面または対象物表面に対して(略)水平にならず、またZ方向移動機構は開口面または対象物表面に対して(略)垂直にならない場合もあるが、本発明のレーザー被膜剥離システムの適用範囲はこのような場合も含む。小型化する場合は、たとえば、レーザーヘッドのサイズを直径5〜8cm、長さを7cmから15cmにすることも可能であり、必要ならもっと小型にすることもできる。レーザーヘッド搬送ケースはたとえばレーザーヘッドサイズの3〜10倍とすればレーザーヘッド搬送ケースは15〜100cm(縦、横)、高さ30cm〜70cmにすることもできる。このように小型化すればドローン等による運搬や人間による運搬も容易となる。自動車やクレーンなどの機械力を使えばより大きなレーザーヘッド搬送ケースおよびレーザー被膜剥離システムを運搬することもできる。 If the lens / mirror barrel is made smaller and the laser head is made smaller, the laser head transport case and the laser film peeling system can be made smaller, making it possible to remove the film from small structures such as various members, semi-finished products, and automobiles. The present invention can also be applied. In this case, the XY moving mechanism may not be (substantially) horizontal with respect to the opening surface or the object surface, and the Z direction moving mechanism may not be (substantially) perpendicular to the opening surface or the object surface. The scope of application of the laser film stripping system of the present invention includes such a case. In the case of miniaturization, for example, the size of the laser head can be 5 to 8 cm in diameter and the length can be 7 to 15 cm, and if necessary, the size can be further reduced. If the laser head carrying case is, for example, 3 to 10 times the size of the laser head, the laser head carrying case can be 15 to 100 cm (length, width) and 30 cm to 70 cm in height. Such miniaturization facilitates transportation by a drone or the like and transportation by humans. The mechanical power of cars and cranes can be used to carry larger laser head transport cases and laser stripper systems.

以上詳細に説明した様に、本発明のレーザー被膜剥離システムは搬送ケース内でレーザーヘッドが前後左右上下に移動しながらレーザーを対象物表面に照射して対象物表面上の被膜をアブレーション剥離除去する。搬送ケース周囲に真空吸着ラインや排気ラインが配置されて対象物表面に確実に固定され、搬送ケース内の飛散物も排気される。レーザーヘッドには流体クリーニング機構および排気機構が備わり、レーザーヘッド内空間や対象物表面の剥離領域部をクリーニングし排気する。これによりレーザー照射条件を最適化でき対象物表面上の被膜剥離除去を確実に行なうことができる。尚、本明細書において、明細書のある部分に記載し説明した内容について記載しなかった他の部分においても矛盾なく適用できることに関しては、当該他の部分に当該内容を適用できることは言うまでもない。さらに、前記実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施でき、本発明の権利範囲が前記実施形態に限定されないことも言うまでもない。 As described in detail above, the laser film peeling system of the present invention ablates and removes the film on the object surface by irradiating a laser to the surface of the object while the laser head moves forward, backward, left, right, up and down in the transport case. . A vacuum suction line and an exhaust line are arranged around the transfer case and are securely fixed to the surface of the target object, and scattered matter in the transfer case is also exhausted. The laser head is provided with a fluid cleaning mechanism and an exhaust mechanism, and cleans and exhausts the internal space of the laser head and the separated area on the surface of the object. This makes it possible to optimize the laser irradiation conditions and to reliably remove and remove the film on the surface of the object. In the present specification, it goes without saying that the contents can be applied to other parts without describing the contents described and described in one part of the specification without contradiction. Further, the embodiment is merely an example, and various changes can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say, the scope of the present invention is not limited to the embodiment.

本発明のレーザー被膜剥離システムは、小型化することも可能であるから、自動車や小型部品における被膜剥離にも適用できる。 Since the laser film peeling system of the present invention can be downsized, it can also be applied to film peeling of automobiles and small parts.

10・・・レーザーヘッド搬送ケース、11・・・レーザーヘッド、
11m・・・レーザー出射口、12・・・光ファイバー(搬送ケース内)、
13・・・光ファイバー(搬送ケース外)、15・・・レーザー、
16・・・X方向移動用レール軌道、17・・・Y方向移動用レール軌道、
18・・・Z方向移動用レール軌道18、20・・・監視カメラ、21・・・対象物、
22・・・被膜、23・・・剥離除去された部分、24・・・汚染物、
71・・・真空吸着室、72・・・真空引き孔、73・・・仕切り壁板、
75・・・排気空間室、76・・・排気穴、77・・・仕切り壁板、78・・・排気口、
79・・・接触緩和材料、80・・・空気導入孔、


10: laser head transport case, 11: laser head,
11m laser emission port, 12 optical fiber (in the transport case),
13: Optical fiber (outside the transport case), 15: Laser,
16 ... rail track for X-direction movement, 17 ... rail track for Y-direction movement,
18 ... Z-direction moving rail track 18, 20 ... Monitoring camera, 21 ... Target object,
22: film, 23: part removed and removed, 24: contaminant,
71: vacuum suction chamber, 72: vacuum evacuation hole, 73: partition wall plate,
75 ... exhaust space chamber, 76 ... exhaust hole, 77 ... partition wall plate, 78 ... exhaust port,
79: contact relaxation material, 80: air introduction hole,


Claims (27)

レーザーを出射するレーザーヘッド、
前記レーザーヘッドを収納し1面が開口された略直方体形状のレーザーヘッド搬送ケース、
前記レーザーヘッド搬送ケース内で前記レーザーヘッドを前記開口面と略水平方向(XY方向)において移動自在の移動機構、
前記搬送ケースの外側に配置されるレーザー発振器、および
前記レーザー発振器と前記レーザーヘッドを接続する光ファイバー
を有するレーザー被膜剥離システムであって、
前記レーザーヘッドのレーザー出射口は前記レーザーヘッド搬送ケースの開口面側を向いており、前記開口面側に配置された対象物表面にレーザーを照射して、前記対象物表面上の被膜を剥離除去するレーザー被膜剥離システム。
A laser head that emits a laser,
An approximately rectangular parallelepiped laser head carrying case that houses the laser head and has one surface opened;
A moving mechanism capable of moving the laser head in a substantially horizontal direction (XY directions) with the opening surface in the laser head transport case;
A laser coating stripping system having a laser oscillator disposed outside the transfer case, and an optical fiber connecting the laser oscillator and the laser head,
The laser emission port of the laser head faces the opening side of the laser head transport case, and irradiates a laser to an object surface arranged on the opening side to peel off and remove a film on the object surface. Laser stripper system.
前記レーザーヘッドがX方向およびY方向へ移動しながらレーザーを照射して、前記開口面側に配置された前記対象物表面の開口面に面した領域の一部または全体に照射して、前記対象物表面上の被膜を剥離除去することを特徴とする、請求項1に記載のレーザー被膜剥離システム。 The laser head irradiates a laser while moving in the X direction and the Y direction, and irradiates a part or the whole of a region facing the opening surface of the surface of the object arranged on the opening surface side, thereby irradiating the object. The laser coating stripping system according to claim 1, wherein the coating on the object surface is stripped off. X方向およびY方向へレーザーヘッドを移動する移動機構は、開口面に対して水平な面上において移動する機構であり、X方向移動機構はX方向に配置した軌道(X方向軌道)に取り付けたレーザーヘッドがX方向軌道に沿って移動する機構であり、Y方向移動機構はX方向軌道に対して垂直に取り付けた軌道(Y方向軌道)において、X方向軌道がY方向軌道に沿って移動する機構であることを特徴とする、請求項1または2に記載のレーザー被膜剥離システム。 The moving mechanism that moves the laser head in the X direction and the Y direction is a mechanism that moves on a plane horizontal to the opening surface, and the X direction moving mechanism is attached to a track (X direction track) arranged in the X direction. The laser head is a mechanism for moving along the X-direction trajectory, and the Y-direction moving mechanism moves the X-direction trajectory along the Y-direction trajectory in a trajectory (Y-direction trajectory) mounted perpendicular to the X-direction trajectory. The laser coating stripping system according to claim 1, wherein the laser coating stripping system is a mechanism. さらに前記開口面に対して略垂直方向(Z方向)へ前記レーザーヘッドを移動する移動機構(Z方向移動機構)を有し、
前記Z方向移動機構は、X方向軌道またはY方向軌道に垂直方向(Z方向)に取り付けた軌道(Z方向軌道)において、X方向軌道および/またはY方向軌道がZ方向軌道に沿って移動する機構であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかの項に記載の記レーザー被膜剥離システム。
A moving mechanism (Z-direction moving mechanism) for moving the laser head in a direction substantially perpendicular to the opening surface (Z-direction);
The Z-direction moving mechanism moves the X-direction trajectory and / or the Y-direction trajectory along the Z-direction trajectory in a trajectory (Z-direction trajectory) attached in a direction (Z-direction) perpendicular to the X-direction trajectory or the Y-direction trajectory. The laser coating stripping system according to any one of claims 1 to 3, wherein the laser coating stripping system is a mechanism.
前記レーザーヘッド搬送ケースにおいて前記開口面を底面としたときの側面周囲の一部または全体に真空吸着ラインを備えており、前記真空吸着ラインにより開口面側の側面端面から対象物表面を真空吸着して前記レーザーヘッド搬送ケースを対象物表面に固定することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。 In the laser head carrying case, a vacuum suction line is provided on a part or the whole of the side surface when the opening surface is the bottom surface, and the surface of the object is vacuum suctioned from the side end surface on the opening surface side by the vacuum suction line. The laser coating stripping system according to any one of claims 1 to 4, wherein the laser head carrying case is fixed to a surface of the object by using the laser head transport case. 前記レーザーヘッド搬送ケースにおいて前記開口面を底面としたときの側面周囲の一部または全体に排気ラインを備えており、前記排気ラインにより前記レーザーヘッド搬送ケース内の排気を行なうことを特徴とする、請求項1〜5のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。 An exhaust line is provided on a part or the whole of a side surface when the opening surface is a bottom surface in the laser head carrying case, and the inside of the laser head carrying case is evacuated by the exhaust line, A laser coating stripping system according to claim 1. X方向軌道にさらに流体噴射機構を取り付けて、前記流体噴射機構により対象物の被膜を剥離除去した領域(被膜剥離除去部)のクリーニングを行ない、前記流体は気体または液体であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。 A fluid ejecting mechanism is further attached to the X-direction trajectory, and the area where the film of the object is peeled and removed by the fluid ejecting mechanism (film peeling and removing section) is cleaned, and the fluid is a gas or a liquid. The laser coating stripping system according to any one of claims 1 to 6. 前記レーザーヘッド搬送ケース側面は、対象物表面の曲面または凹凸に合わせてZ方向に伸縮する伸縮構造を有していることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。 The laser according to any one of claims 1 to 7, wherein the side surface of the laser head transport case has a telescopic structure that expands and contracts in the Z direction according to a curved surface or unevenness of the surface of the object. Film stripping system. 前記レーザーヘッド搬送ケース側面は上側側面および下側側面からなり、
前記伸縮構造は、前記下側側面が蛇腹方式または前記下側側面が前記上側側面の内部に入り込む伸縮方式であることを特徴とする、請求項8に記載のレーザー被膜剥離システム。
The side of the laser head transfer case comprises an upper side and a lower side,
9. The laser coating stripping system according to claim 8, wherein the elastic structure is a bellows type on the lower side surface or an elastic type in which the lower side surface enters the inside of the upper side surface. 10.
前記レーザーヘッド搬送ケース側面の下側端面に柔軟性材料が配置されていることを特徴とする、8または9に記載のレーザー被膜剥離システム。 The laser coating stripping system according to claim 8 or 9, wherein a flexible material is disposed on a lower end surface of a side surface of the laser head transport case. 前記レーザーヘッドは、前記レーザー発振器から前記光ファイバーを通してレーザーが入力する、レンズ系および/またはミラーを含むレンズ・ミラー鏡筒部を有し、前記レンズ・ミラー鏡筒部の周囲の一部または全体に気体導入ラインが配置されており、前記気体導入ラインを通して気体が前記レンズ・ミラー鏡筒部のレーザー出口へ導かれ、レーザーとともにレーザーヘッドのレーザー出射口から出射されることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。 The laser head has a lens / mirror barrel including a lens system and / or a mirror to which a laser is input from the laser oscillator through the optical fiber, and partially or entirely around the lens / mirror barrel. A gas introduction line is provided, and the gas is guided to a laser exit of the lens / mirror barrel through the gas introduction line, and is emitted from a laser exit of a laser head together with the laser. The laser film stripping system according to any one of Items 1 to 10. 前記レーザーヘッドは、前記レーザー発振器から光ファイバーを通してレーザーが入力する、レンズ系および/またはミラーを有するレンズ・ミラー鏡筒部を有し、前記レンズ・ミラー鏡筒部の周囲の一部または全体に流体導入ラインが配置されており、
前記流体導入ラインを通して流体が対象物表面に噴出して対象物表面をクリーニングし、前記流体は液体または気体であることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。
The laser head has a lens / mirror barrel having a lens system and / or a mirror, into which a laser is input from the laser oscillator through an optical fiber, and a fluid is partially or entirely provided around the lens / mirror barrel. Introductory line is arranged,
The laser coating according to any one of claims 1 to 11, wherein a fluid is ejected to the surface of the object through the fluid introduction line to clean the surface of the object, and the fluid is a liquid or a gas. Peeling system.
前記レーザーヘッドは、前記レーザー発振器から前記光ファイバーを通してレーザーが入力し、レンズ系および/またはミラーを有するレンズ・ミラー鏡筒部を有し、前記レンズ・ミラー鏡筒部の周囲の一部または全体に流体導入ラインが配置されており、
前記流体導入ラインの先端に流体の流れ方向を変化させるガイドが配置されており、前記ガイドにより前記流体を前記レーザーヘッドの出射口へ流して、対象物表面へのレーザー照射による飛散物のレーザーヘッドへの侵入を防止し、および/または前記ガイドにより前記流体を対象物表面に噴出して対象物表面をクリーニングし、前記流体は気体または液体であることを特徴とする、請求項1〜12のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。
The laser head receives a laser beam from the laser oscillator through the optical fiber, has a lens / mirror barrel having a lens system and / or a mirror, and partially or entirely surrounds the lens / mirror barrel. A fluid introduction line is arranged,
A guide for changing the flow direction of the fluid is disposed at the end of the fluid introduction line, and the guide causes the fluid to flow to an emission port of the laser head, and a laser head for scattered objects due to laser irradiation on the surface of the object 13. The method according to claim 1, wherein the fluid is a gas or a liquid, wherein the fluid is a gas or a liquid. The laser film stripping system according to any one of the above items.
前記ガイドの下端が対象物の表面に接触しない場合は、レーザーを出射しない機能を有することを特徴とする、請求項13に記載のレーザー被膜剥離システム。 The laser coating stripping system according to claim 13, having a function of not emitting a laser when the lower end of the guide does not contact the surface of the object. 前記レーザーヘッドは、前記レーザー発振器から前記光ファイバーを通してレーザーが入力し、レンズ系および/またはミラーを有するレンズ・ミラー鏡筒部を有し、前記レンズ・ミラー鏡筒部のレーザー出口にはレーザーを透過する透過材料から構成される透過窓が配置されており、前記レンズ・ミラー鏡筒部の周囲の一部または全体に流体導入ラインが配置されており、前記流体導入ラインを通して流体が前記透過窓に噴出されて前記透過窓をクリーニングし、前記流体は気体または液体であることを特徴とする、請求項1〜14のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。 The laser head receives a laser from the laser oscillator through the optical fiber, has a lens / mirror barrel having a lens system and / or a mirror, and transmits a laser beam through a laser outlet of the lens / mirror barrel. A transmission window made of a transparent material is disposed, and a fluid introduction line is disposed partially or entirely around the lens / mirror barrel, and fluid passes through the fluid introduction line to the transmission window. The laser coating stripping system according to claim 1, wherein the laser window is jetted to clean the transmission window, and the fluid is a gas or a liquid. 前記レーザーヘッドは、前記レーザー発振器から前記光ファイバーを通してレーザーが入力し、レンズ系および/またはミラーを有するレンズ・ミラー鏡筒部を有し、前記レンズ・ミラー鏡筒部の周囲の一部または全体に前記レーザーヘッド内側および/または外側を排気する排気ラインが配置されており、前記排気ラインを通して前記レーザーヘッド内側および/または外側の環境を排気することを特徴とする、請求項1〜15のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。 The laser head receives a laser beam from the laser oscillator through the optical fiber, has a lens / mirror barrel having a lens system and / or a mirror, and partially or entirely surrounds the lens / mirror barrel. An exhaust line for exhausting the inside and / or outside of the laser head is arranged, and the environment inside and / or outside the laser head is exhausted through the exhaust line. The laser film stripping system according to the item. 前記レーザーヘッドは、前記レーザー発振器から前記光ファイバーを通してレーザーが入力し、レンズ系および/またはミラーを有するレンズ・ミラー鏡筒部を有し、前記レンズ・ミラー鏡筒部の焦点可変機構を用いるか、または前記Z方向移動機構を用いて、レーザー焦点を調節して対象物表面のレーザー照射面積を一定にすることを特徴とする、請求項1〜16のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。 The laser head receives a laser beam from the laser oscillator through the optical fiber, has a lens / mirror barrel having a lens system and / or a mirror, and uses a focus variable mechanism of the lens / mirror barrel, The laser coating stripping system according to any one of claims 1 to 16, wherein the Z-direction moving mechanism is used to adjust a laser focus so as to keep a laser irradiation area on the surface of the object constant. . 前記レーザーヘッドは自動焦点機能を有しており、前記レーザーヘッドと対象物との距離を測定可能であることを特徴とする、請求項1〜17のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。 The laser coating stripping system according to any one of claims 1 to 17, wherein the laser head has an automatic focusing function, and can measure a distance between the laser head and an object. . 前記レーザーヘッドに距離測定センサーが取り付けられており、前記距離測定センサーを用いて被膜が除去されて対象物表面が露出したときを検出することを特徴とする、請求項1〜18のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。 19. The laser head according to claim 1, wherein a distance measuring sensor is attached to the laser head, and the laser head detects when the coating is removed and the surface of the object is exposed using the distance measuring sensor. The laser film stripping system according to the above item. 前記レーザーヘッド搬送ケース内に監視カメラが設置されており、
前記監視カメラを用いて対象物表面の被膜剥離状態を画像認識して、レーザーの照射条件を最適化することを特徴とする、請求項1〜19のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。
A surveillance camera is installed in the laser head transport case,
The laser surveillance system according to any one of claims 1 to 19, wherein the surveillance camera is used to recognize the state of the surveillance of the surveillance film on the surface of the object to optimize the laser irradiation conditions. .
前記レーザーヘッドから出るレーザーは走査可能であることを特徴とする、請求項1〜20のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。 21. The laser coating stripping system according to claim 1, wherein the laser emitted from the laser head is scannable. 前記レーザーヘッドは鉛直軸方向(Z方向)に対して傾斜可能であることを特徴とする、請求項1〜21のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。 22. The laser coating stripping system according to claim 1, wherein the laser head is tiltable with respect to a vertical axis direction (Z direction). 前記レーザーヘッドは、前記レーザー発振器から光ファイバーを通してレーザーが入力する、レンズ系および/またはミラーを有するレンズ・ミラー鏡筒部を有し、
前記レーザーヘッドのレンズ・ミラー鏡筒部のレーザー出射口にシャッターが配置されていることを特徴とする、請求項1〜22のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。
The laser head has a lens / mirror barrel having a lens system and / or a mirror, to which a laser is input from the laser oscillator through an optical fiber,
23. The laser film peeling system according to claim 1, wherein a shutter is disposed at a laser emission port of a lens / mirror barrel of the laser head.
前記シャッターが前記レンズ・ミラー鏡筒部のレーザー出射口を塞いでいる場合は、レーザーを出射しない機能を有することを特徴とする、請求項23に記載のレーザー被膜剥離システム。 24. The laser film peeling system according to claim 23, wherein the shutter has a function of not emitting laser when the shutter closes a laser emission opening of the lens / mirror barrel. 前記シャッターは、前記レーザー出射口を塞いで、前記レンズ・ミラー鏡筒部の内部の汚れ防止機能を有することを特徴とする、請求項23または24に記載のレーザー被膜剥離システム。 25. The laser film peeling system according to claim 23, wherein the shutter has a function of blocking contamination of the inside of the lens / mirror barrel by closing the laser emission port. 前記レーザーヘッドは前記開口面と垂直方向。(Z方向)の軸に対して回転自在であることを特徴とする、請求項1〜25のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。 The laser head is perpendicular to the opening surface. The laser coating stripping system according to any one of claims 1 to 25, wherein the laser coating stripping system is rotatable about a (Z direction) axis. 前記レーザーヘッド搬送ケースの上面(開口面と反対面)または側面に電磁石または磁性体板を取り付け、ドローンに取り付けた磁性体板または電磁石を前記レーザーヘッド搬送ケースに取り付けた電磁石または磁性体板に付着させて、ドローンを用いて前記レーザーヘッド搬送ケースを運搬して、対象物の所定位置に前記レーザーヘッド搬送ケースの開口面を配置することを特徴とする、請求項1〜26のいずれかの項に記載のレーザー被膜剥離システム。



An electromagnet or magnetic plate is attached to the upper surface (opposite to the opening surface) or side surface of the laser head carrying case, and the magnetic plate or electromagnet attached to the drone is attached to the electromagnet or magnetic plate attached to the laser head carrying case. The laser head transport case is transported by using a drone, and an opening surface of the laser head transport case is arranged at a predetermined position of an object. 4. A laser film stripping system according to item 1.



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