JPH079171A - 管内面レーザ表面処理装置 - Google Patents
管内面レーザ表面処理装置Info
- Publication number
- JPH079171A JPH079171A JP5154920A JP15492093A JPH079171A JP H079171 A JPH079171 A JP H079171A JP 5154920 A JP5154920 A JP 5154920A JP 15492093 A JP15492093 A JP 15492093A JP H079171 A JPH079171 A JP H079171A
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- laser
- pipe
- tube
- lens
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、レーザ加工点からの反射光による
各種光学部品等の損傷を防ぎ、幅広い表面処理層を得る
ことができ、安定した加工が可能であり、さらに加工の
信頼性を高めることを目的とする。 【構成】 光学系におけるミラー１５は管内面に対し所
定角度に設置し、レンズは凸レンズ１６とプリズムレン
ズ１７を組合わせ使用して光ファイバ６出射部への加工
点１９からのレーザビームの反射光の戻りを防ぐように
構成したことを特徴とする。
各種光学部品等の損傷を防ぎ、幅広い表面処理層を得る
ことができ、安定した加工が可能であり、さらに加工の
信頼性を高めることを目的とする。 【構成】 光学系におけるミラー１５は管内面に対し所
定角度に設置し、レンズは凸レンズ１６とプリズムレン
ズ１７を組合わせ使用して光ファイバ６出射部への加工
点１９からのレーザビームの反射光の戻りを防ぐように
構成したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば原子炉配管や熱
交換器等配管の内面に発生した欠陥の補修や予防保全等
において、遠隔操作でその管内面に円周方向等にレーザ
照射を行って表面処理する管内面レーザ表面処理装置に
関する。
交換器等配管の内面に発生した欠陥の補修や予防保全等
において、遠隔操作でその管内面に円周方向等にレーザ
照射を行って表面処理する管内面レーザ表面処理装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、原子炉配管や熱交換器等配管に発
生した欠陥の補修や欠陥発生の予防保全において遠隔操
作レーザ溶接及び表面処理を用いる場合、光ファイバに
よって伝送された光を凸レンズ等で集光し、ミラーで折
り返して管内面にレーザビームを照射する方法が実施さ
れている。これを図８で説明すると、加工ヘッド５１を
図示しない配管内駆動装置によりレーザ照射位置にまで
挿入し、光ファイバ５２より出射されたレーザビーム５
３ａを２枚の凸レンズ５４ａ，５４ｂで集光し、ミラー
５５で折り返して配管５６の内面に垂直に照射し、加工
ヘッド５１を回転させて配管内面を周方向にレーザビー
ム５３ｂを走査させる。加工点のシールド及びスパッタ
・ヒューム等のミラー５５への付着防止のために、加工
ガスを加工ヘッド５１外部に設けられた加工ガス噴出口
５７からレーザ照射位置５８へ横方向に吹き付けてい
る。
生した欠陥の補修や欠陥発生の予防保全において遠隔操
作レーザ溶接及び表面処理を用いる場合、光ファイバに
よって伝送された光を凸レンズ等で集光し、ミラーで折
り返して管内面にレーザビームを照射する方法が実施さ
れている。これを図８で説明すると、加工ヘッド５１を
図示しない配管内駆動装置によりレーザ照射位置にまで
挿入し、光ファイバ５２より出射されたレーザビーム５
３ａを２枚の凸レンズ５４ａ，５４ｂで集光し、ミラー
５５で折り返して配管５６の内面に垂直に照射し、加工
ヘッド５１を回転させて配管内面を周方向にレーザビー
ム５３ｂを走査させる。加工点のシールド及びスパッタ
・ヒューム等のミラー５５への付着防止のために、加工
ガスを加工ヘッド５１外部に設けられた加工ガス噴出口
５７からレーザ照射位置５８へ横方向に吹き付けてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】レーザビームを金属表
面に照射する場合、レーザビームは金属表面で反射され
る。特に、レーザ表面処理では反射が大きく、レーザビ
ーム５３ｂを配管５６内面に垂直に照射すると、反射光
は加工ヘッド５１及びミラー５５に照射され、各部の損
傷を招く。また、ミラー５５によって反射光が折り返さ
れ、加工ヘッド５１内部および凸レンズ５４ａ，５４
ｂ、光ファイバ５２の損傷が考えられる。さらに、加工
ヘッド５１の軸ずれや配管５６の偏心等によって、ミラ
ー５５の表面と配管５６内面との距離に変化が生じた場
合、光ファイバ５２、凸レンズ５４ａ，５４ｂ、ミラー
５５は加工ヘッド５１に固定されているため、距離の制
御ができず、安定した加工を行うことが困難である。ま
た、加工ガスは加工ヘッド５１外部の加工ガス噴出口５
７から吹き出されるため、凸レンズ等の冷却ができず、
凸レンズ５４ａ，５４ｂの加熱による損傷が考えられ
る。
面に照射する場合、レーザビームは金属表面で反射され
る。特に、レーザ表面処理では反射が大きく、レーザビ
ーム５３ｂを配管５６内面に垂直に照射すると、反射光
は加工ヘッド５１及びミラー５５に照射され、各部の損
傷を招く。また、ミラー５５によって反射光が折り返さ
れ、加工ヘッド５１内部および凸レンズ５４ａ，５４
ｂ、光ファイバ５２の損傷が考えられる。さらに、加工
ヘッド５１の軸ずれや配管５６の偏心等によって、ミラ
ー５５の表面と配管５６内面との距離に変化が生じた場
合、光ファイバ５２、凸レンズ５４ａ，５４ｂ、ミラー
５５は加工ヘッド５１に固定されているため、距離の制
御ができず、安定した加工を行うことが困難である。ま
た、加工ガスは加工ヘッド５１外部の加工ガス噴出口５
７から吹き出されるため、凸レンズ等の冷却ができず、
凸レンズ５４ａ，５４ｂの加熱による損傷が考えられ
る。
【０００４】そこで、本発明は、レーザ加工点からの反
射光による各種光学部品等の損傷を防ぎ、幅広いレーザ
表面処理層を得ることができ、安定した加工が可能であ
り、さらには装置故障を防止して加工の信頼性を高める
ことのできる管内面レーザ表面処理装置を提供すること
を目的とする。
射光による各種光学部品等の損傷を防ぎ、幅広いレーザ
表面処理層を得ることができ、安定した加工が可能であ
り、さらには装置故障を防止して加工の信頼性を高める
ことのできる管内面レーザ表面処理装置を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、第１に、レーザ光を伝送する光ファイバ
の出射部に、ミラー及びレンズを組合わせた光学系を取
付けて管内面の加工点にレーザビームを照射する管内面
レーザ表面処理装置において、前記ミラーは前記管内面
に対し所定角度に設置し、前記レンズは凸レンズとプリ
ズムレンズを組合わせ使用して、前記出射部への前記加
工点からのレーザビームの反射光の戻りを防ぐように構
成してなることを要旨とする。
に、本発明は、第１に、レーザ光を伝送する光ファイバ
の出射部に、ミラー及びレンズを組合わせた光学系を取
付けて管内面の加工点にレーザビームを照射する管内面
レーザ表面処理装置において、前記ミラーは前記管内面
に対し所定角度に設置し、前記レンズは凸レンズとプリ
ズムレンズを組合わせ使用して、前記出射部への前記加
工点からのレーザビームの反射光の戻りを防ぐように構
成してなることを要旨とする。
【０００６】第２に、上記第１の構成において、前記プ
リズムレンズは、シリンドリカルプリズムレンズを使用
して、前記レーザビームは前記加工点において楕円ビー
ムを形成するようにしてなることを要旨とする。
リズムレンズは、シリンドリカルプリズムレンズを使用
して、前記レーザビームは前記加工点において楕円ビー
ムを形成するようにしてなることを要旨とする。
【０００７】第３に、上記第１の構成において、前記光
学系と前記管内面の加工点との間の距離を測定するハイ
トセンサを有することを要旨とする。第４に、上記第１
の構成において、シールドガス導入用のガス導入管を前
記光ファイバに並設し、当該ガス導入管から導入したシ
ールドガスを前記出射部及び光学系近傍を通過させて当
該出射部及び光学系を冷却したのち前記管内面の加工点
に放出するように構成してなることを要旨とする。
学系と前記管内面の加工点との間の距離を測定するハイ
トセンサを有することを要旨とする。第４に、上記第１
の構成において、シールドガス導入用のガス導入管を前
記光ファイバに並設し、当該ガス導入管から導入したシ
ールドガスを前記出射部及び光学系近傍を通過させて当
該出射部及び光学系を冷却したのち前記管内面の加工点
に放出するように構成してなることを要旨とする。
【０００８】
【作用】上記構成において、第１に、ミラーは管内面に
対し所定角度に設置し、レンズは凸レンズとプリズムレ
ンズを組合わせ使用することにより、出射部へのレーザ
加工点からのレーザビームの反射光の戻りが防止されて
光学系を構成する各種光学部品等の損傷を防ぐことが可
能となる。
対し所定角度に設置し、レンズは凸レンズとプリズムレ
ンズを組合わせ使用することにより、出射部へのレーザ
加工点からのレーザビームの反射光の戻りが防止されて
光学系を構成する各種光学部品等の損傷を防ぐことが可
能となる。
【０００９】第２に、プリズムレンズをシリンドリカル
プリズムレンズとして加工点に楕円ビームを形成するこ
とにより、幅広いレーザ表面処理層を得ることが可能と
なる。
プリズムレンズとして加工点に楕円ビームを形成するこ
とにより、幅広いレーザ表面処理層を得ることが可能と
なる。
【００１０】第３に、ハイトセンサを用いて光学系と加
工点との間の距離を測定し、この測定結果を基に加工点
までの距離を制御することにより、安定した表面加工が
可能となる。第４に、シールドガスを用いて出射部及び
光学系を冷却することにより、装置故障が防止されて加
工の信頼性を高めることが可能となる。
工点との間の距離を測定し、この測定結果を基に加工点
までの距離を制御することにより、安定した表面加工が
可能となる。第４に、シールドガスを用いて出射部及び
光学系を冷却することにより、装置故障が防止されて加
工の信頼性を高めることが可能となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１乃至図３は本発明の第１実施例を示す図であ
る。図１は管内面レーザ表面処理装置の内部構成を示す
断面図、図２は図１のＡ−Ａ方向から見た図、図３は図
１のＢ−Ｂ方向から見た図である。本実施例の管内面レ
ーザ表面処理装置の構成を作用とともに説明する。図１
に示す管内面レーザ表面処理装置を図示しない配管内駆
動装置を用いて、配管１内に挿入する。挿入時には、図
３に示すハロゲンランプ２によって前方を照らし、配管
前方モニタ用ＣＣＤカメラ３によって位置を確認し、配
管１内に予め定められたレーザ表面処理部近傍に管内面
レーザ表面処理装置を挿入する。その位置で、図示しな
い心出し機構によって、配管１と加工ヘッド４の中心軸
を合わせる。次に、図３に示すレーザ照射部モニタ用Ｃ
ＣＤカメラ５を用いて配管１内面をモニタし、レーザ表
面処理部に正確に位置決めを行う。図１において、光フ
ァイバ６の光軸方向の位置決めは、光ファイバ出射部に
設けられたスリーブ７ａ，７ｂをファイバホルダ８に挿
入後、ストッパ９をファイバホルダ８にネジ１０で固定
する。そして、ストッパ９の爪にスリーブ７ａが当たる
まで光ファイバ６を出射方向の逆方向にスライドさせ
て、図２に示すネジ１１でスリーブ７ａを固定する。ま
た、スリーブ７ａの外径はストッパ９及びファイバホル
ダ８の内径にスリ合う状態であり、光軸のずれが起らな
いようになっている。
する。図１乃至図３は本発明の第１実施例を示す図であ
る。図１は管内面レーザ表面処理装置の内部構成を示す
断面図、図２は図１のＡ−Ａ方向から見た図、図３は図
１のＢ−Ｂ方向から見た図である。本実施例の管内面レ
ーザ表面処理装置の構成を作用とともに説明する。図１
に示す管内面レーザ表面処理装置を図示しない配管内駆
動装置を用いて、配管１内に挿入する。挿入時には、図
３に示すハロゲンランプ２によって前方を照らし、配管
前方モニタ用ＣＣＤカメラ３によって位置を確認し、配
管１内に予め定められたレーザ表面処理部近傍に管内面
レーザ表面処理装置を挿入する。その位置で、図示しな
い心出し機構によって、配管１と加工ヘッド４の中心軸
を合わせる。次に、図３に示すレーザ照射部モニタ用Ｃ
ＣＤカメラ５を用いて配管１内面をモニタし、レーザ表
面処理部に正確に位置決めを行う。図１において、光フ
ァイバ６の光軸方向の位置決めは、光ファイバ出射部に
設けられたスリーブ７ａ，７ｂをファイバホルダ８に挿
入後、ストッパ９をファイバホルダ８にネジ１０で固定
する。そして、ストッパ９の爪にスリーブ７ａが当たる
まで光ファイバ６を出射方向の逆方向にスライドさせ
て、図２に示すネジ１１でスリーブ７ａを固定する。ま
た、スリーブ７ａの外径はストッパ９及びファイバホル
ダ８の内径にスリ合う状態であり、光軸のずれが起らな
いようになっている。
【００１２】光ファイバ６から出射されたレーザビーム
１２ａは、ミラーホルダ１３と押さえネジ１４によって
保持されたミラー１５の表面で折り返され、レーザビー
ム１２ｂとなる。ミラー１５の表面角度は、レーザビー
ム１２ｂが配管１内面に対して１５°傾斜するように設
定してある。レーザビーム１２ｂは、凸レンズ１６とシ
リンドリカル・プリズムレンズ１７と保護ガラス１８を
介して、配管１内面に照射される。レーザビーム１２ｃ
は、シリンドリカル・プリズムレンズ１７によって、さ
らに１２．８°屈折され、配管内面に対して合計２７．
８°傾斜して照射される。これによって、レーザ照射部
（加工点）１９からの反射光が加工ヘッド４を損傷する
ことと光ファイバ６の出射部への反射光の戻りを防止す
る。さらに、レーザ照射部モニタ用ＣＣＤカメラ５でレ
ーザ照射部１９をモニタすることを可能とし、レーザ照
射時の加工状態を監視することができる。また、幅の広
いレーザ表面処理層を得るために、レーザビーム１２ｃ
は凸レンズ１６及びシリンドリカル・プリズムレンズ１
７によって楕円形状に成形されており、レーザ照射部１
９において配管１の周方向が短径、周方向の直角方向が
長径となる楕円ビームを形成している。
１２ａは、ミラーホルダ１３と押さえネジ１４によって
保持されたミラー１５の表面で折り返され、レーザビー
ム１２ｂとなる。ミラー１５の表面角度は、レーザビー
ム１２ｂが配管１内面に対して１５°傾斜するように設
定してある。レーザビーム１２ｂは、凸レンズ１６とシ
リンドリカル・プリズムレンズ１７と保護ガラス１８を
介して、配管１内面に照射される。レーザビーム１２ｃ
は、シリンドリカル・プリズムレンズ１７によって、さ
らに１２．８°屈折され、配管内面に対して合計２７．
８°傾斜して照射される。これによって、レーザ照射部
（加工点）１９からの反射光が加工ヘッド４を損傷する
ことと光ファイバ６の出射部への反射光の戻りを防止す
る。さらに、レーザ照射部モニタ用ＣＣＤカメラ５でレ
ーザ照射部１９をモニタすることを可能とし、レーザ照
射時の加工状態を監視することができる。また、幅の広
いレーザ表面処理層を得るために、レーザビーム１２ｃ
は凸レンズ１６及びシリンドリカル・プリズムレンズ１
７によって楕円形状に成形されており、レーザ照射部１
９において配管１の周方向が短径、周方向の直角方向が
長径となる楕円ビームを形成している。
【００１３】加工ヘッド４の自転は、図２に示す第１モ
ータ２０が駆動源となる。図１に示す加工ヘッド支持具
２１ａは、図示しない配管内駆動装置に固定されてお
り、加工ヘッド支持具２１ｂと加工ヘッド４の間にボー
ルベアリング２２が設けられて、加工ヘッド４の回転を
可能としている。加工ヘッド４に固定された第１モータ
２０の回転力が歯車２３を介して、加工ヘッド支持具２
１に固定された内歯２４に伝達され、内歯２４の内周を
歯車２３が自転しながら回転することで、加工ヘッド４
は自転する。また、加工ヘッド４が自転することによる
光ファイバ６のねじれを防ぐために、ファイバホルダ８
とミラーホルダ１３の間にボールベアリング２２ｂを設
けて、光ファイバ６と加工ヘッド４の自転を分離してい
る。
ータ２０が駆動源となる。図１に示す加工ヘッド支持具
２１ａは、図示しない配管内駆動装置に固定されてお
り、加工ヘッド支持具２１ｂと加工ヘッド４の間にボー
ルベアリング２２が設けられて、加工ヘッド４の回転を
可能としている。加工ヘッド４に固定された第１モータ
２０の回転力が歯車２３を介して、加工ヘッド支持具２
１に固定された内歯２４に伝達され、内歯２４の内周を
歯車２３が自転しながら回転することで、加工ヘッド４
は自転する。また、加工ヘッド４が自転することによる
光ファイバ６のねじれを防ぐために、ファイバホルダ８
とミラーホルダ１３の間にボールベアリング２２ｂを設
けて、光ファイバ６と加工ヘッド４の自転を分離してい
る。
【００１４】図１に示すレンズホルダ２５と配管１の内
面までの距離を制御する手段は、図３に示すハイトセン
サ２６を用いて配管１の内面までの距離を測定し、その
値を基にレンズホルダ２５を取り付けているミラーホル
ダ１３を上下させて行う。ハイトセンサ読み取り位置２
７とレーザ照射部中心２８は１３mm程度ずれているた
め、測定値を図示しないコントローラで補正する。図２
に示す第２モータ２９の回転は歯車３０を介して、ミラ
ーホルダ１３に固定されたラック３１に伝達され、加工
ヘッド４に固定されたリニアガイド３２に沿って、ミラ
ーホルダ１３は上下動する。このとき、取付金具３３で
加工ヘッド４に取り付けられた近接スイッチ３４によっ
て、ミラーホルダ１３の移動量を測定し、図示しないコ
ントローラで移動量を制御する。
面までの距離を制御する手段は、図３に示すハイトセン
サ２６を用いて配管１の内面までの距離を測定し、その
値を基にレンズホルダ２５を取り付けているミラーホル
ダ１３を上下させて行う。ハイトセンサ読み取り位置２
７とレーザ照射部中心２８は１３mm程度ずれているた
め、測定値を図示しないコントローラで補正する。図２
に示す第２モータ２９の回転は歯車３０を介して、ミラ
ーホルダ１３に固定されたラック３１に伝達され、加工
ヘッド４に固定されたリニアガイド３２に沿って、ミラ
ーホルダ１３は上下動する。このとき、取付金具３３で
加工ヘッド４に取り付けられた近接スイッチ３４によっ
て、ミラーホルダ１３の移動量を測定し、図示しないコ
ントローラで移動量を制御する。
【００１５】加工ガス（シールドガス）は、図１に示す
ように外部からチューブ３５によって加工ヘッド４内に
導入され、ストッパ９に取り付けられた加工ガス導入管
３６を通り、加工ガス通過路３７及びファイバホルダ８
とスリーブ７ｂの隙間を通ってミラーホルダ１３の内部
へ放出される。このとき、光ファイバ６の出射部及びミ
ラー１５を冷却する。ミラー１５は冷却効率を高めるた
めに、フィンが切られている。ミラーホルダ１３内部に
放出された加工ガスは、レンズホルダ２５に設けられた
加工ガス通過路３８を通過し、レンズホルダ２５を冷却
して、多数の出射口３９から放出され、レーザ照射部１
９近傍をシールドする。加工ガスはレーザ照射に先立っ
て放出し、十分な雰囲気を形成した後、レーザを照射
し、それと同時に加工ヘッド４を自転させて配管１の内
面円周方向にレーザ表面処理を行う。加工中、レンズユ
ニット２５と配管１の内面までの距離を一定に保つよう
に制御し、安定したレーザ表面処理を行う。
ように外部からチューブ３５によって加工ヘッド４内に
導入され、ストッパ９に取り付けられた加工ガス導入管
３６を通り、加工ガス通過路３７及びファイバホルダ８
とスリーブ７ｂの隙間を通ってミラーホルダ１３の内部
へ放出される。このとき、光ファイバ６の出射部及びミ
ラー１５を冷却する。ミラー１５は冷却効率を高めるた
めに、フィンが切られている。ミラーホルダ１３内部に
放出された加工ガスは、レンズホルダ２５に設けられた
加工ガス通過路３８を通過し、レンズホルダ２５を冷却
して、多数の出射口３９から放出され、レーザ照射部１
９近傍をシールドする。加工ガスはレーザ照射に先立っ
て放出し、十分な雰囲気を形成した後、レーザを照射
し、それと同時に加工ヘッド４を自転させて配管１の内
面円周方向にレーザ表面処理を行う。加工中、レンズユ
ニット２５と配管１の内面までの距離を一定に保つよう
に制御し、安定したレーザ表面処理を行う。
【００１６】次いで、図４には、本発明の第２実施例を
示す。本実施例は、ミラー１５に熱電対４０を取り付け
ることによって、加工中のミラー１５の温度をモニタす
ることができる。これによって、レーザパワーの変動及
びミラー損傷を温度変化によって感知することが可能で
あり、安定した加工を行うことができる。
示す。本実施例は、ミラー１５に熱電対４０を取り付け
ることによって、加工中のミラー１５の温度をモニタす
ることができる。これによって、レーザパワーの変動及
びミラー損傷を温度変化によって感知することが可能で
あり、安定した加工を行うことができる。
【００１７】図５には、本発明の第３実施例を示す。本
実施例は、反射膜コーティングを施した石英製ミラー４
１を用いることにより、その透過レーザビーム１２ｄを
金属ベース４２に開けた穴を通してディテクタ４３で受
けることによって、正確にレーザビーム１２ａのパワー
をモニタすることができる。また、石英ミラー４１の汚
れや損傷を感知することも可能であり、安定した加工が
実現できる。
実施例は、反射膜コーティングを施した石英製ミラー４
１を用いることにより、その透過レーザビーム１２ｄを
金属ベース４２に開けた穴を通してディテクタ４３で受
けることによって、正確にレーザビーム１２ａのパワー
をモニタすることができる。また、石英ミラー４１の汚
れや損傷を感知することも可能であり、安定した加工が
実現できる。
【００１８】図６には、本発明の第４実施例を示す。本
実施例は、加工ヘッド４の頭部にディテクタ４４を取り
付けることによって、レーザビーム１２ｅの配管１内面
からの反射レーザビーム１２ｅを受けとめてそのパワー
の測定を行い、パワー変動をモニタすることができる。
これによって、加工点での異常を即座に感知することが
でき、加工の信頼性を向上させることができる。
実施例は、加工ヘッド４の頭部にディテクタ４４を取り
付けることによって、レーザビーム１２ｅの配管１内面
からの反射レーザビーム１２ｅを受けとめてそのパワー
の測定を行い、パワー変動をモニタすることができる。
これによって、加工点での異常を即座に感知することが
でき、加工の信頼性を向上させることができる。
【００１９】図７には、本発明の第５実施例を示す。原
子炉の予防保全・補修の場合、作業者の被爆低減のため
に炉内に水を張っている。このため、レーザ表面処理装
置は、配管内挿入時に水密性が要求される。そこで、図
７（ａ）に示すように、加工ヘッド４の頭部にＯリング
４５を取り付けて、配管内駆動装置４６の内部に加工ヘ
ッド４を密閉収納することで、水中で所定の位置まで加
工ヘッド４を挿入することができる。所定の位置まで挿
入後、開閉脚４７を配管１内面に押しつけて、心出し及
び固定を行う。固定後、配管内の水抜きを行い、図７
（ｂ）に示すように加工ヘッド４を配管内駆動装置４６
外部に出して、管内面レーザ表面処理を行う。
子炉の予防保全・補修の場合、作業者の被爆低減のため
に炉内に水を張っている。このため、レーザ表面処理装
置は、配管内挿入時に水密性が要求される。そこで、図
７（ａ）に示すように、加工ヘッド４の頭部にＯリング
４５を取り付けて、配管内駆動装置４６の内部に加工ヘ
ッド４を密閉収納することで、水中で所定の位置まで加
工ヘッド４を挿入することができる。所定の位置まで挿
入後、開閉脚４７を配管１内面に押しつけて、心出し及
び固定を行う。固定後、配管内の水抜きを行い、図７
（ｂ）に示すように加工ヘッド４を配管内駆動装置４６
外部に出して、管内面レーザ表面処理を行う。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１に、光学系におけるミラーは管内面に対し所定角度
に設置し、レンズは凸レンズとプリズムレンズを組合わ
せ使用して、光ファイバ出射部への加工点からのレーザ
ビーム反射光の戻りを防ぐようにしたため、反射光によ
る各種光学部品等の損傷を防止することができる。
第１に、光学系におけるミラーは管内面に対し所定角度
に設置し、レンズは凸レンズとプリズムレンズを組合わ
せ使用して、光ファイバ出射部への加工点からのレーザ
ビーム反射光の戻りを防ぐようにしたため、反射光によ
る各種光学部品等の損傷を防止することができる。
【００２１】第２に、プリズムレンズは、シリンドリカ
ルプリズムレンズを使用して、レーザビームは加工点に
おいて楕円ビームとなるようにしたため、幅広い表面処
理層を得ることができる。
ルプリズムレンズを使用して、レーザビームは加工点に
おいて楕円ビームとなるようにしたため、幅広い表面処
理層を得ることができる。
【００２２】第３に、光学系と管内面加工点との間の距
離を測定するハイトセンサを設けたため、その測定結果
を基に加工点までの距離を制御することができて安定し
た表面加工ができる。
離を測定するハイトセンサを設けたため、その測定結果
を基に加工点までの距離を制御することができて安定し
た表面加工ができる。
【００２３】第４に、シールドガス導入用のガス導入管
を光ファイバに並設し、そのガス導入管から導入したシ
ールドガスを光ファイバ出射部及び光学系近傍を通過さ
せて当該出射部及び光学系を冷却したのち管内面の加工
点に放出するようにしたため、装置故障を防止して加工
の信頼性を高めることができる。
を光ファイバに並設し、そのガス導入管から導入したシ
ールドガスを光ファイバ出射部及び光学系近傍を通過さ
せて当該出射部及び光学系を冷却したのち管内面の加工
点に放出するようにしたため、装置故障を防止して加工
の信頼性を高めることができる。
【図１】本発明に係る管内面レーザ表面処理装置の第１
実施例を示す縦断面図である。
実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第４実施例を示す要部構成図である。
【図７】本発明の第５実施例を示す構成図である。
【図８】従来の管内面レーザ表面処理装置の縦断面図で
ある。
ある。
１ 配管 ４ 加工ヘッド ６ 光ファイバ １５ ミラー １６ 凸レンズ １７ シリンドリカルプリズムレンズ １９ レーザ照射部（加工点） ２６ ハイトセンサ ３６ 加工ガス導入管 ３７，３８ 加工ガス通過路 ３９ 加工ガス出射口
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザ光を伝送する光ファイバの出射部
に、ミラー及びレンズを組合わせた光学系を取付けて管
内面の加工点にレーザビームを照射する管内面レーザ表
面処理装置において、前記ミラーは前記管内面に対し所
定角度に設置し、前記レンズは凸レンズとプリズムレン
ズを組合わせ使用して、前記出射部への前記加工点から
のレーザビームの反射光の戻りを防ぐように構成してな
ることを特徴とする管内面レーザ表面処理装置。 - 【請求項２】 前記プリズムレンズは、シリンドリカル
プリズムレンズを使用して、前記レーザビームは前記加
工点において楕円ビームを形成するようにしてなること
を特徴とする請求項１記載の管内面レーザ表面処理装
置。 - 【請求項３】 前記光学系と前記管内面の加工点との間
の距離を測定するハイトセンサを有することを特徴とす
る請求項１記載の管内面レーザ表面処理装置。 - 【請求項４】 シールドガス導入用のガス導入管を前記
光ファイバに並設し、当該ガス導入管から導入したシー
ルドガスを前記出射部及び光学系近傍を通過させて当該
出射部及び光学系を冷却したのち前記管内面の加工点に
放出するように構成してなることを特徴とする請求項１
記載の管内面レーザ表面処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5154920A JPH079171A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 管内面レーザ表面処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5154920A JPH079171A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 管内面レーザ表面処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH079171A true JPH079171A (ja) | 1995-01-13 |
Family
ID=15594847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5154920A Pending JPH079171A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 管内面レーザ表面処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079171A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003249701A (ja) * | 2002-02-22 | 2003-09-05 | Sunx Ltd | レーザ加工装置 |
| WO2006011540A1 (ja) * | 2004-07-29 | 2006-02-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 配管の残留応力改善装置 |
| KR100770944B1 (ko) * | 2006-05-19 | 2007-10-26 | 한국원자력연구원 | 레이저 기구를 이용한 지지격자의 내부격자 용접장치와 용접방법 및 그에 따라 제조된 지지격자 |
| KR100879267B1 (ko) * | 2007-01-12 | 2009-01-19 | 한국원자력연구원 | 광 섬유를 이용한 지지격자체 레이저 용접장치 및 그용접방법 |
| US7807941B2 (en) * | 2003-04-16 | 2010-10-05 | Sauer Gmbh | Method and device for producing a cavity in a workpiece |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP5154920A patent/JPH079171A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7485828B2 (en) | 2004-07-29 | 2009-02-03 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Residual stress improving apparatus for piping technical field |
| KR100770944B1 (ko) * | 2006-05-19 | 2007-10-26 | 한국원자력연구원 | 레이저 기구를 이용한 지지격자의 내부격자 용접장치와 용접방법 및 그에 따라 제조된 지지격자 |
| KR100879267B1 (ko) * | 2007-01-12 | 2009-01-19 | 한국원자력연구원 | 광 섬유를 이용한 지지격자체 레이저 용접장치 및 그용접방법 |
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