本发明专利技术提供一种淬火装置和淬火方法。以淬火对象物的表面中的激光的照射位置成为沿着淬火对象物的外周的连续的路径的方式配置激光发射部，将激光的照射位置沿与路径交叉的方向在淬火对象物的淬火范围内进行移动。此时，至少在淬火对象物中的激光的照射位置处于淬火范围内的情况下，向激光发射部进行通电而使激光从激光发射部射出，将淬火对象物的照射位置加热至淬火温度以上而进行淬火。置加热至淬火温度以上而进行淬火。置加热至淬火温度以上而进行淬火。
【技术实现步骤摘要】
淬火装置以及淬火方法
[0001]本公开涉及使用了激光器的淬火技术。
技术介绍
[0002]激光器能够将能量集中于微小的区域，因此近年来实现了使用激光器的焊接、淬火等。关于后者，例如引用文献1所示的那样提出了使用激光器来对轴体的表面进行淬火。
技术实现思路
[0003]然而，在日本专利第2666288所示的方法中，沿着欲淬火的照射对象物的外周按顺序照射激光，存在淬火很费时间这样的问题。而且，在日本专利第2666288中，以照射的激光的能量密度沿着作为照射对象物的轴体的轴向变得均匀的方式使激光的照射范围沿着轴向重叠。其结果是，照射一次后的已达到淬火温度的部位在外周一周量的照射时间之后被再次加热，可能产生所谓回火所产生的无法获得欲通过淬火达成的硬度的情况。在为了使外周一周所需要的时间变短而使用高输出的激光来提高照射对象物的相对的旋转速度时，也可设想在照射对象物的表面发生熔融并产生飞溅的情况。
[0004]本公开能够作为以下的方式或应用例来实现。本公开的一个实施方案是作为淬火装置的方案。该淬火装置具备：激光发射部，配置于淬火对象物的表面中的激光的照射位置成为沿着所述淬火对象物的外周的连续的路径的位置；照射位置移动部，将所述激光的照射位置沿与所述路径交叉的方向在所述淬火对象物的淬火范围内进行移动；以及通电部，至少在所述淬火对象物中的所述激光的照射位置处于所述淬火范围内的情况下，向所述激光发射部进行通电。
[0005]本公开的另一个实施方案是作为使用了激光的淬火方法的方案。在该淬火方法中，以淬火对象物的表面中的激光的照射位置成为沿着所述淬火对象物的外周的连续的路径的方式配置激光发射部，将所述激光的照射位置沿与所述路径交叉的方向在所述淬火对象物的淬火范围内进行移动，至少在所述淬火对象物中的所述激光的照射位置处于所述淬火范围内的情况下，向所述激光发射部进行通电而使激光从所述激光发射部射出，将所述淬火对象物的所述照射位置加热至淬火温度以上而进行淬火。
[0006]根据这样的淬火装置以及淬火方法，在淬火对象物的淬火范围内，成为向成为淬火对象物的外周的连续的路径的位置照射激光的状态，因此能够在沿着淬火对象物的外周的连续的路径上一次进行淬火，能够缩短淬火所需要的时间。并且，不会发生对照射了一次激光的位置的附近隔开规定的时间再次进行照射的情况，因此不会发生淬火一次后的位置被再次加热的回火，不用担心发生因回火而淬火对象物的硬度下降这样的现象。
附图说明
[0007]以下，通过参照附图来描述本专利技术的实施方式的特征、优点、技术及工业意义，其中相同的数字表示相同的元素，并且其中：
[0008]图1是表示使用了面发射激光器的淬火装置的整体结构的概略结构图。
[0009]图2是通过俯视表示淬火装置的说明图。
[0010]图3是表示被加工物上的照射范围和面发射激光器的配置的一例的说明图。
[0011]图4是通过图2的VI
‑
VI截面表示使用了激光器单元的淬火的范围的说明图。
[0012]图5是表示淬火处理控制例程的流程图。
[0013]图6是放大表示面发射激光器的配置的说明图。
[0014]图7是表示在激光器的照射范围内设有重叠的状态的说明图。
[0015]图8是第二实施方式的淬火装置的概略结构图。
具体实施方式
[0016]A.第一实施方式：
[0017](A1)硬件结构：
[0018]图1是表示使用了面发射激光器的淬火装置10的整体结构的概略结构图。如图示那样，淬火装置10具备向作为轴体的被加工物WK照射激光而进行淬火的激光发射部20、使该激光发射部20沿被加工物WK的轴向移动的移动部30、将被加工物WK向激光发射部20搬运的搬运装置50、对整体的控制进行管理的控制部40。激光发射部20为环状的形状，在内部具有供被加工物WK通过的空间。关于激光发射部20的详细的结构，后文叙述。在本实施方式中，作为被加工物WK，使用了淬火特性优异的铬钢SCr435H、铬钼钢SCM435H的轴体。只要是进行淬火的钢材即可，也可以为其他的种类的碳钢。并且，并不限于圆柱形的轴体，也可以为在内部具有中空部的圆筒形的轴体、棱柱形状的轴体、截面为多边形或椭圆或长圆形状的轴体、甚至可以是轴体以外的物体。因此，并不限于在被加工物WK中一定存在旋转等的轴，不过为了说明的方便，有时将激光发射部20通过移动部30移动的方向称为“轴向”，将沿着激光发射部20中的圆环的方向称为“周向”。
[0019]激光发射部20由从移动部30突出的支承部31支承。移动部30通过未图示的电动机等致动器来将该支承部31沿着被加工物WK的轴向(图示上下)移动。在图1中，用虚线表示激光发射部20的位置是将激光发射部20移动时的原点位置。移动部30在没有来自控制部40的信号Sm的状态下，使激光发射部20在原点位置OP处待机。
[0020]控制部40是具有众所周知的CPU、存储器的计算机，按照存储于存储器的程序来进行动作。控制部40通过读取外部的传感器的信号，并且对于致动器等输出对其进行驱动的信号，由此对淬火装置10整体的动作进行控制。控制部40除了输出对于移动部30指示移动的信号Sm以外，还输出指示向激光发射部20的通电的信号Se、指示搬运装置50的搬运动作的信号Sb。信号Se经由移动部30向激光发射部20输出，将激光发射部20中的激光的输出接通/断开。信号Sb对于驱动在搬运装置50中搬运被加工物WK的传送带55的未图示的电动机等致动器指示其动作。在搬运装置50中设有将传送带55向一方向传送的辊51、52等，在根据信号Sb而致动器进行动作时，通过辊51、52的旋转，向图示箭头FW方向搬运被加工物WK。在传送带55设有未图示的固定用工具，被加工物WK使用该工具来定位。被加工物WK的搬运位置通过传感器57来检测。也可以取代这样的搬运装置50而通过机械臂等来将被加工物WK搬运至期望的位置并进行定位。
[0021]关于激光发射部20的结构，使用图2至图4来进行说明。激光发射部20如俯视的图2
所示的那样具备多个面发射激光器21和将该多个面发射激光器21保持成圆环状的壳体22。面发射激光器21使用基座部25来固定于壳体22。基座部25除了面发射激光器21的固定以外，还收纳未图示的驱动电路，并且也作为面发射激光器21的散热板起作用。在第一实施方式中，一共使用了36个面发射激光器21。面发射激光器21的数目是任意的，只要根据被加工物WK的直径、面发射激光器21发光的宽度等而确定为形成来自面发射激光器21的照射光连续地围住被加工物WK的外周的路径所需要的个数即可。在使用发光面的宽度LL、高度HH的面发射激光器21的情况下，作为概算，面发射激光器21的个数N可以使用被加工物WK的直径2R和发光面的宽度LL通过下式(1)来确定。
[0022]N≥2R
·
π/LL
…
(1)
[0023]本实施方式中进行淬火的被加工物WK本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种淬火装置，具备：激光发射部，配置于淬火对象物的表面中的激光的照射位置成为沿着所述淬火对象物的外周的连续的路径的位置；照射位置移动部，将所述激光的照射位置沿与所述路径交叉的方向在所述淬火对象物的淬火范围内进行移动；以及通电部，至少在所述淬火对象物中的所述激光的照射位置处于所述淬火范围内的情况下，向所述激光发射部进行通电。2.根据权利要求1所述的淬火装置，其中，所述激光发射部具备多个面发射激光器。3.根据权利要求2所述的淬火装置，其中，所述多个面发射激光器配置于与所述淬火对象物的所述表面隔开规定长度的间隙而对向的位置。4.根据权利要求3所述的淬火装置，其中，所述照射位置移动部将所述淬火对象物以及所述激光发射部中的至少一个沿所述方向移动。5.根据权利要求3或4所述的淬火装置，其中，所述多个面发射激光器沿着所述外周以均等的间隔配置。6.根据权利要求2至5中的任一项所述的淬火装置，其中，所述淬火对象物是所述外周为圆形的轴部件，所述多个面发射激光器配置...
【专利技术属性】
技术研发人员：池上裕明，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：
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