特表 2024-530644 シリンダ本体、特に積層シリンダの表面処理のための装置およびプロセス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-08-23

(54)【発明の名称】シリンダ本体、特に積層シリンダの表面処理のための装置およびプロセス

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/082 20140101AFI20240816BHJP

   B23K 26/36 20140101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

B23K26/08 F

B23K26/36

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024506814

(86)(22)【出願日】2022-08-04

(85)【翻訳文提出日】2024-03-29

(86)【国際出願番号】 IB2022057279

(87)【国際公開番号】W WO2023012730

(87)【国際公開日】2023-02-09

(31)【優先権主張番号】102021000021263

(32)【優先日】2021-08-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521530381

【氏名又は名称】テノヴァ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ

【氏名又は名称原語表記】ＴＥＮＯＶＡ Ｓ．ｐ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100189555

【弁理士】

【氏名又は名称】徳山 英浩

(74)【代理人】

【識別番号】100100479

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 三喜夫

(72)【発明者】

【氏名】ガボアルディ，パオロ

(72)【発明者】

【氏名】トレヴィザン，クラウディオ

(72)【発明者】

【氏名】ガリアーノ，アンドレア

(72)【発明者】

【氏名】ボセッリ，ジョヴァンニ

(72)【発明者】

【氏名】パッロッティ，パオロ

(72)【発明者】

【氏名】デミル，アリ ギョクハン

(72)【発明者】

【氏名】プレヴィターリ，バルバラ

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168AD00

4E168CA13

4E168CB03

4E168CB07

4E168CB13

4E168DA02

4E168DA03

4E168DA04

4E168DA24

4E168DA26

4E168DA27

4E168DA28

4E168DA29

4E168DA32

4E168DA40

4E168DA45

4E168DA46

4E168DA47

4E168EA17

4E168FB03

4E168JA02

(57)【要約】

シリンダ本体（１）の表面処理、特に積層シリンダの表面修復のための装置（１０）および方法。この装置は、回転軸Ｋの周りの回転によって移動可能な側面を有するシリンダ本体を受け入れるように構成されたワークステーション（１００）と、ワークステーションと協働し、少なくとも１つのレーザビームを放射するように構成されたレーザエミッタ（６００）と、シリンダ本体の側面の検出された表面輪郭を検出するように構成された輪郭検出器（７００）と、シリンダ本体の側面を修復するための少なくとも１つの手順を動作可能に実行するように構成された制御ユニット（１５）とを含む。修復手順は、検出された表面輪郭と目標表面輪郭とを比較するステップを含む、シリンダ本体の表面輪郭を検出するための手順と、シリンダ本体にレーザビームを照射して、金属材料を除去し、目標表面輪郭を取得するステップを含む除去手順とを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダ本体（１）の表面処理、特に圧延シリンダの表面修復のための装置（１０）であって、
・装置動作状態（１０）において、側面（４）を有するシリンダ本体（１）を受け入れるように構成された少なくとも１つの動作位置を画定するワークステーション（１００）であって、予め定めた回転軸（Ｋ）に従ってシリンダ本体（１）を回転支持するように構成されたワークステーション（１００）と、
・ワークステーション（１００）と協働し、前記動作場所の方向に少なくとも１つのレーザビームを放射するように構成された少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）であって、シリンダ本体（１）の回転軸（Ｋ）に対して実質的に平行な主軸（Ｚ）に少なくともに沿って移動可能である、少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）と、
・シリンダ本体（１）の回転軸（Ｋ）に対して実質的に平行な検出軸（Ｙ）に少なくとも沿って移動可能である少なくとも１つの輪郭検出器（７００）であって、前記装置使用状態の下で、シリンダ本体（１）の側面（４）の検出表面輪郭を検出するように構成された、少なくとも１つの輪郭検出器（７００）と、
・レーザエミッタ（６００，６００”）および前記少なくとも１つの輪郭検出器（７００）に動作可能に接続された制御ユニット（１５）であって、前記装置使用状態中に、シリンダ本体（１）の側面（４）の少なくとも１つの修復手順を実行するように構成された、制御ユニット（１５）とを備え、
前記修復手順は、検出手順と、除去手順とを含み、
前記検出手順は、少なくとも、前記輪郭検出器（７００）を用いて、シリンダ本体（１）の検出表面輪郭（ＤＳＰ）を検出するステップと、前記検出表面輪郭（ＤＳＰ）をシリンダ本体（１）の目標表面輪郭（ＴＳＰ）と比較するステップとを含み、
前記除去手順は、前記比較に従って実行され、少なくとも、レーザエミッタ（６００，６００”）を通して、シリンダ本体（１）の側面（４）に向けてレーザビームを放射して、前記目標表面輪郭（ＴＳＰ）を得るステップであって、前記レーザビームは、シリンダ本体（１）から金属材料を局所的に除去するように構成されるステップとを含む、装置。

【請求項2】

シリンダ本体（１）の前記検出表面輪郭（ＤＳＰ）および前記目標表面輪郭（ＴＳＰ）は、
・シリンダ本体（１）の角度位置、および
・検出軸（Ｙ）に沿った直線位置、
のうちの少なくとも１つに依存した少なくとも１つの可変の幾何学的特徴を含み、
検出表面輪郭（ＤＳＰ）の前記少なくとも１つの幾何学的特徴は、シリンダ本体（１）の直径、および／または、シリンダ本体（１）の前記直径の変動、および／または、シリンダ本体（１）の側面（４）と輪郭検出器（７００）との間の介在距離、特に直交距離、を表す少なくとも１つの個々の高度パラメータを含み、
目標表面輪郭（ＴＳＰ）の前記少なくとも１つの幾何学的特徴は、シリンダ本体（１）の直径、および／または、シリンダ本体（１）の前記直径の変動、および／または、シリンダ本体（１）の側面（４）と輪郭検出器（７００）との間の介在距離、特に、動作状態および後続の除去手順において直交距離、を表す少なくとも１つの個々の目標高度パラメータを含み、
制御ユニットはまた、下記のように動作するように構成される、請求項１に記載の装置。
・輪郭検出器（７００）を検出軸（Ｙ）に沿って移動すること。
・検出軸（Ｙ）に沿った輪郭検出器（７００）の前記移動中に、輪郭検出器（７００）によって前記表面輪郭（ＤＳＰ）の少なくとも１つの幾何学的特徴を検出すること。
・シリンダ本体（１）の検出表面輪郭（ＤＳＰ）の前記少なくとも１つの幾何学的特徴と、検出軸（Ｙ）に沿った個々の直線位置とを関連付けること。
そして、必要に応じて、
・特にシリンダ本体に動作可能に接続された電気モータを用いて、シリンダ本体（１）を回転軸（Ｋ）の周りに回転移動させること。
・シリンダ本体の回転中に、輪郭検出器（７００）を用いて表面輪郭（ＤＳＰ）を検出すること。
・必要に応じて、シリンダ本体（１）の検出表面輪郭（ＤＳＰ）の前記少なくとも１つの幾何学的特徴と、シリンダ本体（１）の個々の角度位置とを関連付けること。

【請求項3】

制御ユニット（１５）は、除去手順中に、レーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、パルスレーザビームを放射するように構成され、
前記パルスレーザビームは、シリンダ本体（１）から材料を除去するように構成され、前記材料は金属であり、
制御ユニットは、相対平均パワーより大きいピークパワーを有するパルスレーザビームを放射するように構成され、具体的には、前記ピークパワーは、相対平均パワーより１０倍、１００倍または１０００倍大きいものであり、
特に、前記インパルスは、下記を有する、請求項１または２に記載の装置。
・１００ｆｓ～１０００ｎｓ、または、１ｆｓ～１０００μｓの持続時間、および／または、
・１ｋＷ～１０ＭＷ、具体的には、１０ｋＷ～２ＭＷのピークパワー。

【請求項4】

前記検出表面輪郭（ＤＳＰ）と前記目標表面輪郭（ＴＳＰ）との比較は、シリンダ本体（１）の差分輪郭パラメータを定義し、
前記差分輪郭パラメータは、前記検出表面輪郭（ＤＳＰ）と前記目標表面輪郭（ＴＳＰ）との間の差または比率を表し、
制御ユニットは、除去手順中に、前記差分輪郭パラメータに応じて、下記を含むグループ内の少なくとも１つの装置動作パラメータを調整するように構成される、請求項１～３のいずれかに記載の装置。
・レーザエミッタ（６００，６００”）によって放射されるレーザビームの少なくとも１つの制御パラメータ、特に、前記制御パラメータは、レーザビームの平均パワー、レーザビームのピークパワー、レーザビームのパルスの持続時間、レーザビームのパルス間の間隔の持続時間、レーザビームのサイズ、レーザエミッタ（６００，６００”）とシリンダ本体の外面（１）との間の距離。
・シリンダ本体（１）の外面に向けたレーザビームの放射の際に、主方向（Ｚ）に沿ったレーザエミッタ（６００，６００”）の変位速度。
・シリンダ本体（１）の外面に向けたレーザビームの放射の際に、その回転軸（Ｋ）の周りのシリンダ本体（１）の角速度。
・レーザビームがシリンダ本体（１）の側面（４）の同じ部分に入射する通過回数。
・前記レーザビームがシリンダ本体（１）の側面（４）の同じ部分に入射する露光時間、具体的には、前記時間は、シリンダ本体（１）の前記角速度およびレーザエミッタ（６００，６００”）。の前記変位速度に依存する。
・シリンダ本体（１）の側面（４）の同じ部分にレーザビームによって放射されるエネルギーを表すエネルギーパラメータ。
特に、前記エネルギーパラメータは、下記を含むグループ内の少なくとも２つの組合せに依存する。
ｏ前記少なくとも１つのレーザエミッタ制御パラメータ（６００，６００”）。
ｏ主軸（Ｚ）に沿ったレーザエミッタ（６００，６００”）の前記変位速度。
ｏその回転軸（Ｋ）の周りのシリンダ本体（１）の前記角速度。
ｏ前記露光時間
ｏパス回数。

【請求項5】

前記制御ユニットは、下記のように構成される、請求項１～４のいずれかに記載の装置。
・前記差分パラメータの値が増加するにつれて、
ｏ平均パワー、レーザビームのピークパワー、露光時間、および。側面（４）の同じ部分に入射するレーザビームの通過回数のうちの少なくとも１つを増加させ、特にレーザビームのピークパワーを増加させ、および／または、
ｏシリンダ本体（１）の角速度、主方向（Ｚ）に沿ったレーザエミッタ（６００，６００”）の変位速度のうちの少なくとも１つを減少させ、
・前記差分パラメータの値が減少するにつれて、
ｏ平均パワー、レーザビームのピークパワー、露光時間、および。側面（４）の同じ部分に入射するレーザビームの通過回数のうちの少なくとも１つを減少させ、特にレーザビームのピークパワーを減少させ、および／または、
ｏシリンダ本体（１）の角速度、主方向（Ｚ）に沿ったレーザエミッタ（６００，６００”）の変位速度のうちの少なくとも１つを増加させ、
特に、前記差分パラメータは、検出表面輪郭（ＤＳＰ）と目標表面輪郭（ＴＳＰ）との間に介在する除去すべき材料の量に比例する。

【請求項6】

除去手順は、
・予め定めたレーザエミッタ制御パラメータを設定すること、
・必要に応じて、回転軸（Ｋ）の周りのシリンダ本体（１）の角速度を設定し、および／または、検出軸（Ｙ）に沿った輪郭検出器（７００）の変位速度を設定すること、
・レーザビームの単一通過中の際に、シリンダ本体（１）の側面（４）から除去される材料の厚さを表す除去指数を決定し、または入力として受信すること、
・輪郭の差分パラメータおよび前記除去指数に応じて、前記目標表面輪郭（ＴＳＰ）を得るために必要なレーザエミッタの通過回数を計算することであって、必要に応じて、前記通過回数は、輪郭の差分パラメータと前記除去指数との比率として計算され、特に前記比率は、デフォルトで整数に近似されること、を含み、
レーザビームパルスのピークパワーが増加するにつれて、除去指数は増加し、目標表面輪郭（ＴＳＰ）を得るために必要なレーザ通過回数は相応に減少し、
レーザビームパルスのピークパワーが減少するにつれて、除去指数は減少し、目標表面輪郭（ＴＳＰ）を得るために必要なレーザ通過回数は相応に増加する、請求項１～５のいずれかに記載の装置。

【請求項7】

前記輪郭検出器（７００）を用いてシリンダ本体（１）の外側輪郭を検出するステップは、
・シリンダ本体（１）をその回転軸（Ｋ）の周りに角回転させるステップ、
・検出軸（Ｙ）に沿って輪郭検出器（７００）を移動させ、シリンダ本体（１）の外面の長さを、少なくとも部分的に、特に全体的にカバーするステップであって、前記長さは、シリンダ本体（１）の回転軸（Ｋ）に対して平行に測定されるステップ、とを含み、
特に、回転および移動させるステップは、その順序または逆の順序で、または同時に実行され、
制御ユニットは、除去手順の際に、下記のように動作するように構成され、
・シリンダ本体（１）を回転させるステップ、
・レーザエミッタを主軸（Ｚ）に沿って移動させるステップ、
・レーザエミッタを介してレーザビームを作業場所の方向に放射して、シリンダ本体（１）の側面（４）から金属材料を除去するステップ、
シリンダ本体（１）を回転させるステップおよびレーザエミッタを移動させるステップは、この順序で、または逆の順序で、または同時に、シリンダ本体（１）の表面輪郭を完全にカバーして実行される、請求項１～６のいずれかに記載の装置。

【請求項8】

前記輪郭検出器（７００）は、
・１つ以上の可動アームを含む少なくとも１つの内径であって、前記１つ以上の可動アームの先端によって、シリンダ本体（１）の側面（４）に接触するように構成され、前記可動アームは、シリンダ本体（１）の表面輪郭を検出するように構成された、少なくとも１つの内径(caliber)、または
・シリンダ本体（１）の側面（４）との介在距離を測定するように構成された少なくとも１つの非接触距離検出器、具体的には、光学検出器、例えば、レーザと、飛行時間型検出器との間の少なくとも１つを含む、非接触距離検出器、を含む、請求項１～７のいずれかに記載の装置。

【請求項9】

修復手順は、閉ループ制御システムを定義するループ内で、検出手順および除去手順を繰り返し実行することを含み、必要に応じて、こうしたループは、レーザビームがシリンダ本体（１）の同じ部分を通過する増加回数を定義するものであり、
この除去手順は、少なくとも第１通過と第２通過を行うことを含み、必要に応じて、シリンダ本体（１）の側面（４）の１つ以上の対象部分において、レーザビームの「ｎ」回通過（２≦ｎ≦２０）を行って、各通過の際に予め定めた量の材料を除去するものであり、
制御ユニットは、下記のように動作するように構成され、
・時間的に前記第１通過と第２通過との間で、輪郭検出器（７００）に、前記対象部分におけるシリンダ本体（１）の更新された輪郭を検出するように命令し、
・前記更新された輪郭を、目標表面輪郭（ＴＳＰ）と比較し、
・更新された輪郭と目標表面輪郭（ＴＳＰ）との間の前記比較に従って、第２通過の際にレーザエミッタ（６００，６００”）によって放射されたレーザビームを変調し、個々の差分パラメータを更新し、前記変調ステップは、前記更新された差分パラメータに依存しており、
必要に応じて、前記第１通過および第２通過は、必ずしも連続していない、請求項１～８のいずれかに記載の装置。。

【請求項10】

制御ユニットは、下記の動作パラメータのうちの少なくとも１つを制御するように構成される、請求項１～９のいずれかに記載の装置。
・レーザエミッタ（６００，６００”）の平均パワーまたはピークパワー。前記平均パワーまたはピークパワーは、最小パワー（Ｐｍｉｎ）と最大パワー（Ｐｍａｘ）の間で調整可能である。
・レーザビームパルス持続時間。前記レーザパルス持続時間は、最小レーザパルス持続時間（Ｔｍｉｎ）と最大レーザパルス持続時間（Ｔｍａｘ）との間で調整可能である。
特に、前記制御ユニットは、レーザエミッタパワー（６００，６００”）とレーザビームパルスの持続時間の両方を調節するように構成される。

【請求項11】

制御ユニットは、前記除去手順中に、下記のうち少なくとも１つを含む粗加工手順を定義するように構成され、
・レーザエミッタ（６００，６００”）に、パルスレーザビームを発生するように命令し、前記パルスの各々は、特に１ｎｓ～１０００ｎｓの間の大きさのオーダー以内の初期持続時間を有する。
・必要に応じて、レーザエミッタ（６００，６００”）に、５０μｍ未満、具体的には２０μｍ未満のサイズを有するレーザビームを発生するように命令し、前記サイズはビーム直径である。
制御ユニットはまた、除去手順中に、下記ステップのうちの少なくとも１つを含む半仕上げ手順を定義するように構成され、
・レーザエミッタ（６００，６００”）に、パルスレーザビームを発生するように命令し、前記パルスの各々は、前記第１持続時間よりも短い第２持続時間を有し、特に前記第２持続時間は、前記第１持続時間よりも少なくとも１０倍、１００倍または１０００倍小さく、前記第２持続時間は、特に１ｆｓと１０００ｐｓとの間の大きさのオーダー内であり、好ましくは１０ｐｓ未満である。
・必要に応じて、レーザエミッタ（６００，６００”）に、５０μｍ未満、具体的には２０μｍ未満のサイズを有するレーザビームを発生するように命令し、前記サイズはビーム直径である。
粗加工手順は、シリンダ本体（１）の側面（４）上に第１表面粗さを定義するように構成され、半仕上げ手順は、シリンダ本体（１）の側面（４）上に第２表面粗さを定義するように構成され、前記第１表面粗さは第２表面粗さより大きく、具体的には、前記第１表面粗さは第２表面粗さより「ｎ」倍（１．１＜ｎ＜５）大きく、
必要に応じて、
・粗加工手順中のレーザエミッタ（６００，６００”）の平均パワーは、半仕上げ手順中のレーザエミッタ（６００，６００”）の平均パワーと実質的に同じであり、前記平均パワーは、０．５Ｗ～５００Ｗの範囲、特に１Ｗ～２００Ｗの範囲であり、および／または、
・粗加工手順中にレーザエミッタ（６００，６００”）によって放射されるレーザビームのピークパワーは、半仕上げ手順中にレーザエミッタ（６００，６００”）によって放射されるレーザビームのピークパワーより低く、粗加工手順中のレーザビームの前記ピークパワーは、半仕上げ手順中のレーザビームのピークパワーよりも１０倍、１００倍または１０００倍低く、具体的には、粗加工手順中の前記レーザビームピークパワーは、１０ｋＷ～１００ｋＷの間であり、半仕上げ手順中の前記レーザビームピークパワーは、１０ｋＷ～１０ＭＷの間であり、
必要に応じて、
・第１表面粗さは、０．８μｍ～２．０μｍの間であり、
・第２表面粗さは、０．２μｍ～０．８μｍの間であり、
前記レーザエミッタは、粗加工手順および／または半仕上げ手順中に、０．３μｍ～１μｍの間の波長を有するレーザビームを放射するように構成される、請求項１～１０のいずれかに記載の装置。

【請求項12】

制御ユニットは、除去手順中に、下記のうちの少なくとも１つを含む仕上げ手順を定義するように構成され、
・レーザエミッタ（６００，６００”）に、下記のタイプのレーザビームを発生するように命令すること。
ｏ連続タイプ、または
ｏ下記を有するパルスを備えるタイプ。
■粗加工手順および半仕上げ手順中に放射されるレーザビームパルスの持続時間よりも長い個々の持続時間。特に仕上げ手順中のパルスの持続時間は、１μｓ～１０００ｍｓの間の大きさのオーダー内であり、および／または、
■粗加工手順および半仕上げ手順で放射されるレーザビームのピークパワーより小さい個々のピークパワー。特に、仕上げ手順のレーザビームの前記ピークパワーは、粗加工手順および半仕上げ手順で照射されるレーザビームのパワーピークよりも１０倍、１００倍または１０００倍小さい。
・必要に応じて、レーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、１００μｍより大きい、特に２００μｍより大きいサイズを有するレーザビームを発生すること。前記サイズは具体的には１００μｍ～５００μｍの間であり、
仕上げ手順は、シリンダ本体（１）の側面（４）上に、０．５μｍ未満、具体的には０．４μｍ未満、具体的には０．０５μｍ～０．４μｍの間の仕上げ表面粗さを定義するように構成される、請求項１～１１のいずれかに記載の装置。

【請求項13】

装置は、レーザビームによって影響を受けるシリンダ本体（１）の側面（４）の一部の方向にガス流を配送するように構成されたガスノズル（６１０）を備え、必要に応じて、前記側面部分（４）は、シリンダ本体（１）の側面（４）の作業部分であり、
前記ガスノズル（６１０）は、下記のうちの少なくとも１つを配送するように構成され、
・非酸化性ガス、特に不活性ガス。特に前記非酸化性ガスは、窒素、ヘリウムおよびアルゴンを含むグループ内の少なくとも１つを含む。
・シリンダ本体（１）の側面（４）と相互作用して、レーザビームによって影響を受けるシリンダ本体（１）の側面（４）の前記部分に化学変化を引き起こすように構成された反応性ガス。反応性ガスは、酸素または空気のうちの少なくとも１つを含む。
装置は、少なくともワークステーションおよびレーザエミッタ、必要に応じて輪郭検出器（７００）を収容する内部空間を画定するシールドカバー（１０００）を含み、
前記シールドカバー（１０００）は、レーザビームを前記内部空間内に閉じ込めて、レーザビームが逃げるのを防止するように構成され、
前記シールドカバー（１０００）の内部空間は、実質的に
除去手順によって発生する金属粉塵の内部空間から周囲環境への漏出を防止するように構成されたフィルタ装置を介してのみ外部環境と連通している、請求項１～１２のいずれかに記載の装置。

【請求項14】

・装置は、第１および第２レーザビーム源（６０１，６０１”）を含み、それぞれがそ個々のケーブル、特に光ファイバケーブルによって前記レーザエミッタ（６００）に、具体的には第１レーザビーム源のケーブルおよび、同じレーザエミッタ（６００）に流入する第２レーザビーム源のケーブルによって接続され、
前記第１レーザビーム源（６０１）は、第１レーザビームを発生するように構成され、前記第２レーザビーム源（６０１”）は、第２レーザビームを発生するように構成され、
前記第１レーザビームは、少なくとも１つの制御パラメータ、特にレーザパルスのピークパワーもしくは持続時間、または前記第２レーザビームとは異なる波長を含み、
制御ユニットは、第１または第２レーザビーム源（６０１，６０１”）を選択的に駆動して、個々のレーザビームをレーザエミッタに放射するように構成され、
あるいは、
・装置は、互いに区別され、ワークステーション内の異なる位置に設置された前記レーザエミッタ（６００）および補助レーザエミッタ（６００”）を含み、
装置はさらに、
ｏ個々の第１ケーブル、具体的には光ファイバケーブルによって前記レーザエミッタ（６００）に接続された第１レーザビーム源（６０１）と、
ｏ個々の第２ケーブル、具体的には光ファイバケーブルによって前記補助レーザエミッタに接続された第２レーザビーム源（６０１”）とを含み、
前記第１レーザビーム源（６０１）は、第１レーザビームを発生するように構成され、前記第２レーザビーム源（６０１”）は、第２レーザビームを発生するように構成され、
レーザエミッタ（６００）は、第１放射方向に沿って第１レーザビームを放射するように構成され、一方、補助レーザエミッタ（６００”）は、第２放射方向に沿って第２レーザビームを放射するように構成され、前記第１放射方向および前記第２放出方向は、動作場所の様々な領域と交差し、
または、動作状態中に、シリンダ本体（１）の側面（４）の様々な部分と交差し、
制御ユニットは、第１および第２レーザビーム源（６０１，６０１”）を同時にまたは選択的に駆動して、個々のレーザビームを放射するように構成され、
必要に応じて、
ｏ前記第１レーザビームは、前記第２レーザビームとは異なる少なくとも１つの制御パラメータまたは波長を含み、制御ユニットは、第１および第２レーザビーム源を同時にまたは選択的に駆動して、個々のレーザビームを放射するように構成され、
あるいは、
ｏ前記第１レーザビームおよび前記第２レーザビームが同じ波長を有し、制御ユニットは、第１および第２レーザビーム源を同時にまたは選択的に駆動して、個々のレーザビームを放射するように構成される、請求項１～１３のいずれかに記載の装置。

【請求項15】

制御ユニット（１５）は、除去手順（２００２）中に、少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に、シリンダ本体（１）から材料を除去するのに適したパルスレーザビームを放射するように命令するように構成され、
除去手順（２００２）は、
・前記シリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させ、必要に応じて、シリンダ本体（１）をその回転軸（Ｋ）の周りで回転するように配置するステップ（２００２ａ）と、
・少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に、前記パルスレーザビームを放射するように命令し、前記パルスは、シリンダ本体（１）から材料を除去可能である、ステップ（２００２ｂ）とを含み、
前記レーザビームパルスは、互いに時間的にずれて配列され、
シリンダ本体（１）の側面（４）に向けられた各パルスは、装置の前記動作状態中に、シリンダ本体（１）の前記側面（４）上に個々のレーザフットプリント（４０）を画定するように構成され、前記レーザパルスは、前記レーザフットプリント間に個々の重なり部分（４１）を形成することによって、少なくとも部分的に互いに重なり合うレーザフットプリントを画定し、
前記シリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させるステップ、および少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に、パルスレーザビームを放射するよう命令するステップ（２００２ｂ）は、互いに実質的に同時である、請求項１～１４のいずれかに記載の装置。

【請求項16】

シリンダ本体（１）の表面処理、特に圧延シリンダの表面修復のための装置（１０）であって、
・装置動作状態（１０）において、側面（４）を有するシリンダ本体（１）を受け入れるように構成された少なくとも１つの動作場所を画定するワークステーション（１００）であって、予め定めた回転軸（Ｋ）に従ってシリンダ本体（１）を回転支持するように構成されたワークステーション（１００）と、
・ワークステーション（１００）と協働し、前記動作場所の方向に少なくとも１つのパルスレーザビームを放射するように構成された少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）であって、少なくとも、シリンダ本体（１）の回転軸（Ｋ）に対して実質的に平行な主軸（Ｚ）に沿って移動可能であるレーザエミッタ（６００，６００”）と、
・レーザエミッタ（６００，６００”）に動作可能に接続され、装置（１）の動作状態中に、シリンダ本体（１）の側面（４）の少なくとも１つの修復手順を実行するように構成された制御ユニット（１５）と、を備え、
前記修復手順（２０００）は、少なくとも下記のステップを含む除去手順（２００２）を含み、
ｏシリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させるステップ（２００２ａ）。
ｏ少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に、前記パルスレーザビームを放射するよう命令し、前記パルスは、シリンダ本体（１）からの材料を除去可能であるステップ（２００２ｂ）。
前記レーザビームパルスは、互いに時間的にずれて配列しており、
シリンダ本体（１）の側面（４）に向けられた各パルスは、装置の前記動作条件中に、シリンダ本体（１）の前記側面上に個々のレーザフットプリント（４０）を画定するように構成され、
前記レーザパルスは、互いに少なくとも部分的に重なり合うレーザフットプリントを画定し、前記レーザフットプリント間に個々の重なり部分（４１）を形成する、請求項１～１５のいずれかに記載の装置。

【請求項17】

重なり部分（４１）は、レーザフットプリント（４０）の表面範囲の１０％～９０％の間、必要に応じて２５％～７５％の間の表面範囲に渡って延びており、必要に応じて、重なり部分（４１）の前記表面範囲は、５０％～７５％の間、または２５％～５０％の間である、請求項１５～１６のいずれかに記載の装置。

【請求項18】

前記レーザビームパルスは、互いに時間的にずれて配列しており、必要に応じて１０ｋＨｚ～１００００ｋＨｚの間、より具体的には１０ｋＨｚ～１５００ｋＨｚの間のパルス周波数を定義する、請求項１５～１７のいずれかに記載の装置。

【請求項19】

前記レーザフットプリント（４０）は、シリンダ本体（１）からの材料除去の領域およびその境界を画定する、請求項１５～１８のいずれかに記載の装置。

【請求項20】

シリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させるステップは、シリンダ本体（１）をその回転軸（Ｋ）の周りに回転状態に配置するステップを含む、請求項１５～１９のいずれかに記載の装置。

【請求項21】

重なり部分は、互いに連続する、特に互いに直接連続するレーザフットプリントの少なくとも部分的な重なりによって画定され、
前記シリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させるステップ（２００２ａ）、および少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に、パルスレーザビームを放射するように命令するステップ（２００２ｂ）は、互いに実質的に同時である、請求項１５～２０のいずれかに記載の装置。

【請求項22】

前記重なり部分は、第１レーザプリントと、前記第１レーザプリントに時間的に直接連続する第２レーザプリントとの重なりによって画定され、
前記第２レーザフットプリントは、前記パルス周波数の逆数に等しい、第１レーザフットプリントからの時間遅延を用いて画定される、請求項１５～２１のいずれかに記載の装置。

【請求項23】

制御ユニット（１５）は、除去手順中に、
・予め定めた速度で回転軸（Ｋ）の周りのシリンダ本体（１）の回転を命令し、
・少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、第１レーザパルスを放射して、シリンダ本体上に前記第１レーザインプリントを画定し、
・少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、第２レーザパルスを放射して、シリンダ本体上に前記第２レーザインプリントを画定するように構成され、
前記第２レーザインプリントは、前記第１レーザインプリントに部分的に重なっており、
第２レーザパルスは、前記第１レーザパルスに時間的に直接連続しており、
特に、第２レーザパルスは、第１レーザパルスに対して、前記レーザパルス周波数の逆数に等しい時間遅延を用いて放射される、請求項２２に記載の装置。

【請求項24】

制御ユニット（１５）は、除去手順中に、
・少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、前記第１レーザパルスおよび前記第２レーザパルスに時間的に続く第３レーザパルスを放射して、シリンダ本体上に、前記第２レーザインプリントと部分的に重なっており、前記第１レーザインプリントの外部にあり、または接している第３レーザインプリントを画定し、
あるいは、
・少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、前記第１レーザパルスおよび前記第２レーザパルスに時間的に続く第３レーザパルスを放射して、シリンダ本体上に、前記第２レーザインプリントおよび前記第１レーザインプリントと部分的に重なる第３レーザインプリントを画定するように構成され、
第３レーザパルスは、前記第２レーザパルスに時間的に直接連続しており、
特に、第３レーザパルスは、前記パルス周波数の逆数に等しい、第２レーザパルスからの時間遅延を用いて放射される、請求項２３に記載の装置。

【請求項25】

該装置は、少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）によって放射されるレーザビームの方向の空間振動を、ある振動周波数に決定するように構成された振動システムを備え、
前記振動周波数は、１０Ｈｚ～２００００Ｈｚの間、より具体的には１００Ｈｚ～１００００Ｈｚの間、より具体的には２００Ｈｚ～５０００Ｈｚの間、より具体的には２００Ｈｚ～２０００Ｈｚの間であり、
必要に応じて、前記レーザビームは、パルスレーザビームであり、
必要に応じて、前記空間振動は、シリンダ本体（１）の側面（４）におけるレーザビームの振動振幅を、必要に応じて０．０５ｍｍ～５ｍｍの間、具体的には０．１ｍｍ～２ｍｍの間に規定し、
制御ユニット（１５）は、除去手順（２００２）中に、前記振動システムを駆動して、レーザビーム方向の空間振動を決定するように構成される、請求項１～２４のいずれかに記載の装置。

【請求項26】

除去手順（２００２）は、下記ステップを互いに実質的に同時に実行することを含む、請求項１～２５のいずれかに記載の装置。
・シリンダ本体（１）を回転状態で移動させるステップ。
・振動システムによるレーザビーム方向の空間振動を決定するステップ。
・少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、レーザパルスを放射するステップ。

【請求項27】

制御ユニット（１５）は、シリンダ本体の回転速度の関数として振動システムの振動周波数を決定するように、またはその逆も同様に決定するように構成され、
特に、該装置は、シリンダ本体（１）の回転速度を検出するように構成された回転速度検出器を含み、
制御ユニット（１５）は、
・速度検出器によって検出されたシリンダ本体の前記回転速度の関数として振動システムの振動周波数を決定し、または、
・振動システムの振動周波数の関数としてシリンダ本体の回転速度を決定するように構成される、請求項２５～２６のいずれかに記載の装置。

【請求項28】

制御ユニット（１５）は、
・シリンダ本体の回転速度が増加するにつれて、振動システムの振動周波数を増加させ、そして、
・シリンダ本体の回転速度が減少するにつれて、振動システムの振動周波数を減少させるように構成される、請求項２７に記載の装置。

【請求項29】

振動システムによって決定されるレーザビーム方向の空間振動は、予め定めた軌道に沿ったレーザビームの移動を定義するものであり、前記予め定めた軌道は、下記の少なくとも１つを含む、請求項２５～２８のいずれかに記載の装置。
・円形軌道
・直線軌道
・湾曲した軌道
・楕円軌道

【請求項30】

振動システムは、シリンダ本体（１）の回転軸（Ｋ）に対して実質的に平行な振動方向に沿ってレーザビームを移動させるように構成され、特に、シリンダ本体（１）の側面（４）において、レーザビームの振動振幅をシリンダ本体（１）の回転軸（Ｋ）に対して実質的に平行に定義するように構成される、請求項２５～２９のいずれかに記載の装置。

【請求項31】

レーザフットプリント間の重なり部分（４１）を得るために、制御ユニット（１５）は、下記のうちの少なくとも１つの関数として、振動システムの振動周波数を決定するように構成され、
・前記レーザフットプリント（４０）の１次元の代表的なパラメータ（Ｄ）
・レーザパルスの周波数（ｆ_{ｐｕｌｓｅ}）
・シリンダ本体（１）の側面（４）におけるレーザパルスの振動振幅（Ｌ）
特に、制御ユニット（１５）は、
・前記レーザフットプリント（４０）のサイズの代表的パラメータ（Ｄ）が減少するにつれて、振動周波数を減少させ、
・必要に応じて、前記レーザフットプリント（４０）のサイズの代表的パラメータ（Ｄ）が増加するにつれて、振動周波数を任意に増加させるように構成される、請求項１５～３０のいずれかに記載の、そして少なくとも請求項２５との組合せによる装置。

【請求項32】

制御ユニット（１５）は、重なり部分（４１）を得るために、下記の式に従って振動システムの振動周波数を決定するように構成される、請求項１５～３１のいずれかに記載の、そして少なくとも請求項２５との組合せによる装置。

【数1】

・ｆ_ｏｓｃは、振動システムによって決定できるレーザビームの振動周波数であり、前記振動周波数は、具体的にはＨｚで表される。
・Ｄは、前記レーザフットプリント（４０）のサイズの代表的パラメータであり、前記代表的パラメータＤは、具体的には、例えば、ｍｍで表される直線寸法である。必要に応じて、前記代表的パラメータＤは、前記レーザフットプリント（４０）の直径である。
・Ｔは、２つのレーザーパルス間の時間間隔であり、具体的には前記時間間隔は、レーザービームのパルス周波数ｆ_ｏｓｃの逆数であり、例えば、前記時間間隔は、秒で表される。
・Ｌは、シリンダ本体（１）の側面（４）におけるレーザビームの振動振幅であり、レーザビームの前記振動振幅は、特にｍｍで表され、特に振動振幅Ｌは、０．０５ｍｍ～５ｍｍの間、より具体的には、０．１ｍｍ～２ｍｍの間である。

【請求項33】

少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）は、レーザビームを焦点に導くように構成され、
前記焦点は、レーザビームの最小空間寸法を画定し、特に、レーザビームを規定する光線が前記焦点に収束しており、
少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）は、装置の動作状態中に、シリンダ本体（１）の側面（４）によって、所定の基準面からぼやけ距離（Δｆ）において前記焦点を規定するように構成され、
特に、前記ぼやけ距離（Δｆ）は、非ゼロ値である、請求項１～３２のいずれかに記載の装置。

【請求項34】

前記ぼやけ距離（Δｆ）は、絶対値で０．０１ｍｍ～２ｍｍの間、より具体的には０．１ｍｍ～１ｍｍの間、より具体的には０．１ｍｍ～０．５ｍｍの間である、請求項１～３３のいずれかに記載の装置。

【請求項35】

少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）は、前記ぼやけ距離（Δｆ）を下記の間で変化させるように構成される、請求項３３および３４に記載の装置。
・焦点がシリンダ本体の外側にある場合、前記ぼやけ距離（Δｆ）の正の値。
・焦点がシリンダ本体の内部にある場合、前記ぼやけ距離（Δｆ）の負の値。

【請求項36】

レーザパルスの周波数は、シリンダ本体（１）の回転周波数より大きく、必要に応じて、シリンダ本体の前記回転周波数は、回転軸（Ｋ）の周りのシリンダ本体（１）の１秒当たりの完全回転数として定義される、請求項１５～３５のいずれかに記載の装置。

【請求項37】

レーザパルスの周波数は、シリンダ本体（１）の回転周波数より少なくとも「ｎ」倍大きく、ここでｎ＞１００であり、特にｎ＞５００であり、より具体的にはｎ＞１０００であり、さらに具体的にはｎ＞３６００である、請求項１～３６のいずれかに記載の装置。

【請求項38】

前記シリンダ本体（１）の回転周波数は、５ＲＰＭ～２５０ＲＰＭの間であり、必要に応じて２０ＲＰＭ～１００ＲＰＭの間である、請求項１５～３７のいずれかに記載の装置。

【請求項39】

制御ユニット（１５）は、重なり部分の所望の表面範囲に応じて、
・レーザビームパルスの周波数を計算して命令し、
・シリンダ本体（１）の回転速度または回転周波数を計算して命令するように構成される、請求項１５～３８のいずれかに記載の装置。

【請求項40】

制御ユニット（１５）は、除去手順（２００２）中に、下記のように動作するように構成される、請求項１５～３９のいずれかに記載の装置。
・重なり部分の所望の表面範囲を入力として受信し、または計算すること。
・重なり部分（４１）の所望の表面範囲に従って、レーザビームの前記パルス周波数と、シリンダ本体（１）の前記回転速度または回転周波数とを計算すること。
・前記レーザビームパルス周波数およびシリンダ本体の前記回転速度を設定することによって、修復手順（２０００）、特に除去手順（２００２）を実行すること。

【請求項41】

前記レーザフットプリント（４０）は、下記のグループ内の形状を有する、請求項１５～４０のいずれかに記載の装置。
・円形
・細長い円形
・楕円形、
・凸状輪郭を有する曲線

【請求項42】

制御ユニット（１５）は、下記のうちの少なくとも１つを変更することによって、前記レーザフットプリントのうちのレーザフットプリントの形状を設定するように構成される、請求項１５～４１のいずれかに記載の装置。
・前記レーザフットプリントを画定するレーザビームパルス持続時間
・前記レーザパルスの放射中の回転軸（Ｋ）の周りのシリンダ本体の回転速度
・レーザビームの振動周波数
・必要に応じて、レーザビームの形状

【請求項43】

制御ユニット（１５）は、除去手順（２００２）中に、下記のように動作するように構成される、請求項１５～４２のいずれかに記載の装置。
・重なり部分の所望の表面範囲、または、レーザフットプリント（４０）の表面範囲に対する重なり部分（４１）の表面範囲の比率を入力として受信すること。
・重なり部分の前記所望の表面範囲または前記比率に従って、下記のうちの少なくとも１つを計算すること。
ｏピークパワー
ｏレーザビームパルスの平均パワー
ｏシリンダ本体の回転速度、レーザパルスの周波数
あるいは、
・ビームからのピークパルスパワーを入力として受信すること。
・レーザビームからの前記ピークパルスパワーの関数として、重なり部分の前記表面範囲、またはレーザフットプリントの表面範囲に対する重なり部分の表面範囲の比率を計算すること。
あるいは、
・シリンダ本体の回転速度を入力として受信すること。
・必要に応じて、レーザパルス周波数を入力として受信すること。
・シリンダ本体（１）の回転速度、および必要に応じて、レーザパルスの周波数の関数として、重なり部分（４１）の表面範囲、またはレーザフットプリント（４０）の表面範囲に対する重なり部分（４１）の表面範囲の比率を計算すること。
あるいは、
・レーザビームパルスのピークパワーを入力として受信すること。
・シリンダ本体（１）の回転速度を入力として受信すること。
・受信したレーザビームパルスのピークパワーおよびシリンダ本体（１）の回転速度の関数として、１０ｋＨｚ～１００００ｋＨｚの間、より具体的には３１０ｋＨｚ～１５００ｋＨｚの間のレーザビームパルスの周波数を計算し、レーザフットプリント（４０）の表面範囲の１０％～９０％の間、より具体的には２５％～７５％の間にある重なり部分（４１）の表面範囲を達成すること。

【請求項44】

制御ユニット（１５）は、下記のように動作するように構成される、請求項１５～４３のいずれかに記載の装置。
・シリンダ本体の所望の最大表面粗さを入力として受信すること。
・前記所望の最大表面粗さに応じて、下記のうちの少なくとも１つを計算すること。
ｏ重なり部分の表面範囲、必要に応じて、前記表面範囲の値の範囲
ｏ重なり部分（４１）の表面範囲とレーザフットプリント（４０）の表面範囲との間の関係
・重なり部分の前記表面範囲または前記比率の関数として、下記のうちの少なくとも１つを計算すること。
ｏレーザビームパルスのピークパワー
ｏレーザビームパルスの平均パワー
ｏシリンダ本体の回転速度
ｏレーザパルスの周波数
特に、前記最大表面粗さは、０．０５μｍ～３．０μｍの間であり、
特に、重なり部分の表面範囲は、レーザフットプリントの表面積の１０％～９０％の間、特に２５％～７５％の間であり、
特に、レーザビームパルスの前記ピークパワーは、５ｋＷ～１０００ｋＷの間、具体的には１００ｋＷ～５００ｋＷの間であり、
特に、前記シリンダ本体の前記回転速度は、５ＲＰＭ～２５０ＲＰＭの間であり、必要に応じて２０ＲＰＭ～１００ＲＰＭの間である。

【請求項45】

前記レーザフットプリントは、７０μｍ^２～２００００μｍ^２、必要に応じて５００μｍ^２～５０００μｍ^２の表面範囲を有する、請求項１５～４４のいずれかに記載の装置。

【請求項46】

必要に応じて請求項１～４５のいずれかに記載の装置を用いて、シリンダ本体（１）の表面修復のための方法であって、
前記シリンダ本体（１）は、回転軸（Ｋ）の周りの回転によって移動可能であり、シリンダ本体（１）の第１端部と第２端部との間に長さ方向に延びる側面（４）を含み、
前記方法は、シリンダ本体（１）の側面（４）の少なくとも１つの修復手順（２０００）を含み、前記修復手順（２０００）は、
ｏ少なくとも下記のステップを含む検出手順（２００１）と、
■輪郭検出器（７００）を用いて、シリンダ本体（１）の側面（４）の表面輪郭（ＤＳＰ）を検出するステップ。
■前記検出表面輪郭を、シリンダ本体（１）の目標表面輪郭（ＴＳＰ）と比較するステップ（１）。
ｏ前記比較に従って実行される、下記の段階を含む除去手順（２００２）と、を含み、
■レーザエミッタ（６００，６００”）を通して、シリンダ本体（１）の側面（４）に向けてレーザビームを放射して、前記目標表面輪郭（ＴＳＰ）を達成する段階であって、前記レーザビームは、シリンダ本体（１）から金属材料を局所的に除去する、段階。
特に、レーザエミッタは、下記のグループのうちの少なくとも１つを含む固体レーザエミッタである。
・ディスクレーザエミッタ
・ファイバレーザエミッタ
・Ｎｄ：ＹＡＧレーザエミッタ
・Ｙｂ：ＹＡＧレーザエミッタ
・Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザエミッタ
・ダイオードレーザエミッタ
・チタンサファイアレーザエミッタ

【請求項47】

除去手順（２００２）は、下記ステップを含む、請求項４６に記載の方法。
・前記シリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させ（２００２ａ）、必要に応じて、シリンダ本体（１）をその回転軸（Ｋ）の周りに回転させるステップ。
・少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に、パルスレーザビームを放射するように命令し（２００２ｂ）、前記レーザパルスは、シリンダ本体（１）から材料を除去するステップ。
前記レーザビームパルスは、互いに時間的にずれて配列しており、
特に、前記シリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させる前記ステップと、少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に、パルスレーザを放射するように命令する前記ステップとは、互いに実質的に同時である。

【請求項48】

シリンダ本体（１）の側面（４）に向けられた各パルスは、リンダ本体（１）の前記側面（４）上に個々のレーザインプリントを画定し、
前記パルスは、前記レーザフットプリント間に個々の重なり部分（４１）を形成することによって、互いに少なくとも部分的に重なるレーザフットプリント（４０）を画定する（２００２ｃ）、請求項４６～４７のいずれかに記載の方法。

【請求項49】

シリンダ本体から材料を除去する手順（２００２）を実行するステップを含む、シリンダ本体の表面修復のための方法（１）であって、
前記除去手順（２００２）は、互いに連続するレーザパルスを、シリンダ本体（１）の側面（４）に向けて放射するステップ（２００２ｂ）を含み、
各レーザパルスは、シリンダ本体（１）の前記側面（４）上に、個々のレーザフットプリントを画定し（２００２ｃ）、
前記レーザパルスは、個々の重なり部分（４１）を前記レーザフットプリントの間に形成することによって、互いに少なくとも部分的に重なるレーザフットプリント（４０）を画定する、方法。

【請求項50】

シリンダ本体の表面修復のための前記方法は、前記シリンダ本体（１）の側面（４）を研削する方法である、請求項４６～４９のいずれかに記載の方法。

【請求項51】

前記方法は、シリンダ本体（１）の側面（４）の少なくとも１つの修復手順（２０００）を含み、
前記修復手順（２０００）は、下記ステップを含む前記除去手順（２００２）を含み、
ｏシリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させるステップ（２００２ａ）。
ｏ少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、前記パルスレーザビームを放射するステップであって、前記パルスは、シリンダ本体（１）から材料を除去するように構成されるステップ（２００２ｂ）。
前記レーザビームパルスは、互いに時間的にずれて配列しており、
前記シリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させる前記移動ステップ（２００２ａ）と、少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、パルスレーザビームを放射するステップ（２００２ｂ）とは、互いに実質的に同時である、請求項４８～５０のいずれかに記載の方法。

【請求項52】

前記重なり部分（４１）間の各重なり部分が、レーザフットプリントの表面範囲の１０％～９０％の間、必要に応じて２５％～７５％の間、必要に応じて５０％～７５％、または２５％～５０％の間の表面範囲に渡って延びている、請求項４８～５１のいずれかに記載の方法。

【請求項53】

各レーザパルスは、シリンダ本体（１）の側面（４）上にクレータの形成を生じさせ、前記クレータは、７０μｍ^２～２００００μｍ^２の表面範囲を示す、請求項４７～５２のいずれかに記載の方法。

【請求項54】

各レーザパルスは、シリンダ本体（１）の側面（４）上にクレータの形成を生じさせ、前記クレータは、１μｍ～２０μｍの間の深さを示す、請求項４７～５３のいずれかに記載の方法。

【請求項55】

第１レーザパルスと第２レーザパルスとの部分的重なりによって生成される重なり部分（４１）が、シリンダ本体（１）の側面（４）上にクレータの形成を生じさせ、前記クレータは、１０μｍ～１００μｍの間の深さを示す、請求項４８～５４のいずれかに記載の方法。

【請求項56】

前記シリンダ本体（１）は、積層シリンダであり、
前記圧延シリンダの少なくとも側面（４）は、金属材料、特に鋼または鋳鉄を含む金属材料で製作される、請求項４６～５５のいずれかに記載の方法。

【請求項57】

前記修復方法は、、請求項１５～４５のいずれかに記載の装置（１０）を用いて実行される、請求項４９～５６のいずれかに方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザエミッタを用いて、例えば、圧延機での積層シリンダなどのシリンダ本体の側面またはシェル表面を処理するための装置および方法に関する。詳細には、本発明は、レーザエミッタを用いた圧延シリンダの研削のための優先的応用を見出すものである。積層シリンダは、平らな金属製品、特に鋼板、アルミニウム、その他の金属またはポリマー材料のストリップを熱間圧延または冷間圧延するための圧延機での使用、あるいは製紙工場での使用を目的とする。

【背景技術】

【0002】

鋼、アルミニウム、その他の金属またはポリマーシート材料や紙のストリップの圧延は、圧延機内の積層（または「圧延」）シリンダを使用して行われる。こうしたストリップは、対向する圧延シリンダの間を通過するように付勢され、ストリップに高い圧力を作用する。積層シリンダは、圧延段階中に、積層ウェブの側面またはマントル上に複製されるように構成されたパターンまたはテクスチャリングを有することができ、これは専門用語で積層シリンダの「テーブル」とも呼ばれる。積層シリンダテーブルのパターンまたはテクスチャリングは、積層されるウェブ上に複製される予め定めた表面粗さを含むことができる。

【0003】

圧延シリンダの側面に作用する放電（ＥＤＴ）またレーザエミッタによって実行されるテクスチャー化プロセスが知られている。レーザによって生成される表面粗さは、レーザビームの強度と、レーザエミッタと圧延シリンダの側面との間に介在する距離の関数になり得る。

【0004】

圧延中に、ロールは、圧力、摩耗、温度、処理の種類、処理される材料によって決まる進行的な劣化を受ける。例えば、圧延シリンダの側面またはテーブルは、微量の潤滑剤、フレーク、または金属残留物を含む汚れを保持することがあり、圧延ストリップの処理品質に悪影響を与える可能性がある。

【0005】

さらに、圧延サイクルが進むにつれて、圧延シリンダの側面が摩耗する可能性がある。例えば、シリンダは、金属ストリップに必要な粗さを生成するために必要な表面粗さ特性を徐々に失うことがある。圧延シリンダの表面粗さは、例えば、ＲａやＲｐｃなどの特性パラメータの値が、予め定めた制限、例えば、公称値の２０パーセントを超えて変化することがある。

【0006】

種々のタイプ、形状、深さの亀裂、へこみ、および局所的な損傷も積層シリンダの側面に発生する可能性があり、積層ウェブの最終結果に悪影響を及ぼす。

【0007】

最後に、圧延シリンダの側面またはテーブル表面の表層は、高い応力に曝される。これにより疲労現象を発生し、必要な表面特性を損なう可能性がある。

【0008】

圧延シリンダの劣化に続いて、シリンダを圧延機から一時的に取り外して、元の表面特性を修復する必要がある。

【0009】

現在まで、こうした修復は、例えば、砥石車処理を使用してシリンダを研削することによって、機械加工によって実行される。研削は、現時点で所望の結果を達成するために使用できる唯一の技術プロセスである。その主な理由は、シリンダを製作する材料の硬度と、得られる粗さの値のためである。シリンダ研削は、適切な粗さを修復するために、シリンダまたはテーブルの側面から予め定めた厚さの材料の除去を含み、亀裂やへこみなどの表面欠陥を排除して、シリンダの輪郭を圧延ミルによって必要な許容範囲（生成する要素または輪郭の形状、粗さ、偏心）に修復することを含む。

【0010】

この研削技術は、０．０２μｍ～２．５μｍの範囲内の粗さ（Ｒａ）を有効かつ効率的に達成できる。その範囲内で、研削プロセスは、一般には粗加工、半仕上げ、仕上げ加工として識別される機械加工ステップと組み合わせて、予め定めた通過回数を実行する必要があり、これらのステップの間で機械加工パラメータが変更され、必要に応じて砥石車が変更されて、希望の最終粗さを達成する。

【0011】

従来の研削機械は、圧延シリンダを回転させ、砥石車がシリンダの側面に強制的に接触することによって発生する摩擦に打ち勝つために、比較的高い電力、特に数十または数百ｋＷのオーダーの電力を必要とする。

【0012】

砥石車を使用した機械研削作業では、シリンダの表面および切削工具（実際には砥石車）の高温を伴い、局所温度を許容限度内に保つために冷却液を使用する必要がある。
こうした研削プロセスからの廃棄物は、圧延シリンダの構成金属の切粉、金剛粒、バインダー樹脂粒子、乳化した冷却液を含み、適切に処理すべき廃湿スラッジを定義する。

【0013】

必要な高い電力、砥石車／表面摩擦によって発生する高い熱エネルギー、および廃湿スラッジの存在により、圧延/積層シリンダ、または一般にシリンダ本体の修復プロセスの高いコストをもたらす。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

（本発明の目的）
従って、本発明の目的は、従来の手法の不具合および／または制限の少なくとも１つを解決することである。

【0015】

第１目的が、よりエネルギー効率が高く、シリンダ本体の側面またはマントル表面を研削するための方法および装置を提供することである。

【0016】

更なる目的が、適切な時間内に元の側面および許容範囲を有効に修復できる、シリンダ本体の側面またはマントル表面を研削するための方法および装置を提供することである。

【0017】

更なる目的が、廃棄材料が処理領域から容易に除去される、シリンダ本体の側面またはマントル表面を研削するための方法および装置を提供することである。

【0018】

更なる目的が、廃棄物処理のコストを削減できる、シリンダ本体の側面またはマントル表面を研削するための方法および装置を提供することである。

【0019】

更なる目的が、研削プロセスのコストを削減できる、シリンダ本体の側面またはマントル表面を研削するための方法および装置を提供することである。

【0020】

更なる目的は、研削プロセス中に除去される材料の量を最適化できる、シリンダ本体の側面またはシェル表面を研削するための方法および装置を提供することである。

【0021】

これらの目的および他の目的は、下記の説明および下記の態様からより明らかになるが、下記の請求項および／または態様の１つ以上に係る方法および装置によって実質的に達成される。

【課題を解決するための手段】

【0022】

（要旨）
第１態様は、シリンダ本体（１）の表面処理、特に積層シリンダの表面修復のための装置（１０）に関する。
前記装置は、
・装置動作状態（１０）において、側面（４）を有するシリンダ本体（１）を受け入れるように構成された少なくとも１つの動作位置を画定するワークステーション（１００）であって、予め定めた回転軸（Ｋ）に従ってシリンダ本体（１）を回転支持するように構成されたワークステーション（１００）と、
・ワークステーション（１００）と協働し、前記動作場所の方向に少なくとも１つのレーザビームを放射するように構成された少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）であって、シリンダ本体（１）の回転軸（Ｋ）に対して実質的に平行な主軸（Ｚ）に少なくともに沿って移動可能である、少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）と、
・シリンダ本体（１）の回転軸（Ｋ）に対して実質的に平行な検出軸（Ｙ）に少なくとも沿って移動可能である少なくとも１つの輪郭検出器（７００）であって、前記装置使用状態の下で、シリンダ本体（１）の側面（４）の検出表面輪郭を検出するように構成された、少なくとも１つの輪郭検出器（７００）と、
・レーザエミッタ（６００，６００”）および前記少なくとも１つの輪郭検出器（７００）に動作可能に接続された制御ユニット（１５）であって、前記装置使用状態中に、シリンダ本体（１）の側面（４）の少なくとも１つの修復手順を実行するように構成された、制御ユニット（１５）とを備え、
前記修復手順は、検出手順と、除去手順とを含み、
前記検出手順は、少なくとも、前記輪郭検出器（７００）を用いて、シリンダ本体（１）の検出表面輪郭（ＤＳＰ）を検出するステップと、前記検出表面輪郭（ＤＳＰ）を、シリンダ本体（１）の目標表面輪郭（ＴＳＰ）と比較するステップとを含み、
前記除去手順は、前記比較に従って実行され、少なくとも、レーザエミッタ（６００，６００”）を通して、シリンダ本体（１）の側面（４）に向けてレーザビームを放射して、前記目標表面輪郭（ＴＳＰ）を得るステップであって、前記レーザビームは、シリンダ本体（１）から金属材料を局所的に除去するように構成されるステップを含む。

【0023】

第２態様は、圧延／積層シリンダを研削するための方法に関するものであり、必要に応じて、前の態様による装置を用いており、前記シリンダ本体（１）は、シリンダ本体（１）の第１端部と第２端部との間の回転軸（Ｋ）に沿って長さ方向に延びる側面（４）を備え、
前記方法は、シリンダ本体（１）の側面（４）の少なくとも１つの修復手順（２０００）を含み、前記修復手順は、
ｏ少なくとも下記のステップを含む検出手順（２００１）と、
■輪郭検出器（７００）を用いて、シリンダ本体（１）の側面（４）の表面輪郭（ＤＳＰ）を検出するステップ。
■前記検出表面輪郭を、シリンダ本体（１）の目標表面輪郭（ＴＳＰ）と比較するステップ（１）。
ｏ前記比較に従って実行される、下記のステップを含む除去手順（２００２）と、を含み、
■レーザエミッタ（６００，６００”）を通して、シリンダ本体（１）の側面（４）に向けてレーザビームを放射して、前記目標表面輪郭（ＴＳＰ）を得るステップ。前記レーザビームは、シリンダ本体（１）から金属材料を局所的に除去する、ステップ。

【0024】

前述した態様のいずれかに係る更なる態様では、前記圧延シリンダは、金属材料の圧延作業を実行するため、または紙シートの製造を目的とする。

【0025】

第３態様は、シリンダ本体（１）の表面処理のための方法に関するものであり、必要に応じて第１態様による装置を用いており、特に積層シリンダの表面修復のためであり、
前記シリンダ本体（１）は、回転軸（Ｋ）の周りの回転によって移動可能であり、シリンダ本体（１）の第１端部と第２端部との間に長さ方向に延びる側面（４）を含み、
前記方法は、シリンダ本体（１）の側面（４）の少なくとも１つの修復手順を含み、前記修復手順は、
ｏ少なくとも下記のステップを含む検出手順と、
■輪郭検出器（７００）を用いて、シリンダ本体（１）の側面（４）の表面輪郭を検出するステップ。
■前記検出表面輪郭を、シリンダ本体（１）の目標表面輪郭（ＴＳＰ）と比較するステップ（１）。
ｏ前記比較に従って実行される、下記のステップを含む除去手順と、を含み、
■レーザエミッタ（６００，６００”）を通して、シリンダ本体（１）の側面（４）に向けてレーザビームを放射して、前記目標表面輪郭（ＴＳＰ）を得るステップであって、前記レーザビームは、シリンダ本体（１）から金属材料を局所的に除去する、ステップ。

【0026】

前述した態様のいずれかに係る第４態様では、シリンダ本体（１）の前記表面輪郭および前記目標表面輪郭（ＴＳＰ）は、
・シリンダ本体（１）の角度位置、および
・検出軸（Ｙ）に沿った直線位置、
のうちの少なくとも１つに従って変化する少なくとも１つの可変の幾何学的特徴を含み、
検出表面輪郭（ＤＳＰ）の前記少なくとも１つの幾何学的特徴は、シリンダ本体（１）の直径、および／または、シリンダ本体（１）の前記直径の変動、および／または、シリンダ本体（１）の側面（４）と輪郭検出器（７００）との間の介在距離、を表す少なくとも１つの個々の高度パラメータを含む。

【0027】

前の態様に係る第５態様では、前記少なくとも１つの目標表面輪郭幾何学的特徴（ＴＳＰ）は、シリンダ本体（１）の直径、および／または、シリンダ本体（１）の前記直径の変動、および／または、シリンダ本体（１）の側面（４）と輪郭検出器（７００）との間の、動作状態および後続の除去手順における介在距離、を表す少なくとも１つの個々の目標高度パラメータを含む。

【0028】

前述した態様のいずれかに係る第６態様では、制御ユニットは、下記のように動作するように構成される。
・輪郭検出器（７００）を検出軸（Ｙ）に沿って移動すること。
・検出軸（Ｙ）に沿った輪郭検出器（７００）を移動させながら、輪郭検出器（７００）によって前記表面輪郭（ＤＳＰ）を検出すること。
・シリンダ本体（１）の検出表面輪郭（ＤＳＰ）の前記少なくとも１つの幾何学的特徴と、検出軸（Ｙ）に沿った個々の直線位置とを関連付けること。
そして、必要に応じて、
・特にシリンダ本体に動作可能に接続された電気モータを用いて、シリンダ本体（１）を回転軸（Ｋ）の周りに回転移動させること。
・シリンダ本体の回転中に、輪郭検出器（７００）を用いて表面輪郭（ＤＳＰ）を検出すること。
・シリンダ本体（１）の検出表面輪郭（ＤＳＰ）の前記少なくとも１つの幾何学的特徴と、シリンダ本体（１）の個々の角度位置とを関連付けること。

【0029】

前の態様のいずれかに係る第７態様では、制御ユニット（１５）は、除去手順中に、パルスレーザービームを放射するように構成され、特に、前記パルスは、
・１００ｆｓ（フェムト秒）～１０００ｎｓ（ナノ秒）の間、または１ｆｓ～１０００μｓ（マイクロ秒）の間、または１ｎｓ～１０００ｎｓの間、または１ｆｓ～１０００ｐｓ（ピコ秒）の間の持続時間、および／または、
・１ｋＷ～１０ＭＷの間、具体的には１０ｋＷ～２ＭＷの間のピーク電力、
を有する。

【0030】

前述した態様のいずれかによる第８態様では、前記パルスレーザビームは、シリンダ本体（１）から材料を除去するように構成され、前記除去段階は、前記除去された材料の粉末(powder)を生成し、前記材料は、金属、特に鋼である。

【0031】

前の態様のいずれかに係る第９態様では、、前記検出表面輪郭（ＤＳＰ）と前記目標表面輪郭（ＴＳＰ）との比較により、シリンダ本体（１）の差分輪郭パラメータを定義し、前記差分輪郭パラメータは、前記検出表面輪郭（ＤＳＰ）と前記目標表面輪郭（ＴＳＰ）との間の差または比率を表す。

【0032】

前の態様のいずれかによる第１０態様では、制御ユニットは、除去手順中に、前記差分輪郭パラメータに従って、装置の少なくとも１つの動作パラメータを調節するように構成される。

【0033】

前の態様による第１１態様では、装置の少なくとも１つの動作パラメータは、レーザエミッタ（６００，６００”）によって放射されるレーザビームの少なくとも１つの制御パラメータを含み、前記制御パラメータは、レーザビームの平均パワー、レーザビームのピークパワー、レーザビームパルスの持続時間、レーザビームパルス間の間隔の持続時間、レーザビームのサイズ、レーザエミッタ（６００，６００”）とシリンダ本体（１）の外面との間の距離、レーザビームパルスの放射周波数のうちの少なくとも１つを含む。

【0034】

前の２つの態様に係る第１２態様では、前記制御ユニットは、差分パラメータに応じて、レーザエミッタ（６００，６００”）によって放出されるレーザビームの制御パラメータ（レーザビームのピークパワー、レーザビームのパルス持続時間、および必要に応じてレーザビームの平均パワーを含む）を調節するように構成される。

【0035】

１０から前の態様のいずれかに係る第１３態様では、動作パラメータは、シリンダ本体（１）の外面に向けたレーザビームの放射中に、主（Ｚ）方向に沿ったレーザエミッタ変位速度（６００，６００”）を含む。

【0036】

１０から前の態様のいずれかに係る第１４態様では、動作パラメータは、シリンダ本体（１）の外面に向けたレーザビームの放射中に、その回転軸（Ｋ）の周りのシリンダ本体（１）の角速度を含む。

【0037】

１０から前の態様のいずれかに係る第１５態様では、動作パラメータは、レーザビームがシリンダ本体（１）の側面（４）の同じ部分に入射する通過の回数を含む。

【0038】

１０から前の態様のいずれかに係る第１６態様では、動作パラメータは、前記レーザビームがシリンダ本体（１）の側面（４）の同じ部分に入射する露光時間を含み、特に、前記持続時間は、シリンダ本体（１）の前記角速度およびレーザエミッタ（６００，６００”）の前記変位速度に依存する。

【0039】

１０から前の態様のいずれかに係る第１７態様では、動作パラメータは、シリンダ本体（１）の側面（４）の同じ部分においてレーザビームによって放射されるエネルギーを表すエネルギーパラメータを含み、
特に、前記エネルギーパラメータは、下記のグループ内の少なくとも２つの組合せに依存する。
ｏ前記少なくとも１つのレーザエミッタ制御パラメータ（６００，６００”）
ｏ主軸（Ｚ）に沿った、レーザエミッタ（６００，６００”）の前記変位速度
ｏその回転軸（Ｋ）の周りのシリンダ本体（１）の前記角速度
ｏ前記露光時間
ｏ前記通過回数

【0040】

前の態様のいずれかに係る第１８態様では、制御ユニットは、前記差分パラメータの値が増加するにつれて、下記のように動作するように構成される。
・レーザエミッタ制御パラメータ（６００，６００”）、側面（４）の同じ部分に入射するレーザビームの露光時間および通過回数のうちの少なくとも１つを増加させ、特にレーザビームのピークパワーを増加させ、および／または、
・シリンダ本体（１）の角速度、主方向（Ｚ）に沿ったレーザエミッタ（６００，６００”）の変位速度、およびレーザビームのパルス持続時間のうちの少なくとも１つを減少させる。

【0041】

前の態様のいずれかに係る第１９態様では、制御ユニットは、前記差分パラメータの値が減少するにつれて、下記のように動作するように構成される。
・レーザエミッタ制御パラメータ（６００、６００”）、側面（４）の同じ部分に入射するレーザビームの露光時間および通過回数の少なくとも１つを減少させ、特にレーザビームのピークパワーを減少させ、および／または、
・シリンダ本体（１）の角速度、主方向（Ｚ）に沿ったレーザエミッタ（６００，６００”）の変位速度、およびレーザビームのパルス持続時間のうちの少なくとも１つを増加させる。

【0042】

前の態様のいずれかに係る第２０態様では、前記差分パラメータは、シリンダ本体（１）の角度位置に従って、および／または、検出軸に沿って可変であり、特に、前記差分パラメータは、検出軸（Ｙ）に沿ってのみ可変である。

【0043】

前の態様のいずれかに係る第２１態様では、前記差分パラメータは、シリンダ本体（１）の表面輪郭の摩耗を表す。

【0044】

前の態様のいずれかに係る第２２態様では、前記差分パラメータは、検出表面輪郭（ＤＳＰ）と目標表面輪郭（ＴＳＰ）との間に介在する除去対象の材料の量に比例する。

【0045】

前の態様のいずれかに係る第２３態様では、除去手順は、下記動作を含む。
・予め定めたレーザエミッタ制御パラメータを設定すること。
・必要に応じて、回転軸（Ｋ）の周りのシリンダ本体（１）の角速度を設定し、および／または、検出軸（Ｙ）に沿った輪郭検出器（７００）の変位速度を設定すること。
・レーザビームの単一通過中に、シリンダ本体（１）の側面（４）から除去される材料の厚さを表す除去指数を決定するか、または入力として受信すること。
・輪郭の差分パラメータおよび前記除去指数に応じて、前記目標表面輪郭（ＴＳＰ）を得るために必要なレーザエミッタの通過回数を計算すること。必要に応じて、前記通過回数は、前記除去指数に対する差分パラメータの比率として計算され、特に前記比率は、デフォルトで整数に近似される。

【0046】

前の態様のいずれかに係る第２４態様では、除去指数を決定するステップは、レーザエミッタの制御パラメータ設定、シリンダ本体（１）の角速度、および必要に応じて検出軸（Ｙ）に沿った輪郭検出器（７００）の変位速度に依存する。

【0047】

前の態様のいずれかに係る第２５態様では、
・レーザビームパルスのピークパワーが増加し、
・必要に応じて、レーザビームのパルス持続時間が減少するにつれて、
除去指数が増加し、それに応じて目標表面輪郭（ＴＳＰ）を得るために必要なレーザ通過回数が減少する。

【0048】

前の態様のいずれかに係る第２６態様では、
・レーザビームパルスのピークパワーが減少し、
・必要に応じて、レーザビームのパルス持続時間が増加するにつれて、
除去指数が減少し、それに応じて目標表面輪郭（ＴＳＰ）を得るために必要なレーザ通過回数が増加する。

【0049】

前の態様のいずれかに係る第２７態様では、目標表面輪郭（ＴＳＰ）は、検出表面輪郭（ＤＳＰ）によって定義されるシリンダ本体（１）の個々の平均直径より小さいシリンダ本体（１）の平均直径を定義する。

【0050】

前の態様のいずれかに係る第２８態様では、回復手順は、ループ内で検出手順および除去手順を繰り返し実行して、閉ループ制御システムを定義することを含み、必要に応じて、こうしたループは、シリンダ本体の同じ部分において通過するレーザビームの増加回数を定義する。

【0051】

前の態様のいずれかに係る第２８の２態様では、除去手順に続いて、修復手順は、前記輪郭検出器（７００）を用いて、シリンダ本体（１）の更新された検出表面輪郭（ＤＳＰ）を検出するための追加の検出手順を含み、前記更新された検出表面輪郭（ＤＳＰ）は、前記目標表面輪郭と再び比較される。

【0052】

前の態様のいずれかに係る第２９態様では、前記輪郭検出器（７００）を用いてシリンダ本体（１）の外側輪郭を検出するステップは、下記のステップを含む。
・シリンダ本体（１）をその回転軸（Ｋ）の周りに角回転させるステップ。
・輪郭検出器（７００）を検出軸（Ｙ）に沿って移動させて、シリンダ本体（１）の外面の長さを少なくとも部分的に、特に全体的にカバーするステップ。前記長さは、シリンダ本体（１）の回転軸（Ｋ）に対して平行に測定される。
特に、回転ステップおよび移動ステップは、その順序または逆の順序で、または同時に実行される。

【0053】

前の態様のいずれかに係る第３０態様では、制御ユニットは、除去手順中に、下記のように動作するように構成される。
・シリンダ本体（１）を回転させること。
・レーザエミッタを主軸（Ｚ）に沿って移動すること。
・レーザエミッタを介してレーザビームを作業場所 の方向に放射して、シリンダ本体（１）の側面（４）から金属材料を除去すること。
シリンダ本体（１）を回転させるステップと、レーザエミッタを移動させるステップとは、この順序または逆の順序で、または同時に、シリンダ本体（１）の表面輪郭を完全にカバーして実行される。

【0054】

前の態様のいずれかに係る第３１態様では、制御ユニットは、検出手順中および／または除去手順中に、シリンダ本体（１）をその回転軸（Ｋ）の周りで回転させるステップと、輪郭検出器（７００）を検出軸（Ｙ）に沿って移動させるステップとを特定の方法で実行するように構成され、
・順次に、輪郭検出器（７００）を移動させるステップは、シリンダ本体（１）を回転させるステップの後であり、またはその逆も同様であり、または
・同時に、輪郭検出器（７００）を移動させるステップは、シリンダ本体（１）を回転させるステップと部分的または全体的に同時である。

【0055】

前の態様のいずれかに係る第３２態様では、シリンダ本体（１）の外側輪郭を検出するステップは、下記のステップを、下記の順序または逆の順序でループ内で連続的かつ再帰的に実行するステップを含む。
・シリンダ本体（１）をその回転軸（Ｋ）の周りに回転させ、同時に輪郭検出器（７００）を検出軸（Ｙ）に対して静止状態に保持するステップ。
・シリンダ本体（１）を回転的に停止させ、同時に輪郭検出器（７００）を検出軸（Ｙ）に沿って１つ以上の送りステップだけ移動させるステップ。

【0056】

前の態様のいずれかに係る第３３態様では、前記輪郭検出器（７００）は、下記のうちの少なくとも１つを含む、シリンダ本体（１）の輪郭の代表的パラメータを検出するように構成される。
・シリンダ本体（１）の直径
・シリンダ本体（１）の直径の変化
・前記検出器とシリンダ本体（１）の外面の前記輪郭との間の介在距離
前記代表的パラメータは、シリンダ本体（１）の外面輪郭に従って変化し、
特に、前記代表的パラメータは、シリンダ本体（１）の回転、および／または、検出軸（Ｙ）に沿った輪郭検出器（７００）の位置とともにさらに変化する。

【0057】

前の態様のいずれかに係る第３４態様では、前記輪郭検出器（７００）は、下記を含む。
・前記１つ以上の可動アームの先端を用いて、シリンダ本体（１）の側面（４）に接触するように構成された１つ以上の可動アームを含む少なくとも１つのゲージ。前記可動アームは、シリンダ本体（１）の表面輪郭を検出するように構成される。または、
・シリンダ本体（１）の側面（４）との間の介在距離を測定するように構成された少なくとも１つの非接触距離検出器。
具体的には、前記非接触距離検出器は、レーザなどの光学検出器と、飛行時間型検出器との間の少なくとも１つを含むことによる。

【0058】

前の態様のいずれかに係る第３５態様では、除去手順は、少なくとも１つの第１通過と１つの第２通過を行うことを含み、必要に応じて、シリンダ本体（１）の側面（４）の１つ以上の対象部分において、レーザビームの「ｎ」回通過（２≦ｎ≦２０）を行って、各通過の際に予め定めた量の材料を除去する。

【0059】

前の態様のいずれかに係る第３６態様では、制御ユニットは、下記のように動作するように構成される。
・時間的に前記第１通過と第２通過との間で、輪郭検出器（７００）に命令し、前記対象部分におけるシリンダ本体（１）の更新された輪郭を検出すること。
・前記更新された輪郭を、目標表面輪郭（ＴＳＰ）と比較すること。
・更新された輪郭と目標表面輪郭（ＴＳＰ）との間の前記比較に従って、第２通過中に、レーザエミッタ（６００，６００”）によって放射されたレーザビームを調節し、個々の差分パラメータを更新すること。前記調節ステップは、前記更新された差分パラメータに依存する。

【0060】

前の態様のいずれかに係る第３７態様では、前記レーザエミッタ制御パラメータは、下記のグループのうちの少なくとも１つを含む。
・レーザエミッタ（６００，６００”）によって放射されるレーザビームの平均パワー。前記平均パワーは、最小パワー（Ｐｍｉｎ）と最大パワー（Ｐｍａｘ）の間で調節可能であり、特に前記パワーは、ワット単位で測定される。
・レーザビームの１つ以上のパルスの持続時間。前記レーザパルス持続時間は、レーザパルスの最小持続時間（Ｔｍｉｎ）とレーザパルスの最大持続時間（Ｔｍａｘ）との間で調節可能である。
・レーザビームパルスのピークパワー。
・レーザエミッタ（６００，６００”）とシリンダ本体（１）の外面との間の距離、必要に応じて、レーザエミッタ（６００，６００”）と回転軸（Ｋ）との間に介在する距離。前記レーザエミッタ（６００，６００”）は、較正方向（Ｘ）に沿って回転軸（Ｋ）に対して横断方向、特に直角に移動可能であり、特に前記較正方向（Ｘ）は、回転軸（Ｋ）と交差している。
・前述の全ての制御パラメータの組合せ。

【0061】

前の態様のいずれかに係る第３８態様では、露光持続時間は、シリンダ本体（１）の外面の同じ部分に放射されるレーザビームパルスの各々の持続時間の合計に本質的に対応する。

【0062】

前の態様のいずれかに係る第３９態様では、前記エネルギーパラメータは、レーザビームの平均パワーと、レーザビームがシリンダ本体（１）の外面の同じ部分に作用する１回の持続時間との間の算術積に比例する。

【0063】

前の態様のいずれかに係る第４０態様では、制御ユニットは、下記の動作パラメータのうちの少なくとも１つを調節するように構成される。
・レーザエミッタ（６００，６００”）の平均パワーまたはピークパワー。前記平均ピークまたはピークパワーは、最小パワー（Ｐｍｉｎ）と最大パワー（Ｐｍａｘ）の間で調節可能であり、特に前記パワーはワット単位で測定される。
・レーザビームパルス持続時間。前記レーザパルス持続時間は、最小レーザパルス持続時間（Ｔｍｉｎ）と最大レーザパルス持続時間（Ｔｍａｘ）との間で調節可能であり。
特に、前記制御ユニットは、レーザエミッタパワー（６００，６００”）およびレーザビームパルスの持続時間の両方を調節するように構成される。

【0064】

前の態様のいずれかに係る第４１態様では、制御ユニットは、除去手順中に、下記のステップのうちの少なくとも１つを含む粗加工手順を定義するように構成される。
・レーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、パルスレーザビームを発生するステップ。前記パルスの各々は、ある初期持続時間を有し、特に１ｎｓ～１０００ｎｓの間の大きさのオーダー以内の初期持続時間を有する。
・必要に応じて、レーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、５０μｍ未満、具体的には２０μｍ未満のサイズを有するレーザビームを発生するステップ。前記サイズは、ビーム直径である。

【0065】

前の態様のいずれかに係る第４２態様では、制御ユニットは、除去手順中に、以下のステップのうちの少なくとも１つを含む半仕上げ手順を定義するように構成される。
・レーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、パルスレーザビームを発生するステップ。前記パルスの各々は、前記第１持続時間よりも短い第２持続時間を有する。
特に前記第２持続時間は、前記第１持続時間よりも少なくとも１０倍、１００倍、または１０００倍小さく、前記第２持続時間は、特に１ｆｓ～１０００ｐｓの間の大きさのオーダー内であり、好ましくは１０ｐｓ未満である。
・必要に応じて、レーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、５０μｍ未満、具体的には２０μｍ未満のサイズを有するレーザビームを発生する。前記サイズは、ビーム直径である。

【0066】

前の態様のいずれかに係る第４３態様では、半仕上げ手順は、時間的に粗加工手順の後に続く。

【0067】

前の態様のいずれかに係る第４４態様では、粗加工手順は、シリンダ本体（１）の側面（４）に第１表面粗さを定義するように構成され、半仕上げ手順は、シリンダ本体（１）の側面（４）上に第２表面粗さを定義するように構成され、前記第１表面粗さは、第２表面粗さより大きく、特に前記第１表面粗さは、第２表面粗さの「ｎ」倍大きい（１．１＜ｎ＜５）。

【0068】

前の態様のいずれかに係る第４５態様では、
・粗加工手順中のレーザエミッタ（６００，６００”）の平均パワーは、半仕上げ手順中のレーザエミッタ（６００，６００”）の平均パワーと実質的に同じである。前記平均パワーは、特に０．５Ｗ～５００Ｗの間、特に１Ｗ～２００Ｗの間である。および／または、
・粗加工手順中のレーザエミッタ（６００，６００”）によって放射されるレーザビームのピークパワーは、半仕上げ手順中にレーザエミッタ（６００、６００”）によって放射されるレーザビームのピークパワーより低い。粗加工手順におけるレーザビームの前記ピークパワーは、半仕上げ手順におけるレーザビームのピークパワーよりも１０倍、１００倍、または１０００倍低い。

【0069】

前の態様のいずれかに係る第４６態様では、粗加工手順におけるレーザビームのピークパワーは、１０ｋＷ～１００ｋＷとの間である。

【0070】

前の態様のいずれかに係る第４７態様では、半仕上げ手順におけるレーザビームの前記ピークパワーは、１０ｋＷ～１０ＭＷとの間である。

【0071】

４４から前の態様のいずれかに係る第４８態様では、
・第１平均表面粗さ（Ｒａ）は、０．８μｍ～２．０μｍの間である。
・第２平均表面粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍ～０．８μｍの間である。

【0072】

前の態様のいずれかに係る第４９態様では、前記レーザエミッタは、粗加工手順および／または半仕上げ手順中に、０．３μｍ～１．５μｍの間の波長を有するレーザビームを放射するように構成される。

【0073】

前の態様のいずれかに係る第５０態様では、制御ユニットは、除去手順中に、下記のステップのうちの少なくとも１つを含む仕上げ手順を定義するように構成される。
・レーザエミッタ（６００，６００”）に、下記のタイプのレーザビームを発生するように命令すること。
ｏ連続タイプ、または
ｏ下記を有するパルスを備えるタイプ。
■粗加工手順および半仕上げ手順中に放射されるレーザビームパルスの持続時間よりも長い個々の持続時間。特に仕上げ手順中のパルスの持続時間は、１μｓ～１０００ｍｓの間の大きさのオーダー内であり、および／または、
■粗加工手順および半仕上げ手順で放射されるレーザビームのピークパワーより小さい個々のピークパワー。特に、仕上げ手順のレーザビームの前記ピークパワーは、粗加工手順および半仕上げ手順で照射されるレーザビームのパワーピークよりも１０倍、１００倍または１０００倍小さい。
・必要に応じて、レーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、１００μｍより大きい、特に２００μｍより大きいサイズを有するレーザビームを発生するように命令し、前記サイズは特に５０μｍ～２０００μｍの間であり、前記サイズは、ビーム直径である。

【0074】

前の態様のいずれかに係る第５１態様では、仕上げ手順は、シリンダ本体（１）の側面（４）上に、０．５μｍ未満、具体的には０．４μｍ未満、具体的には０．０５μｍ～０．４μｍの間の仕上げの平均表面粗さ（Ｒａ）を定義するように構成される。

【0075】

前の態様のいずれかに係る第５２態様では、前記レーザエミッタは、仕上げ手順中に、平均レーザビームパワーを１Ｗ～２ｋＷの間、より具体的には１０Ｗ～１ｋＷの間、より具体的には２０Ｗ～８００Ｗの間、より具体的には５０Ｗ～５００Ｗの間に調節するように構成される。

【0076】

前の態様のいずれかに係る第５２の２態様では、前記レーザエミッタは、仕上げ手順中に、ピークレーザビームパワーを８Ｗ～２ｋＷの間、より具体的には１０Ｗ～１ｋＷの間、より具体的には１０Ｗ～１ｋＷの間、２０Ｗ～８００Ｗの間、より具体的には５０Ｗ～５００Ｗの間に調節するように構成される。

【0077】

前の態様のいずれかに係る第５３態様では、仕上げ手順中にレーザエミッタ（６００，６００”）によって放射されるレーザビームの平均パワーは、粗加工手順中にレーザエミッタ（６００，６００”）によって放射されるレーザビームの平均パワーよりも大きい。

【0078】

前の態様のいずれかに係る第５４態様では、
・粗加工手順中に、レーザエミッタは、初期ピークパワーＰｒ＿ｐを有するレーザビームを放射するように構成され、
・半仕上げ手順中に、レーザエミッタは、第２ピークパワーＰｓ＿ｐを有するレーザビームを放射するように構成され、
・仕上げ手順中に、レーザエミッタは、ピーク仕上げパワーＰｆ＿ｐを有するレーザビームを放射するように構成され、下記の条件を満たす。

【数1】

【0079】

前の態様のいずれかに係る第５５態様では、前記レーザエミッタは、粗加工手順中に、仕上げ加工または半仕上げ手順中に除去される材料の厚さよりも大きな厚さの材料を、各主要通過ごとに除去するように構成される。

【0080】

前の態様のいずれかに係る第５６態様では、粗加工手順中に、レーザエミッタは、各通過中に、シリンダ本体（１）の側面（４）から、０．００１ｍｍ～０．２５０ｍｍの間、具体的には０．０１０～０．１００ｍｍの間の材料厚さを除去するように構成される。

【0081】

前の態様のいずれかに係る第５７態様では、前記レーザエミッタは、除去手順中に、シリンダ本体（１）の側面（４）から、検出表面輪郭（ＤＳＰ）と目標表面輪郭（ＴＳＰ）の間の最大差よりも大きい、特に差分パラメータの最大値より大きい厚さの材料を除去するように構成される。

【0082】

前の態様のいずれかに係る第５８態様では、前記厚さは、除去手順前の状態と除去手順後の状態との間で半径方向に測定される。

【0083】

前の態様のいずれかに係る第５９態様では、レーザエミッタ（６００，６００”）は、動作状態中に、シリンダ本体（１）の側面（４）の作業部分に入射する放射方向に沿って前記レーザビームを放射するように構成され、前記レーザビーム放射方向（ＬＤ）は、シリンダ本体（１）の回転軸（Ｋ）に対して実質的に直交または横断方向である。

【0084】

前の態様のいずれかに係る第６０態様では、装置は、レーザビームによって影響を受けるシリンダ本体（１）の側面（４）の一部の方向にガスの流れを配送するように構成されたガスノズル（６１０）を含む。必要に応じて、前記側面部分（４）は、シリンダ本体（１）の側面（４）の作業部分である。

【0085】

前の態様のいずれかに係る第６１態様では、前記ガスノズル（６１０）は、下記のうちの少なくとも１つを配送するように構成される。
・非酸化性ガス、特に不活性ガス。特に前記非酸化性ガスは、窒素、ヘリウム、およびアルゴンを含むグループ内の少なくとも１つを含む。
・シリンダ本体（１）の側面（４）と相互作用して、レーザビームによって影響を受けたシリンダ本体（１）の側面（４）の前記部分に化学変化を引き起こすように構成された反応性ガス。前記反応性ガスは、酸素または空気の少なくとも一方を含む。

【0086】

前の態様のいずれかに係る第６２態様では、前記ガスノズル（６１０）は、レーザビーム放射方向（ＬＤ）を横切るガス放射方向（ＧＤ）に沿って前記ガスを配送するように構成される。前記ガス放射方向（ＧＤ）および前記レーザビーム放射方向（ＬＤ）は、作業ポイントで交わっており、特に前記作業ポイントは、レーザビームによって影響を受けるシリンダ本体（１）の側面（４）の前記部分と実質的に一致する。

【0087】

前の態様のいずれかに係る第６３態様では、前記ガス流は、レーザビームが入射するシリンダ本体（１）の側面（４）の作業部分から金属粒子を遠くに移動させるように構成される。

【0088】

前の態様のいずれかに係る第６３の２態様では、装置は、特に第１構成に従って、レーザ光源（６０１）によって発生したレーザビームを、連続反射によって前記レーザエミッタに導くのに適した偏向ミラーのシステムを含む。。

【0089】

前の態様のいずれかに係る第６４態様では、装置は、第２構成に従って、個々のケーブル、特に光ファイバケーブルによって前記レーザエミッタにそれぞれ接続された第１および第２レーザ光源を含む。特に、第１レーザ光源のケーブルと第２レーザ光源のケーブルは、同じレーザエミッタに合流しており、
前記第１レーザ光源は、第１レーザビームを発生するように構成され、前記第２レーザ光源は、第２レーザビームを発生するように構成される。

【0090】

前の態様のいずれかに係る第６４ａ態様では、装置は、第２構成に従って、連続的な反射によって、光源によって発生したレーザビームを前記レーザエミッタに搬送するのに適した個々の偏向ミラーシステムによってそれぞれ接続された第１および第２レーザ光源を備え、
前記第１レーザ光源は、第１レーザビームを発生するように構成され、前記第２レーザ光源は、第２レーザビームを発生するように構成される。

【0091】

前の２つの態様に係る第６５態様では、前記第１レーザビームは、前記第２レーザビームとは異なる少なくとも１つの制御パラメータまたは波長を含む。

【0092】

６４から前の態様のいずれかに係る第６６態様では、制御ユニットは、第１または第２レーザ光源を選択的に駆動して、個々のレーザビームをレーザエミッタに放射するように構成される。

【0093】

前の態様のいずれかに係る第６７態様では、装置は、第３構成に従って、た前記レーザエミッタと、互いに別個であり、互いに異なる位置に設置された補助レーザエミッタとを含む。

【0094】

前の態様のいずれかに係る第６８態様では、装置は、さらに下記を含む。
・個々の第１ケーブル、具体的には光ファイバケーブルによって前記レーザエミッタに接続された第１レーザ光源。
・個々の第２ケーブル、具体的には光ファイバケーブルによって前記補助レーザエミッタに接続された第２レーザ光源。
前記第１レーザ光源は、第１レーザビームを発生するように構成され、
前記第２レーザ光源は、第２レーザビームを発生するように構成され、
レーザエミッタは、第１放射方向に沿って第１レーザビームを放射するように構成され、一方、補助レーザエミッタは、第１放射方向とは任意に異なる第２放射方向に沿って第２レーザビームを放射するように構成され、特に、前記第１放出方向および前記第２放出方向は、作業場所の異なる領域と交差し、または、動作状態中は、シリンダ本体（１）の側面（４）の異なる部分と交差する。

【0095】

第６７態様に係る第６８の２態様では、装置はさらに、下記を含む。
・連続反射によって、光源によって発生したレーザビームを前記レーザエミッタに案内するのに適した個々の第１偏向ミラーシステムによって前記レーザエミッタに接続された第１レーザ光源。
・連続反射によって、光源によって発生したレーザビームを前記補助レーザエミッタに案内するのに適した個々の第２偏向ミラーシステムによって前記補助レーザエミッタに接続された第２レーザ光源。
前記第１レーザ光源は、第１レーザビームを発生するように構成され、
前記第２レーザ光源は、第２レーザビームを発生するように構成され、
特に、レーザエミッタは、第１放射方向に沿って第１レーザビームを放射するように構成され、一方、補助レーザエミッタは、第１放射方向とは任意に異なる第２放射方向に沿って第２レーザビームを放射するように構成され、特に、前記第１放出方向および前記第２放出方向は、作業場所の異なる領域と交差し、または、動作状態中は、シリンダ本体（１）の側面（４）の異なる部分と交差する。

【0096】

６７からの前の態様のいずれかに係る第６９態様では、制御ユニットは、第１および第２レーザ光源を同時にまたは選択的に駆動し、個々のレーザビームを放射するように構成される。

【0097】

６７から前の態様のいずれかに係る第７０態様では、
・前記第１レーザビームは、前記第２レーザビームとは異なる少なくとも１つの制御パラメータまたは波長を含み、制御ユニットは、第１および第２レーザ光源を同時にまたは選択的に駆動し、個々のレーザビームを放射するように構成され、
あるいは、
・前記第１レーザビームおよび前記第２レーザビームは、同じ波長を有するか、または等しい制御パラメータ値、特に等しいピークパワーおよびパルス持続時間を有し、制御ユニットは、第１および第２レーザ光源を同時にまたは選択的に駆動して、個々のレーザビームを放射するように構成される。

【0098】

６７から前の態様のいずれかに係る第７１態様では、装置は、主軸（Ｚ）に沿って移動可能であり、レーザエミッタおよび補助レーザエミッタを搬送する共通レーザキャリッジを備え、レーザエミッタは、少なくとも主軸（Ｚ）に沿って、補助レーザエミッタと一体化されている。

【0099】

６７から７０の前の態様のいずれかに係る第７２態様では、装置は、第４構成に従って、レーザエミッタ（６００）および補助レーザエミッタ（６００”）をそれぞれ搬送する第１および第２レーザキャリッジ（４００，４００”）を含み、
・第１キャリッジは、主軸（Ｚ）に沿って移動可能であり、
・第２キャリッジは、回転軸（Ｋ）に対して本質的に平行であり、前記主方向（Ｚ）とは別個の補助主軸（Ｘ’）に沿って移動可能であり、
特に、前記第１方向（Ｘ）および前記第１補助方向（Ｘ’）は、回転軸（Ｋ）に対して互いに角度αだけ角度的に位相がずれている。

【0100】

前の態様に係る第７３態様では、前記第１キャリッジおよび前記第２キャリッジは、互いに独立して移動可能である。

【0101】

前の態様のいずれかに係る第７４態様では、前記装置は、下記を含む。
・輪郭検出器（７００）を搬送し、少なくとも検出軸（Ｙ）に沿って移動可能である検出器キャリッジ。
・レーザエミッタ（６００，６００”）を搬送し、少なくとも主軸（Ｚ）に沿って移動可能であるレーザキャリッジ。
前記検出器キャリッジおよび前記レーザキャリッジは、物理的に別個であり、互いに独立して移動可能であり、特に主軸（Ｚ）および検出軸（Ｙ）は、
・互いに別個で平行であり、特に主軸（Ｚ）および検出軸（Ｙ）は一致しておらず、必要に応じて主軸（Ｚ）および検出軸（Ｙ）は、回転軸（Ｋ）に対して互いに角度的にオフセットしており、または
・互いに一致しており、
あるいは、
・前記装置は、下記を含む。
ｏ輪郭検出器（７００）およびレーザエミッタ（６００，６００”）の両方を搬送し、シリンダ本体の回転軸（Ｋ）に対して実質的に平行な作業方向（Ｗ）に沿って移動する共通キャリッジ。前記輪郭検出器（７００）および前記レーザエミッタ（６００，６００”）は、少なくとも作業方向（Ｗ）に沿って互いに一体化しており、特に、検出軸（Ｙ）に沿った輪郭検出器（７００）の移動により、主軸（Ｚ）に沿ったレーザエミッタ（６００，６００”）の同じ移動を生じさせ、
特に主軸（Ｚ）は、検出軸（Ｙ）および作業方向（Ｗ）と基本的に一致している。

【0102】

前の態様のいずれかに係る第７５態様では、装置は、検出器キャリッジと、レーザキャリッジと、前記検出器キャリッジおよびレーザキャリッジ搬送するコモンレールとを備え、前記コモンレールは、ワークステーションの回転軸（Ｋ）に対して平行に延びており、検出器キャリッジおよびレーザキャリッジは、前記レール上で移動可能であり、特に前記主方向および前記検出方向は、実質的に一致する。

【0103】

前の態様のいずれかに係る第７６態様では、装置は、共通キャリッジと、前記共通キャリッジを搬送するコモンレールとを備え、前記コモンレールは、ワークステーションの回転軸（Ｋ）に対して平行に延びており、共通キャリッジは、前記レールに沿って移動可能であり、特に前記主方向および前記検出方向は、実質的に一致する。

【0104】

前の態様のいずれかに係る第７７態様では、装置は、第１レールと第２レールを含み、
・第１レールは、ワークステーションの回転軸（Ｋ）に対して平行に延びており、前記検出キャリッジおよび前記長いレーザキャリッジを搬送する。
・第２レールは、ワークステーションの回転軸（Ｋ）に対して平行に延びており、前記補助レーザキャリッジを主補助軸（Ｘ’）に沿って搬送する。
必要に応じて、前記第１および第２レールは、作業エリアの動作場所の反対側に配置され、特に前記第１および第２レールは、回転軸（Ｋ）に対して互いに角度的にオフセットしており、または対向している。

【0105】

前の態様のいずれかに係る第７８態様では、輪郭検出器（７００）はさらに、渦電流の誘導および／または超音波によって、シリンダ本体（１）の側面（４）の表面欠陥を検出するように構成され、前記表面欠陥は、特に亀裂(crack)を含み、特に、前記輪郭検出器（７００）は、前記表面欠陥の位置、形状、サイズおよび深さのうちのグループ内の１つまたは複数の情報を検出するように構成される。

【0106】

前の態様のいずれかに係る第７９態様では、レーザエミッタ（６００，６００”）は、２μｍと０．２μｍの間、具体的には１．２μｍと０．２５μｍの間、より具体的には１．１μｍ～０．３μｍの間、または１．１μｍ～０．５μｍの間の波長を有するレーザビームを発生するように構成される。

【0107】

前の態様のいずれかに係る第８０態様では、レーザエミッタ（６００，６００”）は、クラス４のレーザビームを放射するように構成される。

【0108】

前の態様のいずれかに係る第８１態様では、装置は、少なくともワークステーションおよびレーザエミッタを収容し、必要に応じて輪郭検出器（７００）も収容する内部空間を画定するシールドカバー（１０００）を含み、前記シールドカバー（１０００）は、レーザビームを前記内部空間内に閉じ込めるように構成され、レーザビームが漏出するのを防止している。

【0109】

前の態様のいずれかに係る第８２態様では、前記シールドカバー（１０００）の内容空間は、内部空間から周囲環境まで、除去手順によって生成される金属粉塵の漏出を防止するように構成されたフィルタ装置を実質的に経由してのみ外部環境と連通している。

【0110】

前の態様のいずれかに係る第８３態様では、ワークステーションは、シリンダ本体（１）を回転状態に配置し、制御ユニットに動作可能に接続されるように構成された、少なくとも１つのモータまたはアクチュエータ、例えば、電気モータまたはアクチュエータなどを含み、制御ユニットは、検知手順中および／または除去手順中に、前記モータを制御して、シリンダ本体（１）の回転速度を変更するようにように構成される。

【0111】

前の態様のいずれかに係る第８４態様では、ワークステーションは、共通キャリッジを移動させるように構成された、少なくとも１つのモータまたはアクチュエータ、例えば、電気モータまたはアクチュエータなどを含む。

【0112】

前の態様のいずれかに係る第８５態様では、ワークステーションは、第１キャリッジを移動させるように構成された、少なくとも１つのモータまたはアクチュエータ、例えば、電気モータまたはアクチュエータなどを含む。

【0113】

前の態様のいずれかに係る第８６態様では、ワークステーションは、第２キャリッジを移動させるように構成された、少なくとも１つのモータまたはアクチュエータ、例えば、電気モータまたはアクチュエータなどを含む。

【0114】

前の態様のいずれかに係る第８７態様では、ワークステーションは、輪郭検出器を移動させるように構成された、少なくとも１つのモータまたはアクチュエータ、例えば、モータまたは電気アクチュエータなどを含む。

【0115】

前の態様のいずれかに係る第８８態様では、制御ユニットは、除去手順と同時に検出手順を実行するように構成され、修復手順中に、レーザエミッタ（６００，６００”）は、シリンダ本体の側面（４）の第１部分にレーザビームを放射するように構成され、輪郭検出器は、シリンダ本体の側面（４）の第２部分で表面輪郭を検出するように構成され、前記第１部分は、前記第２部分とは別個で分離している。

【0116】

前の態様のいずれかに係る第８９態様では、レーザエミッタは、下記のグループのうちの少なくとも１つを含む固体レーザエミッタである。
・ディスクレーザエミッタ
・ファイバレーザエミッタ
・Ｎｄ：ＹＡＧレーザエミッタ
・Ｙｂ：ＹＡＧレーザエミッタ
・Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザエミッタ
・ダイオードレーザエミッタ
・チタンサファイアレーザエミッタ

【0117】

前の態様のいずれかに係る第９０態様では、シリンダ本体（１）、特にシリンダ本体（１）の少なくとも側面（４）は、金属材料、特に鋼で製作される。

【0118】

前の態様のいずれかに係る第９１態様では、シリンダ本体（１）は、５００ｍｍ～２５００ｍｍの間の回転軸（Ｋ）に沿った長さの作業側面寸法を有し、５０ｍｍ～１５００ｍｍの間の直径を有する。

【0119】

前の態様のいずれかに係る第９２態様では、制御ユニットは、検出表面輪郭（ＤＳＰ）に従って目標表面輪郭（ＴＳＰ）を計算するように構成され、目標表面輪郭（ＴＳＰ）が検出表面輪郭（ＴＳＰ）と交差する場合、制御ユニットは、検出表面輪郭（ＤＳＰ）と交差しない新しい目標表面輪郭（ＴＳＰ）を計算するように構成され、特に新しい目標表面輪郭（ＴＳＰ）は、検出表面輪郭（ＤＳＰ）と交差する目標表面輪郭（ＴＳＰ）によって定義される直径より小さいシリンダ本体の直径を定義する。

【0120】

前の態様のいずれかに係る第９２の２態様では、制御ユニットは、下記のように動作するように構成される。
・シリンダ本体の側面（４）の第１部分の上で、一時的検出表面輪郭（ＤＳＰ_ｔｅｍｐ）を検出すること。
・一時的検出表面輪郭（ＤＳＰ_ｔｅｍｐ）に従って、一時的目標表面輪郭（ＴＳＰ_ｔｅｍｐ）を計算すること。前記一時的目標表面輪郭（ＴＳＰ_ｔｅｍｐ）は、前記一時的検出表面輪郭（ＤＳＰ_ｔｅｍｐ）と交差しない。
・シリンダ本体の側面（４）の第２部分の上で、更新された検出表面輪郭（ＤＳＰ）を検出すること。
・前記一時的目標表面輪郭（ＴＳＰ_ｔｅｍｐ）が前記更新された検出表面輪郭（ＤＳＰ）と交差する場合、更新された検出表面輪郭（ＤＳＰ）に従って、更新された目標表面輪郭（ＴＳＰ）を計算すること。前記更新された目標表面輪郭（ＴＳＰ）は、前記更新された検出表面輪郭（ＤＳＰ）と交差しない。

【0121】

前の態様のいずれかに係る第９３態様では、制御ユニットは、相対平均パワーより大きいピークパワー、具体的には、相対平均パワーよりも１０倍、１００倍、または１０００倍大きいピークパワーを有するパルスレーザビームを放射するように構成される。

【0122】

前の態様のいずれかに係る第９４態様では、シリンダ本体（１）の側面（４）の表面輪郭を検出するステップは、下記のステップを含む。
・シリンダ本体（１）を、ある角度位置に固定した状態に維持するステップ。
・シリンダ本体が前記角度位置に固定されながら、輪郭検出器（７００）を検出軸（Ｙ）に沿って移動させるステップ。前記輪郭検出器（７００）は、検出軸（Ｙ）に沿って移動しながら、シリンダ本体の前記側面（４）の一部の表面輪郭を同時に検出する。
・輪郭検出器（７００）を、検出軸（Ｙ）に沿った予め定めた検出位置に位置決めして固定するステップ。
・シリンダ本体（１）をその回転軸（Ｋ）の周りで回転状態で移動させ、輪郭検出器（７００）が前記予め定めた検出位置にある状態で、シリンダ本体（１）の前記側面（４）の追加部分の表面輪郭を検出するステップ。

【0123】

前の態様のいずれかに係る第９５態様では、前記デフォルト検出位置は、下記を含む。
・輪郭検出器（７００）がシリンダ本体（１）の側面の第１端に面する第１端位置。
・輪郭検出器（７００）がシリンダ本体（１）の側面の、回転軸（Ｋ）によって定義される方向に沿った第１端の反対側にある第２端に面する第２端位置。
・輪郭検出器（７００）がシリンダ本体（１）の側面の中央部分、具体的には前記第１端と第２端との間の中央に介在する中間位置に面する中間位置。

【0124】

前の態様のいずれかに係る第９６態様では、シリンダ本体（１）の側面（４）は、シリンダ本体の動作状態中に圧延動作を実行するように構成される。

【0125】

前の態様のいずれかに係る第９７態様では、シリンダ本体（１）の側面（４）は、シリンダ本体（１）の最大直径を定義する。

【0126】

前の態様のいずれかに係る第９８態様では、前記目標表面輪郭（ＴＳＰ）は、必要な機械加工許容範囲を含み、前記機械加工許容範囲は、具体的には下記の許容範囲を含む。
・シリンダ本体が熱間圧延動作（ＨＳＭ）を実行するように構成される場合、シリンダ本体の直径に渡って測定した±３０μｍに等しいか、または
・シリンダ本体が冷間圧延動作（ＣＲＭ）を実行するように構成される場合、シリンダ本体の直径に渡って測定された±１０μｍと±１５μｍの間である。

【0127】

前の態様のいずれかに係る第９９態様では、制御ユニットは、検出表面輪郭（ＤＳＰ）、具体的には更新された検出表面輪郭（ＤＳＰ）と、目標表面輪郭（ＴＳＰ）との間の差を表す偏差値を計算するように構成され、
・前記偏差値が予め定めた許容範囲内にある場合、制御ユニットは、修復手順を終了するように構成される。
・前記偏差値が前記予め定めた許容範囲外にある場合、制御ユニットは、修復手順の実行を継続するように構成される。
特に前記許容範囲は、下記のものである。
・シリンダ本体が熱間圧延動作（ＨＳＭ）を実行するように構成される場合、シリンダ本体の直径に渡って測定した±３０μｍに等しいか、または
・シリンダ本体が冷間圧延動作（ＣＲＭ）を実行するように構成される場合、シリンダ本体の直径に渡って測定された±１０μｍと±１５μｍの間である。

【0128】

前の態様のいずれかに係る第１００態様では、装置は、レーザ光源と個々のレーザエミッタとの間に介在する反射ミラーのシステムを含み、前記ミラーシステムは、レーザ光源によって放射されたレーザビームを個々のレーザエミッタに案内するように構成される。レーザ光源は、１００ｆｓ未満、具体的には０．１ｆｓ～１００ｆｓの間、具体的には１ｆｓ～５０ｆｓの間の持続時間を有するパルスレーザビームを放出するように構成される。

【0129】

前の態様のいずれかに係る第１０１態様では、除去手順は、シリンダ本体研削手順（１）を定義する。

【0130】

前の態様のいずれかに係る第１０２態様では、制御ユニット（１５）は、除去手順（２００２）中に、少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に、シリンダ本体（１）から材料を除去するのに適したパルスレーザビームを放射するように命令するように構成される。

【0131】

前の態様のいずれかに係る第１０３態様では、除去手順（２００２）は、下記を含む。
・前記シリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させるステップ（２００２ａ）。必要に応じて、シリンダ本体（１）をその回転軸（Ｋ）の周りで回転状態に配置する。
・少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、前記パルスレーザビームを放射するステップ（２００２ｂ）。前記パルスは、シリンダ本体（１）から材料を除去できる。

【0132】

前の態様のいずれかに係る第１０４態様では、前記シリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させるステップと、少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、パルスレーザビームを放射するステップ（２００２ｂ）は、互いに実質的に同時である。

【0133】

１０２から前の態様のいずれかに係る第１０５態様では、レーザビームの前記パルスは、互いに時間的にずれて配列される。

【0134】

１０２から前の態様のいずれかに係る第１０６態様では、シリンダ本体（１）の側面（４）に向けられた各パルスは、シリンダ本体（１）の前記側面（４）上に、装置の前記動作状態中に、個々のレーザフットプリント（４０）を画定するように構成される。

【0135】

前の態様のいずれかに係る第１０７態様では、前記レーザパルスは、前記レーザフットプリント間に個々の重なり部分（４１）を形成することによって、少なくとも部分的に互いに重なり合うレーザフットプリントを画定する。

【0136】

前の態様のいずれかに係る第１０８態様では、除去手順（２００２）は、下記ステップを含む。
・前記シリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させるステップ（２００２ａ）。必要に応じて、シリンダ本体（１）をその回転軸（Ｋ）の周りで回転状態に配置するステップ。
・少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、パルスレーザビームを放射するステップ（２００２ｂ）。前記レーザパルスは、シリンダ本体（１）から材料を除去する。
前記レーザビームパルスは、互いに時間的にずれて配列している。
特に前記シリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させる前記ステップと、少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、パルスレーザビームを放射する前記ステップは、互いに実質的に同時である。

【0137】

前の態様のいずれかに係る第１０９態様では、シリンダ本体（１）の側面（４）に向けられた各パルスは、シリンダ本体（１）の前記側面（４）上に、個々のレーザフットプリントを画定し、前記レーザパルスは、個々の重なり部分（４１）を前記レーザフットプリント間に形成することによって、互いに少なくとも部分的に重なり合うレーザフットプリント（４０）を画定する（２００２ｃ）。

【0138】

第１１０態様は、シリンダ本体（１）の表面処理、特に圧延シリンダの表面修復のための装置（１０）に関する。前記装置は、
・装置動作状態（１０）において、側面（４）を有するシリンダ本体（１）を受け入れるように構成された少なくとも１つの動作位置を画定するワークステーション（１００）であって、予め定めた回転軸（Ｋ）に従ってシリンダ本体（１）を回転支持するように構成されたワークステーション（１００）と、
・ワークステーション（１００）と協働し、前記動作場所の方向に少なくとも１つのパルスレーザビームを放射するように構成された少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）であって、シリンダ本体（１）の回転軸（Ｋ）に対して実質的に平行な主軸（Ｚ）に少なくともに沿って移動可能である、少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）と、
・レーザエミッタ（６００，６００”）に動作可能に接続された制御ユニット（１５）であって、前記装置の動作状態中に、シリンダ本体（１）の側面（４）の少なくとも１つの修復手順（２０００）を実行するように構成された、制御ユニット（１５）とを備え、
前記修復手順（２０００）は、下記ステップを含む除去手順（２００２）を含み、
ｏシリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させるステップ（２００２ａ）。
ｏ少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、前記パルスレーザビームを放射するステップであって、前記パルスは、シリンダ本体（１）から材料を除去するように構成されるステップ（２００２ｂ）。
前記レーザビームパルスは、互いに時間的にずれて配列しており、
シリンダ本体（１）の側面（４）に向けられた各パルスは、シリンダ本体（１）の前記側面（４）上に、装置の前記動作状態中に、個々のレーザフットプリント（４０）を画定するように構成され、
前記レーザパルスは、前記レーザフットプリント間に個々の重なり部分（４１）を形成することによって、少なくとも部分的に互いに重なり合うレーザフットプリント（４０）を画定する。

【0139】

第１１１態様は、シリンダ本体から材料を除去する手順（２００２）を実行するステップを含む、シリンダ本体の表面修復のための方法（１）に関する。前記除去手順（２００２）は、互いに連続するレーザパルスを、シリンダ本体（１）の側面（４）に向けて放射するステップ（２００２ｂ）を含み、各レーザパルスは、シリンダ本体（１）の前記側面（４）上に、個々のレーザフットプリントを画定し（２００２ｃ）、前記レーザパルスは、個々の重なり部分（４１）を前記レーザフットプリントの間に形成することによって、互いに少なくとも部分的に重なるレーザフットプリント（４０）を画定する。

【0140】

前の１１１態様に係る第１１２態様では、修復方法は、前の態様のいずれかに係る装置（１０）によって実行される。

【0141】

１１１から前の態様のいずれかに係る第１１３態様では、前記シリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させる前記移動ステップと、少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、パルスレーザビームを放射するステップ（２００２ｂ）とは、互いに実質的に同時である。

【0142】

１０７から前の態様のいずれかに係る第１１４態様では、重なり部分（４１）は、レーザフットプリント（４０）の表面範囲の１０％～９０％の間、必要に応じて２５％～７５％の間の表面範囲に渡って延びており、必要に応じて、重なり部分（４１）の前記表面範囲は、５０％～７５％の間、または２５％～５０％の間である。

【0143】

１０２から前の態様のいずれかに係る第１１５態様では、前記レーザビームパルスは、互いに時間的にずれて配列しており、必要に応じて１０ｋＨｚ～１００００ｋＨｚの間、より具体的には１０ｋＨｚ～１５００ｋＨｚの間のパルス周波数を定義する。

【0144】

１０６から前の態様のいずれかに係る第１１６態様では、前記レーザフットプリント（４０）は、シリンダ本体（１）からの材料除去の領域およびその境界を画定する。

【0145】

１０２から前の態様のいずれかに係る第１１７態様では、シリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させるステップは、シリンダ本体（１）をその回転軸（Ｋ）の周りに回転状態に配置するステップを含む。

【0146】

１０７から前の態様のいずれかに係る第１１８態様では、重なり部分は、互いに連続する、特に互いに直接連続するレーザフットプリントの少なくとも部分的な重なりによって画定される。

【0147】

１０７から前の態様のいずれかに係る第１１９態様では、前記重なり部分は、第１レーザプリントと、前記第１レーザプリントに時間的に直接連続する第２レーザプリントとの重なりによって画定される。

【0148】

前の態様のいずれかに係る第１２０態様では、前記第２レーザフットプリントは、前記パルス周波数の逆数に等しい、第１レーザフットプリントからの時間遅延を用いて定義される。

【0149】

前の１１９態様と１２０態様のいずれかに係る第１２１態様では、制御ユニット（１５）は、除去手順中に、
・予め定めた速度で回転軸（Ｋ）の周りのシリンダ本体（１）の回転を命令し、
・少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、第１レーザパルスを放射して、シリンダ本体上に前記第１レーザインプリントを画定し、
・少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、第２レーザパルスを放射して、シリンダ本体上に前記第２レーザインプリントを画定するように構成され、
前記第２レーザインプリントは、前記第１レーザインプリントに部分的に重なっており、
第２レーザパルスは、前記第１レーザパルスに時間的に直接連続しており、
特に、第２レーザパルスは、第１レーザパルスに対して、前記レーザパルス周波数の逆数に等しい時間遅延を用いて放射される。

【0150】

１１９から前の態様のいずれかに係る第１２２態様では、制御ユニット（１５）は、除去手順中に、
・少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、前記第１レーザパルスおよび前記第２レーザパルスに時間的に続く第３レーザパルスを放射して、シリンダ本体上に、前記第２レーザインプリントと部分的に重なっており、前記第１レーザインプリントの外部にあり、または接している第３レーザインプリントを画定し、
あるいは、
・少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、前記第１レーザパルスおよび前記第２レーザパルスに時間的に続く第３レーザパルスを放射して、シリンダ本体上に、前記第２レーザインプリントおよび前記第１レーザインプリントと部分的に重なる第３レーザインプリントを画定するように構成される。

【0151】

前の態様に係る第１２３態様では、第３レーザパルスは、前記第２レーザパルスに時間的に直接連続している。

【0152】

前の１１２態様と１２３態様のいずれかに係る第１２４態様では、第３レーザパルスは、前記パルス周波数の逆数に等しい、第２レーザパルスに対する時間遅延を用いて放射される、

【0153】

１から前の態様のいずれかに係る第１２５態様では、装置は、少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）によって放射されるレーザビームの方向の空間振動を、ある振動周波数に決定するように構成された振動システムを含む。

【0154】

前の態様のいずれかに係る第１２６態様では、前記振動周波数は、１０Ｈｚ～２００００Ｈｚの間、具体的には１００Ｈｚ～１００００Ｈｚの間、より具体的には２００Ｈｚ～５０００Ｈｚの間、より具体的には２００Ｈｚ～２０００Ｈｚの間である。

【0155】

１２５から前の態様のいずれかに係る第１２７態様では、前記レーザビームは、パルスレーザビームである。

【0156】

１２５から前の態様のいずれかに係る第１２８態様では、前記空間振動は、シリンダ本体（１）の側面（４）におけるレーザビームの振動振幅を、必要に応じて０．０５ｍｍ～５ｍｍの間、具体的には０．１ｍｍ～２ｍｍの間に規定する。

【0157】

１２５から前の態様のいずれかに係る第１２９態様では、制御ユニット（１５）は、除去手順（２００２）中に、前記振動システムを駆動して、レーザビーム方向の空間振動を決定するように構成される、

【0158】

１２５から前の態様のいずれかに係る第１３０態様では、除去手順（２００２）は、下記ステップを互いに実質的に同時に実行することを含む。
・シリンダ本体（１）を回転状態で移動させるステップ。
・振動システムによるレーザビーム方向の空間振動を決定するステップ。
・少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、レーザパルスを放射するステップ。

【0159】

１２５から前の態様のいずれかに係る第１３１態様では、制御ユニット（１５）は、シリンダ本体の回転速度の関数として振動システムの振動周波数を決定するように、またはその逆も同様に決定するように構成される。

【0160】

１２５から前の態様のいずれかに係る第１３２態様では、該装置は、シリンダ本体（１）の回転速度を検出するように構成された回転速度検出器を含み、制御ユニット（１５）は、
・速度検出器によって検出されたシリンダ本体の前記回転速度の関数として振動システムの振動周波数を決定し、または、
・振動システムの振動周波数の関数としてシリンダ本体の回転速度を決定するように構成される。

【0161】

１２５から前の態様のいずれかに係る第１３３態様では、制御ユニット（１５）は、
・シリンダ本体の回転速度が増加するにつれて、振動システムの振動周波数を増加させ、そして、
・シリンダ本体の回転速度が減少するにつれて、振動システムの振動周波数を減少させるように構成される。

【0162】

１２５から前の態様のいずれかに係る第１３４態様では、振動システムによって決定されるレーザビーム方向の空間振動は、予め定めた軌道に沿ったレーザビームの移動を定義する。

【0163】

前の態様に係る第１３５態様では、前記デフォルト軌道は、円形軌道、直線軌道、湾曲した軌道、楕円軌道のうちの少なくとも１つを含む。

【0164】

１２５から前の態様のいずれかに係る第１３６態様では、振動システムは、シリンダ本体（１）の回転軸（Ｋ）に対して実質的に平行な振動方向に沿ってレーザビームを移動させるように構成され、特に、シリンダ本体（１）の側面（４）において、レーザビームの振動振幅をシリンダ本体（１）の回転軸（Ｋ）に対して実質的に平行に定義するように構成される。

【0165】

１２５から前の態様のいずれかに係る第１３７態様では、レーザフットプリント間の重なり部分（４１）を得るために、制御ユニット（１５）は、下記のうちの少なくとも１つの関数として、振動システムの振動周波数を決定するように構成される。
・前記レーザフットプリント（４０）の１次元の代表的なパラメータ（Ｄ）
・レーザパルスの周波数（ｆ_{ｐｕｌｓｅ}）
・シリンダ本体（１）の側面（４）におけるレーザパルスの振動振幅（Ｌ）

【0166】

１２５から前の態様のいずれかに係る第１３８態様では、制御ユニット（１５）は、
・前記レーザフットプリント（４０）のサイズの代表的パラメータ（Ｄ）が減少するにつれて、振動周波数を減少させ、
・必要に応じて、前記レーザフットプリント（４０）のサイズの代表的パラメータ（Ｄ）が増加するにつれて、振動周波数を任意に増加させるように構成される。

【0167】

１２５から前の態様のいずれかに係る第１３９態様では、制御ユニット（１５）は、重なり部分（４１）を得るために、下記の式に従って振動システムの振動周波数を決定するように構成される。

【数2】

・ｆ_ｏｓｃは、振動システムによって決定できるレーザビームの振動周波数であり、前記振動周波数は、具体的にはＨｚで表される。
・Ｄは、前記レーザフットプリント（４０）のサイズの代表的パラメータであり、前記代表的パラメータＤは、具体的には、例えば、ｍｍで表される直線寸法である。必要に応じて、前記代表的パラメータＤは、前記レーザフットプリント（４０）の直径である。
・Ｔは、２つのレーザーパルス間の時間間隔であり、具体的には前記時間間隔は、レーザービームのパルス周波数ｆ_ｏｓｃの逆数であり、例えば、前記時間間隔は、秒で表される。
・Ｌは、シリンダ本体（１）の側面（４）におけるレーザビームの振動振幅であり、レーザビームの前記振動振幅は、特にｍｍで表され、特に振動振幅Ｌは、０．０５ｍｍ～５ｍｍの間、より具体的には、０．１ｍｍ～２ｍｍの間である。

【0168】

前の１態様および／または１１０態様のいずれかに係る第１４０態様では、少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）は、レーザビームを焦点に導くように構成され、前記焦点は、レーザビームの最小空間寸法を画定し、特に、レーザビームを規定する光線が前記焦点に収束している。

【0169】

前の態様に係る第１４１態様では、少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）は、装置の動作状態中に、シリンダ本体（１）の側面（４）によって、所定の基準面からぼやけ距離（Δｆ）において前記焦点を規定するように構成される。

【0170】

前の態様に係る第１４２態様では、前記ぼやけ距離（Δｆ）は、非ゼロ値である。

【0171】

１４１から前の態様のいずれかに係る第１４３態様では、前記ぼやけ距離（Δｆ）は、絶対値で０．０１ｍｍ～２ｍｍの間、具体的には０．１ｍｍ～１ｍｍの間、より具体的には０．１ｍｍ～０．５ｍｍの間である。

【0172】

１４１から前の態様のいずれかに係る第１４４態様では、少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）は、前記ぼやけ距離（Δｆ）を下記の間で変化させるように構成される。
・焦点がシリンダ本体の外側にある場合、前記ぼやけ距離（Δｆ）の正の値。
・焦点がシリンダ本体の内部にある場合、前記ぼやけ距離（Δｆ）の負の値。

【0173】

１０２から前の態様のいずれかに係る第１４５態様では、レーザパルスの周波数は、シリンダ本体（１）の回転周波数より大きく、必要に応じて、シリンダ本体の前記回転周波数は、回転軸（Ｋ）の周りのシリンダ本体（１）の１秒当たりの完全回転数として定義される。

【0174】

１０２から前の態様のいずれかに係る第１４６態様では、レーザパルスの周波数は、シリンダ本体（１）の回転周波数より少なくとも「ｎ」倍大きく、ここでｎ＞１００であり、特にｎ＞５００であり、より具体的にはｎ＞１０００であり、さらに具体的にはｎ＞３６００である。

【0175】

１０２から前の態様のいずれかに係る第１４７態様では、前記シリンダ本体（１）の回転周波数は、５ＲＰＭ～２５０ＲＰＭの間であり、必要に応じて２０ＲＰＭ～１００ＲＰＭの間である。

【0176】

１０２から前の態様のいずれかに係る第１４８態様では、制御ユニット（１５）は、重なり部分の所望の表面範囲に応じて、
・レーザビームパルスの周波数を計算して命令し、
・シリンダ本体（１）の回転速度または回転周波数を計算して命令するように構成される。

【0177】

１０２から前の態様のいずれかに係る第１４９態様では、制御ユニット（１５）は、除去手順（２００２）中に、下記のように動作するように構成される。
・重なり部分の所望の表面範囲を入力として受信し、または計算すること。
・重なり部分（４１）の所望の表面範囲に従って、レーザビームの前記パルス周波数と、シリンダ本体（１）の前記回転速度または回転周波数とを計算すること。
・前記レーザビームパルス周波数およびシリンダ本体の前記回転速度を設定することによって、修復手順（２０００）、特に除去手順（２００２）を実行すること。

【0178】

１０６から前の態様のいずれかに係る第１５０態様では、前記レーザフットプリント（４０）は、円形、細長い円形、楕円形、凸状輪郭を有する曲線を含むグループ内の形状を有する。

【0179】

１０６から前の態様のいずれかに係る第１５１態様では、制御ユニット（１５）は、下記のうちの少なくとも１つを変更することによって、前記レーザフットプリントのうちのレーザフットプリントの形状を設定するように構成される。
・前記レーザフットプリントを画定するレーザビームパルス持続時間
・前記レーザパルスの放射中の回転軸（Ｋ）の周りのシリンダ本体の回転速度
・レーザビームの振動周波数
・必要に応じて、レーザビームの形状

【0180】

１０７から前の態様のいずれかに係る第１５２態様では、制御ユニット（１５）は、除去手順（２００２）中に、下記のように動作するように構成される。
・重なり部分の所望の表面範囲、または、レーザフットプリント（４０）の表面範囲に対する重なり部分（４１）の表面範囲の比率を入力として受信すること。
・重なり部分の前記所望の表面範囲または前記比率に従って、下記のうちの少なくとも１つを計算すること。
ｏピークパワー
ｏレーザビームパルスの平均パワー
ｏシリンダ本体の回転速度、レーザパルスの周波数
あるいは、
・ビームからのピークパルスパワーを入力として受信すること。
・レーザビームからの前記ピークパルスパワーの関数として、重なり部分の前記表面範囲、またはレーザフットプリントの表面範囲に対する重なり部分の表面範囲の比率を計算すること。
あるいは、
・シリンダ本体の回転速度を入力として受信すること。
・必要に応じて、レーザパルス周波数を入力として受信すること。
・シリンダ本体（１）の回転速度、および必要に応じて、レーザパルスの周波数の関数として、重なり部分（４１）の表面範囲、またはレーザフットプリント（４０）の表面範囲に対する重なり部分（４１）の表面範囲の比率を計算すること。
あるいは、
・レーザビームパルスのピークパワーを入力として受信すること。
・シリンダ本体（１）の回転速度を入力として受信すること。
・受信したレーザビームパルスのピークパワーおよびシリンダ本体（１）の回転速度の関数として、１０ｋＨｚ～１００００ｋＨｚの間、より具体的には３１０ｋＨｚ～１５００ｋＨｚの間のレーザビームパルスの周波数を計算し、レーザフットプリント（４０）の表面範囲の１０％～９０％の間、より具体的には２５％～７５％の間にある重なり部分（４１）の表面範囲を達成すること。

【0181】

１０７から前の態様のいずれかに係る第１５３態様では、制御ユニット（１５）は、下記のように動作するように構成される。
・シリンダ本体の所望の最大表面粗さを入力として受信すること。
・前記所望の最大表面粗さに応じて、下記のうちの少なくとも１つを計算すること。
ｏ重なり部分の表面範囲、必要に応じて、前記表面範囲の値の範囲
ｏ重なり部分（４１）の表面範囲とレーザフットプリント（４０）の表面範囲との間の関係

【0182】

前の態様のいずれかに係る第１５４態様では、制御ユニット（１５）は、下記のように動作するように構成される。
・重なり部分の前記表面範囲または前記比率に従って、下記のうちの少なくとも１つを計算すること。
ｏレーザビームパルスのピークパワー
ｏレーザビームパルスの平均パワー
ｏシリンダ本体の回転速度
ｏレーザパルスの周波数

【0183】

前の１５３態様と１５４態様のいずれかに係る第１５５態様では、前記最大表面粗さは、０．０５μｍ～３．０μｍの間である。

【0184】

１０７から前の態様のいずれかに係る第１５６態様では、重なり部分の表面範囲は、レーザフットプリントの表面積の１０％～９０％の間、特に２５％～７５％の間である。

【0185】

１０２から前の態様のいずれかに係る第１５７態様では、レーザビームパルスの前記ピークパワーは、５ｋＷ～１０００ｋＷの間、具体的には１００ｋＷ～５００ｋＷの間である。

【0186】

１０２から前の態様のいずれかに係る第１５８態様では、前記シリンダ本体の前記回転速度は、５ＲＰＭ～２５０ＲＰＭの間であり、必要に応じて２０ＲＰＭ～１００ＲＰＭの間である。

【0187】

１０６から前の態様のいずれかに係る第１５９態様では、前記レーザフットプリントは、７０μｍ^２～２００００μｍ^２、必要に応じて５００μｍ^２～５０００μｍ^２の表面範囲を有する。

【0188】

１１１から前の態様のいずれかに係る第１６０態様では、シリンダ本体の表面修復のための前記方法は、前記シリンダ本体（１）の側面（４）を研削する方法である。

【0189】

１１１から前の態様のいずれかに係る第１６１態様では、前記方法は、シリンダ本体（１）の側面（４）の少なくとも１つの修復手順（２０００）を含み、必要に応じて前記修復手順（２０００）は、態様１～１０１のいずれかに従う。

【0190】

前の態様に係る第１６２態様では、前記修復手順（２０００）は、下記ステップを含む前記除去手順（２００２）を含む。
ｏシリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させるステップ（２００２ａ）。
ｏ少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、前記パルスレーザビームを放射するステップであって、前記パルスは、シリンダ本体（１）から材料を除去するように構成されるステップ（２００２ｂ）。
前記レーザビームパルスは、互いに時間的にずれて配列している。

【0191】

前の態様のいずれかに係る第１６３態様では、前記シリンダ本体（１）と前記少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）との間の少なくとも１つを移動させる前記移動ステップ（２００２ａ）と、少なくとも１つのレーザエミッタ（６００，６００”）に命令し、パルスレーザビームを放射するステップ（２００２ｂ）とは、互いに実質的に同時である。

【0192】

１０７から前の態様のいずれかに係る第１６４態様では、前記重なり部分（４１）間の各重なり部分が、レーザフットプリントの表面範囲の１０％～９０％の間、必要に応じて２５％～７５％の間、必要に応じて５０％～７５％、または２５％～５０％の間の表面範囲に渡って延びている。

【0193】

１０２から前の態様のいずれかに係る第１６５態様では、各レーザパルスは、シリンダ本体（１）の側面（４）上にクレータの形成を生じさせる。

【0194】

前の態様に係る第１６５態様では、前記クレータは、７０μｍ^２～２００００μｍ^２の表面範囲を示す。

【0195】

前の１６５態様と１６６態様のいずれかに係る第１６７態様では、前記クレータは、例えば、位置および／または形状の点で前記レーザフットプリント（４０）に対応する。

【0196】

１６５から前の態様のいずれかに係る第１６８態様では、前記クレータは、前記レーザフットプリント（４０）と実質的に等しい表面範囲を有する。

【0197】

１０２から前の態様のいずれかに係る第１６９態様では、各レーザパルスは、シリンダ本体（１）の側面（４）上にクレータの形成を生じさせ、前記クレータは、１μｍ～２０μｍの間の深さを示す。

【0198】

１０７から前の態様のいずれかに係る第１７０態様では、第１レーザパルスと第２レーザパルスとの部分的重なりによって生成される重なり部分（４１）が、シリンダ本体（１）の側面（４）上にクレータの形成を生じさせ、前記クレータは、１０μｍ～１００μｍの間の深さを示す。

【0199】

１０２から、および／または１１０と１１１から前の態様のいずれかに係る第１７１態様では、前記シリンダ本体（１）は、金属材料、特に鋼または鋳鉄を含む金属材料で製作される圧延シリンダである。

【0200】

前の態様のいずれかに係る第１７２態様では、前記シリンダ本体の側面（４）は、金属材料、特に鋼または鋳鉄を含む金属材料で製作される。

【0201】

１１１から前の態様のいずれかに係る第１７３態様では、前記修復方法は、態様１０２～１１０のいずれかに係る装置（１０）を用いて実行される。

【0202】

態様２に係る第１７４態様では、前記修復方法は、態様１０２～１７２のいずれかに従う。

【図面の簡単な説明】

【0203】

本発明のいくつかの実施形態およびいくつかの態様は、添付図面を参照して以下に説明しているが、これは例示を目的として提供され、従って限定的なものではない。

【0204】

【図1】本発明に係る装置の上面図である。

【図2】本発明に係る装置の上面図である。

【図3】本発明に係る装置の上面図である。

【図4】本発明に係る装置の上面図である。

【図5】シリンダ本体の側面の検出輪郭と目標輪郭との差を示す概略図である。

【図6a】除去手順の連続ステップの概略図である。

【図6b】除去手順の連続ステップの概略図である。

【図6c】除去手順の連続ステップの概略図である。

【図6d】除去手順の連続ステップの概略図である。

【図6e】除去手順の連続ステップの概略図である。

【図6f】除去手順の連続ステップの概略図である。

【図6g】除去手順の連続ステップの概略図である。

【図6h】除去手順の連続ステップの概略図である。

【図6i】除去手順の連続ステップの概略図である。

【図6j】除去手順の連続ステップの概略図である。

【図6k】除去手順の連続ステップの概略図である。

【図6l】除去手順の連続ステップの概略図である。

【図6m】除去手順の連続ステップの概略図である。

【図6n】除去手順の連続ステップの概略図である。

【図6o】除去手順の連続ステップの概略図である。

【図6p】除去手順の連続ステップの概略図である。

【図7】図７ａおよび７ｂは、時間の関数として連続またはパルスレーザビームによって放射されるピークおよび平均パワーの概略図である。

【図8】本発明に係る方法ステップを概略的に示す。

【図9】図９ａ、図９ｂおよび図９ｃは、シリンダ本体の側面に入射するレーザビームを概略的に示し、焦点は様々な高さΔｆに位置決めされる。

【図10】部分的に重なったレーザインプリントを備えたシリンダ本体を支持する、本発明に係る装置を概略的に示す。

【図11】部分的に重なるレーザフットプリントを備えたシリンダ本体を支持する、本発明の更なる実施形態に係る装置を概略的に示す。

【図12】部分的に重なるレーザフットプリントを備えたシリンダ本体を支持する、本発明の更なる実施形態に係る装置を概略的に示す。

【図12b】蛇行軌道を画定する部分的に重なるレーザインプリントを備えたシリンダ本体を支持する、本発明の一実施形態に係る装置を概略的に示す。

【図13】レーザフットプリント間の重なり部分を画定するステップを含む修復手順の方法ステップを表すフローチャートを示す。

【図14】シリンダ本体の外側輪郭を検出するステップと、レーザフットプリント間の重なり分を画定するステップの両方を含む修復手順の方法ステップを表すフローチャートを示す。

【発明を実施するための形態】

【0205】

シリンダ本体表面処理装置１は、添付の表では参照番号１０で示され、特に圧延(rolling)／積層シリンダの表面修復のためのものである。この装置は、積層シリンダの側面に研削動作を実行するように構成できる。

【0206】

図１～４に概略的に示すシリンダ本体１、または積層シリンダ１は、５００ｍｍ～２５００ｍｍの間の側面加工面の長さ、５０ｍｍ～１５００ｍｍの間の直径を有してもよい。
シリンダ本体は、金属材料、例えば、鋼や鋳鉄などで製作できる。

【0207】

シリンダ１は、回転軸Ｋに沿って延びる側面４を有する。側面４は、ローリング（圧延）段階で動作するシリンダ本体の部分を画定する。換言すると、側面４は、積層プロセスを意図したシリンダ本体の部分を画定する。

【0208】

シリンダ本体は、その研削ステップまたは外面処理の一方の際に、回転軸Ｋの周りにシリンダ本体１を回転可能に支持するように構成された支持構造１００によって画定されるワークステーションに配置される。

【0209】

シリンダ本体１は、ワークステーション１００において、シリンダ１の回転軸Ｋの周りの回転を可能にする支持体２００によって支持される。図１に示す一実施形態では、装置は、第１および第２支持体２００，２００’を含み、加工対象のシリンダを軸方向に支持する先端および心押台システムを画定する。具体的には、第１および第２支持体２００，２００’は、シリンダ本体がワークステーション１００内に収容された場合、シリンダ本体の回転軸Ｋと一致する方向に沿って軸方向に位置合わせされる。

【0210】

代替の実施形態では、シリンダは、シリンダの領域を画定するしネック部６上に支持され、通常は側面４よりも小さい直径を備える。そこに、シリンダを圧延機に挿入するためにベアリングが搭載される。この場合、シリンダ支持は、滑り軸受を介してもよい。

【0211】

さらに代替の実施形態では、シリンダは、側面４とネック部６との間に軸方向に介在する肩部７の上に支持される。具体的には、肩部７は、シリンダ本体のネック部の直径と側面４の直径との間の中間の直径を有する。ここでは、ネック部６は最小の直径を有する。

【0212】

換言すると、前述の実施形態によれば、ワークステーション１００は、シリンダ本体を支持し、その回転軸Ｋの周りの回転を可能にし、または特定するように構成される。特にワークステーション１００は、シリンダ本体１を収容するのに適した動作場所を画定する。

【0213】

装置はまた、シリンダ本体に動作可能に接続され、側面研削ステップ４の間にシリンダ本体１を回転軸Ｋの周りに回転させるように構成されたモータ３００（図１に示す）を含んでもよい。

【0214】

装置はまた、ワークステーション１００と協働し、シリンダ本体１が収容される動作場所１０の方向に少なくとも１つのレーザビームを放射するように構成された少なくとも１つのレーザエミッタ６００，６００”を含む。

【0215】

具体的には、６００，６００”レーザエミッタは、光ファイバ６０２，６０２”を介して、レーザビームを発生し、それを光ファイバを介してレーザエミッタに導くように構成されたレーザ光源６０１，６０１”に接続される。

【0216】

代替の実施形態では、図示していないが、６００，６００”レーザエミッタは、連続反射によってビームをレーザ光源からレーザエミッタに搬送するのに適した反射ミラーシステムを経由して、６００，６００”レーザ光源に接続される。この場合、光ファイバは、適切な通路内で保護された、レーザビームの空気経路に置き換えられる。具体的には、装置は、レーザ光源が、１００フェムト秒未満、特に０．１フェムト秒～１００フェムト秒の間、特に１フェムト秒～５０フェムト秒の間の持続時間を有するパルスレーザビームを放射するように構成された実施形態において反射ミラーシステムを備える。本出願人は、パルスレーザビームの伝送は、パルス幅がフェムト秒の範囲にあるパルス持続時間を有する場合、光ファイバケーブルの代わりに反射ミラーの存在から利益を受けることを指摘する。後の説明で明らかになるように、ミラーシステムは、半仕上げ段階の間に使用できる。

【0217】

レーザ光源は、主としてソリッドステート（例えば、ファイバ、ディスク、Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｙｂ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＶＯ_４、ダイオード）であり、連続またはパルスのレーザビーム放射を伴う。レーザ光源のタイプは、シリンダ本体１に対して行われる研削のタイプに従って定めてもよい。

【0218】

持続時間がｎｓ（ナノ秒）、ｐｓ（ピコ秒）、ｆｓ（フェムト秒）のオーダーであるパルスレーザビームは、アブレーション方式の処理に使用できる。レーザパルスは、１ｋＨｚ～５０ＭＨｚの間の周波数で、赤外線（例えば、約１μｍの波長）もしくは可視光（例えば、約０．５μｍの波長）に近い波長、または紫外線（約０．３μｍの波長）に近い波長で放射できる。レーザビームの平均パワーは中程度であり、典型的には１Ｗより大きく、例えば、５０～２００Ｗでもよく、これに対してレーザビームパルスのピークパワーは極めて高く、典型的には１０ｋＷより大きく、最大で１ＭＷを超える値でもよい。

【0219】

長いパルス（μｓ～ｍｓ、またはそれ以上）で連続または変調放射を備えたレーザを使用して、シリンダ全体または局所的な研磨プロセス（クラック修復）を実行できる。

【0220】

パルスレーザが、シリンダ全体または局所的に酸化物、破片、および不純物を除去するクリーニングプロセス（レーザクリーニング）のために使用できる。

【0221】

積層シリンダ研削を実行するために使用される制御パラメータの詳細については詳しく後述する。

【0222】

全てのプロセスは、振動ビームまたは、動的システムによる大面積処理用に形成されたビームでビーム整形システムに結合してもよい。

【0223】

図７ａは、連続レーザビームのＰｏｕｔ出力パワーを示し、一方、図７ｂは、パルスレーザビームの出力パワーを示す。特に、破線は、レーザビームの平均パワーを定義する。連続レーザビームの場合、この破線は、レーザビームの一定パワーに対応する。図７ｂに示すケースでは、レーザビームは、ピークパワーＰ_ｐおよび平均パワーＰ_ｍを定義するパルスで放射され、ピークパワーは平均パワーよりも大きい。同じ平均パワーの場合、連続レーザは、常に平均パワーを放射するが、パルスレーザは、一連の短いパルスを放射し、これは、時間経過で平均化すると、連続レーザと等価な平均パワーを定義する。しかしながら、本発明は、平均パワーと比較して、高いピークパワーが、シリンダ本体の金属材料の蒸発／アブレーションを生じさせるのに特に適していることを示す。レーザによって放射される同じ合計エネルギーおよび平均パワーでは、連続レーザビームとパルスレーザビームとは異なる結果を出す。連続レーザビームまたは極めて長い持続時間のパルスを有するレーザビームは、材料を局所的に溶融する傾向があり、そのため仕上げ加工にはより適していると考えられる。これに対して高出力ピークによる短パルスレーザビームは、材料が昇華する傾向があり、そのため除去／粗加工／半仕上げ動作により適していると考えられる。

【0224】

除去される材料の量は、ピークパワーに関係する。その結果、同じ平均パワーでは、パルス持続時間が減少するにつれて、除去される材料は増加する。

【0225】

レーザエミッタ６００，６００”は、シリンダ本体を収容する動作台座に沿って配置され、少なくともシリンダ本体１の回転軸Ｋに対して実質的に平行な主軸Ｚに沿って移動可能である。シリンダ本体１が動作場所に収容された場合、レーザエミッタは、シリンダ本体１の側面４に対して実質的に平行に移動するように構成される。

【0226】

この装置は、キャリッジ４００と、個々のレールとを備えることができ、キャリッジ４００は、レール上で主軸Ｚに沿って移動可能である。レーザエミッタは、図１に示すように、主軸Ｚに沿って移動するためにそのキャリッジ４００に搬送され繋がれる。

【0227】

この装置はまた、キャリッジ４００によって搬送されて拘束され、主軸Ｚを横切る方向に沿って移動可能なスレッド（そり）５００を含んでもよい。特に、スレッド５００は、レーザエミッタ６００，６００”を搬送でき、それをシリンダ本体の側面４により近づけたり、より遠ざかるように移動可能にする。シリンダ本体に対するこうした横断移動により、シリンダの表面に対してレーザエミッタによって放射されるレーザビームの焦点の位置を変化させ、加工対象の表面の輪郭（輪郭）に追従し、種々の直径のシリンダ本体に対するレーザエミッタ６００，６００”の位置決めに適応できる。

【0228】

キャリッジ４００およびスライド５００の移動は、好ましくは、リニア電気アクチュエータまたはモータ、または他のタイプのアクチュエータ（変位に関して高精度および制御システムによって付与されるコマンドに対する高い応答性を備えたモータおよびボールねじなど）によって行ってもよい。

【0229】

先行技術セクションで前述したように、シリンダ本体の側面は、金属半製品、例えば、金属ストリップの圧延中など、圧延段階に摩耗する傾向がある。これによりシリンダ本体の側面が亀裂、変形、または加工硬化して、その結果、シリンダ本体の側面を研磨する必要がある。

【0230】

これに関して、装置は、図１～図４に示す少なくとも１つの輪郭検出器７００を含み、これは、シリンダ本体の側面の輪郭を検出するように構成される。換言すると、こうした輪郭検出器７００は、シリンダ本体の表面内の欠陥を検出するように構成され、レーザビームを作用させる必要があるポイントおよびレーザビームを作用させる方法を判断する。検出器７００によって検出された輪郭は、検出表面輪郭ＤＳＰと称する。

【0231】

輪郭検出器７００は、少なくともシリンダ本体１の回転軸Ｋに対して実質的に平行な検出軸Ｙに沿って移動可能であり、シリンダ本体１の側面の全長に沿って輪郭を検出する。輪郭検出器７００は、可動アームの各々の端部に取り付けられた先端を用いて、シリンダ本体１の側面４に接触するように構成された１つ以上の可動アームを含むゲージを備えてもよい。こうしたアームは、シリンダ本体の側面４の輪郭の変化に従って移動するときに、その輪郭を描くプローブを画定する。代替として、輪郭検出器７００は、シリンダ本体１の側面との介在距離を測定するように構成された非接触距離検出器を含んでもよい。特に、非接触距離検出器は、レーザなどの光学検出器、または飛行時間(time-of-flight)検出器を含んでもよい。

【0232】

具体的には、輪郭検出器は、シリンダ本体の直径の変化に起因する側面４の高さの変化を検出できる。

【0233】

より詳細には、輪郭検出器７００は、シリンダ本体１の直径、シリンダ本体１の直径の変化、または検出器とシリンダ本体１の側面の輪郭と間の介在距離のうちの少なくとも１つを含む、シリンダ本体１の輪郭の代表パラメータを検出するように構成される。この代表パラメータは、シリンダ本体１の外側輪郭の条件に応じて変化する。

【0234】

外側輪郭の代表パラメータは、シリンダ本体１の角度位置および検出軸Ｙに沿った輪郭検出器７００の位置の関数として変化し得ることにも留意すべきである。特に、シリンダ本体の表面輪郭は、シリンダ本体１の角度位置、および／または、検出軸Ｙに沿った直線位置の関数として変化する高度測定パラメータを含む。

【0235】

好都合には、輪郭検出器７００は、シリンダ本体の側面上の表面欠陥を検出するのに適した補助欠陥検出器８００によって補完してもよい。こうした補助欠陥検出器８００は、例えば、亀裂、へこみなどの局所的な表面欠陥の場所、形状およびサイズ（深さを含む）を決定するのに適した渦電流インダクタおよび／または超音波エミッタを含んでもよい。

【0236】

好都合には、シリンダ表面の粗さを測定するための粗さ計も設けてもよい。こうした粗さ計は、接触式タッチプローブ式であっても、非接触式でもよい。

【0237】

この装置は、補助キャリッジ４１０および個々のレールを含んでもよく、補助キャリッジ４１０は、レールに沿って検出軸Ｙに沿って移動可能である。輪郭検出器７００、および必要に応じて、存在する場合には補助欠陥検出器８００および／または粗さ検査機は、図１に示すように、補助キャリッジ４１０によって搬送され、主Ｙ軸に沿って移動するように拘束されてもよい。

【0238】

例えば、添付の図１～４に示される一実施形態では、検出軸Ｙは、６００レーザエミッタの主軸Ｚと一致してもよい。

【0239】

さらに、装置１０は、レーザエミッタ６００，６００”と、加工対象のシリンダの表面との間の介在距離を検出するように構成された距離計６２０を含んでもよい。即ち、レーザエミッタとシリンダ本体１の側面４との間の距離は、シリンダ表面に対するレーザの焦点位置がこの距離とともに変化するため、金属材料を除去するレーザの有効性に影響する。レーザエミッタとシリンダ本体１の側面４との間の距離が、予め定めた範囲外にあることが判明した場合、手動またはアクチュエータ、例えば、電動アクチュエータによって、レーザをシリンダ本体に近づけたり、遠ざけたりできる。さらに、制御ユニットが、レーザとシリンダ本体との間に介在する距離を検出し、その距離を目標距離と比較し、その比較に応じてレーザエミッタを近づけたり遠ざけたりするようにアクチュエータに命令するように構成できる。こうした距離補正は、シリンダ本体研削手順を開始する前に実行してもよく、あるいは、シリンダ本体の直径が変化するのに応じて、レーザエミッタの位置を更新するように研削作業中に実行してもよい。

【0240】

装置はまた、レーザエミッタ６００に隣接し、レーザビームが入射するシリンダ本体１の一部の方向にガス流を発生するように構成されたガスノズル６１０を含んでもよい。好都合には、ガスは、非酸化性ガス、例えば、窒素、ヘリウムまたはアルゴンなどの不活性ガスである。代替として、酸素などの反応性ガスを使用して、レーザビームの影響を受けた表面に化学変化を達成できる。

【0241】

ガスノズルは、装置の動作状態中に、具体的にはレーザエミッタがシリンダ本体１上にレーザビームを放射するときに、前記ガスを放射するように構成される。

【0242】

装置は、作業領域およびシリンダ本体１の格納容積を画定するための側壁および上壁を含むカバー構造１０００をさらに備えることができる。カバー構造１０００は、格納容積内に、動作可能なレーザビーム、例えば、クラス４を格納するように構成された安全バリアを画定する。レーザビームは、格納されなければ、人間の健康に重大なリスクをもたらす可能性があることに留意すべきである。

【0243】

カバー構造１０００はまた、シリンダ本体の研削中に除去された材料を吸引するように構成された真空システム２０を含む。実際、レーザ研削により、金属材料の蒸発を生じさせ、人間の健康に害を及ぼす可能性のある極めて細かい金属粉塵を発生する。従って、吸引システム２０は、研削状態中にこうした粉塵を吸引するのに適した空気の流れを決定するように構成される。吸引システムは、こうした粉塵を保持するのに適した１つ以上のフィルターを含むことができる。さらに、ガスノズル６１０の存在は、装置がカバー構造を備えていなければ、金属粉塵の拡散に関与し、人間の健康に対する危険レベルを高めることになる。

【0244】

前述の説明は、装置１０の主要なコンポーネントと主要な機構を含む。しかしながら、装置１０は、互いの種々の異なる実施形態に従って設定でき、その各々は本発明および本発明の概念に従うようにできる。

【0245】

図１は、初期構成を示しており、装置は、個々の光ファイバケーブル６０２を介して、または適切な反射ミラーシステム（不図示）を介して単一のレーザエミッタ６００に接続された単一のレーザ光源６０１を備える。さらに、こうした実施形態では、レーザエミッタ６００および輪郭検出器７００は、主軸Ｚに沿って独立して移動可能であり、これらはキャリッジ４００および補助キャリッジ４１０によってそれぞれ搬送されるためである。第１構成によれば、レーザエミッタは、輪郭検出器７００に対して独立して移動可能である。これによりレーザビームは、主軸Ｚに沿った輪郭検出器がとる位置に関係なく、シリンダ本体の側面４に作用する。

【0246】

図２は、第２構成を示しており、装置は、第１レーザ光源６０１および第２レーザ光源６０１”を備え、その両方とも個々の光ファイバケーブル６０２，６０２”によって、または、個々の反射ミラーシステム（不図示）によって同じレーザエミッタ６００に接続される。好ましくは、第２レーザ光源６０１”は、第１レーザ光源６０１とは異なるタイプであｌり、第１レーザ光源または第２レーザ光源のいずれかを駆動することによって、より広範囲の加工を実行でき、装置の柔軟性を増加させる。例えば、第１レーザ光源は、粗い材料除去加工を実行するように構成でき、一方、第２レーザ光源は、表面仕上げ加工を実行するように構成できる。この構成では、一般に、キャリッジ４００の複数回の通過中に処理のタイプを変更することが可能である。しかしながら、単一のレーザ６００エミッタが存在するため、２つの異なるタイプの処理を同時に実行することはできない。

【0247】

さらに、第２構成では、第１構成と同様に、レーザエミッタ６００および輪郭検出器７００は、主軸Ｚに沿って独立して移動可能であり、これらはキャリッジ４００および補助キャリッジ４１０によってそれぞれ搬送されるためである。第２構成によれば、レーザエミッタは、輪郭検出器７００に対して独立して移動可能である。これにより主軸Ｚに沿って輪郭検出器がとる位置に関係なく、レーザビームは、シリンダ本体の側面４上で作用することを可能にする。

【0248】

図３は、第３構成を示しており、装置１０は、下記を含む。
・個々の光ファイバケーブル６０２によって（または個々の反射ミラーシステム（不図示）によって）、第１レーザエミッタ６００に接続された第１レーザ光源６０１。
・個々の光ファイバケーブル６０２”によって（または個々の反射ミラーシステム（不図示）によって）、第１レーザエミッタ６００とは別の第２レーザエミッタ６００”に接続された第２レーザ光源６０１”。

【0249】

特に、第１レーザエミッタおよび第２レーザエミッタ６００，６００”は、主軸Ｚに沿って移動する共通キャリッジ４００によって搬送され、主軸Ｚに沿って互いにオフセットしていることに留意すべきであリ、そのため第１レーザエミッタ６００のレーザビームは、第２レーザエミッタ６００”のレーザビームとはシリンダ本体１の異なる部分に関与する。例えば、第１および第２レーザエミッタは、図３に示すように、平行かつ間隔をあけて配置され、同じ共通キャリッジ４００に結合されてもよい。

【0250】

第２レーザ光源６０１”は、第１レーザ光源６０１とは異なるタイプでもよい。こうして第１レーザ光源または第２レーザ光源のいずれかを駆動すことによって、より広範囲の処理を実行でき、装置１０の柔軟性を増加させる。例えば、第１レーザ光源は、粗い材料除去加工を実行するように構成でき、一方、第２レーザ光源は、表面仕上げ加工を実行するように構成できる。従って、この第３構成では、第２構成と異なり、レーザビームの単一の通過中に２つの異なる加工を実行することが可能であり、これにより加工に要する時間を低減できる。

【0251】

代替として、図３に示すように、第１レーザ光源と第２レーザ光源は同じタイプでもよく、シリンダ本体の異なる領域に向けることもできる。こうしてレーザビームの単一の通過中に２つの類似の加工を実行でき、その結果、処理に必要な時間を低減できる。

【0252】

さらに、第３構成では、第１および第２構成と同様に、第１および第２レーザエミッタ６００，６００”は、輪郭検出器７００とは独立して主軸Ｚに沿って移動可能であり、これらはキャリッジ４００および補助キャリッジ４１０によってそれぞれ搬送されるためである。これにより主軸Ｚに沿った輪郭検出器がとる位置に関係なく、２つのレーザビームはシリンダ本体の側面４上で作用することが可能になる。しかしながら、第１および第２レーザエミッタ６００，６００”は互いに拘束されており、同じ共通キャリッジ４００上に搭載される。

【0253】

図４は、第４構成を示しており、装置１０は、下記を含む。
・個々の光ファイバケーブル６０２によって（または個々の反射ミラーシステム（不図示）によって）、第１レーザエミッタ６００に接続された第１レーザ光源６０１。
・個々の光ファイバケーブル６０２”によって（または個々の反射ミラーシステム（不図示）によって）、第１レーザエミッタ６００とは別の第２レーザエミッタ６００”に接続された第２レーザ光源６０１”。

【0254】

特に、第４構成によれば、第１レーザエミッタ６００は、第１キャリッジ４００によって搬送され、第２レーザエミッタ６００”は、第１キャリッジ４００とは別個かつ分離した第２キャリッジ４００”によって搬送されることに留意すべきである。第１キャリッジ４００は、主軸Ｚに沿って移動可能であり、一方、第２キャリッジ４００”は、シリンダ本体１の回転軸Ｋに対して平行であり、第１キャリッジの主軸Ｚに対して平行である補助軸Ｚ”に沿って移動可能である。

【0255】

第４構成によれば、第１エミッタ６００のレーザビームは、第２エミッタ６００”のレーザビームが関与する部分とはシリンダ本体１の異なる部分に関与する。例えば、第１および第２レーザエミッタは、互いに対向してもよく、または、回転軸Ｋから角度的にオフセットしてもよい。第４構成では、第１レーザエミッタ６００は、補助軸Ｚ”に沿った第２レーザエミッタ６００”の運動とは独立して、主軸Ｚに沿って移動可能である。

【0256】

補助キャリッジ４００”上には、シリンダ本体に対して横断しまたは垂直な軸Ｘ”に沿って移動可能な補助スライド５００”がある。第２レーザエミッタ６００”は、補助スライド５００”に堅固に結合されているため、これもシリンダ本体１に対して近づいたり離れたり移動可能である。

【0257】

第４構成によれば、第１レーザ光源６０１は、第２レーザ光源６００と同じでもよく、同じように設定できる。こうして第１および第２エミッタは、シリンダ本体に対して同じタイプの処理を側面４の異なる部分で同時に実行できる。代替として、第４構成によれば、第１レーザ光源６０１は、第２レーザ光源６００とは異なってもよく、または異なるように設定できる。例えば、第１レーザ光源は、第２レーザ光源によって放射されるレーザビームとは異なる制御パラメータ、例えば、ピークパワーまたは平均パワー、またはパルス持続時間などを有するレーザビームを放射してもよい。こうして第１および第２エミッタは、異なるタイプの処理を同時に実行できる。

【0258】

上記と同様に、第４構成による装置は、シリンダ本体の側面上にあるレーザビーム衝突ゾーンの方向にガスを吹き込むための補助ノズル６１０”を含む。最後に、第２レーザエミッタ６００”と加工対象のシリンダ表面との間の介在距離を検出するように構成された補助距離計６２０”がある。

【0259】

第４構成によれば、１台の装置で、シリンダ表面に沿って移動するレーザの速度を最適化することによって、例えば、２つの異なるタイプのレーザを必要とする異なるタイプの２つのレーザ加工動作を実行することが可能である。実際、一般に、４００および４００”のキャリッジは互いに独立しており、主軸Ｚおよび補助軸Ｚ”に沿って異なる速度でそれぞれ移動できる。そして、制御ユニットは、処理時間を低減するために、第１および第２レーザエミッタ６００，６００”を独立して移動させるように構成される。

【0260】

上記の説明によれば、装置１０は、ある振動周波数でレーザエミッタ６００，６００”によって放射されるレーザビーム１２の方向の空間振動を決定するように構成された振動システムを含むことができる。振動周波数は、１０Ｈｚと２００００Ｈｚの間、より好ましくは１００Ｈｚと１００００Ｈｚの間、より具体的には２００Ｈｚと２０００Ｈｚの間、より具体的には２００Ｈｚと２０００Ｈｚの間でもよい。

【0261】

そして、振動システムは、レーザビーム１２の見かけ空間形状を画定するように構成される。例えば、レーザビームの見かけ空間形状、即ち、その振動の軌道は、前記振動の結果として、細長い直線、円形、楕円形、卵形または長方形となることがある。レーザビームの振動は、レーザビームが入射する１つ以上のレンズまたはミラーを振動させることによって決定でき、即ち、レンズおよび／またはミラーは、圧電アクチュエータによって移動できる。代替として、振動システムは、変形可能ミラーを含んでもよい。

【0262】

レーザビームの充分に高い振動周波数（例えば、数百Ｈｚの範囲内）により、レーザビームの見かけの作用ゾーンを可能にする。こうして材料は、例えば、走査軌跡の形状に類似したレーザビームの見かけ形状で加工される。

【0263】

振動システムは、単一の軸に沿ってレーザビームの方向を変更するように構成でき、その結果、直線的な見かけ形状を有するレーザビームを決定する。代替として、振動システムは、２つの軸に沿ってレーザビームの方向を変更するように構成してもよく、これにより２次元の見かけ形状を有するレーザビームを画定できる。この場合、レーザビームの見かけ形状は、円形、楕円形、三角形または長方形等でもよい。

【0264】

振動周波数は、修復手順２０００の間、例えば、除去手順２００２全体の間は固定でもよい。

【0265】

代替として、装置１０の制御ユニット１５は、例えば、シリンダ本体１の回転速度または接線速度に従って、除去手順２００２の間に振動周波数を変更するように構成してもよい。特に、制御ユニット１５は、シリンダ本体の速度が増加すると、振動周波数を増加させるように構成してもよい。さらに、制御ユニット１５は、シリンダ本体の速度が減少すると、振動周波数を減少させるように構成してもよい。

【0266】

こうした振動システムは、装置の動作状態中に、シリンダ本体１の側面４において０．０５ｍｍ～５ｍｍ、より詳細には０．１ｍｍ～２ｍｍのレーザビームの並進を生じさせてもよい。例えば、振動システムによって決定されるレーザビームの空間振動は、円形軌道、直線軌道、曲線軌道または楕円形軌道のうちの少なくとも１つを含むことができる予め定めた軌道に沿ったレーザビームの移動を画定する。例えば、振動システムは、図１２ｂに示すように、シリンダ本体の回転軸に対して実質的に平行な軌道に沿ってレーザビームを移動させるように構成できる。

【0267】

振動システムは、一定発光レーザビーム、例えば、時間一定のレーザビーム、または、パルス発光レーザビームのいずれかと組み合わせてもよい。

【0268】

一実施形態では、６００，６００”レーザエミッタは、図９ａ、図９ｂ、図９ｃに示すように、レーザビームを焦点１１に向けて方向付けるように構成できる。換言すると、６００，６００”レーザエミッタは、レーザビームを構成するビームを、前記焦点１１によって画定される単一ポイントに実質的に向けて集束できる。レーザビームのパワー密度、即ち、単位面積当たりの正規化パワーは、焦点において最大であり、焦点１１からの距離が増加するにつれて減少する。実際、レーザビームは、その全体パワーを焦点１１に濃縮する。

【0269】

こうして焦点は、レーザビームの最小空間寸法、具体的には、最小断面寸法を画定する。これに対して焦点１１からの距離が増加するにつれて、レーザビームの表面断面範囲は増加する。焦点１１の外側では、レーザビームパワーは、実際、徐々に増加する表面積に渡って分布する。

【0270】

６００，６００”レーザエミッタは、装置動作状態中にシリンダ本体１の側面４によって画定される基準面に対してぼやけ距離Δｆにおいて焦点１１を画定するように構成される。焦点および対応するぼやけ距離Δｆを図９ａ、図９ｂ、図９ｃに概略的に示している。図９ｂに示すように、焦点１１が側面４上にある場合、ぼやけ距離Δｆはゼロであることに留意されよう。これに対して焦点１１が側面４上にない場合、ぼやけ距離Δｆは、非ゼロの値を有する。より詳細には、図９ａと図９ｃによれば、ぼやけ距離Δｆ＞０は、シリンダ本体１の外側にある焦点を示し、ぼやけ距離Δｆ＜０は、シリンダ本体１の内側にある焦点を示す。換言すると、焦点Δｆ＞０は、６００，６００”レーザエミッタとシリンダ本体の側面４との間に介在する。これに対して焦点Δｆ＜０は、シリンダ本体１の側面４とシリンダ本体の回転軸Ｋとの間に介在する。

【0271】

除去手順２００２の際、制御ユニット１５は、＋２ｍｍと－２ｍｍの間、より具体的には＋１ｍｍと－１ｍｍの間、さらにより具体的には＋０．５ｍｍと－０．５ｍｍの間のぼやけ距離Δｆを定義するようにレーザエミッタに命令するように構成できる。より詳細には、ぼやけ距離Δｆは、０．０１ｍｍ～２ｍｍであり、より具体的には０．１ｍｍ～１ｍｍであり、より具体的には０．１ｍｍ～０．５ｍｍである。

【0272】

前述したように、制御ユニット１５は、除去手順２００２の際に、レーザエミッタ６００，６００”にパルスレーザビーム１２を放射するように命令するように構成できる。
これらのレーザパルスは、シリンダ本体１から材料を除去して、シリンダ本体１の研削を可能にすることになり、ここで具体的にはシリンダ本体１は圧延シリンダである。こうした構成では、除去手順２００２は、下記を含む。
・シリンダ本体１とレーザエミッタ６００，６００”との間の少なくとも１つを移動させ（２００２ａ）、
・レーザエミッタ６００，６００”に、ワークステーションの動作場所に向けてパルスレーザビームを放射するよう命令し、具体的には、レーザパルスは、シリンダ本体１の側面４に向けられる（２００２ｂ）。

【0273】

好ましい実施形態によれば、シリンダ本体１とレーザエミッタ６００，６００”との間の少なくとも１つを移動させるステップは、シリンダ本体１をその回転軸Ｋの周りに回転させることを含む。代替として、シリンダ本体１は固定され、レーザエミッタはシリンダ本体１の周りに移動可能であるように、装置を用意してもよい。

【0274】

レーザビームパルスは、互いに時間的にずれて配列されてレーザパルス周波数を定義する。具体的には、レーザパルスの周波数は、１０ｋＨｚ～１００００ｋＨｚの間、より具体的には１０ｋＨｚ～１５００ｋＨｚの間にできる。

【0275】

シリンダ本体１の側面４に向けられた各レーザパルスは、装置の動作状態中に、特に除去手順２００２の際に、シリンダ本体１の側面４上に、個々のレーザフットプリント（足跡）４０を画定するように構成される。レーザフットプリントは、シリンダ本体１から材料を除去するシリンダ本体１の側面４の領域およびその境界を画定できる。換言すると、レーザパルス１０は、実質的に前記レーザフットプリント４０においてシリンダ本体の側面４から金属材料を除去し、シリンダ本体の側面４に対してある深さを有するクレータを画定する。

【0276】

レーザフットプリント４０は、円形、細長い円形、楕円形、および凸状輪郭を有する曲線の間のグループ内の形状を有してもよい。レーザフットプリントの形状は、レーザフットプリントを画定するレーザビームパルスの持続時間、レーザビームパルスのエネルギー、レーザパルスの放射中の回転軸Ｋの周りのシリンダ本体の回転速度、またはレーザビームの形状の関数として変化することがある。

【0277】

レーザインプリントは、７０μｍ^２～２００００μｍ^２の間の表面範囲を有してもよい。レーザビーム１２のこの表面範囲は、焦点をシリンダ本体の側面４から遠ざけたり、近づけたりすることによって、焦点を変化させるようにレーザエミッタに命令することによって変更できる。

【0278】

図１０～１２に示され、図１３と図１４の方法ステップに関して示される実施形態によれば、レーザパルスは、レーザフットプリント４０間の個々に重なり部分４１を形成することによって、互いに少なくとも部分的に重なり合うレーザフットプリント４０を画定する。各重なり部分４１は、好ましくは、レーザフットプリント４０の表面範囲の１０％～９５％の間の表面範囲に渡って延びており、より好ましくは２０％～７５％の間で延びている。一構成では、除去手順２００２は、レーザフットプリント４０の表面範囲の５０％～７５％の間の表面範囲を有するオーバーレイの部分を画定することを含んでもよい。代替として、除去手順２００２は、レーザフットプリント４０の表面範囲の２０％～５０％の間の表面範囲を有する重なり部分を画定することを含んでもよい。特定の実施形態では、除去手順２００２は、レーザフットプリント４０の表面範囲の５０％に実質的に等しい表面範囲を有する重なり部分を画定することを含んでもよい。実際、シリンダ本体は回転しており、レーザパルスは互いに時間的にずれて配列しているため、互いの連続するレーザフットプリントは、シリンダ本体１の側面４の互いに異なる部分（図１０～１２に概略的に示すように、部分的に互いに重なり合う）に関与するようになることに留意すべきである。

【0279】

より詳細には、重なり部分４１は、互いに連続し、具体的に互いに直ちに連続するレーザフットプリント４０の部分的な重なりによって画定される。互いに直ちに連続するという用語は、第１レーザパルスと第２レーザパルスがレーザパルス周波数の逆数に等しい持続時間だけ時間的にずれて配列しているとすると、第２レーザパルスは、第１パルスによって生成される第１フットプリントと部分的に重なる第２レーザプリントを生成することを意味する。

【0280】

オプションの構成では、第１パルスおよび第２レーザパルスに連続して、これらとは別個の第３パルスが、第２レーザインプリントと部分的に重なるものの、第１レーザインプリントの外部にある第３レーザインプリントを生成してもよい。この構成は、図１１および図１２に示しているが、これは例示を目的とし、本発明を限定する意味で意図したものではない。

【0281】

代替として、本発明は、上述した３つのレーザパルス、即ち、第１パルス、第２パルス、および第３パルスを想定した場合、第３パルスによって生成される第３レーザインプリントは、第１レーザインプリントおよび第２レーザインプリントの両方に部分的に重ね合わされてもよいことも提供できる。互いに部分的に重ね合わされた３つのレーザインプリントを有するこうした実施形態は、自明なグラフィック表現上の問題のため、添付図面には示されていない。

【0282】

同じレーザパルス周波数において、各重なり部分４１の表面範囲は、レーザビームとシリンダ表面との間の相対速度に依存し、さらにシリンダ本体１の回転速度、即ち、シリンダ本体の回転周波数と、もし存在すれば、ビームの振動速度、即ち、振動周波数との組合せによって与えられる。シリンダ本体の回転周波数は、単位時間当たりの回転軸Ｋの周りの完全回転数を意味し、例えば、レーザビーム振動の存在下では、５ＲＰＭ～５０ＲＰＭの間、またはレーザビーム振動が存在しない場合、５０ＲＰＭ～２５０ＲＰＭの間である。振動周波数は、振動システムによって達成される単位時間内の完全振動数を意味する。
同様に、振動周波数は、レーザビームによって達成される単位時間内の完全振動数を意味する。除去手順２００２の際、制御ユニット１５は、例えば、５ＲＰＭ～２５０ＲＰＭの間の回転速度など、シリンダ本体１の回転速度または回転周波数を命令するように構成できる。必要に応じて、除去手順２００２の際に、制御ユニット１５は、レーザビームの振動速度または振動周波数、例えば、１０Ｈｚ～２００００Ｈｚの間、具体的には１００Ｈｚ～１００００Ｈｚの間、より具体的には２００Ｈｚ～２１０００Ｈｚの間の振動周波数を命令するように構成してもよい。

【0283】

レーザパルスの同じ周波数において、レーザビームとシリンダ表面との間の相対速度が増加するにつれて、各重なり部分の表面範囲は減少する。反対に、レーザパルスの同じ周波数において、レーザビームとシリンダ表面との間の相対速度が減少するにつれて、各重なり部分の表面範囲は増加する（４１）。

【0284】

重なり部分４１の表面範囲Ｓは、下記の式によって、レーザフットプリント４０の表面範囲に対する百分率として定義できる。

【数3】

・Ｓ％は、レーザフットプリント４０の表面範囲と比較した百分率として定義される重なり部分４１の表面範囲である。
・Ｖｒは、レーザビームとシリンダ本体１の側面４との間の相対速度である。
・Ｄｓは、直径、例えば、レーザ４０フットプリントの平均直径である。
・ｆ_{ｐｕｌｓｅ}は、特にＨｚで表されるレーザパルスの周波数である。

【0285】

これらの間に連続した重なり部分を生成するには、レーザパルスの周波数は、シリンダ本体の回転周波数、もしあれば、ビームの振動周波数よりも大きいことが好ましく、特に、レーザパルスの周波数は、シリンダ本体１の回転周波数よりも「ｎ」倍大きくてもよく、ここで、ｎ＞１００、具体的にはｎ＞５００、任意にはｎ＞１０００、さらにより具体的にはｎ＞３６００である。さらに、レーザパルスの周波数は、ビームの振動周波数より少なくとも「ｍ」倍大きくてもよく、ここで、ｍ＞１０、具体的にはｍ＞５０、任意にはｍ＞１００、さらにより具体的にはｍ＞３６０である。

【0286】

上記に基づいて、重なり部分の範囲は、レーザビームのパルス周波数、レーザビームとシリンダ表面との間の相対速度（シリンダ本体１の回転速度または回転周波数と、もし存在すれば、レーザビームの振動速度または振動周波数との組合せによって与えられる）と密接に関係している。一構成では、制御ユニット１５は、重なり部分の所望の表面範囲に応じて、下記のように動作するように構成できる。
・レーザビームパルスの周波数を計算して命令する。
・レーザビームとシリンダ本体１の表面との間の相対速度を計算し命令する。

【0287】

具体的には、制御ユニット１５は、下記のように動作するように構成できる。
・重なり部分の所望の表面範囲を入力として受信し、または計算する。
・重なり部分４１の所望の表面範囲に応じて、下記を計算する。
ｏレーザビームのパルス周波数、および
ｏレーザビームとシリンダ本体の表面との間の相対速度
・前記レーザビームパルス周波数およびレーザビームとシリンダ本体の表面との間の前記相対速度を設定することによって、除去手順２００２を実行する。

【0288】

例えば、レーザビームとシリンダ本体の表面との間の相対速度は、回転軸Ｋの周りのシリンダ本体の回転速度と、振動システムによって命令されたレーザビームの振動周波数との組合せによって決定できる。

【0289】

制御ユニット１５は、除去手順２００２の際に、重なり部分の所望の表面範囲に応じて、ピークレーザビームパワーおよび／または平均レーザビームパワーを計算するように構成してもよい。
より詳細には、制御ユニット１５は、下記のように動作するように構成できる。
・重なり部分の所望の表面範囲を入力として受信する。
・重なり部分の所望の表面範囲に応じて、レーザビームのピークパワーおよび／または平均パルスパワー、レーザビームとシリンダ本体の表面との間の相対速度、レーザパルスの周波数のうちの少なくとも１つを計算する。

【0290】

例えば、制御ユニット１５は、重なり部分の所望の表面範囲を入力として受信し、レーザビームのピークパワー、レーザビームとシリンダ本体の表面との間の相対速度、およびレーザパルスの周波数を設定するように構成できる。

【0291】

代替として、制御ユニット１５は、下記のように動作するように構成できる。
・ビームからのピークパルスパワーを入力として受信する。
・レーザビームからのピークパルスパワーに従って、重なり部分の表面範囲を計算する。
・修復手順２０００、具体的には除去手順２００２を実行し、重なり部分４１の表面範囲を設定する。

【0292】

更なる実施形態では、制御ユニット１５は、下記のように動作するように構成できる。
・レーザビームとシリンダ本体の表面との間の相対速度を入力として受信する。
・必要に応じて、レーザパルス周波数を入力として受信する。
・レーザビームとシリンダ本体の表面との間の相対速度、および必要に応じてレーザパルスの周波数の関数として、重なり部分の表面範囲を計算する。

【0293】

更なる実施形態では、制御ユニット１５は、下記のように動作するように構成できる。
・レーザビームパルスのピークパワーを入力として受信する。
・レーザビームとシリンダ本体の表面との間の相対速度を入力として受信する。
・レーザビームパルスのピークパワーおよび、レーザビームとシリンダ本体の表面との間の相対速度の関数として、レーザフットプリントの表面範囲の２０％～９０％、必要に応じて２５％～７５％の重なり部分の表面範囲を達成するための１０ｋＨｚ～１００００ｋＨｚの間のレーザビームパルス周波数を計算する。

【0294】

この説明では、２つのレーザフットプリント間の重なりの百分率が、修復手順の最後に得られるシリンダ本体の表面粗さに影響を与えることも指摘する。特に、２つの連続するレーザフットプリント間の重なりの百分率の極めて高い値は、シリンダ表面に損傷を誘発する可能性があり、一方、同じ百分率の過剰な減少（またはこの百分率の負の値さえも）は、シリンダ本体の処理を不完全にしたり、または粗雑にする可能性がある。本発明の装置１０の制御ユニット１５は、所望の最大表面粗さの関数として、重なり部分の表面範囲、または重なり部分の表面範囲とレーザフットプリントの表面範囲との比率を計算するように構成できる。

【0295】

いったん重なり部分の表面範囲または比率が計算されると、制御ユニット１５は、重なり部分の表面範囲または比率を取得するために、シリンダ本体の回転速度とレーザパルスの周波数との少なくとも一方を計算してもよい。例えば、制御ユニット１５は、シリンダ本体の回転速度とレーザパルスの周波数の両方を計算して、重なり部分の計算された表面範囲を取得してもよい。

【0296】

さらに、制御ユニット１５は、所望の粗さの関数として事前に計算された、重なり部分の表面範囲またはこうした比率に応じて、レーザビームパルスのピークパワーとレーザビームパルスの平均パワーとの間の少なくとも１つを計算するように構成できる。

【0297】

所望の最大表面粗さは、０．０５μｍ～３．０μｍの間でもよい。

【0298】

重なり部分の表面範囲は、レーザフットプリントの表面積の１０％～９５％の間でもよい。

【0299】

レーザビームパルスのピークパワーは、５ｋＷ～１０００ｋＷの間でもよい。

【0300】

シリンダ本体の回転速度は、５ＲＰＭ～２５０ＲＰＭの間、任意には、２０ＲＰＭ～１００ＲＰＭの間でもよい。

【0301】

フローチャートが図１３に示されている修復手順２０００の一実施形態によれば、装置１０の修復手順２０００は、２００１検出ステップを必ず含む修復手順２０００なしで、少なくとも２つのレーザ４０のフットプリント間の重なり部分４１を画定するステップを含んでもよいことにも留意すべきである。

【0302】

さらに、重なり部分４１の範囲は、振動システムによって決定されるレーザビーム１２の振動周波数に依存することがある。実際、連続するレーザ４０フットプリント間の重なり部分４１を得るために、レーザパルス１２の周波数は、レーザビームの振動周波数およびレーザフットプリントの表面範囲に関連させる必要があることに留意すべきである。

【0303】

重なり部分４１を得るには、シリンダ本体１の側面４における平均レーザビーム変位速度Ｖ_ｏｓｃは、 下記の式に従って、パルス周波数ｆ_ｉｍｐと、レーザフットプリントサイズ４０を表すパラメータＤとの積より小さくする必要がある。

【数4】

・ｆ_ｏｓｃは、振動システムによって決定できるレーザビームの振動周波数であり、前記振動周波数は、具体的にはＨｚで表される。
・Ｄは、前記レーザ４０フットプリントのサイズの代表的パラメータであり、前記代表的パラメータＤは、具体的には、例えば、ｍｍで表される直線寸法である。
・Ｌは、シリンダ本体１の側面４におけるレーザビームの振動の振幅であり、レーザビームの振動の前記振幅は、具体的にはｍｍで表され、具体的には振動の振幅Ｌが０．０５ｍｍ～５ｍｍの間、より具体的には、０．１ｍｍ～２ｍｍの間である。
・ｆ_{ｐｕｉｓｅ}はレーザパルスの周波数であり、前記レーザパルス周波数は、具体的にはＨｚで表される。

【0304】

レーザフットプリント４０が円形形状を有する場合、パラメータＤは、レーザフットプリントの直径に対応する。

【0305】

具体的には、上記の式に基づいて、制御ユニット１５は、重なり部分４１を得るために、下記の式に従って振動システムの振動周波数を決定するように構成できる。

【数5】

・Ｔ＝１／ｆ_{ｐｕｌｓｅ}は、２つのレーザパルス間の時間間隔であり、前記時間間隔は、レーザビームのパルス周波数ｆ_{ｐｕｌｓｅ}の逆数であり、例えば、前記時間間隔は、秒で表される。

【0306】

例えば、制御ユニット１５は、単一のレーザパルスによって除去される材料の単一のクレータのサイズに応じて振動周波数を変更するように構成できる。クレータが小さいほど、重なり部分４１を得るために必要な振動周波数は低くなる。より詳細には、種々の連続するレーザ４０フットプリント間の重なり部分４１を得るために、制御ユニット１５は、振動システムの振動周波数を、レーザ４０フットプリントのサイズＤ、レーザパルスの周波数、およびレーザパルスの振動振幅の関数として決定するように構成できる。例えば、制御ユニット１５は、レーザフットプリント４０の寸法Ｄが減少するにつれて、振動周波数を減少させるように構成される。また、振動周波数を固定すると、制御ユニット１５は、重なり部分４１を得るために、レーザビームの振動振幅が増加するにつれて、レーザフットプリント４０のサイズＤを増加させるように構成できる。同様に、重なり部分４１を得るために、制御ユニット１５は、重なり部分４１を得るために、レーザフットプリント４０のサイズが増加するにつれて、振動周波数を増加させるように構成できる。

【0307】

従って、図１２ｂに示すように、第１レーザフットプリントと第２レーザフットプリントの間の距離Ｚは、レーザビームのパルス周波数、振動周波数、およびレーザビームの振動振幅に依存することに留意する。具体的には、Ｚ距離は、下記の式で計算できる。

【数6】

・ｆ_ｏｓｃは、振動システムによって決定できるレーザビームの振動周波数であり、前記振動周波数は、具体的にはＨｚで表される。
・ｆ_{ｐｕｌｓｅ}は、レーザパルスの周波数であり、前記レーザパルス周波数は、具体的にはＨｚで表される。
・Ｌは、シリンダ本体１の側面４におけるレーザビームの振動振幅であり、レーザビームの前記振動振幅は具体的にはｍｍで表され、具体的には振動振幅Ｌは、０．０５ｍｍ～５ｍｍの間、より具体的には、０．１ｍｍ～２ｍｍの間である。
・Ｄは、前記レーザ４０フットプリントのサイズの代表的パラメータであり、前記代表的パラメータＤは、特に、例えばｍｍで表される直線寸法である。

【0308】

図１２ｂは、振動システムがシリンダ本体１の回転軸Ｋに対して実質的に平行な振動方向に沿ってレーザビームを移動させるように構成された装置１０の実施形態を示す。除去手順中のシリンダ本体の回転は、シリンダ本体１の回転軸Ｋに対して実質的に平行な振動方向に沿ったレーザビームの移動と組み合わせて、シリンダ本体１の側面４上にあるレーザフットプリントの独特の蛇行経路、特に対称的なジグザグ経路を生じさせる。特に、ジグザグ経路は、連続する一連の角度を形成する破線として定義され、実際、ジグザグ経路は、一定の角度で反対方向に交互に継続することによって中断した線によって描かれる形状である。

【0309】

（シリンダ本体の修復手順２０００１）
本発明はまた、シリンダ本体１の側面４から材料を除去するのに適したレーザビームを放射することによって、前述した装置１０によって実行される、シリンダ本体１の側面４の修復手順２０００に関する。後述する修復手順のステップは、装置の制御ユニット１５によって制御され、互いに同期することができる。さらに、これらのステップは、レーザビームの作用によってシリンダ本体の側面を修復／是正するための相対的な方法を定義する。

【0310】

修復手順は、前のセクションで説明した内容に従って、また図５と図６に概略的に示すように、輪郭検出器７００を用いて、シリンダ本体１の検出された表面輪郭ＤＳＰを検出するステップを少なくとも含む検出手順２００１を含む。シリンダ本体１の検出された表面輪郭ＤＳＰは、圧延機の許容範囲内に収まるように加工する必要がある、圧延シリンダの摩耗輪郭を定義する。

【0311】

制御ユニットは、検出軸Ｙに沿って輪郭検出器７００を移動させ、同時に輪郭検出器７００を使用して検出軸Ｙに沿って表面輪郭ＤＳＰを検出するように構成できる。制御ユニットはまた、シリンダ本体１の検出された表面輪郭ＤＳＰの幾何学的特徴を、検出軸Ｙに沿った個々の線形位置と関連付けて、シリンダ本体の表面輪郭マップを定義するように構成できる。こうして輪郭検出器７００を検出軸Ｙに沿って移動させるステップにより、シリンダ本体の表面輪郭を実質的に直線的なラインに沿って検出することが可能になる。

【0312】

必要に応じて、制御ユニットは、シリンダ本体１を回転軸Ｋの周りに回転して移動させるように構成される。例えば、制御ユニットは、シリンダ本体に動作可能に接続された電気モータを駆動して、シリンダ本体１を予め定めた角速度で回転させてもよい。そして、制御ユニットは、輪郭検出器７００を用いてＤＳＰ表面輪郭を検出するように構成でき、輪郭検出器７００は、シリンダ本体が回転するにつれて、検出軸Ｙに沿って移動する。

【0313】

シリンダ本体の回転軸に対して平行な輪郭検出器７００の移動と、シリンダ本体１の角運動との組合せにより、輪郭検出器７００の直線位置に応じて表面輪郭の生成が可能になる。こうして表面輪郭は、シリンダ本体の側面の単一の長手方向部分の傾向によって影響されず、輪郭取得中にシリンダ本体の回転に沿って平均化される。換言すると、シリンダの完全な回転中に検出され、Ｙ座標の適切な周囲に対応する様々な角度位置にある全てのポイントから平均値が選択され、シリンダテーブルに沿った真円度と偏心誤差の同時測定が可能になる。

【0314】

制御ユニットは、シリンダ本体がある角度位置に固定されている間に、輪郭検出器７００を検出軸Ｙに沿って移動させ、そしてシリンダ本体を１ステップ回転移動させて、新しい角度位置を定義し、シリンダ本体が新しい角度位置に固定されながら、検出軸Ｙに沿って輪郭を検出するように構成できる。

【0315】

同様に、制御ユニットは、逆の手順を実行するように構成することも可能である。即ち、シリンダ本体を回転移動させ、同時に輪郭検出器７００を使用して表面輪郭を検出し、そして、輪郭検出器７００を検出軸Ｙに沿って１ステップ移動させて、検出器の新しい直線位置を定義することも可能である。

【0316】

代替の実施形態では、制御ユニットは、シリンダ本体がある角度位置に固定されている間に、最初に輪郭検出器７００を検出軸Ｙに沿って移動させ、そしてシリンダ本体を予め定めた角速度で回転移動させ、同時に予め定めたＹ軸位置（例えば、テーブルの端部およびその中央部分など）において輪郭検出器７００によって表面輪郭を検出するように構成できる。

【0317】

代替の実施形態では、制御ユニットは、シリンダ本体の回転およびＹ軸に沿った輪郭検出器７００の直線運動が同時に起こるように命令できる。この場合、制御ユニットは、シリンダ本体のＤＳＰ－検出された表面輪郭の各幾何学的特徴を、輪郭検出器７００の個々の線形位置、および必要に応じてシリンダ本体１の個々の角度位置と関連付けるように構成される。

【0318】

検出手順はまた、検出されたＤＳＰ表面輪郭をシリンダ本体１のＴＳＰ目標表面輪郭と比較するステップを含む。ＴＳＰ目標表面輪郭は、研削後に回復手順で取得することを目的とした輪郭である。一般には、ＴＳＰ目標表面輪郭は、検出された表面輪郭ＤＳＰによって定義されるシリンダ本体１の個々の平均直径よりも小さいシリンダ本体１の平均直径を定義することに留意されよう。換言すると、ＴＳＰ目標表面輪郭と検出された表面輪郭ＤＳＰとの間には除去すべき材料のある厚さが存在し、これは、修復手順がＴＳＰ目標表面輪郭が出現できるように除去する必要がある。

【0319】

制御ユニットは、ＴＳＰ目標表面輪郭を計算するように構成してもよく、またはＴＳＰ目標表面輪郭を入力として受信するように構成してもよい。制御ユニットがＴＳＰ目標表面輪郭を計算するように構成される場合、制御ユニットは、初期表面輪郭を検出し、欠陥、亀裂、または局所的な表面損傷を点検し、側面に存在する欠陥または亀裂の最大深さよりも大きい、検出された表面輪郭に対するある深さでのＴＳＰ目標表面輪郭を定義するように構成される。図６ａは、この概念を概略的に示しており、初期の軽微な欠陥ＣＲ１に応じて、制御ユニットは、破線で強調された一時的な目標表面輪郭ＴＳＤ_ｔｅｍｐを定義するように構成される。一時的な目標表面輪郭ＴＳＤ_ｔｅｍｐの深さにより、充分な材料を除去して表面欠陥ＣＲ１を排除できる。しかしながら、更なる検出ステップの間に、輪郭検出器は、第１欠陥ＣＲ１より深く、一時的な目標表面輪郭ＴＳＤ_ｔｅｍｐと交差する第２欠陥ＣＲ２を検出することがある。その結果、一時的な目標表面輪郭ＴＳＤ_ｔｅｍｐは、第２表面欠陥ＣＲ２を全部除去することができない。次に、制御ユニットは、目標輪郭を更新し、第２欠陥ＣＲ２によって定義される最大深さよりも大きい、検出された表面輪郭に対してある深さに配置される新しい目標輪郭ＴＳＰを定義するように構成される。こうして、検出された表面輪郭と新しい目標表面輪郭ＴＳＤとの間に介在する除去すべき材料の除去により、欠陥ＣＲ２も完全に除去することが可能である。

【0320】

換言すると、制御ユニットは、検出された表面輪郭に応じて目標表面輪郭を定義するように構成され、もし目標表面輪郭が、検出された表面輪郭と交差する場合、制御ユニットは、目標表面輪郭を定義しているシリンダ本体の直径を減少させるように構成される。

【0321】

目標表面輪郭は、輪郭検出器および欠陥検出器（存在する場合）がシリンダ本体の側面全体４に対する輪郭（存在する場合には欠陥）検出動作を完了した後にだけ、最終的なものと考えられる。

【0322】

シリンダ本体１の検出された表面輪郭ＤＳＰに関して説明した内容と同様に、シリンダ本体１の目標表面輪郭ＴＳＰは、シリンダ本体１の角度位置と、検出軸Ｙに沿った直線位置との間の少なくとも１つの関数として変化する少なくとも１つの幾何学的特徴を含む。目標表面輪郭ＴＳＰの幾何学的特徴は、シリンダ本体１の直径、および／または、シリンダ本体１の前記直径の変動、および／または、動作状態および後続の除去手順において、シリンダ本体１の側面４と輪郭検出器７００との間に介在する距離を表す少なくとも１つの個々の目標高度パラメータを含む。

【0323】

検出された表面輪郭ＤＳＰと目標表面輪郭ＴＳＰとの間の比較により、差分パラメータＤＰを定義する。具体的には、図５と図６ａに概略的に示すように、差分パラメータは、検出された表面輪郭ＤＳＰの高度パラメータと目標表面輪郭ＴＳＰの高度パラメータとの比較によって定義される。差分輪郭パラメータＤＰは、図６ａに示すように、検出された表面輪郭ＤＳＰと目標表面輪郭ＴＳＰとの間の差または比率を表す。換言すると、ＤＰ差分パラメータは、検出された表面輪郭ＤＳＰとＴＳＰ目標表面輪郭との間に介在する、除去すべき材料の量を表す。

【0324】

修復手順は、シリンダ本体１の側面４からの材料除去手順２００２も含む。具体的には、除去手順は、レーザエミッタ６００，６００”を通してシリンダ本体１の側面４に向けてレーザビームを放射し、検出された表面輪郭ＤＳＰと目標表面輪郭ＴＳＰとの差が予め定めた許容範囲内になるまで、表面から材料を除去するステップを少なくとも含む。

【0325】

除去手順は、検出された表面輪郭ＤＳＰと目標表面輪郭ＴＳＰとの間の比較に従って、即ち、差分パラメータＤＰに従って実行される。従って、除去手順では、目標表面輪郭と検出表面輪郭との間に介在する除去すべき材料を除去するようになる。検出された表面輪郭は、実質的にランダムな変動を示す摩耗輪郭であることに留意する。従って、差分パラメータＤＰは、シリンダ本体の角度位置、および／または、輪郭検出器の位置の関数として変化ことがある。換言すると、除去すべき材料の部分は、シリンダ本体１の側面４の上で特定される位置が変化すると変化する。

【0326】

そして、制御ユニットは、除去手順の際に、輪郭の差分パラメータに応じて、レーザエミッタ６００，６００”によって放射されるレーザビームの少なくとも１つの制御パラメータを調節するように構成される。制御パラメータは、平均レーザビームパワー、ピークレーザビームパワー、レーザビームパルスの持続時間、レーザビームパルス間の間隔の持続時間、レーザビームサイズ、６００，６００”レーザエミッタとシリンダ本体１の外面との間の距離を含んでもよい。

【0327】

例えば、差分パラメータの値が増加すると、制御ユニットは、レーザビームのピークパワー、レーザビームの平均パワー、またはレーザビームに対する側面４の一部の露光時間のうちの１つ以上を増加させるように構成できる。さらに、差分パラメータの値が増加すると、制御ユニットは、シリンダ本体１の角速度、主方向Ｚに沿ったレーザエミッタ６００，６００”の変位速度、およびレーザビームのパルス持続時間のうちの少なくとも１つを減少させるように構成できる。

【0328】

逆に、差分パラメータの値が減少すると、制御ユニットは、露光持続時間、レーザビームのピークパワー、およびレーザビームの平均パワーのうちの少なくとも１つを減少させるように構成できる。

【0329】

さらに、差分パラメータの値が減少すると、制御ユニットは、シリンダ本体１の角速度、レーザエミッタ６００，６００”の主方向Ｚに沿った変位速度、およびレーザビームパルスの持続時間のうちの少なくとも１つを増加させるように構成できる。

【0330】

さらに、レーザビーム制御パラメータは、シリンダ本体１の外面に向けたレーザビーム放射の際に主方向Ｚに沿ったレーザエミッタ６００，６００”の変位速度、シリンダ本体１の外面に向けたレーザビーム放射の際に回転軸Ｋの周りのシリンダ本体１の角速度、レーザビームがシリンダ本体１の側面４の同じ部分に入射する通過回数を含んでもよい。さらに、レーザビームの制御パラメータは、前記レーザビームがシリンダ本体１の側面４の同じ部分に入射する露光持続時間を含んでもよい。露光持続時間は、シリンダ本体１の角速度およびレーザエミッタ６００，６００”の変位速度に依存することに留意する。

【0331】

レーザビーム制御パラメータはまた、シリンダ本体１の側面４の同じ部分においてレーザビームによって放射されるエネルギーを表すエネルギーパラメータを含んでもよい。エネルギーパラメータは、レーザエミッタ６００，６００”の制御パラメータ、主軸Ｚに沿ったレーザエミッタ６００，６００”の変位速度、シリンダ本体１のその回転軸Ｋ周りの角速度、露光持続時間、またはシリンダ本体の側面４の同じ部分におけるレーザビームの通過回数の間のグループ内の少なくとも２つの組み合わせに依存することがある。例えば、エネルギーパラメータは、レーザビームパルスのピークパワー、露光持続時間、およびレーザビームパルスの周波数の関数として計算できる。代替として、エネルギーパラメータは、平均パワーとレーザビームに対する表面の露光持続時間の関数として計算してもよい。

【0332】

そして、シリンダ本体の側面４に向けて放射されるレーザビームは、シリンダ本体１から金属材料を局所的に除去するように構成される。材料の除去を判断するために、そして逆に材料自体の溶融を回避するために、制御ユニット１５は、除去手順中にパルスレーザビームを放射するように構成される。これらのパルスは、１００ｆｓ～１０００ｎｓの間の持続時間または１ｆｓ～１０００μｓの間、および／または、１ｋＷ～１０ＭＷの間、特に１０ｋＷ～２ＭＷの間のピークパワーを有してもよい。材料除去のための平均レーザビームパワーは、５Ｗ～５００Ｗ、具体的には１０Ｗ～２００Ｗの間である。

【0333】

材料の除去を決定するために、制御ユニットは、ピークパワーが個々の平均パワーより大きく、具体的には個々の平均パワーの１０倍、１００倍または１０００倍より大きいパルスレーザビームを放射するように構成される。

【0334】

こうした特性を有するレーザビームは、シリンダ本体１から材料を除去することを可能にし、金属材料、特に鋼の粉末を生成する。こうしてレーザによる材料の除去は、レーザビームが入射した材料の昇華で構成され、材料は、気相でシリンダの表面から離れた後、数秒後に再凝縮して固化し、金属材料の粉塵を生成する。従って、吸引システム２０は、人間の健康に対するリスクを減少させるために、金属粉塵を吸引するように構成される。

【0335】

回復手順は、ループ内で検出手順および除去手順を繰り返し実行して、閉ループ制御システムを定義することを含む。具体的には、このループは、レーザビーム通過の増分回数を定義する。これにより、制御ユニットは、レーザビームの各通過後、またはレーザビーム通過の所定回数の後に表面状態を検証することが可能である。いったん実際の表面状態が検証され、差分パラメータが更新されると、制御ユニットは、更新された差分パラメータに従って再びレーザエミッタを制御できる。例えば、更新された差分パラメータが以前に決定された差分パラメータと異なる場合、制御ユニットは、１つ以上のレーザビーム制御パラメータを変更するように構成できる。

【0336】

一実施形態に従って、シリンダ本体の修復手順のステップを以下に列挙する。

【0337】

制御ユニットは、除去手順の間に下記のように動作するように構成される。
・ワークステーションのモータに命令して、シリンダ本体１をその回転軸Ｋの周りに回転させる。
・レーザエミッタを主軸Ｚに沿って移動させる。
・レーザエミッタを通してレーザビームを作業場所の方向に放射して、シリンダ本体１の側面４から金属材料を除去する。

【0338】

シリンダ本体１を回転させ、レーザエミッタを移動させるステップは、シリンダ本体１の表面輪郭の完全カバーで実行される。除去手順中に、シリンダ本体をその回転軸Ｋの周りで回転させ、レーザエミッタを主軸Ｚに沿って移動させるステップは、連続的に実行できる。即ち、レーザエミッタを移動させるステップは、シリンダ本体１を回転させるステップの後または前、あるいは同時であり、即ち、主軸Ｚに沿ってレーザエミッタを移動させるステップは、シリンダ本体１を回転させるステップと部分的または全体的に同時である。

【0339】

除去手順は、シリンダ本体１の側面４の１つ以上の対象部分において、レーザビームの少なくとも１つの第１通過と１つの第２通過パス（必要に応じて「ｎ」回通過（２＜ｎ＜２０））を行い、各通過の際に予め定めた量の材料を除去する。そして、制御ユニットは、シリンダ本体の表面の対象部分上にレーザビームを用いて第１通過を行い、対象部分におけるシリンダ本体１の更新された輪郭を検出し、更新された輪郭をＴＳＰ目標表面輪郭と比較し、更新された輪郭とＴＳＰ目標表面輪郭との間の比較に従って、レーザエミッタ６００，６００”によって放射されるレーザビームを変調することによって、レーザビームを用いて第２通過を行うように構成される。この手順により、差分パラメータを更新し、更新された差分パラメータに従ってレーザビームを変調することが可能である。

【0340】

除去手順は、粗加工手順（図６ａ～図６ｇ）および半仕上げ手順（図６ｈ～図６ｌ）を含むことができる。具体的には、制御ユニットは、除去手順中に、下記のうちの少なくとも１つを含む粗加工手順を定義するように構成される。
・レーザエミッタ（６００，６００”）に、パルスレーザビームを発生するように命令すること。前記パルスの各々は、特に１ｎｓ～１０００ｎｓの間の大きさのオーダー以内の初期持続時間を有する。
・必要に応じて、レーザエミッタ（６００，６００”）に、５０μｍ未満、具体的には２０μｍ未満のサイズを有するレーザビームを発生するように命令する。前記サイズは、ビーム直径である。

【0341】

制御ユニットはまた、除去手順中に、レーザエミッタ６００，６００”に、パルスレーザビームを発生するように命令するステップを含む半仕上げ手順を定義するように構成され、前記パルスの各々は、第１持続時間よりも短い第２持続時間を有する。

【0342】

特に、第２持続時間は、第１持続時間よりも少なくとも１０倍、１００倍または１０００倍小さい。例えば、第２持続時間は、１ｆｓ（フェムト秒）～１０００ｐｓ（ピコ秒）の間のオーダー以内でもよく、好ましくは１０ｐｓ未満である。

【0343】

半仕上げ手順はまた、６００，６００”レーザエミッタに、５０μｍ未満、特に２０μｍ未満のサイズを有するレーザビームを発生するように命令することを含んでもよく、サイズはビーム直径である。

【0344】

粗加工手順は、シリンダ本体１の側面４上に第１表面粗さを定義するように構成され、一方、半仕上げ手順は、シリンダ本体１の側面４上に第２表面粗さを定義するように構成される。即ち、第１表面粗さは第２表面粗さよりも大きく、特に第１表面粗さは、第２表面粗さより「ｎ」倍（１．１＜ｎ＜５）大きくてもよい。

【0345】

粗加工手順中のレーザエミッタ（６００，６００”）の平均パワーは、半仕上げ手順中の６００，６００”レーザエミッタの平均パワーと基本的に同じでもよい。
平均パワーは、０．５Ｗ～５００Ｗの範囲、特に１Ｗ～２００Ｗの範囲でもよい。

【0346】

＃＃ガゼットｐ７０
粗加工手順中に６００，６００”レーザエミッタによって放射されるレーザビームのピークパワーは、半仕上げ手順中に６００，６００”レーザエミッタによって放射されるレーザビームのピークパワーよりも低くてもよい。さらに、粗加工手順におけるレーザビームのピークパワーは、半仕上げ手順におけるレーザビームのピークパワーよりも１０倍、１００倍または１０００倍低くてもよい。粗加工手順におけるレーザビームのピークパワーは、１０ｋＷ～１００ＫＷの間でもよく、半仕上げ手順におけるレーザビームのピークパワーは、１０ｋＷ～１０ＭＷの間でもよい。

【0347】

例えば、第１平均表面粗さ（Ｒａ）は、０．８μｍ～２．０μｍの間でもよく、第２平均表面粗さは、０．２μｍ～０．８μｍの間でもよい。

【0348】

除去手順はさらに、粗加工手順および半仕上げ手順に続いて、レーザエミッタ６００，６００”に、連続タイプまたは、長い持続時間を有するパルスのレーザビームを発生するように命令するステップのうちの少なくとも１つを含む仕上げ手順を含んでもよい。特に、仕上げ手順におけるレーザビームパルスの持続時間は、粗加工手順および／または半仕上げ手順において放射されるレーザビームパルスの持続時間よりも長い。

【0349】

さらに、仕上げ手順において、レーザビームの個々のピークパワーは、粗加工および／または半仕上げ手順中に放射されるレーザビームのピークパワーよりも小さく、特に仕上げ手順のレーザビームのピークパワーは、粗加工および半仕上げ手順で放射されるレーザビームのピークパワーよりも１０倍、１００倍または１０００倍小さい。制御ユニットはまた、仕上げ手順において、レーザエミッタ６００，６００”に、粗加工／または半仕上げ手順中に放射されるレーザビームの個々のサイズよりも大きいサイズ、例えば、直径を有するレーザビームを発生するように命令するように構成してもよい。

【0350】

仕上げ手順は、シリンダ本体１の側面４に、粗加工または半仕上げ手順の際に定義される表面粗さよりも小さい仕上げ表面粗さを定義するように構成される。仕上げ手順により得られる平均表面粗さ（Ｒａ）は、０．５μｍ未満、具体的には０．４μｍ未満である。

【0351】

下記は、側面クリーニング操作、粗加工手順、半仕上げ手順、仕上げ手順に関連するレーザビーム制御パラメータの好ましい値を示す表である。これらの値は、限定することを意図したものではなく、逆に、様々な用途についてのレーザビーム制御パラメータの平均値、標準値、または好ましい値の大きさのオーダーを提供することを意図している。

【0352】

【表1】

【0353】

図１３と図１４のフローチャートによって概略的に示される実施形態では、除去手順２００２は、下記のような動作を含むことができる。
・シリンダ本体１とレーザエミッタ６００，６００”との間の少なくとも１つを移動させる（２００２ａ）。
・少なくとも１つのレーザエミッタ６００，６００”に、パルスレーザビームを放射するように命令し、レーザパルスはシリンダ本体１から材料を除去する（２００２ｂ）。

【0354】

シリンダ本体１と６００，６００”レーザエミッタとの間の少なくとも１つを移動させるステップ２００２ａは、好ましくは、シリンダ本体１をその回転軸Ｋの周りに回転させることを含む。

【0355】

シリンダ本体１とレーザエミッタ６００，６００”の間の少なくとも１つを移動させるステップ２００２ａは、振動システムを制御して、レーザビームの振動を決定するステップをさらに含んでもよい。図１２ｂの実施形態のように、レーザビームの振動とシリンダ本体の回転は、互いに同時のステップでもよい。

【0356】

シリンダ本体１および／または６００，６００”レーザエミッタを移動させるステップ２００２ａと、パルスレーザビームを放射するステップ２００２ｂは、本質的に互いに同時である。換言すると、シリンダ本体の回転中に、レーザエミッタは、シリンダ本体の側面にレーザパルスを放射する。

【0357】

レーザビームパルスは、時間的に互いにずれて配列して、１０ｋＨｚ～１００００ｋＨｚのレーザパルス周波数を定義する。

【0358】

シリンダ本体１の側面４に向けられた各パルスは、図１０～図１２と図１２ｂに示すように、シリンダ本体１の側面４上に個々のレーザフットプリント４０を画定する。レーザフットプリントは、円形、細長い円形、楕円形、および凸状の輪郭を有する曲線の間のグループ内の形状を有してもよい。レーザフットプリントの形状は、レーザフットプリントを画定するレーザビームパルスの持続時間、レーザパルスの放射中の回転軸Ｋの周りのシリンダ本体の回転速度、または、レーザビームとシリンダ本体の表面との間の相対速度の関数として変化してもよい。レーザフットプリントは、７０μｍ^２～２００００μｍ^２の間の表面範囲を有してもよい。

【0359】

各レーザパルス１０は、シリンダ本体１の側面４上にクレータの形成をもたらすことに留意されよう。こうしたクレータは、レーザフットプリントの形状および／または表面範囲と実質的に等しい形状および／または表面範囲を有することがある。必要に応じて、クレータは、レーザフットプリントの表面範囲よりわずかに小さい表面範囲を有することがある。各クレータは、１μｍ～２０μｍの範囲の深さを有してもよい。

【0360】

同様に、第１レーザパルスと第２レーザパルスの部分的な重なりによって生成される重なり部分４１も、シリンダ本体１の側面４上にクレータの形成をもたらす。こうしたクレータは、１０μｍ～１００μｍの範囲の深さを有してもよい。

【0361】

除去手順２００２の際、レーザパルスは、前記レーザフットプリント間に個々の重なり部分を形成することによって、互いに少なくとも部分的に重なり合うレーザフットプリントを画定する（２００２ｃ）。互いに少なくとも部分的に重なるレーザフットプリントを画定するステップ２００２ｃは、上述したように、シリンダ本体の表面輪郭を検出するステップ２００１と組み合わせてもよいことに留意されよう。こうした実施形態は、図１４のフローチャートに概略的に示している。

【0362】

代替として、更なる実施形態によれば、修復手順２０００は、除去手順２００２を含んでもよく、この除去手順２００２は、シリンダ本体の表面輪郭を検出するステップ２００１を必ずしも含むことなく、互いに少なくとも部分的に重なり合うレーザフットプリントを画定するステップ２００２ｃを含む。この実施形態は、図１３のフローチャートに概略的に示している。

【0363】

各重なり部分は、レーザフットプリントの表面範囲の１０％～９５％の間、必要に応じて２５％～７５％の間の表面範囲に渡って延びてもよい。必要に応じて、重なり部分は、レーザフットプリントの表面範囲の５０％に実質的に等しい表面範囲に渡って延びてもよい。

【0364】

シリンダ本体の表面修復の本発明方法は、前記シリンダ本体１の側面４を研削する方法である。具体的には、この研削方法は、シリンダ本体の半径方向に沿って測定して、１０μｍ～１００μｍの間の厚さを有する表面層を圧延シリンダから除去する。

【0365】

これらの圧延シリンダの側面４は、金属材料、例えば、鋼や鋳鉄を含む材料で製作される。

【0366】

上述した方法、および図８、図１３および図１４に示すフローチャートによって概略化された方法は、前述した装置１０によって実行できることにも留意されよう。特に、修復手順２０００、そして除去手順２００２は、装置の制御ユニット１５によって制御される。より詳細には、図１４の実施形態によれば、装置の制御ユニット１５は、検出手順２００１および除去手順を実行し、後者は、シリンダ本体および／またはレーザエミッタを移動させるステップ２００２ａと、レーザビームをシリンダ本体の側面４に向けて放射するステップ２００２ｂと、レーザフットプリント４０間の重なり部分４１を画定するステップ２００２ｃとを含む。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図6d】

【図6e】

【図6f】

【図6g】

【図6h】

【図6i】

【図6l】

【図6m】

【図6n】

【図6p】

【図7a】

【図7b】

【図8】

【図9(a)】

【図9(b)】

【図9(c)】

【図10】

【図11】

【図12】

【図12b】

【図13】

【図14】

【国際調査報告】