JPH0357573A - 電子ビーム加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電子ビーム加工機、特に電子ビームを用い
て大型の被加工物を加工する場合に加工線を検出できる
のみならず電子銃と被加工物の距離〈以下、ワークディ
スクンスと云う。）を一定に保てる電子ビーム加工機に
関するものである。

［従来の技術］ 第４図は、例えば特開昭６０　−　３９８５号公報に開
示された加工線例えば溶接線を検出する装置を持つ従来
の電子ビーム加工機としての電子ビーム溶接機を示ず概
略楕或図である。

図において、（１）は一端例えば十端子がアースされた
高電圧電源、（２）はこの高電圧電源（１）の両端間に
接続された電子銃、（３）はこの電子銃（２）が発生し
た電子ビーム、（４）はこの電子ビーム（３）で加工さ
れる被加工物、この場合は被溶接物、（５）は電子銃〈
２〉と被溶接物（４）の間に配置されて電２ 子銃（２〉が発生した電子ビーム（３）を被溶接物（４
）の表面に集束させるための集束コイル、（６）はこの
集束コイル（５）と被溶接物〈４）の間に配置されて電
子ビーム（３）が被溶接物（４〉の加工線例えば溶接線
〈７）を横切るように電子ビーム〈３〉を走査させるた
めの偏向コイル、（８）はこの偏向コイル〈６〉と被溶
接物（４）の間に配置されて射突電子ビーム（３）の反
射電子および二次電子（９）を捕捉するセンサとしての
コレクタ、（１０）は信号発生器、（１１）はこの信号
発生器（１０）の出力測に接続された波形変換部、（Ｉ
２）はこの波形変換部（Ｉ１）と偏向コイル（６）の間
に接続された電流増幅器、Ｒ１はこの電流増幅器（１２
）と偏向コイル（６）の間に接続された抵抗器、Ｒ２は
コレクタ（８）とアースの間に接続された抵抗器、（１
３）は抵抗器Ｒ１の各端にそれぞれ接続されている水平
軸偏向端子（１３ａ）（１３ｂ）および抵抗器Ｒ２の各
端にそれぞれ接続されている垂直軸偏向端子（１３ｃ）
．　（１３ｄ）を有してコレクタ（８）と一緒に溶接線
検出装置を構成するオシロスコープ、＜１４）はこのオ
シロスコープ（１３）の画面上に現れる輝点てある。

従来の電子ビーム溶接機は上述したように構成されてお
り、以下にその動作を詳しく説明する。

第４図の電子ビーム溶接機において、信号発生器（１０
）の出力は、波形変換部（１１〉において後述する波形
変換が行われてから電流増幅器（１２）に入力され、こ
＼で所定の大きさに増幅された後、偏向コイル（６）に
供給されると共に、抵抗器Ｒ１の両端間の信号はオシロ
スコープ（１３）の水平軸偏向端子（１３ａ）および（
１３ｂ）に入力される。一方、集束コイル（５）により
被溶接物（４）の表面に集束された電子ビーム（３）は
偏向コイル（６〉によって被溶接物（４〉の溶接線（７
）を横切るように走査される。

また、電子ビーム（３）の反射電子および二次電子（９
）はコレクタ（８）により捕捉され、抵抗器Ｒ２の両端
間の信号は、オシロスコープ（１３）の垂直軸偏向端子
（１３ｃ）および（１３ｄ）に入力される。信号発生器
（１０）は三角波状の信号を出力し、この信号は波形変
換部（１１）で第５図に示されるような波形を変換され
る。第５図に示される波形は各電圧零点が時間ｔの間、
引き延ばされている。これにより電子ビーム（３）が偏
向されない点、すなわち電子ビーム（３）が溶接線（７
）の上にあるとき、オシロスコープ（１３）では電圧波
形が第５図中の時間ｔの間停止するので、画面には輝点
（ｌ４〉が生ずることとなる。従って、反射電子および
二次電子ク９）のコレクタ（８）への到達量が溶接線（
７）の位置において減少する特徴を利用し、輝点（１４
〉と、コレクタク８）よりの信号減少のピーク点とを一
致させれば、位置決めが達成されることとなる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の電子ビーム加工機は、加工線を検出できるが、被
加工物が大型構造物である場合に被加工物を精度よくセ
ットしかつワークデイスタンスを一定に保つことができ
ないと云う問題点があった。

この発明は、上述したような問題点を解決するためにな
されたもので、加工線を検出できるのみならずワークデ
ィスタンスを一定に保てる電子ビーム加工機を得ること
を目的とする。

［課題を解決するための手段コ ４ この発明に係る電子ビーム加工機は、電子ビーム発生手
段と被加工物の少なくとも一方を駆動するメモリ内蔵型
駆動装置を設けたものである。

［作　用］ この発明におけるワークディスクンスの補正は、ワーク
ディスクンスの変化で電子ビームのスポット径が変化し
、所定のワークディスタンス以外では溶接線検出装置の
検出波形が急激に小さくなることを利用し、ワークディ
スタンスを補正する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。この
一実施例の概略構成を示す第１図において、（１）〜（
１４）は従来例におけるものと全く同一である。（１５
）は被溶接物（４）を駆動するメモリ内蔵型駆動装置で
あって、電子銃（２）と被溶接物（４）の距離すなわち
ワークディスタンスを変えることができる。

この発明の電子ビーム加工機例えば電子ビーム溶接機は
上述したように構成されており、以下にその動作を詳し
く説明する。

６ 第２図は被溶接物と電子銃の関係を示す図であり、第３
図はワークディスタンスと検出波形の関係を示す図であ
る。第２図に符号（１６ｂ）で示すように大型の被溶接
物（４）は溶接方向に対して水平にセットすることは極
めて困難である。

溶接開始点は所定のワークディスタンス（１６ａ）に調
整でき、また電子ビーム（３）の焦点を合わせてそのス
ポット径が最も小さくなるようにすると、オシロスコー
プ（１３）の検出波形は（１６ｃ）のようにシャープで
ピークが大きい。一方、溶接中間位置では被溶接物（４
〉のセット誤差のためにワークデイスタンスは（１７ａ
）と所定以外の長さになり、被溶接物（４）上では電子
ビーム（３）の焦点がずれてそのスポット径が大きくな
り、検出波形は（１７ｃ）のようにピークが小さくなる
。

この時、検出波形が再び（１６ｃ）のようになるように
被溶接物（４〉を移動させれば、ワークディスタンスを
所定の長さに補正することができる。

（１７ｂ）が被溶接物（４）の補正された位置である。

この補正量（被溶接物の移動量）を駆動装置（１５〉７ が内蔵するメモリに予め記憶しておき溶接時にプレイバ
ックすることにより駆動装置（１５）が常に所定のワー
クディスタンスを保つように被溶接物（４）を駆動しな
がら電子ビーム（３）で被溶接物（４）を溶接すること
が可能となる。

なお、上記実施例はこの発明を電子ビーム溶接機に適用
した例について述べたが、この発明を溶接以外の例えば
切断などに適用しても良い。

また、上記実施例では被溶接物を駆動装置で移動させた
が、電子銃またはこれら両者を移動させても上記実施例
と同様の効果を奏する。更に、コレクタの代わりにＸ線
センサを用いても上記実施例と同様の効果を奏する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明は、電子ビーム発生手段と被加
工物の少なくとも一方を駆動するメモリ内蔵型駆動装置
を備え、溶接線検出装置の検出波形がワークディスタン
スによって変わることを利用してワークディスタンスを
補正するので同一装置で溶接線の検出とワークディスタ
ンスの補正とができ装置を安価にできるとともに、大型
の被加工物を精度よくセットする必要がなくなり、作業
を大幅に容易にする効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による電子ビーム溶接機の一実施例を
示す概略構成図、第２図は被溶接物と電子銃の関係を示
す図、第３図はワークディスタンスと検出波形の関係を
示す図、第４図は従来の電子ビーム溶接機を示す概略構
成図、第５図は波形変換部の電圧を示す波形図である。 図において、（２）は電子銃、〈３）は電子ビーム、（
４）は被溶接物、（５）は集束コイル、〈６〉は偏向コ
イル、〈７）は溶接線、（８）はコレクタ、〈９〉は反
射電子または二次電子、（１３〉はオシロスコープ、（
１５）はメモリ内蔵型駆動装置である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、被加工物を加工する電子ビームを発生する電子
   ビーム発生手段と、この電子ビーム発生手段と前記被加
   工物の間に配置され、前記電子ビームを前記被加工物上
   に集束させるとともに前記被加工物の加工線を横切るよ
   うに前記電子ビームを走査させる集束・偏向手段と、こ
   の集束・偏向手段と前記被加工物の間に配置され、前記
   被加工物に射突した電子ビームの反射電子または二次電
   子を捕捉して前記加工線を検出する加工線検出装置と、
   前記電子ビーム発生手段と前記被加工物の少なくとも一
   方を駆動するメモリ内蔵型駆動装置とを備え、加工線検
   出時には前記被加工物の加工開始点から加工終了点まで
   の電子銃−被加工物間距離の、所定値からの補正量を検
   出して前記メモリに予め記憶しておき、加工時には前記
   補正量をプレイバックして前記所定値を保ちながら前記
   被加工物を加工することを特徴とする電子ビーム加工機
   。