JPS60203374A - 電子ビーム溶接機の自動位置決め方法 - Google Patents

電子ビーム溶接機の自動位置決め方法

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JPS60203374A
JPS60203374A JP5961084A JP5961084A JPS60203374A JP S60203374 A JPS60203374 A JP S60203374A JP 5961084 A JP5961084 A JP 5961084A JP 5961084 A JP5961084 A JP 5961084A JP S60203374 A JPS60203374 A JP S60203374A
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JP
Japan
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electron beam
deflection
axis
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weld line
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JP5961084A
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Taizo Ishimi
泰造 石見
Masashi Yasunaga
安永 政司
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/02Control circuits therefor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電子ビームを偏向走査して被溶接物から発生
するX線を検出することにょシ、電子ビームと被溶接物
を相対的に移動させて円形溶接線の中心座標等の位置を
自動的に決定する電子ビーム溶接機の自動位置決め装置
K関するものである。
〔従来技術〕
・第1図は従来の電子ビームの偏向走査による電子ビー
ム溶接機の自動位置決め装置を示す構成図である。図に
おいて(11は電子ビーム、(2)は偏向コイル、(3
)は偏向コイル(2)を駆動する電流増幅器、(4)は
電子ビーム(11の偏向量を制御するための信号発生器
、(5)は被溶接物、(6)は溶接線、(7)は被溶接
物(6)の表面の電子ビーム照射位置から発生するX線
、(8)はX線(力を検出して電気信号に変換するX線
検出子、(9)はX線検出子(8)の検出信号を処理す
るX線検出装置、aIは信号発生器(4)の信号とX線
検出装置(9)の出力信号を処理して溶接線位置を表示
する信号処理表示装置、aυはX線検出子(81、X線
検出装置(9)及び信号処理表示装置0αから構成され
る溶接線検出装置である。
従来の自動位置決め装置は上記のように構成され、被溶
接物を次の動作によシ位置決めした後電子ビーム溶接す
る。先ず信号発生器(4)と電流増幅器(3)を介して
偏向電流が偏向コイル(2+に流され、被溶接物(5)
上に集束された電子ビーム(11は偏向電流に追従して
被溶接物(5)上を走査する。走査の際電子ビーム(1
1の被溶接物(5)上の照射位置から発生するX線(7
)は、X線検出子(8)で検出されX線検出装置(9)
で電気信号に変換される。この変換された電気信号と偏
向コイル(1)の電流信号が信号処理表示装置OI′l
lへ入力され、電子ビーム(11の偏向角度とX線の強
弱がブラウン管上に同期して表示される。
第2図はその表示されたパターンを示したものである。
第2図において、(21)は電子ビーム(1)の表示信
号ム軸信号である。なお図の横軸は偏向コイル電流を、
縦軸はX線の強度を表示す。この図で表示信号(21)
が途中で減衰しているのは、電子ビームrllの走査に
おいて溶接線(6)の位置では継目の隙間に電子ビーム
(IIが入シ込み、そのため発生するX線の強度が減少
してX線検出子(8)ひいてはX線検出装置(9)の電
気信号も小さくなるからである。そして位置決めをする
には、ブラウン管のパターンを見ながら被溶接物を移動
して溶接線(6)と電子ビーム軸を一致させる。
従来の自動位置決め装置でこのような動作によシ位置決
めしているため、第3図に示すような円形の溶接線0]
llにおいては、溶接線0■の中心座標で被溶接物(5
)を回転し、ブラウン管に表示されるパターンを見なが
ら被溶接物(5)を回転させて電子ビーム(11軸と円
形溶接線09とを一致させなければならなかった。
特に複数の円形溶接線0■においては、各々の円形溶接
線0めととに被溶接物(5)の回転中心を移動させ、そ
の都度ブラウン管に表示されるパターンを見ながら被溶
接物(5)を回転して位置決めをする動作が必要とする
等の欠点があった。
〔発明の概要〕
本発明は、かかる欠点を除去する目的でなされたもので
あシ、縦横方向に電子ビームを偏向走査する手段と、被
溶接物から発生するX線を検出する手段及び演算手段と
によシ円形溶接線の中心座標を定めて、被溶接物、ビー
ム軸を相対移動させることによシ、複数の円形溶接線に
おいても容易に位置決めすることを可能にした電子ビー
ム溶接機の自動位置決め装置を提供することにある。
〔発明の実施例〕
第4図は本発明の一実施例を示したものである。
図において、(1)〜(9)は上記従来装置と同一のも
のである。ただし偏向コイル(2)は従来装置の場合と
異なシ、電子ビームfilを前後左右に走査するため、
前後左右の4ケ所に設けられている。この偏向コイル(
2)を4ケ所設けたのを対応して、従来装置と異なシミ
流増幅器(3)と偏向コイル(2)の間には、偏向方向
を切換える偏向方向切換器斬)が設けられている。投射
した電子ビーム(1)によp被溶接物(5)から発生す
るX線は、従来装置と同様KX線検出子(8)で検出し
X線検出装置(9)で電気信号に変換される。その電気
信号は偏向量検出装置間に入力されて偏向電流量を検出
すると共に1偏向量検出装置ユ11に内臓されている偏
向電流量のピーク検出器−によシ偏向電流量のピーク値
を検出する。次いでそれらのデータ、即ち被溶接物(5
)と偏向コイル(2)の間に距離tと、偏向量検出装[
1411及びピーク検出器−から得られた偏向電流量と
をビーム軸から溶接線及び円形溶接線0ルの中心座標ま
での距離を計算する演算装置−に入力し、演算する。そ
してその算出された距離に基いて電子ビーム軸と円形溶
接線の中心座標が一致するように被溶接物(5)を載置
したX−Y軸テーブル−)をモーター114.1でNC
制御装置−)を介して移動させる。
なお偏向量検出装置用)、ピーク検出量間及び演算装f
囮は、x−y軸テーブルのそれぞれの軸に設けた場合を
示したが一系統のものを共有して使用してもよい。
上記のように構成された自動位置決め装置は次の動作に
よシ自動位置決めされる。先ずX−Y軸テーブル−〇上
に円形溶接線0◇を設けた被溶接物(5)を載置し、偏
向をかけない時の電子ビーム(1)の照射位置と円形溶
接線0ルの中心座標がほぼ一致するように被溶接物(5
)をセットする。次いで電子ビーム(11の偏向方向が
X軸方向となるように偏向方向切換器(資)に偏向方向
を設定し、第5図に示すように偏向コイル(2)に流れ
る偏向電流により円形溶接線01)のX軸方向を円形溶
接線0やの2ケ所で横切るように電子ビーム(1)を走
査する。その際被溶接物(5)から発生するX線(力は
円形溶接線0めの個所で減少する。そこで被溶接物(5
)から祭主ずるX線(7)をX線検出子(81、X線検
出装置(9)Kより検出し、電気信号に変換してピーク
検出器−でX線信号の減少を検出し、偏向量検出装置間
でそのときの偏向電流量をめる。
ついで同様の動作をY軸方向についても行うため、偏向
方向切換器間で電子ビーム(11の偏向方向をY軸方向
にして同様の動作を行う。その結果第5図に示すように
、X軸、Y軸について合計4ケ所でのX線信号の減少及
びその時の偏向電流がめられる。
ところで、円形溶接線0めのほぼ中心座標とした位置か
ら円形溶接線0ルの1つの点までの電子ビーム(11の
偏向電流をIIその時の偏向角度を町とすると、偏向電
流IIを偏向角度αlとは比例するから、その関係は、
次式で示される。
α鳳 = AII ・・・・・・(1)なおここでAは
装置の特性で決まる定数である。
また偏向をかけない時の電子ビーム(1)の照身寸位置
と円形溶接線0])上の1つの点までの距離、つまり第
5図に示す距離Xは、被溶接物(5)と偏向コイル(2
)の中心との距離を既知のtとすると、次式で示す関係
でめられる。
XI = Amα、 ・・・・・・(2)同様にして第
5図に示すように円形溶接線0めの4点までの距離Xl
t 凋* Ytt Ys 力!求められる。Xlp X
I−Yt−Y雪の距離力≧ら円形溶接線0心の中心座標
(X、Y)は次式からめられる。
そこでX線信号の減少及びそのときの偏向電流のデータ
は、演算装置噛に入力され、上記の演算操作によシ円形
溶接線01)の中心座標(X −Y ) 2>(決めら
れ、NC制御装置fi61によシモーター…・1を介し
てX−Y軸テーブルを移動させるか又は電子銃を移動さ
せて電子ビーム(1)の軸と円形溶接線0ηの中心座標
を一致させる。
一般に円形溶接線0■の場合半径rは既知であるから、
自動位置決めによシ中心さえ一致させればX−Y軸を半
径rだけ移動させ精度よく自動的に溶接される。
上記実施例では偏向コイルの中心又は偏向レンズと被溶
接物(5)との間の距離tは既知の場合の自動位置決め
の動作について説明したが、その間の距離tが知られて
いなくてもその距離tを決ることができれば、その後は
上記実施例と同様に位置決めすることができる。その−
例を第6図に基いて説明する。先ず電子ビーム(11を
X軸方向に走査し、X線(7)の減少から溶接線を検出
して溶接線までの電子ビーム(1)の偏向電流量Ilo
をめる。次いでX−Y軸テーブル(48)又は電子銃を
X軸方向に溶接線の位置をあらかじめ既知の設定距離り
だけ移動させる。次に同じX軸方向と電子ビーム(11
を走査させ、同様の手段で溶接線を検出して溶接線まで
の電子ビームrllの偏向電流量Illをめる。
ところで偏向電、流量Iso及びIllをあらかじめ既
知の設定距離りだけ移動させたことに伴う電子ビーム(
1)の偏向角の変化量としての角度Bは、次式によ請求
められる。
β −A I 11o Ittl ・・・・・・・・・
(5)ここにAは定数である。
他方この角1fBと設定距離りと偏向コイル中心と被溶
接物(5)との距離tは、次式の関係はある。
t;−・・・・・・(6) β 従ってこの式(6)によfiB、Dが既知であるとtが
められる。したがって、偏向電流量110及びIllの
データを演算装置−に入力し、(5)式、(6)式に基
いて計算すれば距離tをめることができる。
距離tが既知となると本発明の実施例と同様の動作で位
置決めすることができる。
上記実施例では溶接線検出にX線を用いたが、電子ビー
ム(1)の照射によシニ次電子が被溶接物(5)から反
射するため、二次電子を溶接線の検出に用いても本発明
の目的を同様に達成することができる。又溶接線は円形
でなくても、他の形状例えば正方形等の種々の形状の溶
接線であっても同様に自動位置決めが可能である。さら
に上記実施例では、演算装置囮で演算してめられた円形
溶接線0ηの中心と電子ビーム(1)の軸とを一致させ
る方法として、X−Y軸テーブル(5)の移動をNC制
御装置−によ多制御しているが、電子ビームc11の電
子銃のX−Y移動装置の駆動をNC制御装置を用いて電
子ビーム(1)を移動させてもよい。勿論演算装置−か
ら得られた円形溶接線の中心等をブラウン管等の表示器
に表示し、手動でX−Y軸テーブル又は電子ビーム(1
)の電子銃を移動させてもよい。
さらには円形溶接線00の中心座標の補正をビーム偏向
で行うこともできる。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおシ、円形溶接線の中心座標
が従来装置と異なシ自動的に正確に決められるため、溶
接に要する時間、労力を大巾に短縮しうる効果がある。
また、従来装置の場合と異なり、複数の円形溶接線にお
いても連続して自動的に座標位置の位置決めができるの
で、著しく溶接の労力、時間が短縮され正確な溶接が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の自動位置決め装置の構成図、第2図は従
来の自動位置決め装置中の信号処理表示装置に表示され
る表示信号を示す線図、第6図は円形溶接線を有する被
溶接物の斜視図、第4図はこの発明一実施例を示す構成
図、第5図は電子ビームのビーム軸から溶接線までの距
離と偏向角の関係を示す説明図、第6図はこの発明のさ
らに他の実施例を示す構成図である。 図において11)は電子ビーム、(?)は偏向コイル、
(3)は電流増幅器、(4)は信号発生器、(5)は被
溶接物(7)はX線、(8)はX線検出子、(9)はX
線検出装置、OUt円形溶接線、間は偏向量検出装置、
囮は演算装置、國)はX−Y軸テーブル、朔はモータ、
←6)はNC制御装置、輪はピーク検出器、Wllは偏
向方向切換器。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示すものとす
る。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第1図 第2図 第4図 7 第5図 第6図 手続補正書(自発) 昭和59年 7月 38 特許庁長官殿 1、事件の表示 特願昭 59−59610号2、発明
の名称 電子ビーム溶接機の自動位置決め装置 3、補正をする者 代表者片山仁へ部 4、代理人 5.1補正の対象 6、補正の内容 (1)明細誉第5頁第9行の「設けたのを」を「設けた
のに」と補正する。 (2)明細書第5頁第15行〜第18行の「その電気信
号は〜検出する。」を次のとおり補正する。 [その電気信号は偏向量検出装置G!c内のピーク検出
器−に↓pピーク値が検出され、そのピーク時の偏向電
流が検出される。」 以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電子ビーム溶接機において、偏向自在に走査しう
    る電子ビーム投射手段と、電子ビーム走査により被溶接
    物から発生するX線または二次電子の検出手段と、該検
    出された結果と電子ビーム軸の偏向とから溶接線に対す
    る特定座標をめる演算手段と、該演算結果から電子ビー
    ム軸と溶接線とを対応させる手段とから構成される電子
    ビーム溶接機の自動位置決め装置。
JP5961084A 1984-03-29 1984-03-29 電子ビーム溶接機の自動位置決め方法 Granted JPS60203374A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007216242A (ja) * 2006-02-14 2007-08-30 Toyota Motor Corp スキップ溶接における溶接位置補正方法

Citations (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS514040A (en) * 1974-07-02 1976-01-13 Nippon Electric Co Enjoyosetsusenno ennochushinni kadenryushisennoseishi
JPS5277847A (en) * 1975-12-23 1977-06-30 Mitsubishi Electric Corp Electron beam welding device
JPS52100346A (en) * 1976-02-20 1977-08-23 Nippon Electric Co Apparatus for following weld lines

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