JPS60234775A - 電子ビ−ム溶接装置 - Google Patents
電子ビ−ム溶接装置Info
- Publication number
- JPS60234775A JPS60234775A JP8932584A JP8932584A JPS60234775A JP S60234775 A JPS60234775 A JP S60234775A JP 8932584 A JP8932584 A JP 8932584A JP 8932584 A JP8932584 A JP 8932584A JP S60234775 A JPS60234775 A JP S60234775A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- deviation signal
- deviation
- signal value
- work piece
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
- B23K15/02—Control circuits therefor
Landscapes
- 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。
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、加工片の継目位置と電子ビームとの位置関係
を検出し、継目位置と電子ビーム照射位置とを一致させ
るための補正機能を備えた電子ビーム溶接装置に関する
。
を検出し、継目位置と電子ビーム照射位置とを一致させ
るための補正機能を備えた電子ビーム溶接装置に関する
。
第４図は従来の電子ビーム溶接装置の一例を示すブロッ
ク図である。図において、（１）は高電圧電源、（２）
は電子銃、（３）は電子ビーム、（４）は加工片、（５
）は電子銃（２）より発生した電子ビーム（３）を加工
片（４）表面に集束させるための集束コイル、（６）は
加工片（４）の継目（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である。（８）は反
射電子および二次電子（９）を捕捉するコレクタ、α１
は信号発生器、Ｑｌ）は波形変換部、α力は波形変換部
αυからの信号を偏向コイル（６）に印加するための電
流増幅器、Ｒ□およびＲ１は抵抗器である。０１）はコ
レクタ（８）で捕捉した反射電子および二次電子などの
二次エネルギ検出信号のノイズ分を除去するためのフィ
ルタ、０渇は外部からの制御信号に応じて前記二次エネ
ルギ検出信号を通過またはしゃ断するゲート回路、（ハ
）は入力信号のピークを検出し、ピーク検出時にパルス
信号を発生するピーク検出トリガ発生部である。また、
α四は偏向コイル（６）を流れる偏向コイル電流の正お
よび負のピークを検出して、正ピークから負ピークまた
は負ピークから正ピークまでの間、ゲート回路ｒ３ツを
開く制御信号を出力するピーク検出ゲート制御部である
。（２■はピーク検出トリガ発生部（ト）から出力され
るトリガパルスで偏向コイル電流を計測保持するサンプ
ル・ホールド部、Ｃυはサンプル・ホールド部翰で検出
した信号を増幅する増幅器、（２５１は増幅器Ｃυの増
幅率を制御する増幅率制御部、（４Ｇは偏差信号出力端
子である。
ク図である。図において、（１）は高電圧電源、（２）
は電子銃、（３）は電子ビーム、（４）は加工片、（５
）は電子銃（２）より発生した電子ビーム（３）を加工
片（４）表面に集束させるための集束コイル、（６）は
加工片（４）の継目（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である。（８）は反
射電子および二次電子（９）を捕捉するコレクタ、α１
は信号発生器、Ｑｌ）は波形変換部、α力は波形変換部
αυからの信号を偏向コイル（６）に印加するための電
流増幅器、Ｒ□およびＲ１は抵抗器である。０１）はコ
レクタ（８）で捕捉した反射電子および二次電子などの
二次エネルギ検出信号のノイズ分を除去するためのフィ
ルタ、０渇は外部からの制御信号に応じて前記二次エネ
ルギ検出信号を通過またはしゃ断するゲート回路、（ハ
）は入力信号のピークを検出し、ピーク検出時にパルス
信号を発生するピーク検出トリガ発生部である。また、
α四は偏向コイル（６）を流れる偏向コイル電流の正お
よび負のピークを検出して、正ピークから負ピークまた
は負ピークから正ピークまでの間、ゲート回路ｒ３ツを
開く制御信号を出力するピーク検出ゲート制御部である
。（２■はピーク検出トリガ発生部（ト）から出力され
るトリガパルスで偏向コイル電流を計測保持するサンプ
ル・ホールド部、Ｃυはサンプル・ホールド部翰で検出
した信号を増幅する増幅器、（２５１は増幅器Ｃυの増
幅率を制御する増幅率制御部、（４Ｇは偏差信号出力端
子である。
上記のように構成した従来の電子ビーム溶接装置によれ
ば、信号発生器ｅｌｌの出力は電流増幅器αので増幅さ
れ、偏向コイル（６）には第５図因に示すような偏向コ
イル電流が流れる。このコイル電流を抵抗Ｒ１の両端の
電圧として計測し、ピーク検出ゲート制御部ａ９で正・
負それぞれのピークを検出して第５図（ロ）のように正
のピーク時に立ち上がり、負のピーク時に立ち下がるゲ
ート制御信号を発生する。また、フィルタ６１）でノイ
ズを除去した二次エネルギ信号は、ゲート回路０功によ
って前記ゲート制御信号に基づいて通過またはしゃ断さ
れ、第５図（ｑに示すような信号が出力される。そして
、この二次エネルギ信号波形の中で強度が低くなる部分
ｔｐが継目を示し、ピーク検出トリガが発生部（ハ）で
この強度低下のピークを検出し、この検出と同時にトリ
ガパルスを発生する。サンプル・ホール回路（２１は偏
向コイル電流値をこのトリガパルスによってサンプリン
グし、第５図（Ｄ）に示す １ようにホールドする。こ
のホールド値は、走査された電子ビーム（３）が継目（
力上に位置した瞬間の偏向コイル電流値であり、電子ビ
ームを全く偏向しない場合の位置と継目（力との距離、
すなわち、位置ずれ量に比例する量であって、ずれ量を
検出するためには、サンプリングされた偏向コイル電流
値とずれ量との関係をめて補正することが必要であった
。なお、第６図に示すように、ビーム偏向角度θは偏向
コイル電流（偏差信号値）Ｌに比例する。
ば、信号発生器ｅｌｌの出力は電流増幅器αので増幅さ
れ、偏向コイル（６）には第５図因に示すような偏向コ
イル電流が流れる。このコイル電流を抵抗Ｒ１の両端の
電圧として計測し、ピーク検出ゲート制御部ａ９で正・
負それぞれのピークを検出して第５図（ロ）のように正
のピーク時に立ち上がり、負のピーク時に立ち下がるゲ
ート制御信号を発生する。また、フィルタ６１）でノイ
ズを除去した二次エネルギ信号は、ゲート回路０功によ
って前記ゲート制御信号に基づいて通過またはしゃ断さ
れ、第５図（ｑに示すような信号が出力される。そして
、この二次エネルギ信号波形の中で強度が低くなる部分
ｔｐが継目を示し、ピーク検出トリガが発生部（ハ）で
この強度低下のピークを検出し、この検出と同時にトリ
ガパルスを発生する。サンプル・ホール回路（２１は偏
向コイル電流値をこのトリガパルスによってサンプリン
グし、第５図（Ｄ）に示す １ようにホールドする。こ
のホールド値は、走査された電子ビーム（３）が継目（
力上に位置した瞬間の偏向コイル電流値であり、電子ビ
ームを全く偏向しない場合の位置と継目（力との距離、
すなわち、位置ずれ量に比例する量であって、ずれ量を
検出するためには、サンプリングされた偏向コイル電流
値とずれ量との関係をめて補正することが必要であった
。なお、第６図に示すように、ビーム偏向角度θは偏向
コイル電流（偏差信号値）Ｌに比例する。
θ＝の・Ｑ −（Ｉ）
但し、α；定数
また、継目と電子ビームとの位置ずれ距離ΔＸは、偏向
コイルの電極と加工片表面との距１ｍ１とすれば、 ΔＸ ＝ Ｉｔ −ｔａｎθ □（Ｉｔ）いま、θは十
分小さいのでｔａｎｏ十〇とおくと、ΔＸ＝＝／・θ
□ （１） すなわち ΔＸニノ・（Ｌ 、 Ｌ −（ＩＶ） の関係がある。
コイルの電極と加工片表面との距１ｍ１とすれば、 ΔＸ ＝ Ｉｔ −ｔａｎθ □（Ｉｔ）いま、θは十
分小さいのでｔａｎｏ十〇とおくと、ΔＸ＝＝／・θ
□ （１） すなわち ΔＸニノ・（Ｌ 、 Ｌ −（ＩＶ） の関係がある。
したがって、増幅器Ｃυの増幅率を距離ｌを測定して、
これに基づいて増幅率制御部を調整するか、第５図（２
）に示すように振幅Ｉの偏向コイル電流にＱつからの増
幅率指令よりビームを偏向し、第６図に示した加工片表
面での振幅りを計測して、直接、 Ｄ（■） Δ’Ｘ＝＝−ｒ Ｌ の関係より、増幅率制御部（２艶からの増幅率指令を調
整することにより、第５図（Ｅ）に示すように常に実際
のずれ量を示す偏差信号値を偏差信号出力端子０Ｑに得
ていた。この偏差信号値を位置決め装置にフィードバッ
クして、位置合せやティーチングプレイバックによる溶
接線追随あるいはオンラインでの溶接線の検出および自
動追随に適用している。
これに基づいて増幅率制御部を調整するか、第５図（２
）に示すように振幅Ｉの偏向コイル電流にＱつからの増
幅率指令よりビームを偏向し、第６図に示した加工片表
面での振幅りを計測して、直接、 Ｄ（■） Δ’Ｘ＝＝−ｒ Ｌ の関係より、増幅率制御部（２艶からの増幅率指令を調
整することにより、第５図（Ｅ）に示すように常に実際
のずれ量を示す偏差信号値を偏差信号出力端子０Ｑに得
ていた。この偏差信号値を位置決め装置にフィードバッ
クして、位置合せやティーチングプレイバックによる溶
接線追随あるいはオンラインでの溶接線の検出および自
動追随に適用している。
継目位置と電子ビーム照射位置とのずれを検出する機能
を備えた従来電子ビーム溶接装置によれば、継目（７）
の位置と電子ビーム（３）の照射位置とのずれ距離を正
確に検出するためには、偏向コイル（６）の磁極と加工
片（４）の表面との距Ｉｌｌを正確に測定して増幅率制
御部（ハ）に入力する必要があった。
を備えた従来電子ビーム溶接装置によれば、継目（７）
の位置と電子ビーム（３）の照射位置とのずれ距離を正
確に検出するためには、偏向コイル（６）の磁極と加工
片（４）の表面との距Ｉｌｌを正確に測定して増幅率制
御部（ハ）に入力する必要があった。
この操作は加工片（４）が変わって距離ｌが変わるたび
に必要で、かつ測定の精密さも要求されるが、測度精度
を確保することが非常に困難で、この測定精度が悪いと
、継目（７）と電子ビーム（３）の照射位置にずれを生
じるという欠点があった。
に必要で、かつ測定の精密さも要求されるが、測度精度
を確保することが非常に困難で、この測定精度が悪いと
、継目（７）と電子ビーム（３）の照射位置にずれを生
じるという欠点があった。
本発明は、上記のような欠点を解決するためになされた
もので、加工片が変っても偏向コイルの磁極と加工物表
面との距離を測定するなどの操作を不要とし、高精度か
つ、全自動で継目と電子ビーム照射位置とのずれ量を検
出し一致させる機能を備えた電子ビーム溶接装置を得る
ため、電子ビームを加工片の継目を横切るように走査し
てこのときに発生する反射電子、二次電子やＸ線など２
次エネルギの最小となる点での偏向コイルに流れるｒ特
電流（偏差信号値）を検出することにより電子ビームと
継目との位置ずれを検出する機能を備えた電子ビーム溶
接装置において、電子ビームと継目との実際の位置ずれ
量と検出した偏差信号値との関係式の係数を自動的にめ
、これによって常にずれ量を高精度で検出する溶接線検
出機能を備えた電子ビーム溶接装置を提供するものであ
る。
もので、加工片が変っても偏向コイルの磁極と加工物表
面との距離を測定するなどの操作を不要とし、高精度か
つ、全自動で継目と電子ビーム照射位置とのずれ量を検
出し一致させる機能を備えた電子ビーム溶接装置を得る
ため、電子ビームを加工片の継目を横切るように走査し
てこのときに発生する反射電子、二次電子やＸ線など２
次エネルギの最小となる点での偏向コイルに流れるｒ特
電流（偏差信号値）を検出することにより電子ビームと
継目との位置ずれを検出する機能を備えた電子ビーム溶
接装置において、電子ビームと継目との実際の位置ずれ
量と検出した偏差信号値との関係式の係数を自動的にめ
、これによって常にずれ量を高精度で検出する溶接線検
出機能を備えた電子ビーム溶接装置を提供するものであ
る。
第１図は、本発明の実施例を示すブロック図、第２図お
よび第６図は本発明のシステム動作を示す説明図である
。なお、第４図、第６図と同じ機能の部分は同じ記号を
付し説明を省略する。図において、ＳＯ）はＮＣテーブ
ル、６Ｉ）、■はそれぞれＮＣテーブル駆動モータ、Ｇ
■はＮＣ駆動制御装置、（へ）はＮＣ駆動制御装置ｔｉ
ｓ５１や信号発生器（１０）などシステム全体を制御す
るシステム制御部である。
よび第６図は本発明のシステム動作を示す説明図である
。なお、第４図、第６図と同じ機能の部分は同じ記号を
付し説明を省略する。図において、ＳＯ）はＮＣテーブ
ル、６Ｉ）、■はそれぞれＮＣテーブル駆動モータ、Ｇ
■はＮＣ駆動制御装置、（へ）はＮＣ駆動制御装置ｔｉ
ｓ５１や信号発生器（１０）などシステム全体を制御す
るシステム制御部である。
上記のように構成した本発明の詳細な説明すれば次の通
りである。加工片（４）をＮＣテーブル印に適当に位置
決めしてセットしたあと、第２図に示すような手順で偏
向コイル電流の検出値である偏差信号値と実際のずれ量
との補正係数を自動的にめる。すなわち、検出１で第６
図囚に示すように、ＮＣテーブル（５〔に加工片（４）
をセットしたときの偏向信号値Ｌ１を検出して、これを
システム制御装置−に記憶する。次に、ｂ、の正負から
継目のずれ方向を判別し、ずれを修正する方向にある一
定量△だけＮＣテーブル６５Ｇを駆動して加工片（４）
を移動させる。さら、に第６図［相］に示すように加工
片を移動させたあと、検出２で、検出１と同様に偏差信
号値ル、を検出し、システム制御装置−に記憶する。加
工片（４）の移動量△と加工片（４）の移動前後の偏差
信号値”１＋”！とから実際のずれ量ΔＸと偏光コイル
に流れる瞬時電流（偏差信号値）Ｌとの関係式として を、自動的にめることができる。したがって、システム
制御装置（へ）で、（Ｖｌ）式を用いて偏差信号からず
れ量を正確にめられる。
りである。加工片（４）をＮＣテーブル印に適当に位置
決めしてセットしたあと、第２図に示すような手順で偏
向コイル電流の検出値である偏差信号値と実際のずれ量
との補正係数を自動的にめる。すなわち、検出１で第６
図囚に示すように、ＮＣテーブル（５〔に加工片（４）
をセットしたときの偏向信号値Ｌ１を検出して、これを
システム制御装置−に記憶する。次に、ｂ、の正負から
継目のずれ方向を判別し、ずれを修正する方向にある一
定量△だけＮＣテーブル６５Ｇを駆動して加工片（４）
を移動させる。さら、に第６図［相］に示すように加工
片を移動させたあと、検出２で、検出１と同様に偏差信
号値ル、を検出し、システム制御装置−に記憶する。加
工片（４）の移動量△と加工片（４）の移動前後の偏差
信号値”１＋”！とから実際のずれ量ΔＸと偏光コイル
に流れる瞬時電流（偏差信号値）Ｌとの関係式として を、自動的にめることができる。したがって、システム
制御装置（へ）で、（Ｖｌ）式を用いて偏差信号からず
れ量を正確にめられる。
このようにして算出したずれ量データを用いて、ティー
チングプレイバックによる溶接線追随や、オンラインで
の溶接線の検出および自動追随を、精度よく行うことが
できる。なお、移動量としては、０．５〜１０顛程度の
値を適当に選べばよく、本実施例として説明したシステ
ム゛では△＝３朋としている。
チングプレイバックによる溶接線追随や、オンラインで
の溶接線の検出および自動追随を、精度よく行うことが
できる。なお、移動量としては、０．５〜１０顛程度の
値を適当に選べばよく、本実施例として説明したシステ
ム゛では△＝３朋としている。
上記の説明では継目検出手段として二次エネルギとして
の反射電子あるいは二次電子を検出する場合について示
したが、Ｘ線を７オトセンサなどで検出するようにして
もよい。
の反射電子あるいは二次電子を検出する場合について示
したが、Ｘ線を７オトセンサなどで検出するようにして
もよい。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、加工
片が変って偏向フィルの磁極と加工片表面との距離が変
化し寸も、溶接開始前の最初の継目と電子ビームとの目
合せのときに継目と電子ビーム照射位置との実際のずれ
量を検出し、そのときの偏差信号値とから、実際のずれ
量と偏差信号値との補正を自動的に行うようにしたので
距離の測定が不要となる。さらに、従来のこの距離の測
定誤差に起因した溶接継目の検出誤差もなくなり、常に
高精度で継目と電子ビーム照射位置とを一致させること
ができる。このため精密で高品質な電子ビーム溶接がで
きるという顕著な効果をあげることができる。
片が変って偏向フィルの磁極と加工片表面との距離が変
化し寸も、溶接開始前の最初の継目と電子ビームとの目
合せのときに継目と電子ビーム照射位置との実際のずれ
量を検出し、そのときの偏差信号値とから、実際のずれ
量と偏差信号値との補正を自動的に行うようにしたので
距離の測定が不要となる。さらに、従来のこの距離の測
定誤差に起因した溶接継目の検出誤差もなくなり、常に
高精度で継目と電子ビーム照射位置とを一致させること
ができる。このため精密で高品質な電子ビーム溶接がで
きるという顕著な効果をあげることができる。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図およ
び第６図は本発明に係るシステムの動作を説明するため
の説明図、第４図は、従来の溶接線検出装置のブロック
図、第５図は第４図の動作を説明するための波形図、第
６図は位置ずれ量の検出原理の説明図である。 （３）・・・電子ビーム、（４）・・・加工片、（６）
・・・偏向コイル、（７）・・・継目、（９）・・・二
次エネルギ、（へ）・・・ＮＣ駆動制御装置、輪・・・
ＮＣテーブル、ａａ、ａａ・・・ＮＣ駆動モータ、霞・
・・システム制御装置。 なお各図中同一符号は同一または相当部分を示すものと
する。 代理人 弁理士 木材 三 朗 手続補正書（自発） 昭和５９年 ７月３０日 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭５９−８９３２５号２、発明の
名称 電子ビーム溶接装置 ３、補正をする者 ４、代理人 ６、補正の内容 以上
び第６図は本発明に係るシステムの動作を説明するため
の説明図、第４図は、従来の溶接線検出装置のブロック
図、第５図は第４図の動作を説明するための波形図、第
６図は位置ずれ量の検出原理の説明図である。 （３）・・・電子ビーム、（４）・・・加工片、（６）
・・・偏向コイル、（７）・・・継目、（９）・・・二
次エネルギ、（へ）・・・ＮＣ駆動制御装置、輪・・・
ＮＣテーブル、ａａ、ａａ・・・ＮＣ駆動モータ、霞・
・・システム制御装置。 なお各図中同一符号は同一または相当部分を示すものと
する。 代理人 弁理士 木材 三 朗 手続補正書（自発） 昭和５９年 ７月３０日 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭５９−８９３２５号２、発明の
名称 電子ビーム溶接装置 ３、補正をする者 ４、代理人 ６、補正の内容 以上
Claims (2)
- （１）、電子ビームを加工片の継目を横切るように走査
し、このときに発生する反射電子、二次電子やＸ＠など
２次エネルギの最小となる点での偏向コイルに流れる屏
特電流（偏差信号値）を検出することによって電子ビー
ムと継目との位置ずれを検出する機能を備えた電子ビー
ム溶接装置において、電子ビームと継目との実際の位置
ずれ量と検出した偏差信号値との関係式の係数を自動的
にめ、これによって常にずれ量を高精度で検出する溶接
線検出機能を備えた電子ビーム溶接装置。 - （２）、ＮＣテーブルを移動させることによって加工片
を一定量△だけ移動させ、その移動前後に検出した偏差
信号値の差（Ｌ、 −＝、 ）とこの一定移動量△から
実際のずれ量△Ｘと偏差信号値りとの関係式 ％式％ の係数αを として自動的にめるようにした特許請求の範囲第（１）
項に記載の電子ビーム溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8932584A JPS60234775A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 電子ビ−ム溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8932584A JPS60234775A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 電子ビ−ム溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60234775A true JPS60234775A (ja) | 1985-11-21 |
Family
ID=13967513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8932584A Pending JPS60234775A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 電子ビ−ム溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60234775A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105436688A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-03-30 | 北京航星机器制造有限公司 | 一种变厚度zl114a铝合金的真空电子束焊接方法 |
-
1984
- 1984-05-07 JP JP8932584A patent/JPS60234775A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105436688A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-03-30 | 北京航星机器制造有限公司 | 一种变厚度zl114a铝合金的真空电子束焊接方法 |
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