DE7022544U - Steuergerät zur Erzeugung von im Kurvenlauf einstellbaren Spannungsfunktionen - Google Patents

Description

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Gebrauchsmuster - Anmeldung

<"Steuergerät zur Erzeugung von im Kurvenlauf einstellbaren Spannunpsfunktionen" J

Die Neuerung betrifft ein Steuergerät zur Erzeugung von im Kurvenlauf einstellbaren Spannungsfunktionen, insbesondere zur Erzeugung vorgegebener Ablenkfunktionen für die Ablenkung eines Elektronenstrahl.'-: in einer Elcktronenstrahlbearbeitungsrraschine, bestehend aus einem programmierten Spannungsgenerator, v/elcher pro Periode nacheinanderfolgend eine entsprechende Anzahl von Rechteckimpulsen von konstanter Höhe liefert, und aus mehreren Verstellpotentiometern, von denen jedes einem Impuls zugeordnet ist, wobei an jedem Potentiometer zwischen 0 und 100 % Anteil des betreffenden Impulses abregriffen werden, wobei die Summe dieser Abgriffe eine Ausgangsgröße von einer den Potentiometerabgriffen entsprechenden Kurvenform liefert.

Bei der Steuerung von Elektronenstrahlen zur Herstellung von Schweißnähten und zur Materialverdampfung sind verschiedene Schaltungsanordnungen zur periodischen Strahlablenkung bekannt. In einfachster Weise kann der Strahl durch eine 5o-Hz-Sinusfunktion der Netzspannung abgelenkt werden, wobei jedoch die längere Verweilzeit des Strahles beim Durch fahren der Sinuskuppen in manchen Anwendungsfällen, z.B. durch einen Wärmeüberschuß an den Rändern der bearbeiteten Fläche, Nachteile mit sich bringt. Beim Verdampfen von

isolierenden Stoffen, wie Glas, Quarz und dgl., scheidet eine 5o-IIz-Ablenkung im Spannungsverlauf der Netzfrequenz ebenfalls aus, denn es kommt dabei infolge der hohen Bahngeschwindigkeit des Strahls nicht mehr zur Ausbildung des erforderlichen Brennfleckes.

Es bestellt daher eine Notwendigkeit, den zeitlichen Verlauf der Ablenkspannung abweichend von der Sinusfunktion so zu "deformieren", daß beliebige, dem Anwendungsfall entsprechende Energiemengen pro Zeiteinheit und Flä-chenelement auf dem »'eg des Elektronenstrahls einstellbar sind.-.Dabei soll außerdem der Kurvenlauf der Spannungsfunktion optisch wahrnehmbar sein, so daß dem Bedienungspersonal der Anlage der Betriebszustand des Steuergerätes jederzeit vor Augen geführt wird. Schließlich soll auch eine Veränderung bzw. manuelle Verstellung des Kurvenlaufes sofort sichtbar sein.

Die Lösung bei der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Steuergerät neuerungsgemäß dadurch, daß die Potentiometer lineare Schiebepotentiometer sind, die parallel nebeneinander angeordnet und mit Verschiebeschlitze durchgreifenden Verschiebeteilen an der Vorderseite der Frontplattc des Gerätes verstellbar.sind.

In der Frontplatte sind demnach je nach der gewünschten Unterteilung eine Anzahl paralleler Verschiebeschlitze angeordnet, von denen die Verschiebeteile "= der Potentiometer liegen. Die Stellung der einzelnen Verschiebeteile entspricht dem abgegriffenen Anteil und damit dem gewünschten Abbild der Spannungsfunktion.

Durch eine solche Vorrichtung gelingt es in einfachster Weise, nahezu jede beliebige Kurvenform zu realisieren und sofort sichtbar zu machen. Für den Anwendungsfall der Verdampfung mit Hilfe von !Elektronenstrahlen: empfiehlt es sich dabei, eine geringe Frequenz von einigen Hz zu verwenden, wobei eine nie-derohmige Ansteuerung in einer Transistorschaltung gewählt werden kann. Da alle Kopplungen galvanisch sind, läßt sich zusätzlich eine Gleichstromkomponente übertragen, welche eine Grundverschiebung des Elektronenstrahles zu Einstellzwecken ermöglicht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiei des Gegenstandes der Neuerung schematisch dargestellt; es zeigen:

Figur 1 ein Schaltbild, welches Grundlage des Gegenstandes

der Neuerung ist und
Figur 2 eine perspektivische Vorderansicht eines Gerätes mit einstellbarer Spannfunktion.

In Fig.l ist ein astabiler Multivibrator 1 gezeigt, welcher als Ausgangsgröße nacheinander 16 Impulse in einen vierstufigen Frequenzteiler 2 mit einem Teilungsverhältnis von 2:1 in jeder Stufe liefert. Der Ausgang des Frequenzteilers 2 wird in einen Decodierer 3 (dual/dezimal) übertragen, der 8 Eingänge und 16 Ausgänge aufweist. Die 16 Ausgänge sind jeweils mit Potentiometern 4 bis 19 versehen, deren Spannungsabgriffe über Vorschaltwiderstände 20 bis 35 dem Eingang eines Mischverstärkers 36 zugeführt werden. Im Ausgang des Mischverstärkers 36 liegt ein zur Steuerung der Gesamtamplitude vorgesehenes Amplitudenpotentiometer 37, dessen Abgriff über einen weiteren Vorschaltwiderstand 38 einem Endverstärker 39 als Eingangsgröße zugeführt wird. Dieser Endverstärker 39 enthält als weitere Eingangsgröße ein von einem weiteren Potentiometer 40 abgreifbares Gleichspannungspotential, das

über einen zusätzlichen Vorschaltwiderstand 41 angelegt

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führung 42 entsprechend dem Ablenkstrom in einer Ablenkspule 43 abgegriffenen Rückführungsspannungswert, der zur Regelung der Spannung nach dem Stromwert benutzt wird. Im Stromkreis der Ablenkspule 43 liegt außerdem ein Shunt-Widerstand 44. Die Frequenz an der Ablenkspule beträgt 1/16 der Frequenz des astabilen Multivibrators I.

Die Vorderansicht des Gerätes nach Fig. 2 zeigt die Potentiometer 4 bis 19 als lineare Schiebepotentiometer mit Verschiebeteilen 45 bis 60, wobei jeweils die Lage der Verschiebeteile in den Verschiebeschlitzen das Abbild der eingestellten Kürvenform repräsentiert. An der Vorderseite des Gerätes sind außerdem das Potentiometer für die überlagerte Gleichspannungsamplitude 40 und das Amplitudenpotentiömeter 37, sowie ein Netzschalter 61 mit einer Kontrollampe 62 vorgesehen. Das gesamte Gerät ist zweckmäßig als Einschubteil aufgebaut.

1 Anspruch

2 Figuren

Claims (1)

1. rZANSPRüCH

   Steuergerät zur Erzeugung von im Kurvenverlauf einstellbaren Spannungsfunktionen, insbesondere zur Erzeugung vorgegebener Ablenkfunktionen für die Ablenkung eines Elektronenstrahls in einer Elektronenstrahlbearbeitungsmaschine, bestehend aus einem programmierten Spannungsgenerator, \\relcher pro Periode nacheinanderfolgend eine entsprechende Anzahl von Rechteckimpulsen von konstanter Höhe liefert, und aus mehreren Verstellpotentiornetern, von denen jedes einem Impuls zugeordnet ist, wobei an jedem Potentiometer zwischen 0 und 100 % Anteil des betreffenden Impulses abgegriffen werden, wobei die Summe dieser Abgriffe eine Ausgangsgröße von einer den Potentiometerabgriffen entsprechenden Kurvenform liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiometer(4 - 19) lineare Schiebepotentiometer sind, die parallel nebeneinander angeordnet und mit Verschiebeschlitzen durchgreifende Verschiebeteilen (45 - 6o) an der Vorderseite der Frontplatte des Gerätes verstellbar sind.