FR2598825A1 - Procede de systeme de visualisation optique stereoscopique et application a une machine de soudage par faisceaux d'electrons. - Google Patents
Procede de systeme de visualisation optique stereoscopique et application a une machine de soudage par faisceaux d'electrons. Download PDFInfo
- Publication number
- FR2598825A1 FR2598825A1 FR8706187A FR8706187A FR2598825A1 FR 2598825 A1 FR2598825 A1 FR 2598825A1 FR 8706187 A FR8706187 A FR 8706187A FR 8706187 A FR8706187 A FR 8706187A FR 2598825 A1 FR2598825 A1 FR 2598825A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- image
- optical
- receive
- prism
- axis
- Prior art date
- 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.)
- Withdrawn
Links
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
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
- B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
-
- 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
- B23K15/0013—Positioning or observing workpieces, e.g. with respect to the impact; Aligning, aiming or focusing electronbeams
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/3002—Details
- H01J37/3005—Observing the objects or the point of impact on the object
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Abstract
SYSTEME OPTIQUE AMELIORE FOURNISSANT A L'OPERATEUR UN CHAMP DE VISION STEREOSCOPIQUE ET UNE VUE EN RELIEF, SE PRETANT EN PARTICULIER A UNE UTILISATION DANS DIVERSES MACHINES TELLES QUE DES MACHINES DE SOUDAGE ET DE PERCAGE PAR FAISCEAUX D'ELECTRONS OU LASERS. LE SYSTEME UTILISE DEUX MONTAGES DE VISUALISATION OPTIQUE SEPARES MAIS COMMANDES INDEPENDAMMENT, ENTRE L'OCULAIRE ET UN POINT SITUE DIRECTEMENT AU-DESSUS DE LA SURFACE DE TRAVAIL. CHAQUE MONTAGE OPTIQUE COMPREND UNE COMBINAISON D'OCULAIRES, DE PRISMES TOURNANTS, DE TELE-OBJECTIFS PRODUISANT UN AGRANDISSEMENT, DE LENTILLES RELAIS ACHROMATIQUES POUR LA FORMATION D'IMAGES, ET DE PRISMES TOURNANTS PENTAGONAUX SITUES DANS UN ETAGE FINAL. L'AJUSTEMENT PERMETTANT DE TENIR COMPTE DES VARIATIONS DE LA DISTANCE ENTRE LES PRISMES TOURNANTS ET LA PIECE A USINER QUI SONT NECESSITEES PAR LES DIVERSES TAILLES ET CONFIGURATIONS DES PIECES, ET PAR L'ACUITE VISUELLE DE L'OPERATEUR, EST ASSURE POUR CHAQUE MONTAGE OPTIQUE AU MOYEN DE COMMANDES MANUELLES SEPAREES SUR LA CONSOLE DE L'OPERATEUR OU A PORTEE IMMEDIATE DE L'OPERATEUR.
Description
SYSTEME DE VISUALISATION OPTIQUE STEREOSCOPIQUE
L'invention concerne d'une manière générale des systèmes de visualisation optique et plus précisément, des systèmes de visualisation optique stéréoscopi5 que, et plus particulièrement, des systèmes de visualisation optique stéréoscopique destinés à des opérations de perçage, de brasage fort, de traitements thermiques,
de brasage tendre, et de soudage.
Le gouvernement des Etats-Unis possède des droits quant à cette invention, conformément au contrat n W-7405-ENG-48 signé entre le Département de l'Energie des Etats-Unis d'Amérique et l'Université de Californie, dans le cadre du fonctionnement du laboratoire Lawrence
Livermore National Laboratory.
Dans de nombreuses opérations de fabrication, la pièce à usiner doit être maintenue dans le champ de vision de l'opérateur lorsqu'elle est manipulée dans un but précis. Des processus de perçage, de brasage fort, de traitement, de brasage tendre et de soudage utilisés 20 dans diverses industries d'usinage et de fabrication, sont certains des processus dans lesquels la pièce à usiner doit pouvoir être vue d'un endroit éloigné alors que l'usinage est en cours. Les machines conçues pour ces opérations comportent par conséquent des systèmes ou 25 des montages de visualisation optique situés en un point éloigné de la pièce à usiner ou de la zone de travail. Les processus de soudage ou de perçage en général, et le soudage ou le perçage par faisceaux 30 d'électrons ou par faisceaux lasers en particulier, exigent que les positions relatives de la source de chaleur, (qui est le faisceau d'électrons dans le cas des appareils de soudage à faisceau d'électrons et le faisceau laser dans le cas des soudages des appareils de soudage à faisceauxlasers), et que la zone de jonction soient établies avec précision avant de déclencher le cycle de soudage. Cela est particulièrement déterminant dans le cas du soudage par faisceau d'électrons car le soudage par faisceaux d'électrons est un processus de soudage par fusion électrique, dans lequel un courant ou un faisceau d'électrons est focalisé et est amené - a frapper une pièce à usiner dans le but de la faire fondre. Les machines de soudage et de perçage par faisceaux d'électrons et les procédés permettant leur utilisation sont généralement connus par l'homme de I0 > l'art. Le soudage par faisceaux d'électrons s'effectue À-0 normalement sous vide poussé. Les soudures ainsi produites ont par conséquent une étendue relativement faible. IL en résulte que la réalisation d'un alignement visuel entre la source de chaleur et la zone de jonction de la soudure devient très difficile sans détermination
précise de leurs positions relatives.
t10 À Au;Les principaux constituants d'une machine de soudage par faisceaux d'électrons comprennent généralement une source d'électrons appropriée telle qu'un canon à électrons, une chambre à vide suffisamment - grande pour abriter la pièce à usiner, des moyens pour visualiser la zone de soudure lorsque le soudage est - 25 en cours, et des moyens pour manipuler et ajuster Les positions relatives de la pièce à usiner, du faisceau d'électrons et de la table de travail. Pour favoriser un alignement approprié, la plupart des machines de soudage par faisceau d'électrons comportent un dispositif X 30 ou un système de visualisation monoculaire qui permet à l'opérateur d'observer la zone de soudure et d'établir - la position précise de la source de chaleur par rapport à la zone de soudage. Ces systèmes monoculaires ont intrinsèquement un champ de vision limité, offrent une perception de profondeur médiocre et un rendement de soudage limité. Quelques systèmes disponibles dans le commerce ont récemment été équipés de deux oculaires, mais le chemin optique reste essentiellement monoculaire, avec pour conséquence les restrictions et les limita5 tions mentionnées précédemment. Certains de ces dispositifs de l'art antérieur sont décrits à titre d'exemple
dans les brevets ci-après.
Le brevet des E. U. A. n 4 304 982 intitulé "Optical Viewing System Associated Apparatus and Machines Equipped Therewith", délivré le 8 décembre 1981 à James R. Gramse, décrit des écrans remplaçables pour les constituants optiques du système de visualisation afin de les protéger contre la condensation de vapeurs
corrosivesqui peuvent être engendrées lors du processus 15 de soudage.
Le brevet des E. U. A. n 4 090 056 intitulé "Optical Viewing System For An Electron Beam Welder", délivré le 16 mai 1978 à Herbert C. Lockwood et Salvatore M. Robelotto, à pour but de fournir un agen20 cement permettant la protection du système optique
contre les dépôts de vapeurs et Les effets des rayonnements ainsi que les charges électriques.
Tous ces systèmes de visualisation de l'art antérieur pour dispositifs de soudage par faisceaux 25 d'électrons, utilisent des systèmes de visualisation monoculaire et n'ont pas pour but de résoudre Les problèmes liés au trajet de visualisation étroit et restreint ainsi qu'à la profondeur du champ de vision lorsque le soudage est en cours. Ces systèmes de visua30 lisation optique de l'art antérieur sont constitués d'un tube de vision monoculaire monté horizontalement avec des miroirs d'élimination et de réflexion internes qui fournissent une ligne optique de vision le long du faisceau d'électrons. Pour les installations de soudage qui doivent être adaptées à une grande diversité de t'ailles de pièces à usiner, de configurations de soudage, à une Large gamme de matériaux et de combinaisons différentes, ces systèmes de visualisation ou de contrôLe, avec Les Limitations qui Leur sont imposées, affectent défavorablement La quaLité de La soudure et conduisent à une dégradation de La productivité. Les opérations de soudage en continu effectuées pendant de Longues périodes qui utilisent des systèmes de visualisation monoculaire, peuvent également 1' conduire à une fatigue oculaire pouvant dégrader l'acuité visuelle de l'opérateur. Cela conduit également à une
diminution de l'efficacité de soudage. Les systèmes de visualisation de monoculaire de l'art antérieur souffrent par conséquent des divers inconvénients mentionnés 15 précédemment.
L'état de L'art décrit ci-dessus montre qu'il
est souhaitable de disposer d'un système de visualisation qui offre 'non seulement un champ de vision plus important et un agrandissement de la pièce à usiner, mais qui en fournit également une vue stéréoscopique.
IL serait par conséquent souhaitable de disposer d'un système de visualisation particulièrement approprie au soudage par faisceaux d'électrons, et qui ne produit à la fois une vue agrandie de la zone de soudage et une vue stéréoscopique, en tenant compte en particulier du fait que le faisceau d'électrons généralement
utilisé est très étroit.
En conséquence, la présente invention a pour but de fournir un système ou un montage de visualisation 30 optique qui fournit une vue stéréoscopique de la
pièce à usiner.
Un autre but de la présente invention est de fournir deux chemins de vision totalement indépendants
entre l'oculaire et la pièce à usiner ou la zone de 35 travail.
L'invention a également pour but de permettre à l'opérateur d'une machine de soudage, et en particulier d'une machine de soudage par faisceaux d'électrons, de distinguer les détails de la soudure et de prendre des mesures correctives au cours du processus
pour assurer l'obtention d'une soudure adéquate.
Un autre but de l'invention est également de fournir un système ou montage de visualisation optique qui inclut l'agrandissement de la zone de travail ou de la pièce à usiner afin d'en permettre une meilleure visualisation. Un autre but de l'invention est d'améliorer
la précision d'alignement d'un faisceau d'électrons sur la pièce à usiner ou la zone de soudage dans un 15 appareil de soudage par faisceaux d'électrons.
Un autre but de l'invention est encore d'améliorer la qualité de la soudure et la productivité
de l'opérateur effectuant le soudage.
L'invention a également pour but de diminuer 20 la fatigue oculaire de l'opérateur.
Un autre but de l'invention est d'atténuer le désagrément visuel et d'améliorer l'acuité visuelle de l'opérateur lors de l'opération de soudage ou de perçage. Un autre but de l'invention est également de contrôler la soudure pour y déceler des irrégularités ou des défauts et les corriger lorsque l'opération de
soudage est en cours.
D'autres buts, avantages et caractéristiques 30 nouvelles de l'invention, ainsi que des points caractéristiques supplémentaires y contribuant et des avantages en résultant, ressortiront à la lecture de la
description détaillée d'un mode de réalisation préféré de l'invention, faite en référence aux dessins annexés. 35 Les buts et avantages de l'invention peuvent être
--_ - ,- _r e réalisés et atteints au moyen des dispositifs et
combinaisons décrits en particulier dans les revendications annexées.
Pour atteindre les buts ci-dessus ainsi que d'autres, conformément à la présente invention telle qu'elle est décrite ici dans son acception la plus large, la présente invention a pour but de fournir un système de visualisation optique stéréoscopique permettant d'observer une pièce à usiner, en cours d'usinage. 1 O Le présent système d'observation optique stéréoscopique est particulièrement adapté à une utilisation avec des machines de perçage et de soudage, et plus particulièrement, avec des appareils ou machines de soudage
et de perçage à faisceaux d'électrons ou lasers.
_ 15 Dans Le soudage par faisceaux d'électrons, des électrons thermiques sont produits dans un vide poussé et sont dirigés vers La pièce à usiner par des
électrodes accélératrices, des lentilles convergentes,.
des montages à miroirs réfléchissants, et d'autres constituants périphériques. En général, le canon à électrons utilisé dans une machine de soudage par faisceaux d'électrons, est monté au sommet d'une chambre de soudage qui peut être mise sous vide. Le canon est équipé d'un filament de tantale ou de tungstène, d'une _Z5 électrode disposée au voisinage et autour du filament, et d'une anode mise à la terre. Une source de puissance est connectée au filament afin de le chauffer. Lorsque le filament est chauffé par la source de puissance, il se produit une cascade d'électrons thermiques qui 3ô sont ensuite accélérés par la haute tension appliquée aux bornes du filament et de l'anode afin de former un faisceau d'électrons. Une lentille convergente fait converger le-faisceau d'électrons émergeant et le focalise sur une pièce à usiner. La pièce à usiner est chauffée % 35 par le faisceau d'électrons et est fondue par l'énergie cinétique engendrée. Lorsqu'on déplace la pièce à usiner dans la direction souhaitée et à une vitesse de déplacement précise, par des moyens appropriés situés à l'extérieur de la chambre de soudage, la pièce à usiner est déplacée hors du faisceau d'électrons de façon à ce que les parties fondues se solidifient et forment une soudure ou un trou, selon le cas. Un système optique de visualisation est prévu pour permettre l'observation
de la pièce à usiner Lorsque l'opération de soudage 10 est en cours.
Pour résoudre les problèmes Liés aux systèmes monoculaires de l'art antérieur, le présent système de visualisation optique utilise deux montages optiques séparés et commandés indépendamment représentant deux 15 chemins optiques séparés, fournissant ainsi une vue stéréoscopique de la pièce à usiner. Chaque montage optique comprend une combinaison d'un prisme tournant pentagonal, une lentille relais achromatique pour la formation d'images, un télé-objectif assurant l'agran20 dissement, un oculaire, et un prisme tournant Baurenfiend. L'ajustement pour tenir compte des variations des distances entre les prismes tournants et la pièce à éliminer, qui est imposé par la variation des dimensions et des configurations des pièces, et par l'acuité 25 visuelle de l'opérateur, est assuré séparément pour chaque montage optique au moyen de commandes manuelles
séparées pour la console de l'opérateur.
Les moyens d'ajustement des distances focales et des agrandissements fournis le télé-objectif, sont disposés à portée immédiate de l'opérateur. Ces moyens comprennent, mais ne sont pas limités à, des mécanismes à engrenage et à came, des leviers, des curseurs, etc. Des résolutions optiques supérieures à environ 25 gm sont obtenues à toutes les distances d'observation séparant les prismes tournantsde la pièce à usiner à l'intérieur d'une chambre à vide de 983 cm. Pour réduire L'ébLouissement et te rayonnemert produit par La source d'élimination, des filtres polarisants intensité variable sont disposés en travers du chemin
optique vers La chambre, en aval des téléobjectifs.
Le niveau d'illumination accrue qui est nécessité par la gamme d'agrandissements fournie par Le système de visualisation de l'invention, est assuré facultativement par L'addition d'une unité d'éclairage par fibre optique de haute intensité installée dans la 10 chambre, avec deux tubes souples pour La transmission de La Lumière. Ces tubes peuvent être positionnés ou ajustés manuellement afin de fournir une illumination optimale adaptée à chaque pièce à usiner particulière et à sa configuration géométrique. Des capots de verre 15 transparent sont prévus pour protéger les éléments terminaux de la fibre optique contre les vapeurs corrosives et les endommagements produits par les rayonnements lors du processus de soudage. Ces capots de
verre sont faciles à retirer en vue de leur nettoyaoe 20 entre les opérations de soudage.
Plus précisément, le système de visualisation optique de la présente invention destiné à des applications mettant en jeu l'utilisation de faisceaux de particules tels que des faisceaux de photons ou des faisceaux lasers, des faisceaux d'électrons et d'ions, etc. comprend un prisme pentagonal permettant de recevoir l'image optique d'une pièce à usiner d'une première direction qui est sensiblement parallèle à L'axe du faisceau de particules et pour la réfléchir et provoquer sa propagation selon une seconde direction qui est sensiblement perpendiculaire à la première direction; une Lentille de focalisation pour recevoir et focaliser l'image à une distance prédéterminée, et un ensemble de prismes (un prisme Baurenfiend) pour 35 recevoir et inverser l'image, et un oculaire pour - -z
visualiser L'image.
De façon encore plus spécifique, Le système de visualisation stéréoscopique de la présente invention comprend une paire de montages de visualisation optique séparés et commandés indépendamment, chaque montage comprenant un prisme pentagonal, disposé au voisinage mais espacé de l'axe du faisceau de particules et placé de façon à recevoir une image optique de la pièce à usiner dans une première direction qui est sensiblement 10 parallèle à l'axe du faisceau de particules, et pour réfléchir l'image de façon à ce que l'image se propage alors.dans une seconde direction qui a tourné d'un angle sensiblement égale à 90 par rapport à la première direction; une lentille de focalisation placée de façon à recevoir l'image optique provenant du prisme pentagonal lorsque l'image se propage le long de la seconde direction et pour focaliser l'image à une distance prédéterminée de la lentille de focalisation; un tube cylindrique creux disposé au voisinage de la lentille de focalisation à une extrémité du tube, l'axe du tube étant sensiblement parallèle à la seconde direction, et disposé pour recevoir l'image après qu'elle ait traversé la lentille de focalisation et pour la guider le long de l'axe du tube; un filtre polarisant 25 placé au voisinage d'une seconde extrémité du tube, le plan du filtre étant sensiblement perpendiculaire à la direction de l'axe du tube, le filtre pouvant tourner dans le plan du filtre pour faire varier la direction de polarisation; un télé-objectif à distance 30 focale ajustable, dont une extrémité est au voisinage du filtre polarisant, pour recevoir l'image du filtre polarisant et pour agrandir l'image dans une proportion ajustable; un prisme de Baurenfiend disposé au voisinage d'une seconde extrémité du télé-objectif pour recevoir 35 l'image du télé-objectif et l'inverser; un oculaire à agrandissement variable pLacé au voisinage du prisme de Baurenfiend pour recevoir l'image provenant du
prisme de Baurenfiend.
Le présent système de visualisation offre un champ visuel deux fois plus important que La plupart des systèmes monoculaires, permettant ainsi à L'opérateur d'améliorer la précision d'alignement et de diminuer le temps de réglage total. IL permet également une identification et une correction en cours de trail1 tement, des défauts de la soudure et une amélioration
de la qualité de la soudure.
Bien que le système de visualisation optique de La présente invention soit particulièrement adapté à une utilisation avec des machines de soudage et de perçage par faisceaux d'électrons, il peut être utiLisé avantageusement dans n'importe quel autre type d'appareil ou d'équipement dans LesqueLs La visualisation d'une pièce a usiner en cours de traitement, est cruciaLe pour Le succès de l'opération. Comme applications de 20 ce type, on citera, sans s'y limiter, La fabrication de pièces de moteur pour automobiles et avions, des opérations de perçage et de soudage à laser, etc. Les dessins annexés, qui font partie du présent fascicule, illustrent un mode de réalisation
de l'invention et associés à La présente description,
permettent d'expliquer les principes de l'invention.
La figure I est une vue générale d'une macHine de soudage par faisceaux d'électrons comoortant le Drésent système de visualisation ootioue stéréoscoDiaue. 30 La figure 2 est un diagramme schématique des constituants optiques du système de visualisation
de La présente invention.
La figure 3 illustre un mode de réalisation
des constituants mécaniques principaux du système de 35 visualisation optique.
La figure 4 est une vue en coupe partielle d'un mode de réalisation du montage du télé-objectif, de l'oculaire, et du prisme de focalisation du système
opt i que.
La figure 5 illustre le mécanisme d'ajustement du télé-objectif permettant son adaptation à l'acuité
visuelle de l'opérateur.
La figure 6 illustre une partie de l'appareil
qui fournit la position des prismes pentagonaux permet10 tant la focalisation du faisceau d'électrons.
La figure 7 illustre les filtres de polarisation avec le levier d'ajustement permettant de faire tourner les lentilles vers le trajet de vision, et hors
de celui-ci.
Les figures 8A-8C fournissent une vue d'un mécanisme à engrenage permettant de faire tourner les
prismes pentagonaux en différentes positions.
Les figures 9A-9C représentent la variation de la distance focale des prismes pentagonaux lorsqu'ils 20 sont mis en rotation de la façon représentée dans les
figures 8A-8C.
La figure 10 illustre le moyen d'éclairage
secondaire destiné au système de visualisation.
La présente invention fournit un système de 25 visualisation optique stéréoscopique pour une pièce à usiner ou une zone qui nécessite l'observation de La pièce à usiner ou de la zone de travail lorsque l'usinage est en cours. Bien que le système de visualisation optique de la présente invention soit particulièrement 30 adapté à des opérations mettant en jeu l'iliumination ou l'irradiation par un faisceau de particules tel qu'un faisceau de photons, d'électrons ou lasers, pour des opérations de perçage, de soudage et d'autres opérations analogues, il est également approprié ou adapta35 ble à d'autres applications dans lesquelles la pièce à :: L ::: : :;
* - *
: : g: :: : - : -:
:::; 0
- e -:: - 5 .. : -: * s \S - 0 D
0 - 10
:,,. :., a,
^ D;
w t : A, :. d- 0 S a
X 0 20
. . :: -t 9 0 025 ,. X 7 r 30 . . à,. S ^ I f: d, u: 35
- X;, ' X,.,,
\, \ , : :
usiner doit pouvoir être vue lorsque des opérations ou des manipulations appliquées à-la pièce à usiner sont en cours. Tel qu'il est utilisé ici, le terme d'illumination ou d'irradiation couvre sans restriction, la focalisation ou la convergence sur un objet, d'une source de particules formant un faisceau, qui à son tour peut être sans restriction, une source de photons dans la gamme visible, infrarouge ou ultraviolette, d'électrons, d'ions, une source laser, et d'autres particules atomiques et subatomiques.
Le présent système de visualisation optique fournit deux lignes de vision séparées et commandées indépendamment et offre une vue stéréoscopique de la zone de travail ou de la pièce à usiner, selon les besoins. Pour offrir cette vue stéréoscopique, le système optique utilise deux montages optiques séparés et commandés indépendamment. Chaque montage optique comprend la combinaison d'un prisme tournant pentagonal, d'une lentille relais achromatique pour la formation d'images, d'un télé-objectif assurant un agrandissement, d'un oculaire et d'un prisme tournant de Baurenfiend, etc. L'ajustement pour tenir compte des variations des distances entre les prismes tournants et la pièce à usiner, imposé par la variation des dimensions des pièces et de leursconfigurations, et pour tenir compte de l'acuité visuelle de l'opérateur, est assuré séparément pour chaque trajet optique par des commandes manuelles séparées sur la console de l'opérateur.
Des moyens pour l'ajustement des distances focales et du taux d'agrandissement du télé-objectif et des distances focales des prismes pentagonaux sont disposés à portée immédiate de l'opérateur. Des résolutions optiques supérieures à environ 25 Nm sont obtenues à toutes les distances d'observation entre les prismes tournants et la pièce à usiner, à l'intérieur d'une chambre à vide de 983 cm3. Pour réduire l'éblouissement et le rayonnement produit par la source d'illumination, des filtres polarisants à intensité variable sont disposés en travers du chemin optique vers la chambre, en aval des télé-objectifs. L'augmentation du niveau d'illumination secondaire nécessité par la gamme d'agrandissement du système de visualisation optique de la présente invention, est assurée grâce à l'addition d'une unité 10 d'éclairage à fibres optiques de haute intensité munie de deux tubes souples pour la transmission de la lumière, disposés à l'intérieur de la chambre de soudage. Ces tubes peuvent être positionnés ou ajustés manuellement afin de fournir l'illumination optimale adaptée à chaque pièce à usiner particulière et à sa configuration géométrique. Des capots de verre transparent sont prévus pour protéger les éléments terminaux des fibres optiques contre des vapeurs corrosives et les endommagements produits par les rayonnements lors du processus 20 de soudage. Ces capots de verre sont faciles à retirer
pour être nettoyés entre les opérations de soudage.
Un mode de réalisation de la présente invention, particulièrement adapté à une utilisation avec des appareils de soudage par faisceaux d'électrons, est décrit en détail et est illustré dans les dessins annexés qui font partie du présent faiscicule. On ne devra cependant pas considérer que l'application du présent système de visualisation se limite à des appareils de soudage à faisceaux d'électrons et à des appareils de ce type. Le présent système de visualisation stéréoscopique peut également être adapté, avec quelques modifications, au soudage et au perçage par lasers, à l'usinage de pièces automobiles et aéronautiques,
et à d'autres utilisations semblables.
Plus précisément, le système de visualisation optique de La présente invention, qui est destiné à des applications mettant en jeu L'utilisation de faisceaux de particules tels que des faisceaux de photons ou lasers, des faisceaux d'électrons et d'ions, etc., comprend un prisme pentagonal permettant de recevoir une image optique de la pièce à usiner en provenance -d'une première direction qui est sensiblement parallèle à l'axe du faisceau de particules et pour la réfléchir et provoquer sa propagation dans une seconde direction il o qui est sensiblement perpendiculaire à la première direction, une lentille de focalisation pour recevoir et focaliser l'image à une distance prédéterminée, un mQntage de prismes (un prisme de Baurenfiend) pour
recevoir et inverser l'image, et un oculaire pour 15 visualiser l'image.
De façon plus détaillée, le système de visualisation optique de la présente invention comprend une paire de montages de visualisation optique séparés et commandés indépendamment, chaque montage comprenant un 2,0 prisme pentagonal, placé au voisinage mais espacé de l'axe du faisceau d'électrons et placé de manière à recevoir une image optique de la pièce à usiner en provenance d'une première direction oui est sensiblement parallèle à l'axe du faisceau d'électrons, et pour réfléchir l'image de façon à ce qu'elle se propage alors dans une seconde direction qui forme un angle sensiblement égale à 90 avec la première direction; une lentille de focalisation placée de façon à recevoir l'image optique en provenance du prisme pentagonal lorsque l'image se propage le long de la seconde direction et pour focaliser l'image à une distance prédéterminée de la lentille de focalisation; un tube cylindrique creux placé au voisinage de la lentille de focalisation à une extrémité du tube, L'axe du tube 35 étant sensiblement parallèle à la seconde direction, et placé de façon à recevoir L'image après que l'image ait traversé la lentille de focalisation, et pour guider L'image Le long de l'axe du tube; un filtre polarisant placé au voisinage d'une seconde extrémité 5 du tube, Le plan du filtre étant sensiblement perpendiculaire à La direction de l'axe du tube, le filtre pouvant tourner dans le plan du filtre de façon à faire varier La direction de polarisation; un télé-objectif à distance focale ajustable manuellement, dont une extrémité est placée au voisinage du filtre polarisant pour recevoir l'image en provenance du filtre polarisant et pour l'agrandir d'un facteur ajustable; un prisme de Baurenfiend placé au voisinage de la seconde extrémité du téléobjectif pour recevoir l'image du télé-objectif 15 et l'inverser; un oculaire à agrandissement variable placé au voisinage du prisme de Baurenfiend pour recevoir l'image du prisme de Baurenfiend; et un oculaire pour
recevoir, agrandir davantage et visualiser l'image.
Une illumination secondaire de la pièce à usiner peut être facultativement assurée par l'addition d'une unité d'éclairage à fibre optique à haute intensité montée dans la chambre, munie d'un tube souple pour la transmission de la lumière ou d'un faisceau de fibre optique qui se ramifie vers son extrémité, en deux segments linéaires et se termine par deux lentilles de focalisation ajustables. Ces tubes ou faisceaux de fibres optiques peuvent être positionnés ou ajustés manuellement pour permettre l'illumination la plus appropriée à chaque pièce à usiner spécifique et à sa configuration géométrique. Des capots de verre transparent sont prévus pour protéger les éléments terminaux des fibres optiques contre les vapeurs corrosives et les endommagements par rayonnement produits lors du processus de soudage. Ces capots de verre sont faciles 35 à retirer pour être nettoyés entre les opérations de o:
::: L3
soudage ou de perçage. Si l'on se réfère à présent de manière plus détaillée aux dessins, la
référence numérique 10 de la figure 1 désigne globalement un dispositif de soudage par faisceau d'électrons qui comporte une chambre à vide 12 ayant une ouverture ou un puits supérieur 14 sur laquelle un dispositif à canon à électrons, globalement désigné en 16 est monté. Le dispositif à canon à électrons est du type classique connu dans La technique, pour produire et focaliser un faisceau d'électrons de haute énergie le long de l'axe vertical descendant au travers de l'ouverture 14. La chambre à vide 12 peut être une enceinte étanche à l'air de n'importe quelle taille, forme ou type approprié munie d'une porte ou d'une ouverture étanche appropriée (non représentée dans le diagramme) pour permettre un accès à l'intérieur de la chambre à vide. Le dispositif à canon à électrons 16 comporte une cathode 18, une anode 20, des bobines de focalisation 22 et des bobines de déflection 24, pour faciliter l'accélération et la convergence d'un faisceau d'électrons 26 sur un point de soudure 40 situé sur la pièce à usiner 28.
Une table de travail horizontale 30 sur
laquelle la pièce à usiner 28 est montée ou prend appui, est disposée à l'intérieur de:la chambre. La table de travail 30 est munie de moyens pour provoquer son déplacement ou sa rotation le long d'un plan horizontal à l'aide de commandes ou de boutons externes appropriés 32, de façon que la pièce à usiner 28 puisse être ajustée par rapport au faisceau d'électrons 26 qui est dirigé verticalement vers le bas à partir de l'ensemble à canon à électrons 16. La chambre à vide 12 est reliée à un équipement à pompe à vide (non représenté) produisant un vide poussé à l'intérieur de la chambre.
Un montage à miroirs, globalement désigné en 34, est monté de manière amovible dans un orifice 36, et est agencé de façon à diriger La lumière passant vers le haut, en provenance du point d'impact du faisceau d'électrons 26 sur la pièce à usiner 28 dans La direc5 tion du faisceau d'électrons, et pour la faire sortir par l'orifice 36. Une source d'iLlumination secondaire, comprenant une unité d'éclairage à fibre otpique à haute intensité, représentée sur la figure 10 en détail, est globalement désignée en 200, est montée à L'intérieur 10 de la chambre de soudage 12. Un montage de visualisation globalement désigné en 38 est monté dans l'orifice 40 Le montage de visualisation 38 comporte facultativement une caméra destinée à recevoir la lumière et à former une image de la zone d'impact sur un écran 15 de contrôle approprié (non représenté). Les constituants optiques du montage de visualisation sont représentés de façon plus détaillée sur les figures 2, 3, 4, 5,
6 et 7.
La figure fournit une illustration schématique 20 des constituants optiques du montage de visualisation 38 de la présente invention. Le faisceau d'électrons 26 produit par le canon à électrons 16 est focalisé sur la pièce à usiner 28. Les images optiques de la pièce à usiner 28 indiquées par les faisceaux lumineux 44 et 46, en provenance d'une source d'illumination secondaire désignée en 42 (représentée de façon plus détaillée sur la figure 10), et qui sont parallèles à l'axe du faisceau d'électrons, sont reçues par un premier et un second prismes pentagonaux 48 et 50. Les images sont 30 ensuite soumises à une rotation d'environ 90 par les prismes 48 et 50, puis sont dirigées sous forme de faisceaux 44' et 46' de façon à ce qu'ils soient perpendiculaires à l'axe du faisceau d'électrons. Les lentilles relais achromatiques 52 et 54 de formation d'images, reçoivent les images en provenance des prismes pentagonaux 48 et 50 et les transmettent à une distance prédéterminée dépendant des distances focales des lentilles 52 et 54, sur les filtres polarisants 56 et 58. Les filtres polarisants 56 et 58 sont disposés de manière à ce que Le plan des filtres soit perpendiculaire à la direction des faisceaux lumineux 44' et 46'. Les filtres 56 et 58 sont munis de moyens permettant leur rotation dans le plan du filtre afin de faire varier la direction de polarisation (voir figu10 re 7). Des télé- objectifs 60 et 62 sont disposés sur le trajet des faisceaux Lumineux 44' et 46', vers Les oculaires (non représentés) afin de recevoir Les images - en provenance des filtres 56 et 58 et de Les agrandir àune taille prédéterminée et ajustable. Des systèmes à prismes de Baurenfiend globalement désignés en 64 et 66 (représentés sur La figure 4) sont prévus pour recevoir Les images agrandies provenant des téléobjectifs 60 et 62 et pour inverser les images. Des oculaires (voir figure 3) à agrandissement variable, -20 sont prévus pour visualiser Les images provenant des
systèmes à primes de Baurenfiend.
La figure 3 représente un mode de réalisation des constituants physiques du montage de visualisation 38 de la présente invention. Les prismes pentagonaux 48 et 50 sont montés à rotation sur les deux surfaces latérales d'un tube de guidage du faisceau d'électrons 68 (au moyen duquel le faisceau d'électrons 26 est dirigé vers la pièce à usiner 28). Une plaque de face 72 sur laquelle sont montées les lentilles relais de formation d'images 52 et 54, est fixée au boîtier 76 par des moyens non représentés. Les lentilles relais 52 et 54
sont montées sur un axe qui est sensiblement perpendiculaire à l'axe du faisceau d'électrons et aligné avec la Ligne de vision (non représentée dans cette figure).
- 35 Une paire de conduits ou de tubes creux 78 et 80 sont reliés par l'une de leurs extrémités à l'aide d'un collier ou d'une bride 70 à la plaque de face 72. Les conduits 78 et 80 sont de préférence cylindriques mais peuvent avoir n'importe quelle forme appropriée, par exemple une forme carrée, rectangulaire, octogonale, hexagonale, etc., et peuvent être constitués de n'importe quel matériau adéquat. Une plaque de retenue 84, sur laquelle sont montés les filtres polarisants 56 et 58, est reliée à l'autre extrémité des conduits 10 78 et 80. Les filtres 56 et 58 sont montés à rotation à l'aide d'un mécanisme à tige coulissante 86 (voir figure 7) qui entre et sort en coulissant latéralement, afin de faire varier la direction de polarisation par coulissement d'une tige dans l'une ou l'autre des directions selon un mouvement latéral. Les télé- objectifs et 62 sont logés dans des boîtiers ou des bâtis 92 et 94 qui sont eux-mêmes fixes à la plaque de retenue 84 à l'aide d'un mécanisme 86 par des moyens (non représentés) connus dans la technique. Des boutons de 20 commande 88 et 90 sont montés dans les fentes 96 et 98 des boîtiers 92 et 94, afin de pouvoir ajuster la distance focale des télé-objectifs 60 et 62 de la façon représentée sur la figure 4. A la seconde ou à l'autre extrémité des boîtiers 92 et 94, est fixé un bâti 112 25 dans lequel les prismes de Baurenfiend 64 et 66 (voir
figure 4) sont fixes par des moyens non représentés.
Les oculaires 100 et 102 qui abritent des lentilles de
visualisation 104 et 106, sont fixés au bâti 112.
Des oeilletons 108 et 110 sont prévus pour être fixés sur les oculaires 100 et 102 afin de fournir un meilleur
confort de visualisation.
La figure 4 illustre les constituants d'une partie de l'un des deux montages de visualisation optique 38 comprenant le système de visualisation de 35 la présente invention. Le télé-objectif 60 est logé : -: : :: : a:: = È; : -: A : X:; w 0 - >
- X; 5
u Il :
:. 0,:
: : f
: -. 10
: : :
-, f..
: - à: n s - f :: 0: f) | . . .. u f. , :. f
\. -. " 7
. :.. 0 30 : :
- 0 35
s : : D: < :..DTD: dans un boîtier 92 qui est fixé par une de ses extrémités au mécanisme à tige coulissante 86. Une fente 98 est prévue dans le boîtier 92 afin de permettre le mouvement d'un curseur 90 fixé à la lentille 60. En faisant coulisser latéralement le curseur 90 dans la fente 98, on peut faire varier la distance focale du télé-objectif 60 afin de l'ajuster à la vision ou à l'acuité visuelle de l'opérateur. La seconde ou l'autre extrémité du boîtier 92 est fixée au bâti 112 par des moyens non représentés. Le prisme de Baurenfiend 64 est monté à l'intérieur du bâti 112 (par des moyens non représenté). Le prisme de Baurenfiend 84 inverse l'image de la pièce à usiner 28, qui est agrandie et envoyée par le télé- objectif 60, et la réfléchit vers l'oculaire 106 au travers d'un anneau 114.
La figure 5 illustre sous forme de diagramme
la variation de la direction de polarisation des filtres polarisants 56 et 58. La plaque de retenue 84 qui est fixée aux conduits 78 et 80 abrite des filtres 56 et 58. La ligne de visée est indiquée en 87. En faisant sortir et entrer latéralement le mécanisme à cliquets comme le montre la figure 7, de la distance d1 à la distance d2, on provoque la rotation des filtres 56 et 58, et on fait ainsi varier la direction de polarisation de la lumière se propageant depuis les télé-objectifs.
La figure 6 illustre la position du prisme pentagonal 50 monté à l'intérieur du bâti ou tube 76 (par des moyens non représentés) par rapport à l'axe de propagation du faisceau d'électrons 26 et à la ligne de visée 116. La lentille relais 52 est montée le long de l'axe de la ligne de visée 116 dans la plaque de face 72. La plaque 72 est fixée à une bride 70 sur le conduit 80 et a une bride 118 sur le tube 76 de façon à fixer la lentille 52 et le conduit 80 à celle-ci. Le bâti ou tube 76 est muni d'un tube 120 qui le traverse
et à l'intérieur duquel le prisme 50 est monté.
La figure 7 représente le mécanisme à engrenage permettant la rotation des filtres de polarisation 56 et 58 afin de faire varier la direction de pola5 risation du faisceau lumineux incident 44' (non représenté). Un cliquet 128, muni d'une dentelure, est monté de façon à être en prise avec les roues dentées 122 et 124 reliées aux filtres 56 et 58, qui sont également munis de dentelures correspondant à et 10 s'engageant dans les dentelures du cliquet 128. En faisant coulisser le cliquet 128 dans la direction des flèches 126, les filtres polarisants 56 et 58 tournent de façon à intercepter et à s'écarter du faisceau
lumineux 44' (voir figure 5), faisant ainsi varier 15 la direction de polarisation du faisceau lumineux.
Les figures 8A-8C illustrent le mécanisme à engrenage et à came globalement désigné en 130, permettant la rotation des prismes pentagonaux 48 et 50 (dont un seul est représenté) dans deux plans. Le mécanisme 130 comporte un moyen à ressort 132 et 134 reliant les plaques 136 et 138. Une broche ou came 140 mobile fixée à un dispositif à engrenage 142 traverse la plaque 138. En faisant tourner le dispositif d'engrenage 142, la came 140 pénètre davantage dans ou est 25 retirée de la plaque 138, comme le montrent les figures 8A et 8C, de façon à faire basculer la plaque 136 par rapport à la plaque 138, de sorte que le montage de prisme est basculé vers le haut ou vers Le bas, en faisant varier l'angle d'incidence de la lumière sur 30 les prismes 48 et 50. La figure 8B illustre la position de "repos", alors que les figures 8A et 8C illustrent respectivement la rotation dans les premier et second plans. En faisant varier la position de l'angle du prisme, on peut faire varier comme on le désire la distance focale du prisme de façon à l'adapter à l'acuité visueLLe de L'opérateur, comme Le montrent Les figures 9A-9C, ce qui revient à augmenter ou diminuer La
distance focaLe.
La figure 10 illustre Le montage d'iLLumination secondaire associé au système de visualisation optique de La présente invention, comprenant une unité d'éclairage à fibre optique de haute intensité. Une source Lumineuse ou ampoule de haute intensité globaLement désignée en 146 est montée à L'intérieur d'une enceinte fermée 148. L'enceinte 148 est munie d'un orifice 150. Un tube ou un faisceau de fibre optique 152 soupLe et transmettant La lumière est fixé à L'enceinte 148 par l'intermédiaire de L'orifice 150, par des moyens connus tels que des rondelles, des joints tori15 ques, des écrous et des boulons, etc. et conduit la Lumière depuis l'ampoule 146 jusqu'à La pièce à usiner 28 Le Long d'tjn axe qui est sensiblement parallèle à L'axe du faisceau d'électrons 26 produit par le dispositif à canon à électrons 16. Le tube 150 se ramifie 20 à proximité de son extrémité en deux segments 154 et 156 et se termine par deux lentilles de focalisation 158 et 160 qui focalisent les faisceaux Lumineux 44 et 46 sur' un point de soudure 166 et les réfléchissent vers le montage de visualisation 38. Les Lentilles 158 25 et 160 sont facultativement coiffées par des couvercles ou des protections transparentes en verre, globalement désignées en 162 et 164, pour les protéger des vapeurs corrosives qui sont produites Lors de l'opération de soudage. Le système d'éclairage est monté à L'intérieur 30 de la chambre de soudage 12 par n'importe quel moyen approprié (non représenté) et est espacé du montage de
visualisation 38.
On a pu montrerque l'invention fournissait égaLement un procédé permettant La visualisation stéréos35 copique d'une pièce à usiner alors que la pièce à usiner était en cours de traitement. Ce procédé consiste à fournir un système de visualisation optique comprenant une paire de montage optique séparé et commandé indépendamment, chaque montage optique comprenant les éléments décrits précédemment. Comme opérations pouvant être effectuées sur la pièce à usiner, on citera à titre d'exemples non limitatifs, le soudage, le perçage
et l'usinage.
On a donc pu montrer que la présente invention 10 fournissait un système de visualisation stéréoscopique comprenant deux montages optiques séparés et commandés indépendamment. Le système de visualisation stéréoscopique satisfait aux besoins qui s'étaient exprimés dans la technique des opérations de soudage et de perçage. 15 Il offre le double du champ de vision fourni par la plupart des systèmes monoculaires, permettant ainsi à l'opérateur d'améliorer la précision de l'alignement et de réduire le temps de préparation totale. Il permet également une identification et une correction en cours 20 de traitement des défauts de soudure ainsi qu'une
amélioration de la qualité de la soudure.
Bien que le système de visualisation optique de la présente invention soit particulièrement adapté à une utilisation avec des machines de soudage et de perçage par faisceaux d'électrons, il peut être utilisé avantageusement dans n'importe quels autres types d'appareils ou d'équipements dans lesquels l'observation d'une pièce à usiner en cours de traitement est déterminante pour le succès de l'opération. Comme applications 30 de ce type, on citera sans s'y limiter, la fabrication de pièces automobiles et aéronautiques, des opérations de perçage et de soudage, etc.
La description faite ci-dessus d'un mode de
réalisation préféré de l'invention a été fournie à
titre d'illustration et de description. Elle ne doit pas
être considérée comme étant exhaustive ou comme limitant L'invention à la forme particulière décrite, et il est cLair que de nombreuses modifications et variantes peuvent y être apportées à la lumière des directives données ci-dessus. Le mode de réalisation a été choisi et décrit afin de fournir l'explication la plus claire des principes de L'invention et sa mise en oeuvre pratique afin de permettre à l'homme de l'art d'exploiter au mieux l'invention sous diverses formes de réalisation 10 et env-y apportant diverses variantes, selon les nécessités de L'utilisation particulière envisagée. Le cadre de l'invention doit être considéré comme étant défini
par les revendications annexées.
Claims (28)
1. Paire de montages de visualisation optique stéréoscopique commandés indépendamment, chacun de ces montages comprenant: - un premier moyen pour recevoir une image optique de la pièce à usiner en provenance d'une première direction et pour réfléchir cette image de façon à ce qu'elle se propage ensuite selon un trajet de vision orienté dans une direction faisant un angle sensible10 ment égale à 90 avec cette première direction; - un second moyen disposé sur le trajet de vision pour recevoir ladite image et l'inverser; et - un troisième moyen pour visualiser ladite image.
2. Montage optique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un quatrième
moyen disposé entre lesdits premier et second moyens afin d'agrandir ladite image d'un facteur ajustable.
3. Montage optique selon la revendication 2, 20 caractérisé en ce que ledit premier moyen comprend
un prisme.
4. Montage optique seLon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit prisme est un prisme pentagonal.
5. Montage optique selon la revendication 3, caractérisé en ce que Le second moyen comprend un
prisme de Baurenfiend.
6. Montage optique selon la revendication 5,
caractérisé en ce que ce troisième moyen comprend un 30 télé-objectif.
7. Montage optique selon la revendication 3, caractérisé en ce que ce quatrième moyen comprend une
lentille d'agrandissement.
8. Paire de montages de visualisation optique 35 stéréoscopique commandés indépendamment, pour le suivi 2,. de La position et de L'orientation d'une pièce à usiner devant être irradiée par passage d'un faisceau de particules le long d'un axe orienté vers La pièce à usiner, chacun de ladite paire de montages comprenant - un prisme pentagonal, disposé au voisinage, mais espacé de l'axe du faisceau de particules, et positionné de façon à recevoir une image optique de La pièce à usiner en provenance d'une première direction sensiblement parallèle à l'axe du faisceau de particules io et pour réfléchir cette image de façon à ce qu'elle se propage alors dans une seconde direction faisant un angle sensiblement égale à 90 avec ladite première
-- 1 -
airection; - une lentille de focalisation disposée de is. façon à recevoir cette image optique en provenance dudit prisme pentagonal lorsque cette image se propage Le Long de Ladite seconde direction, et pour focaliser cette image à une distance prédéterminée de ladite lentiLLe de focalisation; - un prisme de Baurenfiend disposé au voisinage de ladite lentille de focalisation à une seconde extrémité de celle-ci afin de recevoir ladite image en provenance de ladite lentille de focalisation et d'invers ser cette image; et - un oculaire à agrandissement variable disposé au voisinage de ce prisme de Baurenfiend afin de recevoir ladite image en provenance de ce prisme
de Baurenfiend.
9. Montage optique selon la revendication 8, 30 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un téléobjectif à distance focale ajustable manuellement, disposé au voisinage de ladite lentille de focalisation afin de recevoir ladite image en provenance de ladite
lentille de focalisation et pour agrandir ladite image 35 d'un facteur ajustable.
10. Montage optique selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un filtre polarisant, disposé au voisinage dudit téléobjectif, le plan du filtre étant sensiblement parallèle à la 5 direction de l'axe du faisceau de particules, et le filtre pouvant tourner dans le plan du filtre afin de
faire varier la direction de polarisation.
11. Montage optique selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens permettant une illumination secondaire de ladite pièce
à usiner.
12. Montage optique selon la revendication 11,
caractérisé en ce que lesdits moyens d'illumination secondaire comprennent des moyens à fibres optiques.
13. Montage optique selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits moyens à fibre optique comprennent une unité d'éclairage à fibre optique de
haute intensité montée dans la chambre, munie de tubes souples pour la transmission de la lumière, s'achevant 20 par des lentilles de focalisation.
14. Paire de montages de visualisation optique stéréoscopique commandés indépendamment pour le suivi de la position et de l'orientation d'une pièce à usiner devant être irradiée par passage d'un faisceau de particules le long d'un axe orienté vers la pièce a usiner, chacun de ladite paire de montages comprenant: - un prisme pentagonal, disposé au voisinage, mais espacé de l'axe du faisceau de particules et disposé de façon à recevoir une image optique de la pièce à 30 usiner en provenance d'une première direction sensiblement parallèle à l'axe du faisceau de particules, et pour réfléchir cette image de façon à ce qu'elle se propage alors selon une seconde direction faisant un
angle sensiblement égale à 90 avec ladite première 3- direction.
1 0 1 5 20 2 5 30 35
15. Montage optique selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens permettant une illumination secondaire de ladite pièce à usiner.
16. Montage optique selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdits moyens d'iilumination secondaire comprennent des moyens à fibres optiques.
17. Montage optique selon la revendication 16, caractérisé en ce que lesdits moyens à fibres optiques comprennent une unité d'éclairage à fibres optiques de haute intensité, montée dans la chambre, munie de tubes souples pour la transmission de la lumière, se terminant par des lentilles de focalisation.
18. Dans une machine de soudage par faisceaux d'électrons comprenant un canon à électrons muni d'un filament, d'une source de puissance produisant Le chauffage pour fournir un courant électrique au filament afin de le chauffer et de provoquer une avalanche d'électrons, une source de puissance à haute tension pour accélérer les électrons afin de former un faisceau d'électrons, une lentille de convergence pour faire converger et focaliser le faisceau d'électrons provenant du canon à électrons et diriger le faisceau d'électrons sur une pièce à usiner, et un système de visualisation optique, machine caractérisée en ce que ledit
système de visualisation optique comprend une paire de montages de Visualisation stéréoscopique séparés et commandés indépendamment.
19. Machine selon la revendication 18, caractérisée en ce que chacun desdits montages de visualisation optique stéréoscopique comprend:
- un prisme pentagonal disposé au voisinage, mais espacé de l'axe du faisceau de particules et disposé de façon à recevoir une image optique de la pièce à usiner en provenance d'une première direction sensi-
blement parallèle à l'axe du faisceau de particules et pour réfléchir cette image de façon à ce qu'elle se propage alors selon une seconde direction faisant un angle sensiblement égale à 90 avec ladite première direction; - une lentille de focalisation disposée de façon à recevoir ladite image en provenance dudit prisme pentagonal lorsque cette image se propage le long de ladite seconde direction et pour focaliser o10 ladite image à une distance prédéterminée de ladite lentille de focalisation; un tube creux disposé au voisinage de la dite lentille de focalisation à une extrémité du tube creux, ledit axe de tube étant sensiblement parallèle 15 à ladite seconde direction, et étant disposé de façon à recevoir ladite image après qu'elle est traversée ladite lentille de focalisation et pour guider ladite image le long dudit axe du tube; - un filtre polarisant disposé au voisinage 20 d'une seconde extrémité dudit tube, le plan du filtre étant sensiblement perpendiculaire à la direction dudit axe du tube, et le filtre pouvant tourner dans le plan du filtre de façon à faire varier la direction de polarisation; - un télé-objectif à distance focale ajustable manuellement, disposé de façon à ce que L'une de ses extrémités soit adjacente audit filtre polarisant afin de recevoir ladite image en provenance dudit filtre polarisant et de l'agrandir d'un facteur ajustable - un prisme de Baurenfiend disposé au voisinas3 d'une seconde extrémité dudit téL-objectif afin de recevoir Ladite image en provenance dudit télé-objectif et de l'inverser; et - un oculaire à agrandissement variable disposé 35 au voisinage dudit prisme de Baurenfiend pour recevoir
ladite image en provenance dudit prisme de Baurenfiend.
20. Appareil de soudage par faisceau d'électrons comprenant un canon à électrons ayant un filament, une source d'alimentation produisant le chauffage, pour fournir un courant électrique au filament afin de le chauffer et de produire une avalanche d'électrons, une source d'alimentation à haute tension pour accélérer Les électrons afin de former un faisceau d'électrons, une lentille de convergence pour faire converger et focaliser le faisceau d'électrons provenant du canon à électrons et de diriger le faisceau d'électrons vers une pièce à usiner, et un système de visualisation optique stéréoscopique, caractérisé en ce que ledit système de visualisation otpique comprend une paire 15 de montages de visualisation optique stéréoscopique
séparés, commandés indépendamment.
21. Appareil de soudage selon la revendication 20, caractérisé en ce que chacun desdits montages de visualisation optique stéréoscopique comprend un prisme pentagonal disposé au voisinage mais espacé de l'axe du faisceau de particules et disposé de façon à recevoir une image optique de la pièce a usiner en provenance d'une première direction sensiblement parallèle à l'axe du faisceau de particules 25 et pour réfléchir ladite image de façon à ce qu'elle se propage alors selon une seconde direction faisant un angle sensiblement égale à 900 avec ladite première direction; - une lentille de focalisation disposée de façon à recevoir ladite image optique en provenance du prisme pentagonal lorsque ladite image se propage le long de ladite seconde direction et pour focaliser ladite image à une distance prédéterminée de ladite lentille de focalisation; - un tube creux disposé au voisinage de ladite lentille de focalisation à une extreité dudit utbe creux, ledit axe dudit tube étant sensiblement paratlèle à ladite seconde direction, et étant disposé de façon à recevoir ladite tmage après qu'elle ait traversé ladite lentille de focalisation et à la guider le long dudit axe du tube; - un filtre polarisant disposé au voisinage d'une seconde extrémité dudit tube, le plan du filtre étant sensiblement perpendiculaire à la direction dudit 10 axe de tube,.et le filtre pouvant tourner dans Le plan du filtre de façon à faire varier la direction de polarisation; - un télé-objectif à distance focale ajustable manuellement, dont une extrémité est disposée au voisinage dudit filtre polarisant de façon à recevoir l'image provenant dudit filtre polarisant et à agrandir ladite image d'un facteur ajustable; - un prisme de Baurenfiend disposé au voisinage d'une seconde extrémité du télé-objectif afin de recevoir 20 ladite image en provenance dudit télé-objectif et de l'inverser; et - un oculaire à agrandissement variable disposé au voisinage dudit prisme de Baurenfiend afin
de recevoir ladite image provenant dudit prisme de 25 Baurenfiend.
22. Appareil de soudage selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens permettant une illumination secondaire de ladite
pièce à usiner.
23. Appareil de soudage selon la revendication 22, caractérisé en ce que lesdits moyens d'illumination secondaire comprennent des moyens à fibres optiques.
24. Appareil de soudage selon la revendica35 tion 23, caractérisé en ce que lesdits moyens à fibres
15 20
- 25
35
optiques comprennent une unité d'éclairage à fibre optique,à haute intensité montée dans La chambre, munie de tubes soupLes transmettant La Lumière, se terminant par des lentiLLes de focalisation.
25. Procédé de visualisation stéréoscopique d'une pièce à usiner consistant à fournir un système de visualisation optique ayant une paire de montages de visualisation séparés et commandés indépendamment, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: - positionner un prisme pentagonal au voisinage, mais à une certaine distance, de l'axe du faisceau de particules et de façon à recevoir une image optique de La pièce à usiner en provenance d'une première direction sensiblement parallèle à l'axe du faisceau de particules et pour réfléchir ladite image de façon à ce qu'elle se propage alors selon une seconde direction faisant un angle sensiblement égale à 900 avec ladite première direction; fournir une lentille de focalisation afin de recevoir ladite image optique en provenance dudit prisme pentagonal lorsque ladite image se propage te long de ladite seconde direction et de focaliser ladite image à une distance prédéterminée de ladite lentille de focalisation; - disposer un tube creux au voisinage de ladite lentille de focalisation à une extrémité dudit tube creux, ledit axe du tube étant sensiblement parallèle à ladite seconde direction, et de façon à recevoir ladite image après qu'elle ait traversé ladite Lentille de focalisation et la guider dudit axe du tube; placer un filtre polarisant au voisinage d'une seconde extrémité du tube, le plan dudit filtre étant sensiblement perpendiculaire à la direction de l'axe dudit tube, et le filtre pouvant tourner dans le plan du filtre de façon à faire varier la direction de polarisation; - fournir un télé-objectif à distance focale ajustable manuellement de façon à ce que l'une de ses extrémités soit adjacente audit filtre polarisant pour recevoir ladite image en provenance dudit filtre polarisant et pour agrandir ladite image d'un facteur
ajustable;
- disposer un prisme de Baurenfiend auvoisi10 nage d'une seconde extrémité dudit télé-objectif pour recevoir ladite image en provenance du télé-objectif et l'inverser; et - fournir un oculaire à agrandissement variable au voisinage dudit prisme de Baurenfiend pour recevoir ladite image en provenance dudit prisme de Baurenfiend.
26. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comporte en outre l'étape
consistant à fournir un moyen d'illumination secondaire 20 de ladite pièce à usiner.
27. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que ladite illumination secondaire
est effectuée par des moyens à fibres optiques.
28. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'il consiste en outre oplacer lesdits moyens à fibres optiques dans une arilé d c lairage à fibres optiques à haute intensité nmntde d la chambre et munie de tubes souples transne[arnt la
lumière se terminant par des Lenti les ae focc.isatior.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/858,987 US4663511A (en) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | Stereoscopic optical viewing system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2598825A1 true FR2598825A1 (fr) | 1987-11-20 |
Family
ID=25329688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8706187A Withdrawn FR2598825A1 (fr) | 1986-05-02 | 1987-04-30 | Procede de systeme de visualisation optique stereoscopique et application a une machine de soudage par faisceaux d'electrons. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4663511A (fr) |
| JP (1) | JPS62269111A (fr) |
| CA (1) | CA1280630C (fr) |
| DE (1) | DE3714807A1 (fr) |
| FR (1) | FR2598825A1 (fr) |
| GB (1) | GB2190763B (fr) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4803333A (en) * | 1988-04-06 | 1989-02-07 | Ferranti Sciaky, Inc. | Viewing optics for external-mount electron beam welders |
| US5230088A (en) * | 1991-10-24 | 1993-07-20 | Symbol Technologies, Inc. | Radio transceiver and related method of frequency control |
| US5852298A (en) * | 1995-03-30 | 1998-12-22 | Ebara Corporation | Micro-processing apparatus and method therefor |
| DE19905671A1 (de) * | 1999-02-11 | 2000-08-17 | Bernd Riebel | Gerät zur Erzeugung dreidimensionaler Bilder am Computer |
| CN1294694A (zh) * | 1999-02-16 | 2001-05-09 | 大塚光学股份有限公司 | 光放大装置 |
| SE521787C2 (sv) * | 2002-04-05 | 2003-12-09 | Volvo Aero Corp | Anordning och förfarande för kontroll av ett svetsområde, inrättning och förfarande för styrning av en svetsoperation, datorprogram och datorprogramprodukt |
| EP1510283B1 (fr) * | 2003-08-27 | 2007-10-17 | ALSTOM Technology Ltd | Usinage adaptatif automatisé de passages obstrués |
| US6977356B2 (en) * | 2003-09-30 | 2005-12-20 | United Technologies Corporation | Stereovision guided laser drilling system |
| US20090291197A1 (en) * | 2008-05-21 | 2009-11-26 | Fraunhofer Usa | Laser cladding of tubes |
| DE102009041993B4 (de) * | 2009-09-18 | 2020-02-13 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Beobachtungs- und Analysegerät |
| US9168613B2 (en) | 2010-10-22 | 2015-10-27 | Paul T. Colby | Vertical laser cladding system |
| CN109014548B (zh) * | 2018-07-12 | 2020-08-25 | 河北众航高能科技有限公司 | 一种电子束发生器观察棱镜的调节装置 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3007371A (en) * | 1958-06-20 | 1961-11-07 | American Optical Corp | Microscopes |
| DE1119428B (de) * | 1958-08-30 | 1961-12-14 | Zeiss Carl Fa | Einrichtung zur Objektbeobachtung in Geraeten zur Materialbearbeitung mittels Ladungstraegerstrahl |
| US3169183A (en) * | 1962-10-17 | 1965-02-09 | United Aircraft Corp | Optical viewing system for electron beam machine |
| US3842236A (en) * | 1970-03-28 | 1974-10-15 | Steigerwald Strahltech | Process to control the movement of a workpiece with respect to a beam of a stock processing machine operating by means of controllable power irradiation |
| US3637283A (en) * | 1970-07-06 | 1972-01-25 | Olympus Optical Co | Stereomicroscope with illumination by specularly reflected light |
| GB1345157A (en) * | 1971-05-20 | 1974-01-30 | Hpw Ltd | Optical instruments |
| US3840721A (en) * | 1972-07-05 | 1974-10-08 | Commw Scient Corp | Automatic control for ion milling machine |
| FR2248503A1 (fr) * | 1973-10-17 | 1975-05-16 | Vickers Ltd | |
| US3909106A (en) * | 1974-03-19 | 1975-09-30 | Applied Fiberoptics | Inclined prism ocular systems for stereomicroscope |
| US4009526A (en) * | 1975-04-24 | 1977-03-01 | Konan Camera Research Institute | Binomial microscope |
| US4138191A (en) * | 1977-04-04 | 1979-02-06 | Peyman Gholam A | Operating microscope with two pairs of stereo eye-piece lenses |
| DE3105018A1 (de) * | 1981-02-12 | 1982-09-02 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Operationsmikroskop |
| US4571038A (en) * | 1982-11-08 | 1986-02-18 | Jako Geza J | Binocular zoom microscope |
-
1986
- 1986-05-02 US US06/858,987 patent/US4663511A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-04-22 CA CA000535270A patent/CA1280630C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1987-04-22 GB GB8709461A patent/GB2190763B/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-04-30 FR FR8706187A patent/FR2598825A1/fr not_active Withdrawn
- 1987-05-01 JP JP62108746A patent/JPS62269111A/ja active Pending
- 1987-05-02 DE DE19873714807 patent/DE3714807A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2190763B (en) | 1990-04-11 |
| DE3714807A1 (de) | 1987-12-17 |
| JPS62269111A (ja) | 1987-11-21 |
| US4663511A (en) | 1987-05-05 |
| CA1280630C (fr) | 1991-02-26 |
| GB8709461D0 (en) | 1987-05-28 |
| GB2190763A (en) | 1987-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0370912B1 (fr) | Machine à microfaisceau laser d'intervention sur des objets à couche mince, en particulier pour la gravure ou le dépôt de matière par voie chimique en présence d'un gaz réactif | |
| CA2265233A1 (fr) | Masque de protection pour le soudage a vision dans l'infrarouge et utilisation d'un tel masque | |
| FR2598825A1 (fr) | Procede de systeme de visualisation optique stereoscopique et application a une machine de soudage par faisceaux d'electrons. | |
| WO2005085814A1 (fr) | Procede et dispositif de controle par ombroscopie | |
| US20110100066A1 (en) | Device for joining and tapering fibers and other optical components | |
| BE897641A (fr) | Appareil pour usinage au laser | |
| EP0494809B1 (fr) | Microsoudeuse pour fibres optiques et procédé de soudage à l'aide de cette microsoudeuse | |
| EP0112224A1 (fr) | Dispositif d'échauffement d'une zone annulaire superficielle d'un objet filiforme | |
| BE897647A (fr) | Appareil d'usinage a laser pulse | |
| FR2565868A1 (fr) | Appareil d'usinage au laser muni d'un systeme d'alignement de faisceau | |
| EP0934797B1 (fr) | Procédé de réglage de la position d'une caméra de contrôle thermographique d'une soudure | |
| FR2530803A1 (fr) | Systeme d'alignement optique | |
| US20070081145A1 (en) | Electronic imaging apparatus and microscope apparatus using the same | |
| CA3141219A1 (fr) | Appareil a souder par faisceau d'electrons | |
| FR2606167A1 (fr) | Appareil optique compact pour suivre la course d'un outil le long d'une ligne de deplacement sur une piece a usiner | |
| WO1990000811A1 (fr) | Interface microsonde laser pour spectrometre de masse | |
| FR2681210A1 (fr) | Appareil et systeme de prise de vues pour cinematographie electronique. | |
| CN108834295A (zh) | 一种等离子体中不同元素发光的多重成像同步观察装置 | |
| EP0221606B1 (fr) | Dispositif optique de prise de vue ou de projection | |
| FR2552557A1 (fr) | Microscope | |
| FR2658319A1 (fr) | Viseur d'appareil photo comportant une fonction de macrophotographie. | |
| FR2929718A1 (fr) | Appareil comprenant un systeme laser et un systeme formateur d'images infrarouges | |
| US3702388A (en) | Optical viewing system for work chambers | |
| FR2833718A1 (fr) | Dispositif d'observation d'objets, notamment pour plaques de microtitration | |
| Rizzo | Laser drilling small holes for x‐ray pinhole cameras |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |