JP2676270B2 - 電子ビーム加工機の目合せ検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電子ビーム加工器の目合せ検出装置に関
するものである。

［従来の技術］ 第２図は、例えば特開昭58−84692号公報に開示され
た従来の電子ビーム加工機としての電子ビーム溶接機の
溶接線検出装置を示す構成図である。図において、
（１）は高電圧電源、（２）はこの高電圧電源（１）の
両端間に接続された電子銃、（３）はこの電子銃（２）
から発生された電子ビーム、（４）はこの電子ビーム
（３）が照射されることによって加工される被加工物、
（５）は電子銃（２）より発生された電子ビーム（３）
を被加工物（４）の表面に集束させるための集束コイ
ル、（６）は被加工物（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、
（８）は被加工物（４）からの反射電子および二次電子
（９）を捕捉するコレクタ、（10）は信号発生器、（1
1）はこの信号発生器（10）に接続され、その発生信号
の波形を変換する波形変換部、（12）はこの波形変換部
（11）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、R1はこの電流増幅器（12）と偏向コイル
（６）の間に接続された抵抗器、R2はコレクタ（８）と
接地の間に接続された抵抗器、（13）は抵抗器R1の各端
に接続された水平軸偏向端子（13a）、（13b）、および
抵抗器R2の各端に接続された垂直軸偏向端子（13c）、
（13d）を有するオシロスコープ、（14）はこのオシロ
スコープ（13）の画面上に現れる輝点である。

電子ビーム溶接機は上述したように構成されており、
以下にその動作を説明する。信号発生器（10）から出力
された信号は、波形変換部（11）を経て電流増幅器（1
2）に入力されて所定の大きさに増幅された後、偏向コ
イル（６）に供給されると共に抵抗器R1の両端よりの信
号がオシロスコープ（13）の水平軸偏向端子（13a）、
（13b）、に入力される。一方、集束コイル（５）によ
り被加工物（４）の表面に集束される電子ビーム（３）
は、偏向コイル（６）によって被加工物（４）の継目
（７）を横切るように走査される。又、電子ビーム
（３）の反射電子および二次電子（９）はコレクタ
（８）によって捕捉され、抵抗器R2の両端よりの信号が
オシロスコープ（13）の垂直軸偏向端子（13c）および
（13d）に入力される。信号発生器（10）は三角波状の
信号を出力し、この信号は波形変換部（11）で第３図に
示される波形に変換される。第３図に示される波形は、
各電圧零点が時間τの間、引き延ばされている。これに
より電子ビーム（３）が偏向されない点、すなわち電子
ビーム（３）が継目（７）上にあるとき、オシロスコー
プ（13）では電圧波形が第３図中の時間τの間、停止す
るので画面には輝点（14）が生じることになる。従っ
て、反射電子および二次電子（９）のコレクタ（８）へ
の到達量が被加工物継目（７）の位置において減少する
特徴を利用し、輝点（14）とコレクタ（８）よりの信号
減少のピーク点とを一致させれば位置決めが達成され
る。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の溶接線検出装置では、例えば加圧治具を装着し
た電子ビーム加工機にコレクタ（検出器）を取り付ける
ことが非常に困難であり、たとえ取り付けることができ
たとしても、装置自体が高価になり、その上検出精度や
安定性に問題点があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになさ
れたもので、目合せ検出器を簡単に装着できるとともに
安価で、高い検出精度を得ることができ、しかも高品質
の電子ビーム加工機の目合せ検出装置を得ることを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る電子ビーム加工機の目合せ検出装置
は、電子ビーム加工機に装着され、被加工物の継目と同
等の形状をしたスリットが加工され、このスリットを通
過した電子ビームを捕捉するコレクタを内蔵し、前記被
加工物と同等の形状をした目合せ検出治具と、この目合
せ検出治具で検出した電子ビーム量から前記電子ビーム
の軸と前記被加工物の加工位置とが一致しているかどう
かを判定する目合せ判定器とを設けたものである。

［作 用］ この発明においては、目合せ検出治具に加工された、
被加工物の継目と同等の形状をしたスリットに電子ビー
ムを通過させ、その電子ビームの通過量を目合せ検出治
具に組込まれたコレクタで検出し、検出した電子ビーム
量から目合せ判定器で一致又は不一致の判定を行い、不
一致の場合に電子ビーム軸の調整器にフィードバックし
目合せを行う。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明に係る電子ビーム加工機の目合せ検
出装置の一実施例を示す概略構成図であり、図において
（１）、（２）、（３）、（５）は第２図について上述
したそれぞれ高電圧電源、電子銃、電子ビーム、集束コ
イルである。（21）は電子銃（２）と集束コイル（５）
の間に配置され、電子ビーム（３）の軸を移動させるた
めのアライメントコイル、（22）は第２図に示した被加
工物（４）を収容する加工室、（23）はこの加工室（2
2）内で被加工物（４）を加圧して押さえるための加圧
治具、（24）は被加工物（４）と同等の形状をした目合
せ検出治具であって、その上面には被加工物（４）の継
目（７）と同等の形状をしたスリット（24a）が加工さ
れていると共にこのスリット（24a）を通過した電子ビ
ーム（３）を捕捉するためのコレクタ（8A）を内蔵して
いる。（25）は被加工物（４）又は目合せ検出治具（2
4）が取り付けられる取付治具、（26）はこの取付治具
（25）が置かれる昇降回転テーブル、R2Aはコレクタ（8
A）に接続されてその捕捉電子ビーム量を検出するため
の抵抗器、そして（27）はこの抵抗器（26）に接続され
てその検出電子ビーム量から、電子ビーム（３）の軸が
目合せ検出治具（24）のスリット（24a）と一致してい
るかどうかを判定する目合せ判定器である。

このように構成された電子ビーム加工機および目合せ
検出装置では、高電圧電源（１）より電子銃（２）に高
電圧を印加することにより電子銃（２）が電子ビーム
（３）を発生する。電子ビーム（３）はアライメントコ
イル（21）、集束コイル（５）を通過して加工室（22）
内の取付治具（25）に取付けられた目合せ検出治具（2
4）に到達する。通常、電子ビーム加工機では、被加工
物（４）を取付治具（25）にセットし加圧治具（23）に
より被加工物（４）を加圧し、昇降回転テーブル（26）
により被加工物（４）に回転を与え、電子ビーム（３）
を照射して電子ビーム加工を行う。電子ビーム（３）
は、ビーム通路の着磁により軸がずれる。特に加圧治具
（23）の近傍を電子ビーム（３）が通過する為、実際の
電子ビーム加工と同等の状態でモニターすることが必要
である。その為、被加工物（４）と同等の形状をした目
合せ検出治具（24）を被加工物（４）と同じ位置にセッ
トする必要がある。

目合せ検出治具（24）に加工されたスリット（24a）
は、被加工物（４）の加工位置と同じ位置に加工されて
いる。電子ビーム（３）は集束コイル（５）により集束
されて目合せ検出治具（24）のスリット（24a）の面に
当る。スリット（24a）は集束された電子ビーム（３）
がかろうじて通過できる程度に加工されている為、少し
でもスリット（24a）の位置と電子ビーム（３）の軸が
ずれていると電子ビーム（３）がスリット（24）を100
％通過できない。スリット（24a）を通過した電子ビー
ム（３）をコレクタ（8A）で捕捉し、低抵抗R2Aでその
量を検出する。検出された電子ビーム量は目合せ判定器
（27）に入力され、電子ビーム（３）の軸と被加工物
（４）の加工位置が一致しているかどうかを判定する。
目合せ判定器（27）は、通過量が100％であれば一致信
号を出力するが、不一致であればアライメントコイル
（21）により電子ビーム（３）の軸を移動させ、電子ビ
ーム（３）がスリット（24a）を100％通過するまで移動
させる。

このようにして目合せ検出治具（24）のスリット（24
a）を通過する電子ビーム（３）の量が100％に達した時
に位置決めが達成され、その後目合せ検出治具（24）に
代えて被加工物（４）を取付け、電子ビーム加工を行
う。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明は、電子ビーム加工機に装着さ
れ、被加工物の継目と同等の形状をしたスリットが加工
され、このスリットを通過した電子ビームを捕捉するコ
レクタを内蔵し、前記被加工物と同等の形状をした目合
せ検出治具と、この目合せ検出治具で検出した電子ビー
ム量から前記電子ビームの軸と前記被加工物の加工位置
とが一致しているかどうかを判定する目合せ判定器とを
備えているので、装着が簡単で、装置を安価に構成で
き、また精度の高いものが得られるという効果を奏す。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
は従来の電子ビーム加工機の溶接線検出装置を示す概略
構成図、第３図は第２図の装置の動作を説明するための
波形図である。 図において、（３）は電子ビーム、（４）は被加工物、
（７）は継目、（24）は目合せ検出治具、（24a）はス
リット、（8A）はコレクタ、（27）は目合せ判定器であ
る。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子ビームにより被加工物を加工する電子
   ビーム加工機において、この電子ビーム加工機に装着さ
   れ、前記被加工物の継目と同等の形状をしたスリットが
   加工され、このスリットを通過した前記電子ビームを捕
   捉するコレクタを内蔵し、かつ前記被加工物と同等の形
   状をした目合せ検出治具と、この目合せ検出治具で検出
   した電子ビーム量から前記電子ビームの軸と前記被加工
   物の加工位置とが一致しているかどうかを判定する目合
   せ判定器とを備えたことを特徴とする電子ビーム加工器
   の目合せ検出装置。