JPH02280978A - 電子ビーム加工装置 - Google Patents
電子ビーム加工装置Info
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- JPH02280978A JPH02280978A JP10090589A JP10090589A JPH02280978A JP H02280978 A JPH02280978 A JP H02280978A JP 10090589 A JP10090589 A JP 10090589A JP 10090589 A JP10090589 A JP 10090589A JP H02280978 A JPH02280978 A JP H02280978A
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- 238000003754 machining Methods 0.000 title description 2
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 235000000421 Lepidium meyenii Nutrition 0.000 description 1
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電子ビーム加工装置の改良に関する。
第５図は例えば特公昭５０−８６９７号公報に示された
従来の電子ビーム溶接機における電子ビーム加工装置の
構成を示したもので、図において、パレット６の上に被
加工物５が乗せられており、パレット６は更にテーブル
７の上に固定されている。電子ビーム発生部１から発射
された電子ビーム２は対物レンズ３により集束され、偏
向レンズ４・によって偏向される。テーブル７上にはテ
ーブル７と電子ビーム２の位置関係を検出するためのマ
ーカ１９が設けられている。第６図にマーカ２４の平面
図を示す。マーカ１９は正方形の台状部材の表面に十字
形の溝２０が設けられ、その表面は４個の山部２１と十
字溝２０からなる。−点鎖線で示された軌跡２３は電子
ビーム２の軌跡であり、マーカ１９を照射している状態
を示している。電子ビーム２が軌跡２３に沿って動く時
、電子ビーム２はマーカ１９の山部２１および溝２０に
よって反射され、反射電子センサ２４によって検出され
る。
従来の電子ビーム溶接機における電子ビーム加工装置の
構成を示したもので、図において、パレット６の上に被
加工物５が乗せられており、パレット６は更にテーブル
７の上に固定されている。電子ビーム発生部１から発射
された電子ビーム２は対物レンズ３により集束され、偏
向レンズ４・によって偏向される。テーブル７上にはテ
ーブル７と電子ビーム２の位置関係を検出するためのマ
ーカ１９が設けられている。第６図にマーカ２４の平面
図を示す。マーカ１９は正方形の台状部材の表面に十字
形の溝２０が設けられ、その表面は４個の山部２１と十
字溝２０からなる。−点鎖線で示された軌跡２３は電子
ビーム２の軌跡であり、マーカ１９を照射している状態
を示している。電子ビーム２が軌跡２３に沿って動く時
、電子ビーム２はマーカ１９の山部２１および溝２０に
よって反射され、反射電子センサ２４によって検出され
る。
第７図に電子ビーム２の反射状況を示す。図に示すよう
に、山部２１に照射された、例えば、電子ビーム２−４
は山部２１によって反射され電子ビーム２−５となり、
反射電子センサ２４により検出される。また、例えば、
電子ビーム２−２、は溝２０により反射され、電子ビー
ム２−３となるが、反射電子センサ２４には当たらない
ので検出されない、電子ビーム２が第６図に示すように
、軌跡２３に沿って動くときの反射電子センサ２４の出
力波形を第８図（ａ）および（ｂ）に示す。電子ビーム
が第６図の点２３ａから出発し、矢印Ｂに示すように反
時計方向に動くとき、山部２１と溝２０の境界において
出力信号が変化し、第８図（ａ）に示す波形となる。こ
の波形図において、高いレベルはマーカ１９の山部２１
に対応し、また低いレベルはマーカ１９の溝２０に対応
する。
に、山部２１に照射された、例えば、電子ビーム２−４
は山部２１によって反射され電子ビーム２−５となり、
反射電子センサ２４により検出される。また、例えば、
電子ビーム２−２、は溝２０により反射され、電子ビー
ム２−３となるが、反射電子センサ２４には当たらない
ので検出されない、電子ビーム２が第６図に示すように
、軌跡２３に沿って動くときの反射電子センサ２４の出
力波形を第８図（ａ）および（ｂ）に示す。電子ビーム
が第６図の点２３ａから出発し、矢印Ｂに示すように反
時計方向に動くとき、山部２１と溝２０の境界において
出力信号が変化し、第８図（ａ）に示す波形となる。こ
の波形図において、高いレベルはマーカ１９の山部２１
に対応し、また低いレベルはマーカ１９の溝２０に対応
する。
第６図において、点線で示すようにマーカ１９がマーカ
１９°の位置にずれた場合においては、山部２１と溝２
０の各境界の位置はマーカ１９のの位置にある場合に比
してずれるので、反射電子センサ２４の出力のうち、山
部２１に対応する出力（高いレベル）の出力幅が変化し
、反射電子センサ２４の検出出力は第８図（ｂ）に示す
波形になる、第８図（ａ）と（ｂ）の両波形を比較する
と、第８図（ａ）の周期は一定であるのに対して、第８
図（ｂ）の波形は周期が常に変動している０位置補正処
理部２５はこの周期の変動に基づき制御信号を出力し、
テーブル制御部２６を介してテーブル７を移動させ、反
射電子センサ１９の検出波形が一定の周期になるように
制御し、テーブル７の位置ずれを補正する。
１９°の位置にずれた場合においては、山部２１と溝２
０の各境界の位置はマーカ１９のの位置にある場合に比
してずれるので、反射電子センサ２４の出力のうち、山
部２１に対応する出力（高いレベル）の出力幅が変化し
、反射電子センサ２４の検出出力は第８図（ｂ）に示す
波形になる、第８図（ａ）と（ｂ）の両波形を比較する
と、第８図（ａ）の周期は一定であるのに対して、第８
図（ｂ）の波形は周期が常に変動している０位置補正処
理部２５はこの周期の変動に基づき制御信号を出力し、
テーブル制御部２６を介してテーブル７を移動させ、反
射電子センサ１９の検出波形が一定の周期になるように
制御し、テーブル７の位置ずれを補正する。
この従来のものでは、テーブル７の位置補正を高精度に
行おうとすると、マーカの同じ位置に連続して何回も同
じ軌跡を描かせなくてはならず、マーカ上の同じ位置に
対する電子ビーム照射時間が長くなり、加工部の熱によ
る損傷やマーカについたキズ等で位置補正が不正確とな
ったり、マカの寿命が短くなるだけでなく、マーカの形
状に合った軌跡を描かせなければならないという制約が
生じる等の問題があった。
行おうとすると、マーカの同じ位置に連続して何回も同
じ軌跡を描かせなくてはならず、マーカ上の同じ位置に
対する電子ビーム照射時間が長くなり、加工部の熱によ
る損傷やマーカについたキズ等で位置補正が不正確とな
ったり、マカの寿命が短くなるだけでなく、マーカの形
状に合った軌跡を描かせなければならないという制約が
生じる等の問題があった。
本発明は上記問題を解消するためになされたもので、マ
ーカ上の同じ位置に連続して何回も軌跡を描かせること
な（、また、マーカについた傷等に影響されることなく
マーカと電ビームとの相対位置を正確に検出することが
でき、テーブルのより高精度な位置補正を行うことがで
きる電子ビーム加工装置を提供することを目的とする。
ーカ上の同じ位置に連続して何回も軌跡を描かせること
な（、また、マーカについた傷等に影響されることなく
マーカと電ビームとの相対位置を正確に検出することが
でき、テーブルのより高精度な位置補正を行うことがで
きる電子ビーム加工装置を提供することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するため、電子ビームによりマ
ーカ表面の所定領域を走査させ、位置補正処理部が、上
記反射電子センサの出力を２値化処理して画像データを
作成し、該画像データを基準データと比較演算して上記
位置制御信号を送出する構成としたものである。
ーカ表面の所定領域を走査させ、位置補正処理部が、上
記反射電子センサの出力を２値化処理して画像データを
作成し、該画像データを基準データと比較演算して上記
位置制御信号を送出する構成としたものである。
本発明では、位置補正処理部が、反射電子センサの出力
からマーカ表面の画像データを作成するので、この画像
データと基準データの比較から、テーブルの位置を補正
すべき量が演算される。
からマーカ表面の画像データを作成するので、この画像
データと基準データの比較から、テーブルの位置を補正
すべき量が演算される。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図において、マーカ８は第３図に拡大して示すよう
に、金属製のブロックの中央に正角柱形の凹部８Ａを形
成した形状を有している。反射電子センサ９はマーカ８
からの反射電子を検出し、その出力は位置補正処理部１
０に供給される。この位置補正処理部１０は、反射電子
センサ９の検出信号を波形成形したのちクロックパルス
とアンド処理する等して、第４図（Ｃ）に示すように、
ｌ、０の２値信号に変換する２値化回路１１を有し、こ
の２値化されたデータは画像メモリ１２の指定されたア
ドレスに格納される。画像メモリ１２に格納された画像
データは画像処理部１３に読み出され、ここで、基準デ
ータと比較される。例えば、凹部８Ａのエツジ位置を検
出し、基準のエツジデータと比較することによりずれ量
を演算し、このずれ量を零にするための位置制御信号を
テープル制御部２６に送出する。他の構成は前記第５図
の構成と同じである。
に、金属製のブロックの中央に正角柱形の凹部８Ａを形
成した形状を有している。反射電子センサ９はマーカ８
からの反射電子を検出し、その出力は位置補正処理部１
０に供給される。この位置補正処理部１０は、反射電子
センサ９の検出信号を波形成形したのちクロックパルス
とアンド処理する等して、第４図（Ｃ）に示すように、
ｌ、０の２値信号に変換する２値化回路１１を有し、こ
の２値化されたデータは画像メモリ１２の指定されたア
ドレスに格納される。画像メモリ１２に格納された画像
データは画像処理部１３に読み出され、ここで、基準デ
ータと比較される。例えば、凹部８Ａのエツジ位置を検
出し、基準のエツジデータと比較することによりずれ量
を演算し、このずれ量を零にするための位置制御信号を
テープル制御部２６に送出する。他の構成は前記第５図
の構成と同じである。
次に、この実施例の動作について説明する。
電子ビーム２は偏向レンズ４により偏向されて、マーカ
８の表面の限定領域を、走査始点をＹ軸方向へ移動させ
つつＸ軸方向へ走査する。１４ａ１４ｂ、１４ｃ・・・
は走査軌跡を示し、１５ａ１．１５ｂ、１５ｃ・・・は
走査開始点を示している。走査領域はマーカの全表面で
はなく、凹部８Ａを囲む限定領域（Ｘ軸方向領域１６と
Ｘ軸方向領域１７で示される領域）である。反射電子セ
ンサ９は、第３図に示すように、電子ビーム２の照射を
受けてマーカ８が放出する二次電子を検出する。同図に
おいて、２ａ〜２ｅは二次電子を示している。反射電子
センサ９に対してマーカ他部８Ｂより遠い距離にある凹
部８Ａから放出された二次電子は反射電子センサ９に到
達し難く、他部８Ｂからの二次電子は容易に到達するか
ら、走査に伴い反射電子センサ９が送出する検知信号の
波形は第４図（ａ）、Φ）に示すようになる。
８の表面の限定領域を、走査始点をＹ軸方向へ移動させ
つつＸ軸方向へ走査する。１４ａ１４ｂ、１４ｃ・・・
は走査軌跡を示し、１５ａ１．１５ｂ、１５ｃ・・・は
走査開始点を示している。走査領域はマーカの全表面で
はなく、凹部８Ａを囲む限定領域（Ｘ軸方向領域１６と
Ｘ軸方向領域１７で示される領域）である。反射電子セ
ンサ９は、第３図に示すように、電子ビーム２の照射を
受けてマーカ８が放出する二次電子を検出する。同図に
おいて、２ａ〜２ｅは二次電子を示している。反射電子
センサ９に対してマーカ他部８Ｂより遠い距離にある凹
部８Ａから放出された二次電子は反射電子センサ９に到
達し難く、他部８Ｂからの二次電子は容易に到達するか
ら、走査に伴い反射電子センサ９が送出する検知信号の
波形は第４図（ａ）、Φ）に示すようになる。
第４図（ａ）において、ａ−ｂ間、ｅ−ｉ間、ｇ−ｈ間
、ｉ−１間は電子ビーム２が放出されていない状態を示
し、ｂ−ｃ間、ｄ−ｃ間、ｈ−ｉ間は電子ビーム２がマ
ーカ８の表面、ｃ−ｄ間は凹部８Ａに照射されている状
態を示す、マーカ８上の軌跡１４ａ−１４ｂと１４ｃｍ
１４ｄの範囲では第４図（ｂ）に示す波形が得られ、１
４ｂ〜１４ｃの範囲では第４図（ａ）に示す波形が得ら
れる。
、ｉ−１間は電子ビーム２が放出されていない状態を示
し、ｂ−ｃ間、ｄ−ｃ間、ｈ−ｉ間は電子ビーム２がマ
ーカ８の表面、ｃ−ｄ間は凹部８Ａに照射されている状
態を示す、マーカ８上の軌跡１４ａ−１４ｂと１４ｃｍ
１４ｄの範囲では第４図（ｂ）に示す波形が得られ、１
４ｂ〜１４ｃの範囲では第４図（ａ）に示す波形が得ら
れる。
本実施例では、電子ビーム２でマーカ８の表面限定領域
を走査し、反射電子センサ９の出力信号をデジタル信号
に変換して画像メモリ１２に格納したのちデータ処理す
るから、電子ビーム２によるマーカ表面の走査は繰り返
す必要は無く、従って、電子ビーム２によるマーカ８表
面の加熱損傷を防止することができる。
を走査し、反射電子センサ９の出力信号をデジタル信号
に変換して画像メモリ１２に格納したのちデータ処理す
るから、電子ビーム２によるマーカ表面の走査は繰り返
す必要は無く、従って、電子ビーム２によるマーカ８表
面の加熱損傷を防止することができる。
また、本実施例では、マーカ８表面の画像データを作成
するので、この画像データを処理することにより、マー
カ８の基準位置に対する位置ずれ量を正確に検出するこ
とができる。更に、マーカ８の凹部８Ａの形状や大きさ
も、マーカ８表面のキズの有無や大きさも出することが
できるから、位置ずれデータを、検出した形状データや
キズデータ等の表面データで補正するようにすれば、テ
ーブル７のより精度の高い位置制御を行うことができる
。
するので、この画像データを処理することにより、マー
カ８の基準位置に対する位置ずれ量を正確に検出するこ
とができる。更に、マーカ８の凹部８Ａの形状や大きさ
も、マーカ８表面のキズの有無や大きさも出することが
できるから、位置ずれデータを、検出した形状データや
キズデータ等の表面データで補正するようにすれば、テ
ーブル７のより精度の高い位置制御を行うことができる
。
また、上記実施例では、２値化回路１１からのデータを
全て画像メモリ１２に格納するようにしているが、所要
のデータだけを格納させるようにしてもよい。
全て画像メモリ１２に格納するようにしているが、所要
のデータだけを格納させるようにしてもよい。
本実施例では、マーカ表面の所定領域を電子ビームで走
査するから、マーカ８の凹部８Ａの形状は単純形状で済
む。また、電子ビームによる走査方向は実施例のＸ軸方
向に限定されるものではない。
査するから、マーカ８の凹部８Ａの形状は単純形状で済
む。また、電子ビームによる走査方向は実施例のＸ軸方
向に限定されるものではない。
本発明は以上説明した通り、マーカ表面の限定領域を電
子ビームで走査して、上記限定領域の一部もしくは全部
の画像データを作成したのちテーブル位置制御に必要な
制御データを得る構成としタコとにより、電子ビームに
よるマーカ表面の熱損傷を防止してマーカ寿命を長くす
ることができ、テーブル位置制御の精度、信輔性を向上
することができる上、マーカ表面の状態をも検出するこ
とができるから、表面データ利用することにより、テー
ブル位置制御の精度・信鯨性をより一層向上することが
できる。
子ビームで走査して、上記限定領域の一部もしくは全部
の画像データを作成したのちテーブル位置制御に必要な
制御データを得る構成としタコとにより、電子ビームに
よるマーカ表面の熱損傷を防止してマーカ寿命を長くす
ることができ、テーブル位置制御の精度、信輔性を向上
することができる上、マーカ表面の状態をも検出するこ
とができるから、表面データ利用することにより、テー
ブル位置制御の精度・信鯨性をより一層向上することが
できる。
第１図は、本発明の実施例を示す構成図、第２図は上記
実施例におけるマーカの平面図、第３図は上記実施例に
おける２次電子放出の状態を示す図、第４図（ａ）と（
ｂ）は上記実施例における反射電子センサの出力波形を
示す図、第４図（Ｃ）は上記実施例にける反射電子セン
サ出力のデジタル処理を説明するための図、第５図は従
来の電子ビーム加工装置の構成図、第６図は上記従来例
において用いらたマーカの平面図、第７図は上記従来例
における電子ビームの反射状態を示す図、第８図（ａ）
と（ｂ）は上記従来例における反射電子センサの出力波
形図である。 図において、１・−電子ビーム発生部、３−集束レンズ
、４−偏向レンズ、７−テーブル、８−・・マーカ、９
−・反射電子センサ、１０−位置補正処理部、２６−テ
ーブル制御部。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
実施例におけるマーカの平面図、第３図は上記実施例に
おける２次電子放出の状態を示す図、第４図（ａ）と（
ｂ）は上記実施例における反射電子センサの出力波形を
示す図、第４図（Ｃ）は上記実施例にける反射電子セン
サ出力のデジタル処理を説明するための図、第５図は従
来の電子ビーム加工装置の構成図、第６図は上記従来例
において用いらたマーカの平面図、第７図は上記従来例
における電子ビームの反射状態を示す図、第８図（ａ）
と（ｂ）は上記従来例における反射電子センサの出力波
形図である。 図において、１・−電子ビーム発生部、３−集束レンズ
、４−偏向レンズ、７−テーブル、８−・・マーカ、９
−・反射電子センサ、１０−位置補正処理部、２６−テ
ーブル制御部。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 電子ビームを発生して、該電子ビームを集束・偏向して
可動テーブル上の被加工物に照射する手段、上記テーブ
ル上に設けられるテーブル位置補正用のマーカ、該マー
カ表面から反射される電子を検出する反射電子センサ、
反射電子センサの出力を処理して上記テーブルの位置制
御信号を送出する位置補正処理部、上記位置制御信号を
導入して上記テーブルの位置制御を行うテーブル制御部
を備える電子ビーム加工装置において、上記マーカは表
面限定領域を電子ビームにより走査され、上記位置補正
処理部が、上記反射電子センサの出力を２値化処理して
画像データを作成し、該画像データを基準データと比較
して上記位置制御信号を送出することを特徴とする電子
ビーム加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10090589A JPH02280978A (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | 電子ビーム加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10090589A JPH02280978A (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | 電子ビーム加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02280978A true JPH02280978A (ja) | 1990-11-16 |
Family
ID=14286359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10090589A Pending JPH02280978A (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | 電子ビーム加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02280978A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006297468A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Canon Inc | イオンビーム照射方法及び装置 |
-
1989
- 1989-04-19 JP JP10090589A patent/JPH02280978A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006297468A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Canon Inc | イオンビーム照射方法及び装置 |
| JP4689333B2 (ja) * | 2005-04-22 | 2011-05-25 | キヤノン株式会社 | イオンビーム照射方法及び装置 |
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