JPH0256195B2 - - Google Patents

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JPH0256195B2
JPH0256195B2 JP56059993A JP5999381A JPH0256195B2 JP H0256195 B2 JPH0256195 B2 JP H0256195B2 JP 56059993 A JP56059993 A JP 56059993A JP 5999381 A JP5999381 A JP 5999381A JP H0256195 B2 JPH0256195 B2 JP H0256195B2
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JP
Japan
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workpiece
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processing
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JPS57175089A (en
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Kyoshi Inoe
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Inoue Japax Research Inc
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Inoue Japax Research Inc
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    • 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
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • 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
    • 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子ビーム，イオンビーム，中性粒子
ビーム，若しくは電子，イオン，中性粒子のクラ
スタビーム，又はレーザービーム等を衝撃して加
工するビーム加工方法の改良に関する。
ビーム加工は金属，セラミツクス等の孔あけ，
切断，溶接などの加工を行なう。
加工は高エネルギ密度のビーム照射して行なう
が、超硬合金とかセラミツクス等の詭性材料の加
工においては高エネルギビームの衝撃によつて加
工中にクラツクとか溶融による歪等を伴なう欠点
がある。
本発明は、叙上の点に鑑み、特に超硬合金やセ
ラミツクス等の脆弱性の被加工体をビーム加工す
る際に発生し易いクラツクや歪が残存しないよう
にすることを目的として発明されたものであり、
アコーステイツクエミツシヨン（Acoustic
Emission）を検出する検出素子を被加工体に接
触させて設け、ビーム照射加工時に被加工体にク
ラツクや歪が発生する時に生ずる10KHz〜1000K
Hzの超音波からなる上記AE信号を検出し、該検
出信号に応じて上記照射ビームのエネルギー密
度、加速度等のエネルギ、又は上記照射ビームと
被加工体との相対的な移動速度を上記AE信号が
検出されないように制御して、加工終了時に上記
クラツクや歪が残存しないようにしたことを特徴
とする。
以下図面の一実施例により本発明を説明する。
第１図において、１はイオン，レーザー等のビー
ム照射装置で、電子ビーム，イオンビームの照射
は真空中で、レーザー光の照射は空気中で行なう
ことができ、照射ビームのエネルギ密度，加速度
等が制御でき所定にエネルギが制御されたビーム
を照射し被加工体２に射突させて加工する。被加
工体２はＸ，Ｙ軸移動テーブル３に固定され、必
要に応じ所要形状の移動制御を行ないながら加工
することができる。４及び５は移動制御のＸ軸Ｙ
軸駆動モータ，６がNC制御装置である。７はア
コーステイツクエミツシヨンの検出素子で、音圧
電気変換を行なう素子が用いられ、被加工体２に
接触させて設けておき、検出信号を増巾器８及び
フイルタ９を通して雑音等を除去した所定の信号
を得るようにする。得られた信号は各部制御装置
に加えられ、１０がビーム照射装置１を制御する
制御装置，１１が被加工体の移動制御NC装置６
の制御装置である。
照射装置１から高エネルギービームを被加工体
２に照射して孔明，切断，溶接等の加工を行なう
とき、ビームの衝撃する被加工体２の加工部分は
加熱，溶融，蒸発が起り照射ビームのエネルギに
比例して蒸発量が多くなり加工速度が高められる
が、特に被加工体２が超硬合金とかセラミツクス
等の脆弱性の大きい材料の場合に、エネルギが高
すぎることによつてビーム照射部の周りにクラツ
クが生じ、また急速加熱冷却による溶融層に歪を
生ずる。
被加工体２にこのようなクラツクとか歪みが生
ずるとき、そこに約10〜1000KHz程度の超音波が
発生する。この超音波はアコーステイツクエミツ
シヨン（AE）として被加工体２を伝播し接触し
て設けた素子７に検出される。素子７の検出信号
は 第２図のようで、ビーム照射中の時間に対し、
クラツクとは歪みが生じたときに素子７にAEに
対応する電気（電圧）信号として検出される。図
のように歪力によるAEは小さいが、クラツクに
よるAEは大きくなり、素子７の検出信号によつ
て被加工体２加工部の状態を正確に判定できる。
したがつて素子７の検出信号によつて照射装置１
を制御しクラツク等が発生しない程度にビームの
エネルギを減少させるようにエネルギ密度や、加
速度等を制御し、以後、上記AE信号が検出され
ないようにすることにより安定した正常加工がで
き、また形状加工するときの被加工体２の移動速
度を制御することにより加工部のビーム照射時間
を制御して正常加工が行なえるようにする。
制御装置１０は、ビーム照射装置１が電子ビー
ム，イオンビーム装置であるとき荷電粒子の引出
し電圧の制御，加速電圧の制御を行ない、またレ
ーザの照射を行なうものであればポンプエネルギ
を制御したり集束度の制御を行なう。また制御装
置１１は前記装置１０に代えて又は装置１０と共
に作動させ、ビームの被加工体２の加工部分への
照射時間を制御するようNC制御装置６の送り駆
動パルス発振器の周波数制御を行なう。勿論照射
時間制御は照射装置１を走査するようにし、その
走査速度は制御してもよい。
以上のようにしてAE検出素子７が、ビーム照
射加工時に被加工体にクラツクや歪が発生すると
きに生ずる10KHz〜1000KHzの超音波から成る所
定レベル以上のAE信号を検出すると、加工途中
においてビーム照射エネルギ，照射時間等を制御
し、以後AE信号が検出されないように制御して
加工を続けることによつて、たとえ始めにクラツ
ク等が生じたとしても以後のビーム加工によつて
クラツク等の発生した部分が加工除去され、最終
的に所定の加工完了して加工作業を終えるときに
はクラツク等の残存しない正常状態で加工でき、
正確で精密なビーム加工を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例構成図、第２図は
AE検出信号の状態図である。 １はビーム照射装置、２は被加工体、４，５は
送りモータ、６はNC制御装置、７はAE検出素
子、１０，１１は制御装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 電子、イオン、中性粒子、若しくはそれらの
    クラスタ、又はレーザのビームを被加工体に照射
    し、該照射ビームと被加工体とを相対的に移動さ
    せて加工を行なうビーム加工方法に於て、アコー
    ステイツクエミツシヨンを検出する検出素子を被
    加工体に接触させて設け、ビーム照射加工時に被
    加工体にクラツクや歪が発生する時に生ずる10K
    Hz〜1000KHzの超音波からなる上記AE信号を検
    出し、該検出信号に応じて上記照射ビームのエネ
    ルギ又は上記照射ビームと被加工体との相対的な
    移動速度を上記AE信号が検出されないように制
    御することを特徴とするビーム加工方法。
JP56059993A 1981-04-20 1981-04-20 Beam working device Granted JPS57175089A (en)

Priority Applications (5)

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JP56059993A JPS57175089A (en) 1981-04-20 1981-04-20 Beam working device
US06/369,547 US4507536A (en) 1981-04-20 1982-04-19 Beam-machining method and apparatus
DE8282302005T DE3264249D1 (en) 1981-04-20 1982-04-20 A beam-machine method and apparatus and a product made thereby
EP82302005A EP0064352B1 (en) 1981-04-20 1982-04-20 A beam-machine method and apparatus and a product made thereby
DE198282302005T DE64352T1 (de) 1981-04-20 1982-04-20 Strahlbearbeitungsverfahren und apparat sowie ein dadurch hergestelltes produkt.

Applications Claiming Priority (1)

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JPS57175089A JPS57175089A (en) 1982-10-27
JPH0256195B2 true JPH0256195B2 (ja) 1990-11-29

Family

ID=13129195

Family Applications (1)

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JP56059993A Granted JPS57175089A (en) 1981-04-20 1981-04-20 Beam working device

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US (1) US4507536A (ja)
EP (1) EP0064352B1 (ja)
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DE (2) DE64352T1 (ja)

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