JPS603985A - 電子ビ−ム溶接における溶接線検出装置 - Google Patents
電子ビ−ム溶接における溶接線検出装置Info
- Publication number
- JPS603985A JPS603985A JP10962483A JP10962483A JPS603985A JP S603985 A JPS603985 A JP S603985A JP 10962483 A JP10962483 A JP 10962483A JP 10962483 A JP10962483 A JP 10962483A JP S603985 A JPS603985 A JP S603985A
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- Japan
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- electron beam
- deflection coil
- electron
- collector
- work pieces
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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
- B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
- B23K15/02—Control circuits therefor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- 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】
この発明は、電子ビーム浴接を行なう際、加工片の継目
位置と、電子ビームとの位置関係を検出するための′電
子ビーム溶接における溶接線検出装置に関するものであ
る。
位置と、電子ビームとの位置関係を検出するための′電
子ビーム溶接における溶接線検出装置に関するものであ
る。
従来この桶の装置として第１図に゛示すものがあった。
図において、１は高電圧電源、２は電子銃、６は電子ビ
ーム、４は加工片、５は′電子銃２より発生した電子ビ
ーム６を加工片４表面に集束させるための集束コイル、
６は加工片４の継目７を横切るように電子ビーム６を走
査せしめるだめの偏向コイル、８は反１’ｔｔ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は波形変換７＜ＩＸ、１２は波形変換部１１からの信
号を偏向コイル乙に印加するための電流増幅器、ＲＩ
およびＲ２は抵抗器、 １６はオシロスコープ、１４は
オシロスコープ１６の画面上に現われる輝点である。
ーム、４は加工片、５は′電子銃２より発生した電子ビ
ーム６を加工片４表面に集束させるための集束コイル、
６は加工片４の継目７を横切るように電子ビーム６を走
査せしめるだめの偏向コイル、８は反１’ｔｔ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は波形変換７＜ＩＸ、１２は波形変換部１１からの信
号を偏向コイル乙に印加するための電流増幅器、ＲＩ
およびＲ２は抵抗器、 １６はオシロスコープ、１４は
オシロスコープ１６の画面上に現われる輝点である。
次に動作について説明する。第１図において信号発生器
１０の出力は波形変換部１１を経て電流ＬＩＪｉ幅器１
２に入力され、所定の大きさに増幅された後、１ｈ１向
コイル乙に供給されると共に、抵抗器Ｒ１両端よりの信
号がオシロスコープ１３の水平す）１１偏向端子１３ａ
および１３ｂに入力される。一方集束コイル５により加
工片４表面に集束された”ｉ’ｊｉ子ビー左ビーム６偏
向コイル６によって加工片継目７を横切るように走査さ
れる。
１０の出力は波形変換部１１を経て電流ＬＩＪｉ幅器１
２に入力され、所定の大きさに増幅された後、１ｈ１向
コイル乙に供給されると共に、抵抗器Ｒ１両端よりの信
号がオシロスコープ１３の水平す）１１偏向端子１３ａ
および１３ｂに入力される。一方集束コイル５により加
工片４表面に集束された”ｉ’ｊｉ子ビー左ビーム６偏
向コイル６によって加工片継目７を横切るように走査さ
れる。
また、電子ビーム６０反射電子および二次電子？はコレ
クタ８により捕捉されオシロスコープ１６０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２図に示されるごとき波形に変換される。第２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。
クタ８により捕捉されオシロスコープ１６０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２図に示されるごとき波形に変換される。第２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６が偏向されない点、すなわちビ
ームが継目Ｚ上にあるとき、オシロスコープ１６では電
圧波形が第２図中の時間での開停止するので、画面には
輝点１４が生ずることとなる。
ームが継目Ｚ上にあるとき、オシロスコープ１６では電
圧波形が第２図中の時間での開停止するので、画面には
輝点１４が生ずることとなる。
従って、反射電子および二次電子９のコレクタ８への到
達量が加工片継目７の泣き１において減少する特徴を利
用し、前記輝点１４と、コレクタ８よシの信号減少のピ
ーク点とを一致させれば、位置決めが達成されることと
なる。
達量が加工片継目７の泣き１において減少する特徴を利
用し、前記輝点１４と、コレクタ８よシの信号減少のピ
ーク点とを一致させれば、位置決めが達成されることと
なる。
従来の溶接線検出装置は以上のように構成されているの
で、継目と電子ビームの位置を合せるためには、輝点と
コレクタよりの（８号減少のピーク点とを一致させる必
要がある。このため溶接線検出装置と数値制御装置など
と組合せて継目と電子ビームとの自動位置合せを行う場
合には数値制御装置を制御して加工片または霜；子ビー
ムを位置合せが達成されるまで移動式せなけれはならず
・−１点の位置合せに時間を要するだけでなく、ティー
チンダブレイバック方式でしか用いることができず、オ
ンラインの溶接線追従には適用できないという欠点があ
った。
で、継目と電子ビームの位置を合せるためには、輝点と
コレクタよりの（８号減少のピーク点とを一致させる必
要がある。このため溶接線検出装置と数値制御装置など
と組合せて継目と電子ビームとの自動位置合せを行う場
合には数値制御装置を制御して加工片または霜；子ビー
ムを位置合せが達成されるまで移動式せなけれはならず
・−１点の位置合せに時間を要するだけでなく、ティー
チンダブレイバック方式でしか用いることができず、オ
ンラインの溶接線追従には適用できないという欠点があ
った。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、継目と電子ビームとの位；１【ず
れを絶対量として検出することにより、位置合せが達成
妊れるまで加工片や電子ビームを移動させる必要がなく
なるためティーチング時間が大幅に短縮されるだけでな
く、オンラインの溶接線追従にも適用できる電子ビーム
溶接における溶接線検出装置を提供することを目的とし
ている。
めになされたもので、継目と電子ビームとの位；１【ず
れを絶対量として検出することにより、位置合せが達成
妊れるまで加工片や電子ビームを移動させる必要がなく
なるためティーチング時間が大幅に短縮されるだけでな
く、オンラインの溶接線追従にも適用できる電子ビーム
溶接における溶接線検出装置を提供することを目的とし
ている。
この発明の浴接線検出装置は偏向コイル、コレクタ、サ
ンプルホールド手段及び演算手段とを有している。偏向
コイルは電子ビームの照射経路に配設されて、交流電流
を流すことによって、電子ビームが加工片の継目を横切
って走査するように電子ビームを偏向させる。コレクタ
は偏向コイルと加工片間に設けられて、・電子ビームの
加工片への衝突により生ずる反射電子、二次電子などσ
）二次エネルギーを検出し、電子ビームの偏向による二
次エネルギの変化を出力する。サンプル・ホールド手段
は二次エネルギの最小となる点の偏向コイルに流れる交
流電流の瞬時値を検出してホールドする。演算手段はこ
の交流電流瞬時値によシ加工片を走査する電子ビームの
中心と加工片の継目との位置ずれ稲を演算して偏差信号
として出力して位置ずれ量をめる。
ンプルホールド手段及び演算手段とを有している。偏向
コイルは電子ビームの照射経路に配設されて、交流電流
を流すことによって、電子ビームが加工片の継目を横切
って走査するように電子ビームを偏向させる。コレクタ
は偏向コイルと加工片間に設けられて、・電子ビームの
加工片への衝突により生ずる反射電子、二次電子などσ
）二次エネルギーを検出し、電子ビームの偏向による二
次エネルギの変化を出力する。サンプル・ホールド手段
は二次エネルギの最小となる点の偏向コイルに流れる交
流電流の瞬時値を検出してホールドする。演算手段はこ
の交流電流瞬時値によシ加工片を走査する電子ビームの
中心と加工片の継目との位置ずれ稲を演算して偏差信号
として出力して位置ずれ量をめる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第６
図はこの発明の一実施例を示す装置の構成図、第４図は
第６図の動作を説明するだめの波形図、第５図は検出信
号を継目とビームとの位置ずれ量に変換する原理を示す
説明図である。第６図において、０１）はコレクタ（８
）で捕捉した反射電子および二次電子などの二次エネル
ギ検出信号のノイズ分を除去するだめのフィルタ、０２
は外部からの制御信号に応じて前記二次エネルギ検出信
号を通過またはしゃ断するゲート回路、０１は入力信号
のピークを検出し、ピーク検出時にパルス信号を発生す
るピーク検出トリガ発生部である。また、（ト）は偏向
コイル（６）を流れる偏向コイル′亀流の正および負の
ピークを検出して、正ピークから負ピーりまたは負ピー
クから正ピークまでの間、ゲート回路０りを開く制御信
号を出力するピーク検出ゲート制御部、四はピーク検出
トリガ発生部競から出力されるトリガパルスで偏向コイ
ル電流を計測保持するサンプル・ホールド部、Ｑ投はサ
ンプル・ホールド部い滲で検出した信号を増幅する増幅
器、（ハ）は増１陥器シυの増幅率を制御する増幅率制
御部、００は偏差４を号出力端子である。なお、第１図
と同一部分は１［］ｊ−符号を付けて説明を省略する。
図はこの発明の一実施例を示す装置の構成図、第４図は
第６図の動作を説明するだめの波形図、第５図は検出信
号を継目とビームとの位置ずれ量に変換する原理を示す
説明図である。第６図において、０１）はコレクタ（８
）で捕捉した反射電子および二次電子などの二次エネル
ギ検出信号のノイズ分を除去するだめのフィルタ、０２
は外部からの制御信号に応じて前記二次エネルギ検出信
号を通過またはしゃ断するゲート回路、０１は入力信号
のピークを検出し、ピーク検出時にパルス信号を発生す
るピーク検出トリガ発生部である。また、（ト）は偏向
コイル（６）を流れる偏向コイル′亀流の正および負の
ピークを検出して、正ピークから負ピーりまたは負ピー
クから正ピークまでの間、ゲート回路０りを開く制御信
号を出力するピーク検出ゲート制御部、四はピーク検出
トリガ発生部競から出力されるトリガパルスで偏向コイ
ル電流を計測保持するサンプル・ホールド部、Ｑ投はサ
ンプル・ホールド部い滲で検出した信号を増幅する増幅
器、（ハ）は増１陥器シυの増幅率を制御する増幅率制
御部、００は偏差４を号出力端子である。なお、第１図
と同一部分は１［］ｊ−符号を付けて説明を省略する。
次にΦ１１作について説明する。信号発生器０Ｑの出力
は′電流増幅器α望で増幅され、偏向コイル（６）には
第４図（Ａ）に示すような偏向コイル電流が流れる。
は′電流増幅器α望で増幅され、偏向コイル（６）には
第４図（Ａ）に示すような偏向コイル電流が流れる。
このコイル電流を抵抗Ｒ１の両端の電圧として計測し、
ピーク検出ゲート制御部（へ）で正・負それぞれのピー
クを検出して第４図（Ｂ）のように正のピーク時に立ち
上がシ負のピーク時に立ち下がるゲート制御信号を発生
する。また、フィルタ６υでノイズを除去した二次エネ
ルギ信号は、ゲート回路０→によって前記ゲート制？＝
＋信号に基づいて通過またはしや１すｆされ、第４図（
Ｃ）に示すような信号が出力される。そして、この二次
エネルギ信号波形の中で強度が低くなる部分ｔｐが継目
を示し、 ピーク検出トリガが発生部（至）でこの強度
低下のピークを検出し、この検出と同時にトリガパルス
を発生する。サンプル・ホールド回路−は偏向コイル電
流値をとのトリガパルスによって、サンプリングして第
４図■）に示すようにホールドする。このホールド値は
、走査された電子ビーム（３）が継目（７）上に位置し
た瞬間の偏向コイル電流値であり、電子ビームを全く偏
向しない場合の位置と紺、目（７ンとの距離、すなわち
、位置ずれ量に比例する量である。
ピーク検出ゲート制御部（へ）で正・負それぞれのピー
クを検出して第４図（Ｂ）のように正のピーク時に立ち
上がシ負のピーク時に立ち下がるゲート制御信号を発生
する。また、フィルタ６υでノイズを除去した二次エネ
ルギ信号は、ゲート回路０→によって前記ゲート制？＝
＋信号に基づいて通過またはしや１すｆされ、第４図（
Ｃ）に示すような信号が出力される。そして、この二次
エネルギ信号波形の中で強度が低くなる部分ｔｐが継目
を示し、 ピーク検出トリガが発生部（至）でこの強度
低下のピークを検出し、この検出と同時にトリガパルス
を発生する。サンプル・ホールド回路−は偏向コイル電
流値をとのトリガパルスによって、サンプリングして第
４図■）に示すようにホールドする。このホールド値は
、走査された電子ビーム（３）が継目（７）上に位置し
た瞬間の偏向コイル電流値であり、電子ビームを全く偏
向しない場合の位置と紺、目（７ンとの距離、すなわち
、位置ずれ量に比例する量である。
第５図において、ビーム偏向角度θは偏向コイル電流力
に比例し、 θ＝α・Ｌ −−（［） 但し、α；Ｖ数 壕だ、継目と電子ビームとの位置ずれ距離ΔＸは、偏向
コイルの磁極と加工片表面との距＃１とすれば、 ） ΔＸ＝工・χαｎθ □ （Ｉｔ） 今、θは十分小さいのでｔａｎＯ中θとおくとΔＸ ＝
２・０□（１η） すなわち ΔＸ ＝ １１・α・Ｑ−−−−（ＩＶ）したがって、
増幅器し〃の増幅率を増幅率制御部ｃＡ）からの指令に
よって距離尤に比例させることによって、ホ４図但）に
示すように常に実除のずれ船内（ｉに比例し、かつ一対
一で対応する偏差信号が偏差１１ｊ号出力端子（４Ｑｌ
に得られるりまだ、上記実施例では、二次エネルギとし
て反射’ｉｊ）：子あるいは二次電子を検出する場合に
ついて示したが、Ｘ線をフォトセンサなどで検出するよ
うにしても、よく、増幅率が調整可能な増幅器σ〕かわ
、Ｖに、ずれ信号を直接または適当に増幅したあとにＡ
／ Ｄ変換をして、前記（１）弐及び（１）式又は（
ｉｉｌ）式の６１１．算をして位置ずれ量をめるように
しても上記′丈施しリと同様の効果を奏する。
に比例し、 θ＝α・Ｌ −−（［） 但し、α；Ｖ数 壕だ、継目と電子ビームとの位置ずれ距離ΔＸは、偏向
コイルの磁極と加工片表面との距＃１とすれば、 ） ΔＸ＝工・χαｎθ □ （Ｉｔ） 今、θは十分小さいのでｔａｎＯ中θとおくとΔＸ ＝
２・０□（１η） すなわち ΔＸ ＝ １１・α・Ｑ−−−−（ＩＶ）したがって、
増幅器し〃の増幅率を増幅率制御部ｃＡ）からの指令に
よって距離尤に比例させることによって、ホ４図但）に
示すように常に実除のずれ船内（ｉに比例し、かつ一対
一で対応する偏差信号が偏差１１ｊ号出力端子（４Ｑｌ
に得られるりまだ、上記実施例では、二次エネルギとし
て反射’ｉｊ）：子あるいは二次電子を検出する場合に
ついて示したが、Ｘ線をフォトセンサなどで検出するよ
うにしても、よく、増幅率が調整可能な増幅器σ〕かわ
、Ｖに、ずれ信号を直接または適当に増幅したあとにＡ
／ Ｄ変換をして、前記（１）弐及び（１）式又は（
ｉｉｌ）式の６１１．算をして位置ずれ量をめるように
しても上記′丈施しリと同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば加工片σ）継目と電子
ビームとの位置ずれ量を精度よく検出できるようにした
ため、ずれ鼠を直接位の１決Ｖ）装置にフィードバック
でき、継目と電子ビーム１世Ｍ才位置とのずれが零にな
るまで加工片を移動、または、電子ビームを偏向させる
必要がないため、位置合せや溶接線のティーチノブ時間
が大幅に短縮できるだけでなく、オンジインの溶恢線検
出及び自動追随にも適用できるという効果がある。
ビームとの位置ずれ量を精度よく検出できるようにした
ため、ずれ鼠を直接位の１決Ｖ）装置にフィードバック
でき、継目と電子ビーム１世Ｍ才位置とのずれが零にな
るまで加工片を移動、または、電子ビームを偏向させる
必要がないため、位置合せや溶接線のティーチノブ時間
が大幅に短縮できるだけでなく、オンジインの溶恢線検
出及び自動追随にも適用できるという効果がある。
第１図は従来の俗接線検出装置を示すブロック構成図、
第２図は第１図の動作を説明するための波形図、第６図
はこの発明の一実施例のブロック構成図、第４図は第６
図の芙施ｆ７１］の動作を説明するだめの波形図、第５
図は位置ずれ量の検出原理の説明図である。 （３）・・・−・−電子ビーム、（４）・・・・・−加
工片、（６し・・・・偏向コイル、（７）・・・・・・
継目、（８ン・・・・・・９レクタ、（９）・・・・・
・反射電子、二次電子等の二次エネルギ、四・・・・・
・ピーク検出ゲート回路部、（ホ）・・・・・・サンプ
ル、ホールド部、儲り・・・・・・増幅部、（ハ）・・
・・・・工°耐幅率制御部、０４・・・・°。 ゲート回路部、（ハ）・・・・・・ピーク検出トリガ発
生部。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第２図 第４図 第５図 手続補正書（自発） 昭和５８年１０．％６．ヨ 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭５８−１０９６２４号２、発明
の名称 電子ビーム溶接における溶接線検出装置３、補正をする
者 代表者片山仁へ部 ５、 補正の対象 図面。 ６、 補正の内容 （１）図面の第５図を別紙補正図面とうシ補正する。 以上 第５図
第２図は第１図の動作を説明するための波形図、第６図
はこの発明の一実施例のブロック構成図、第４図は第６
図の芙施ｆ７１］の動作を説明するだめの波形図、第５
図は位置ずれ量の検出原理の説明図である。 （３）・・・−・−電子ビーム、（４）・・・・・−加
工片、（６し・・・・偏向コイル、（７）・・・・・・
継目、（８ン・・・・・・９レクタ、（９）・・・・・
・反射電子、二次電子等の二次エネルギ、四・・・・・
・ピーク検出ゲート回路部、（ホ）・・・・・・サンプ
ル、ホールド部、儲り・・・・・・増幅部、（ハ）・・
・・・・工°耐幅率制御部、０４・・・・°。 ゲート回路部、（ハ）・・・・・・ピーク検出トリガ発
生部。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第２図 第４図 第５図 手続補正書（自発） 昭和５８年１０．％６．ヨ 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭５８−１０９６２４号２、発明
の名称 電子ビーム溶接における溶接線検出装置３、補正をする
者 代表者片山仁へ部 ５、 補正の対象 図面。 ６、 補正の内容 （１）図面の第５図を別紙補正図面とうシ補正する。 以上 第５図
Claims (3)
- （１） １１ｔ＝子ビームが加工片の継目を横切って走
査するようにした電子ビーム溶接において、電子ビーム
の照射経路に配設されて、交流電流を流すことによって
電子ビニムを偏向させる偏向コイルと；該偏向コイルと
加工片間に設けられ−〔、電子ビームの加工片での衝突
によシ生ずる反射電子、二次電子などの二次エネルギを
検出するためのコレクタと；１俵コレクタで検出した二
次エネルギの最小となる点の偏向コイルに流れる交流′
電流瞬時値ヲ恢出してホールドするサンプル・ホールド
手段と；前記交流電流瞬時値により加工片を走査する電
子ビームの中心と加工片の継目との位置ずれ量を演く１
して偏差信号として出力する演算手段とを有して、１１
］、子ビームと継目との位［ｉずれ量を検出することを
特徴とする電子ビーム溶接における溶接線検出装置。 - （２）演算手段として偏向コイルのと加工片との距離に
比例するように増幅率を調整可能な増幅器を使用した特
許請求の範囲第１項記載の電子ビーム溶接における溶接
線検出装置。 - （３）演算手段として交流電流瞬時値を直接又は増幅し
てディジタル量に変換して演算処理する演算手段を使用
した特許請求の範囲第１項記載の電子ビーム溶接におけ
る溶接線検出装置っ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10962483A JPS603985A (ja) | 1983-06-18 | 1983-06-18 | 電子ビ−ム溶接における溶接線検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10962483A JPS603985A (ja) | 1983-06-18 | 1983-06-18 | 電子ビ−ム溶接における溶接線検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603985A true JPS603985A (ja) | 1985-01-10 |
| JPH0255152B2 JPH0255152B2 (ja) | 1990-11-26 |
Family
ID=14514999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10962483A Granted JPS603985A (ja) | 1983-06-18 | 1983-06-18 | 電子ビ−ム溶接における溶接線検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603985A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS494651A (ja) * | 1972-05-08 | 1974-01-16 | ||
| JPS5277847A (en) * | 1975-12-23 | 1977-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | Electron beam welding device |
-
1983
- 1983-06-18 JP JP10962483A patent/JPS603985A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS494651A (ja) * | 1972-05-08 | 1974-01-16 | ||
| JPS5277847A (en) * | 1975-12-23 | 1977-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | Electron beam welding device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0255152B2 (ja) | 1990-11-26 |
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