JPS62192280A - 電子ビ−ム溶接機のシ−ムトラツカ− - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野Ｊ 本発明は、１Ｌ子ビーム溶接慎の自動化に関し、特に、
″電子ビームと、被濯接物の溶接線との位置−＋− ズレ量を、偏向走査にエリ得られた反射電子の信号によ
り検出し、それを補正するシームトラッカーに関する。

〔従来の技術３ 従来の、この種装置の構成を示すブロックダイヤグラム
が第２図である。図で、１は′電子ビーム９の加速電源
で１′で接地される。６は３７−ドで６′で接地される
。３はフィラメント（カソード）５の加熱型の、２は、
ウェネルト４にバイアス電圧を供給するバイアス電分、
４Ｏは主レンズコイル７にレンズ電流を供給するレンズ
重分、４１け補正レンズコイル８にレンズ電流全供給す
る、補正レンズ電源２４　、２４’は被溶接物で、その
接合部は溶接線２２として示されている。２ｏは溶接点
で電子ビーム９が被溶接物２４に照射され溶接を実行し
ている点である。被溶接物２４は３１で接地された試料
台３０の土に固定され、図示されない駆動系により矢印
の方向に移動される。溶接の完了した、溶接ビ・−ドけ
２１として示される。

１２は反射ＭＬ子２３の検出アンテナである。４６はシ
ームトラッカー制御部で、偏向コイル１０のＶ軸に、鋸
歯状波発振器４４お工びアンプ４２を介して、偏向電流
合流し、電子ビーム９を溶接点から未溶接部分に先行さ
せ先行ビーム１１とし、偏向コイル１０のＨ軸に、鋸歯
状波発振器４５お工びアンプ４３全介して、偏向電流５
０全流し、先行ビーム１１を溶接線２２を横切る様に偏
向走査させ、溶接接合部における反射電子２３の減少金
、切り込みパルス５３として作成し、偏向走査タイムカ
ウンター４７のストップ１３号として送り込む、５２は
波形整形器である。さらにシームトラッカー制御部４６
は、タイムカウンター４７に鋸歯状波発生器に与える走
査指令信号と、第３図に示す様な関係にある、タイム力
つ／メスタートパルス５１全出し、偏向スタートから、
接合部に相当する切込みパルス５３まで走査するに要し
た時間ｔｏを時間値５４として受取り、同じく第３図で
ｔｌとして示した、偏向スタートから偏向市流５０がゼ
ロすなわち、′重子ビーム１１が走査方向のオリジナル
ポイントラ通過するまでの時間との差ｔ。

−ｔ１′！ｉ−求め、走査速度Ｖを垂じてビーム１１と
、溶接線２２との位置ズレ量を算出して、鋸歯状波発生
器４５に対してｌ）Ｃオフセットデータ分与え最終的に
は、電子ビーム９を、位置ズレを補正する方向にシフト
させる。尚、溶接を実行させる時は、電子ビームの被溶
接物に対す焦点の位置は、被溶接物表面ではなく、被溶
接物の内部又は、手前に結ばせて、被溶接物表面では若
干焦点をずらす方が、溶接の仕上り状態が良好である事
が知られており、焦点をずらすのが一般的である。とこ
ろが、鮮明な切シ込みパルス５３孕得るためＶＣは、定
歪時のビームｒｊ：、出来る限り細く絞る心安がある。

この為、補正レンズ８に対（〜て、補正レンズ電源４１
を介して、シームトラッカー副側ｊ部４６は、走査期間
中は、あらかじめ定められた量だけ、補正レンズ電流を
流し、焦点を被溶接物の表面に結ばせる。上記のシステ
ムに工す、溶接？極めて短時間中断して間欠的に走査し
、補正信号を作り出し、ビームを偏向させて位置ズレ會
補正するのである。

〔発明が解決しようとする問題点Ｊ ところが、上記システムでは、反射電子検出信号５３を
得る過程で、ノイズの除去手段は、波形整形器５２は設
けであるものの、その方法は、アナログ的積分法又はコ
ンビーータを用いたデジタル的積分法によるもので、必
らずしも満足の出来るソＮ比が得られるものではなかっ
た。加えて溶接ビーム電流そのものを利用して走査を行
うため、被溶接物の板厚が増加して、溶接電力が増加す
ると、走査中に被溶接物の表面が融けて、反射電子信号
に欠落を生じ、トラッキング精度を劣化させていた。

〔問題点全解決するための手段Ｊ この発明は、かかる問題を解決すべく構成したもので、
偏向走査期間中に電子ビーム電流を高速でパルス制御し
、これと同期して反射電子検出信号をサンプリングして
、反射電子信号５３のＳ／Ｎ比を向上させると共に、走
査期間中のビームをパルス制御する事で、平均熱入力を
下げ、走査期間中に被溶接物表面が溶融して、反射電子
信号に欠落が生じない様にしたものである。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例を示すプロ、ツクダイヤ
グラムで、第２図のそれと同一の構成要素には、同一番
号を付しであるので、説明を省略する。図で１０１はパ
ルス発生器で、シームトラッカー制御部４６から走査期
間中に出される信号にニジ発振を開始して、ビームパル
ス制御回路１０２により、ウェネルト４にかかるバイア
ス電圧をパルス制御してビーム電流をパルス化すると共
に、これと同期してサンプリング制御回路１００を動作
させて、反射電子２３による検出信号１０３を、選択的
に抽出する。この様子を、偏向走査と関連して図示した
ものが第４図である。図で、ビーム電流が偏向走査の期
間パルス状に制御されるため、検出信号１０３もパルス
状になる、これをサンプリング回路１００お工び波形整
形器５２を通して、反射電子検出信号５３を得る、尚、
パルスの数は、説明をわかり易くするため大幅に少なく
してめるが、実際は、１偏向走査期間に数百パルス必要
であることは申すまでもない。

〔発明の効果〕

これにｚｐ、反射電子検出信号５３のソＮ比が、大幅に
向上する事は、ロックインアンプ等の実例および、通信
理論一般からも明らかである。又、走査時の熱入力の減
少もパルスのデー−ティファクターを０５とすれば、熱
入力は半分になり、さらには、反射電子検出信号５３の
ソＮ比の向上とあいまって、パルスのピーク高さ、すな
わち、走査時のビームのピーク電流も低く抑える事が出
来るため、トラッキング制御の分解能が向上し、トラッ
キング精度が向上するわけである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロックダイヤグラムを
示す図、第２図は従来のこの種装置のブロックダイヤグ
ラムを示す図、第３図は従来のこの種装置の動作を説明
する図、第４図はこの発明の装置の動作全説明する図で
ある。 図で１は加速電源、２はバイアス電源、３はフィラメン
ト電倣、４はウェネルト、５はフィラメント、６はアノ
ード、７は主レンズコイル、８は補正レンズコイル、９
は電子ビーム、１０は偏向コイル、１１は偏向コイルに
より未溶接部に偏向された先行ビーム、２０は溶接点、
２１は溶接ビード、２３は反射電子、２４は被溶接物、
３０は試料台、３１はその接地点である。４０は主レン
ズ電源、４１は補正レンズ電源、４２はＶ１１１］アン
プ、４３はＨ軸アンプ、４４．　、４５は各々Ｖ軸とＨ
軸の鋸歯状及発振器、４６はシームトラッカー制御部。 ４７は偏向走査スタートから溶接接合点にビームが到達
するまでの時間ヲ測足するタイムカウンターで５１は、
そのスタート信号、５３は反射電子検出信号でストップ
信号となる。５２は波形整形器、１０１はパルス発振器
で、サンプリング回路１００お工ひビームパルス制御回
路１０２塔３　図 第ｌＬ　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　溶接ビームを溶接線に沿って未溶接方向に先行させて
   、未溶接溶接線を横切る方向に偏向走査し、被溶接物表
   面からの反射電子の量が、溶接接合部において低下する
   ととを検出して、溶接接合部と電子ビームとの位置ズレ
   を補正するシームトラッカーで、偏向走査期間にビーム
   電流をパルス状に制御する手段と、それに同期して、反
   射電子検出アンテナからの検出信号をサンプリングする
   検出手段を有する事を特徴とするシームトラッカー。