JPS6316233B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6316233B2
JPS6316233B2 JP53071996A JP7199678A JPS6316233B2 JP S6316233 B2 JPS6316233 B2 JP S6316233B2 JP 53071996 A JP53071996 A JP 53071996A JP 7199678 A JP7199678 A JP 7199678A JP S6316233 B2 JPS6316233 B2 JP S6316233B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charged particle
processing
particle beam
machining
line
Prior art date
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Expired
Application number
JP53071996A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS54162643A (en
Inventor
Asaki Takemoto
Etsuzo Murakami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihen Corp
Original Assignee
Daihen Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Daihen Corp filed Critical Daihen Corp
Priority to JP7199678A priority Critical patent/JPS54162643A/en
Publication of JPS54162643A publication Critical patent/JPS54162643A/en
Publication of JPS6316233B2 publication Critical patent/JPS6316233B2/ja
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  • Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は荷電粒子ビーム、例えば電子ビーム、
イオンビームなどにより直線はもとより非直線的
な加工線をも自動的に倣つて溶融、切断、溶接な
どの加工を行う方法および装置に関するものであ
る。荷電粒子ビームを被加工物に照射して溶接な
どの加工を行うときは加工幅、熱影響部が狭く、
また真空中にて行うため優れた品質の加工部を得
ることができる特長があるが、一方この狭い加工
幅のために加工線に対するビーム照射位置のわず
かな目はずれが問題となり加工前の位置合わせを
厳密に行う必要がある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a charged particle beam, such as an electron beam,
The present invention relates to a method and apparatus for automatically tracing not only straight lines but also non-linear lines using an ion beam or the like to perform processes such as melting, cutting, and welding. When performing processing such as welding by irradiating the workpiece with a charged particle beam, the processing width and heat affected zone are narrow.
In addition, since the process is carried out in a vacuum, it is possible to obtain a machined part of excellent quality.However, due to this narrow processing width, slight misalignment of the beam irradiation position with respect to the processing line becomes a problem, which occurs during alignment before processing. must be carried out strictly.

この加工線の追跡方法としては機械的あるいは
電気的手法により加工線の位置を検出記憶し、本
加工時にこれを読み出すいわゆるプレイバツク方
式により行う方法が提案されている。
As a method for tracing the machining line, a so-called playback method has been proposed in which the position of the machining line is detected and stored using a mechanical or electrical method and then read out during the actual machining.

しかし、被加工物はその加工線全長にわたつて
同一の条件で加工が実施できるものは少なく何ら
かの条件変更が必要となるものである。特に荷電
粒子ビームにより加工を行うのが適当と考えられ
るような品物は通常均一な板厚のものはほとんど
なく立体的な加工面を有するものが多い。
However, there are few workpieces that can be processed under the same conditions over the entire length of the processing line, and some kind of condition change is required. In particular, items for which it is considered appropriate to process using a charged particle beam usually have almost no uniform thickness and often have three-dimensional processed surfaces.

本発明は加工線の位置を検出記憶するのみでな
く、加工線の位置を記憶するときに各加工線上の
予め選定した点に対応して、同時に加工条件をも
それぞれ記憶するようにして、加工線倣いと加工
条件プリセツトとを同時に実行する完全プレイバ
ツクシステムによる荷電粒子ビーム加工方法およ
び装置を提供するものである。さらに本発明は加
工線上の任意点を選定するときに、従来のように
一定間隔でサンプリングするのではなく、加工線
の変更点、即ち直線部分は長さには無関係にその
両端位置のみを検出記憶し、本加工時には各検出
位置の間は直線補間法により加工を行なわせ、ま
た曲線部においては曲率が略同一な部分について
は一つの円弧とみなしてその両端位置および中間
位置の3点を検出記憶し、本加工時においてはこ
れらの記憶信号に基づき円弧補間法により加工を
行なわせ、また加工条件においても被加工物の板
厚、材質の変化を直線勾配部、平担部、曲線部に
分割して加工線位置と同様に変化点のみを記憶す
ることにより記憶装置の容量の低減と操作の簡便
化を計つたものである。
The present invention not only detects and stores the position of the machining line, but also stores machining conditions corresponding to pre-selected points on each machining line when memorizing the position of the machining line. The present invention provides a charged particle beam processing method and apparatus using a complete playback system that simultaneously executes line tracing and processing condition presetting. Furthermore, when selecting arbitrary points on the machining line, the present invention detects only the changing points of the machining line, that is, the positions of both ends of the straight line, regardless of the length, instead of sampling at regular intervals as in the conventional method. During actual machining, linear interpolation is used between each detected position, and in curved parts, parts with approximately the same curvature are treated as one circular arc, and the three points at both ends and the middle position are The detection is memorized, and during actual machining, machining is performed using circular interpolation based on these memorized signals.Also, changes in the thickness and material of the workpiece are detected and memorized in straight slope parts, flat parts, and curved parts under machining conditions. This is intended to reduce the capacity of the storage device and simplify the operation by dividing the data into two parts and storing only the changing points, similar to the machining line positions.

第1図は本発明の実施例を示す接続図である。
同図においては説明を簡単にするため被加工物を
直交するX、Y両軸に沿つて移動する加工台に載
置したときの実施例を示す。同図において1は荷
電粒子ビーム発生器、2は被加工物を載置する加
工台、3は被加工物、4はX軸方向に加工台2を
移動させるためのX軸駆動モータ、5はY軸方向
に加工台2を移動させるためのY軸駆動モータ、
6は加工台2のX軸方向の位置をパルス信号にて
検出するX軸方向加工台位置検出器、7は同じく
Y軸方向加工台位置検出器、8は荷電粒子ビーム
発生器1の出力を制御する荷電粒子ビーム制御回
路である。401,501はそれぞれX軸および
Y軸駆動モータ制御回路、402,502はX軸
およびY軸方向に加工台を移動させるための手動
スイツチ、403,503は加工台位置検出器6
および7の出力を計数するX軸位置カウンタおよ
びY軸位置カウンタである。9はすべてを0にも
どすためのリセツトスイツチ、11は加工速度設
定回路、12は荷電粒子ビーム強度設定回路であ
り、加工速度設定回路とともにデイジタルスイツ
チ等により手動にて設定する。13は荷電粒子ビ
ーム強度変化状態選択スイツチでありたとえば連
続的変化とステツプ状変化とを選択するものであ
る。14はデータを記憶するときの指令を与える
ロードスイツチ、15はパルス発振器、16はカ
ウンターであり、この場合は記憶要素が5系列で
あるから6段カウンターを用いる。17はメモリ
アドレスカウンタであり、18はメモリー回路、
19はモード切換スイツチでありデータロードと
実行とを選択する。また404はX軸バツフア、
504はY軸バツフア、111は加工速度バツフ
ア、121および122はビーム強度バツフア、
131はビーム強度変化状態指令信号バツフアで
あり、405,505はX軸およびY軸補間回
路、123はビーム強度補間回路であり、40
6,506はX軸、Y軸デイジイタルサーボ回路
であり、20は単位加工長実行終了時にセツトさ
れ次のデータ読出し完了にてリセツトされるフリ
ツプフロツプ回路である。さらにOR1,OR2,
OR3はオアゲート、AND1ないしAND9はア
ンドゲートである。次にこの装置の動作を説明す
る。データロード時においてはモード切換スイツ
チ19をロード側にセツトする。
FIG. 1 is a connection diagram showing an embodiment of the present invention.
In order to simplify the explanation, the figure shows an embodiment in which a workpiece is placed on a processing table that moves along both orthogonal X and Y axes. In the figure, 1 is a charged particle beam generator, 2 is a processing table on which a workpiece is placed, 3 is a workpiece, 4 is an X-axis drive motor for moving the processing table 2 in the X-axis direction, and 5 is an X-axis drive motor. a Y-axis drive motor for moving the processing table 2 in the Y-axis direction;
6 is an X-axis processing table position detector that detects the position of the processing table 2 in the X-axis direction using a pulse signal, 7 is a Y-axis processing table position detector, and 8 is the output of the charged particle beam generator 1. This is a charged particle beam control circuit. 401 and 501 are X-axis and Y-axis drive motor control circuits, 402 and 502 are manual switches for moving the processing table in the X- and Y-axis directions, and 403 and 503 are processing table position detectors 6.
and an X-axis position counter and a Y-axis position counter that count the outputs of 7. 9 is a reset switch for returning everything to 0, 11 is a processing speed setting circuit, and 12 is a charged particle beam intensity setting circuit, which is manually set by a digital switch or the like together with the processing speed setting circuit. Reference numeral 13 denotes a charged particle beam intensity change state selection switch, which selects, for example, continuous change or stepwise change. 14 is a load switch that gives a command when storing data, 15 is a pulse oscillator, and 16 is a counter. In this case, since there are 5 series of storage elements, a 6-stage counter is used. 17 is a memory address counter, 18 is a memory circuit,
A mode changeover switch 19 selects between data loading and execution. Also, 404 is the X-axis buffer,
504 is a Y-axis buffer, 111 is a processing speed buffer, 121 and 122 are beam intensity buffers,
131 is a beam intensity change state command signal buffer, 405 and 505 are X-axis and Y-axis interpolation circuits, 123 is a beam intensity interpolation circuit, and 40
Reference numeral 6,506 is an X-axis and Y-axis digital servo circuit, and 20 is a flip-flop circuit that is set at the end of execution of the unit machining length and reset at the completion of the next data reading. Furthermore, OR1, OR2,
OR3 is an OR gate, and AND1 to AND9 are AND gates. Next, the operation of this device will be explained. When loading data, the mode changeover switch 19 is set to the load side.

先ずりセツトスイツチ9を押しX軸位置カウン
タ403、Y軸位置カウンタ503およびメモリ
アドレスカウンタ17をリセツトして、メモリア
ドレスカウンタ17がメモリ回路18の先頭を示
すようにする。加工台2を原位置にセツトし、ロ
ードスイツチ14を押すとカウンタ16はトリガ
され出力は1tから2t,3t,…6tとパルス
発振器15の発振周期毎にスキヤンしていく。カ
ウンタ16の出力1tがONのときメモリアドレ
スカウンタ17にて指定されたメモリー回路18
の先頭にはX軸位置カウンタ403の内容(この
場合O)が入る。カウンタ16の出力2tがON
になるとメモリアドレス17は次のメモリ番地を
指示し、メモリー回路18にはY軸位置カウンタ
503の内容が記憶される。このようにカウンタ
16の出力がスキヤンされるに従つて順次加工速
度、ビーム強度、ビーム強度変化状態を記憶して
第1回目のデータロードを終了する。カウンタ1
6の出力6tがONとなると、X、Y各位置カウ
ンタはクリアされる。次に手動スイツチ402,
502を押し加工台2を移動させ被加工物3の加
工線の最初の変化点まで動かすと各軸位置カウン
タ403,503は前回ロードスイツチ14を押
した位置からの距離をカウントし指示している。
ここで加工速度、ビーム強度、ビーム強度変化状
態を各設定回路11,12,13によりセツトし
て再びロードスイツチ14を押すと各値が前記の
ようにメモリ18に記憶される。以後これをくり
かえし加工線全長にわたつて加工線の変化点毎に
メモリー回路18に記憶を行なわせる。全加工線
に対する記憶が終了すると加工線の加工開始点
(原位置)に加工台2をもどし、リセツトスイツ
チ9を押してすべてのカウンターをクリアした後
モード切換スイツチ19を実行側に切換える。モ
ード切換スイツチ19が実行側に切換えられると
AND6は閉じ、AND7は開く。カウンター16
の出力に応じてメモリー回路18に蓄えられた記
憶内容が先頭のアドレスから順次出力され各バツ
フア404,504,111,121,131に
ロードされる。原位置即ち加工開始点においては
X軸、Y軸ともに位置はOであるから、補間回路
405,505は直ちに補間動作終了信号を
AND8に出力し、フリツプフロツプ回路20を
セツトし、OR3を開き、再びカウンタ16を駆
動する。この結果メモリー回路18は再び次の記
憶点のデータを出力し、各データはバツフア40
4,504,111,121,131,にロード
される。この2度目のロードでバツフア121に
収納されていたビーム強度の最初のデータはバツ
フア122に移される。第1回目にメモリー回路
18から読み出されたデータはすべてOとし、第
2回目のデータをX軸位置、Y軸位置、加工速
度、ビーム強度の順にx1,y1,S1,I1とすると加
工台2は座標(O,O)から(x1,y1)まで補間
回路405,505によつて決定される移動形態
(直線的、または円弧状)にて動くようデイジタ
ルサーボ回路406,506が出力し、予定の軌
跡に沿つて動かす。このとき加工速度バツフア1
11は所定の周期でクロツクパルスを発生し、X
軸、Y軸の移動速度をS1に決定する。一方ビーム
強度はバツフア121と122とに収納されたデ
ータの差(I1−O)を補間回路123にてビーム
強度変化状態指令信号バツフア131の出力によ
つて定まる所定に変化形態にてOからI1までの間
変化するように荷電粒子ビーム制御回路8に信号
を供給する。このときビーム強度の変化速度はス
テツプ状に変化させるときを除き、加工速度バツ
フア111の出力パルスの周期によつて決定され
る。加工台が移動してバツフア404,504に
て読み出された位置に達すると、補間回路40
5,505は共に出力“1”を発しAND8を開
き、フリツプフロツプ回路20をセツトする。こ
の結果、カウンタ16およびメモリアドレスカウ
ンタ17が駆動されてつぎのデータが各バツフア
に読出されて前回と同様加工台を新しいデータに
従つて移動させて加工を続行する。このような動
作をくりかえし、メモリ18の最終記憶段まで加
工を実行し、実行完了後その位置で停止する。
First, the set switch 9 is pressed to reset the X-axis position counter 403, Y-axis position counter 503, and memory address counter 17 so that the memory address counter 17 indicates the beginning of the memory circuit 18. When the processing table 2 is set at the original position and the load switch 14 is pressed, the counter 16 is triggered and the output scans from 1t to 2t, 3t, . . . 6t every oscillation cycle of the pulse oscillator 15. When the output 1t of the counter 16 is ON, the memory circuit 18 specified by the memory address counter 17
The contents of the X-axis position counter 403 (O in this case) are entered at the beginning of the field. Output 2t of counter 16 is ON
Then, the memory address 17 indicates the next memory address, and the contents of the Y-axis position counter 503 are stored in the memory circuit 18. As the output of the counter 16 is scanned in this manner, the processing speed, beam intensity, and beam intensity change state are sequentially stored, and the first data loading is completed. counter 1
When the output 6t of 6 is turned on, the X and Y position counters are cleared. Next, manual switch 402,
502 is pressed to move the processing table 2 to the first changing point of the processing line of the workpiece 3, each axis position counter 403, 503 counts and indicates the distance from the position where the load switch 14 was pressed last time. .
Here, the machining speed, beam intensity, and beam intensity change state are set by the respective setting circuits 11, 12, and 13, and when the load switch 14 is pressed again, each value is stored in the memory 18 as described above. Thereafter, this process is repeated to cause the memory circuit 18 to memorize each change point of the processed line over the entire length of the processed line. When the memorization of all machining lines is completed, the machining table 2 is returned to the machining start point (original position) of the machining lines, and after pressing the reset switch 9 and clearing all counters, the mode changeover switch 19 is switched to the execution side. When the mode changeover switch 19 is switched to the execution side
AND6 closes, AND7 opens. counter 16
In response to the output, the memory contents stored in the memory circuit 18 are sequentially output from the first address and loaded into each buffer 404, 504, 111, 121, 131. Since the positions of both the X-axis and Y-axis are O at the original position, that is, the machining start point, the interpolation circuits 405 and 505 immediately send the interpolation operation end signal.
It outputs to AND8, sets the flip-flop circuit 20, opens OR3, and drives the counter 16 again. As a result, the memory circuit 18 again outputs the data of the next memory point, and each data is transferred to the buffer 40.
4,504,111,121,131,. In this second loading, the initial beam intensity data stored in the buffer 121 is transferred to the buffer 122. The data read out from the memory circuit 18 in the first time is all O, and the data in the second time is set as x 1 , y 1 , S 1 , I 1 in the order of X-axis position, Y-axis position, processing speed, and beam intensity. Then, the digital servo circuit 406 causes the processing table 2 to move from coordinates (O, O) to (x 1 , y 1 ) in a movement pattern (linearly or arcuately) determined by the interpolation circuits 405 and 505. , 506 are output and moved along the planned trajectory. At this time, the processing speed buffer 1
11 generates a clock pulse at a predetermined period,
Determine the moving speed of the axis and Y axis to S1 . On the other hand, the beam intensity is determined by the difference (I 1 - O) between the data stored in the buffers 121 and 122 from O in a predetermined variation form determined by the output of the beam intensity change state command signal buffer 131 using the interpolation circuit 123. A signal is supplied to the charged particle beam control circuit 8 so as to vary up to I1 . At this time, the rate of change of the beam intensity is determined by the period of the output pulse of the machining speed buffer 111, except when the beam intensity is changed stepwise. When the processing table moves and reaches the position read out by the buffers 404 and 504, the interpolation circuit 40
5 and 505 both output "1", open AND8, and set the flip-flop circuit 20. As a result, the counter 16 and memory address counter 17 are driven, the next data is read into each buffer, and the machining table is moved in accordance with the new data to continue machining as in the previous time. By repeating such operations, processing is executed up to the final storage stage of the memory 18, and after completion of the processing, the processing is stopped at that position.

ここで各軸の補間回路405,505およびビ
ーム強度補間回路123には公知のDDA
(Digital Differential Analayzer)方式、代数演
算方式などが使用できる。ここでは例として
DDA方式を利用したものを示す。第2図は直線
補間を行うときのX軸補間回路405の例を示す
接続図である。同図において端子a,b,c,d
は第1図に示した接続図の端子a,b,c,dに
相当する。21は加算器、22は補助バツフア、
23は補助カウンタ、24はコンパレータであ
る。同図に示す補間回路においてはX軸バツフア
404の出力と補助バツフア22の出力とを加算
器21にて加算し、その加算出力が補助バツフア
22に接続されている。今c端子に第1図のバツ
フア111からの加工速度に対応したクロツクパ
ルスが入力されると補助バツフア22に加算器2
1の出力がロードされ、その内容とX軸バツフア
404の内容とが加算される。この加算器21の
オーバーフローパルスは、端子bを通じてX軸駆
動モータ4を制御するX軸デイジイタルサーボ回
路406に送られるとともに、補助カウンタ23
にも送られて計数される。コンパレータ24にお
いては、端子aから入力されるX軸バツフア40
4の内容と補助カウンタ23の計数値を比較し、
両者が一致したとき端子dに実行完了信号を出力
する。加算器21と補助バツフア22とは、この
間に加算とロードとの動作をくりかえし、この間
駆動モータ4は加算器21のオーバフローパルス
に応じて回転する。
Here, the interpolation circuits 405 and 505 for each axis and the beam intensity interpolation circuit 123 use a known DDA.
(Digital Differential Analyzer) method, algebraic calculation method, etc. can be used. Here as an example
This shows what uses the DDA method. FIG. 2 is a connection diagram showing an example of the X-axis interpolation circuit 405 when performing linear interpolation. In the same figure, terminals a, b, c, d
correspond to terminals a, b, c, and d in the connection diagram shown in FIG. 21 is an adder, 22 is an auxiliary buffer,
23 is an auxiliary counter, and 24 is a comparator. In the interpolation circuit shown in the figure, the output of the X-axis buffer 404 and the output of the auxiliary buffer 22 are added by an adder 21, and the added output is connected to the auxiliary buffer 22. Now, when a clock pulse corresponding to the machining speed is inputted to the c terminal from the buffer 111 shown in FIG.
1 is loaded, and its contents and the contents of the X-axis buffer 404 are added. The overflow pulse of the adder 21 is sent to the X-axis digital servo circuit 406 that controls the X-axis drive motor 4 through terminal b, and is also sent to the auxiliary counter 23.
It will also be sent to and counted. In the comparator 24, the X-axis buffer 40 input from the terminal a
4 and the count value of the auxiliary counter 23,
When the two match, an execution completion signal is output to terminal d. During this time, the adder 21 and the auxiliary buffer 22 repeat addition and loading operations, and during this time, the drive motor 4 rotates in response to the overflow pulse of the adder 21.

この補助カウンタ23は、つぎにメモリー回路
18からデータを読み出し終つてカウンター16
の出力端子6tがONとなつたときに端子Rから
リセツト信号を得てリセツトされる。Y軸補間回
路505にも同様の回路を用いると、加工台2は
前に記憶した通りの位置まで移動する。このとき
加算器21の加算速度は端子cへの入力パルスの
周波数で決定されるから加工台の移動速度もこれ
により決定されることになる。
This auxiliary counter 23 then reads the data from the memory circuit 18 and then the counter 16
When the output terminal 6t of the circuit turns ON, a reset signal is obtained from the terminal R and the circuit is reset. If a similar circuit is used for the Y-axis interpolation circuit 505, the processing table 2 will move to the previously memorized position. At this time, since the addition speed of the adder 21 is determined by the frequency of the input pulse to the terminal c, the moving speed of the processing table is also determined by this.

ビーム強度補間回路についても同様の回路が使
用できるが、この場合にはバツフアを121と1
22の2個設けて前回読み出したビーム強度設定
値と今回の設定値との差を取り、かつビーム強度
変化状態を指定するバツフア131の出力により
この差分に相当する値を漸増(減)させるか、ま
たはスチツプ状に変化させるかにより第2図と同
様の補間を行なわせるか否かを選択するゲート回
路を設ければよい。第3図はこのときの実施例を
示す接続図である。第3図において端子c,e,
f,g,h,jは第1図の端子c,e,f,g,
h,jに相当する。同図において、121,12
2および131は第1図に示した接続図のビーム
強度バツフアおよびビーム強度変化状態指令信号
バツフアである。ビーム強度データは最初は、バ
ツフア121に収納され、つぎのデータ読出し時
に先のデータはバツフア122に移され、新しい
データがバツフア121に収納される。バツフア
121と122との内容は減算器25にて両者の
差が算出され、その結果が加算器26に、導出さ
れるとともに減算結果の符号が補助カウンタ28
に導びかれる。加算器26の出力は補助バツフア
27に入力され、端子cから入力される加工速度
に対応したクロツクパルス毎に記憶される。加算
器26は減算器25の出力と補助バツフア27の
内容とを加算し、そのオーバフローパルスを
AND21を経て補助カウンタ28に入力する。
バツフア131の内容が直線的変化を示してお
り、減算器25の出力符号が正のときは、AND
21が開き、補助カウンタ28は加算器26のオ
ーバーフローパルス毎に漸増する。もし減算器2
5の出力の符号が負のときは減算カウンタとな
り、出力は漸減する。補助カウンタ28の出力は
D/A変換器29によりアナログ信号に変換され
第1図のビーム制御回路8にビーム強度指示信号
として供給される。一方バツフア131の出力が
ステツプ状変化を指示しているときはAND21
が閉じ、AND22が開きバツフア121の内容
が瞬時に補助カウンタ28に伝達される。
A similar circuit can be used for the beam intensity interpolation circuit, but in this case, the buffers are 121 and 1.
22 to calculate the difference between the previously read beam intensity set value and the current set value, and gradually increase (decrease) the value corresponding to this difference using the output of the buffer 131 that specifies the beam intensity change state. A gate circuit may be provided to select whether or not to perform interpolation similar to that shown in FIG. 2 depending on whether the interpolation is performed in a stepwise manner or in a stepwise manner. FIG. 3 is a connection diagram showing this embodiment. In Figure 3, terminals c, e,
f, g, h, j are the terminals c, e, f, g,
Corresponds to h and j. In the same figure, 121, 12
2 and 131 are a beam intensity buffer and a beam intensity change state command signal buffer in the connection diagram shown in FIG. The beam intensity data is initially stored in the buffer 121, and when the next data is read, the previous data is transferred to the buffer 122 and new data is stored in the buffer 121. The difference between the contents of the buffers 121 and 122 is calculated by a subtracter 25, the result is derived from an adder 26, and the sign of the subtraction result is sent to an auxiliary counter 28.
be guided by The output of the adder 26 is input to the auxiliary buffer 27, and is stored for each clock pulse corresponding to the machining speed input from the terminal c. The adder 26 adds the output of the subtracter 25 and the contents of the auxiliary buffer 27, and outputs the overflow pulse.
It is input to the auxiliary counter 28 via AND21.
When the content of buffer 131 shows a linear change and the output sign of subtractor 25 is positive, AND
21 opens and the auxiliary counter 28 increments on every overflow pulse of the adder 26. If subtractor 2
When the sign of the output of 5 is negative, it becomes a subtraction counter and the output gradually decreases. The output of the auxiliary counter 28 is converted into an analog signal by a D/A converter 29 and supplied to the beam control circuit 8 of FIG. 1 as a beam intensity indicating signal. On the other hand, when the output of buffer 131 indicates a step change, AND21
is closed, AND22 is opened and the contents of buffer 121 are instantaneously transmitted to auxiliary counter 28.

このようにして補助カウンタ28は記憶データ
に従つてビーム強度が所定の変化をするように出
力信号を発生する。
In this way, the auxiliary counter 28 generates an output signal such that the beam intensity changes in accordance with the stored data.

また加工線、ビーム強度を直線的でなく円弧状
に倣わせるときは、同じくDDA方式により円弧
近似補間を行なわせればよく、この場合は円弧の
中心位置と回転方向とを知るために、加工線の変
化の両端と中間との3点のデータを記憶すること
が必要となる。
In addition, when the machining line or beam intensity is traced in an arc shape rather than a straight line, circular interpolation can be performed using the same DDA method. In this case, in order to know the center position and rotation direction of the arc, It is necessary to store data at three points: both ends and the middle of the line change.

直線補間、円弧補間ともにDDA方式にのみ限
るものではなく、他の公知の補間方式を用いても
よいことはもちろんであり、さらにマイクロコン
ピユータを組込み記憶、実行ともにソフトウエア
により行うようにしてもよい。
It goes without saying that both linear interpolation and circular interpolation are not limited to the DDA method, and other known interpolation methods may be used.Furthermore, a microcomputer may be built in, and both storage and execution may be performed by software. .

第1図に示した実施例においては被加工物を載
置する加工台をX、Y両軸方向に駆動するように
したが、加工線に対して荷電粒子ビームの照射位
置を移動させる方法としては被加工物と荷電粒子
ビーム発生器とを相対移動させればよいから第1
図に示した実施例の他に被加工物の移動は略加工
線の長手方向に一致する方向(例えばX軸方向)
のみとし、Y軸方向には荷電粒子ビーム発生器を
移動させてもよい。また被加工物は静止とし、荷
電粒子ビーム発生器をX、Y両軸方向に移動させ
るようにしてもよい。
In the embodiment shown in Fig. 1, the processing table on which the workpiece is placed is driven in both the X and Y axes, but there is a method for moving the irradiation position of the charged particle beam with respect to the processing line. The first step is to move the workpiece and the charged particle beam generator relative to each other.
In addition to the embodiment shown in the figure, the workpiece is moved in a direction that approximately corresponds to the longitudinal direction of the machining line (for example, the X-axis direction).
Alternatively, the charged particle beam generator may be moved in the Y-axis direction. Alternatively, the workpiece may be stationary and the charged particle beam generator may be moved in both the X and Y axis directions.

さらにまた被加工物の加工線と荷電粒子ビーム
との相対位置の検出を加工台の位置、荷電粒子ビ
ーム発生器の位置を検出する以外に、別途設けた
加工線検出器を加工線に沿つてあらかじめ移動さ
せ、このときの検出値(加工線の絶対位置)に一
致するよう被加工物、荷電粒子ビーム発生器を移
動させるようにしてもよい。以下に種々の応用例
を示す。第4図は駆動軸を被加工物の加工台と、
荷電粒子ビーム発生器とに分担したものである。
同図において1は荷電粒子ビーム発生器、31は
被加工物を収納する加工用真空室、32は荷電粒
子ビーム発生器1と真空室31との間に設けられ
た移動用気密シール機構であり、真空室31の開
口部311を覆うシール板321およびシール用
Oリング322から構成される。33は荷電粒子
ビーム発生器1を図のY方向に移動させるための
駆動機構であり真空室31に取付けられている。
34は荷電粒子ビーム発生器1のY方向位置検出
器であり、35は被加工物3の加工線のX方向位
置を検出する検出器であり、荷電粒子ビーム発生
器1に取付けられており、加工線記憶時には検出
器35の接触子351は被加工物の加工線に設け
られた溝に接触しながら荷電粒子ビーム発生器と
ともに移動し、加工時には図示しない退避機構に
より加工に支障のない位置まで退避するものであ
る。2は被加工物3を載置する加工台で同図にお
いては紙面と直角なX軸方向、即ち加工線に略一
致する方向に移動する。この加工台2は加工線が
直線でなく曲線のときはその平均的な方向に移動
させ、また加工線が円形の場合は回転テーブルを
用いてもよい。36は加工台の位置(X座標)を
検出するX軸方向加工台位置検出器である。37
は加工線記憶時に駆動機構33を動作させるため
の倣い制御回路であり、同図の実施例においては
検出器35にポテンシヨメータを用い、基準信号
Erと検出器35の出力信号とを入力とし、両信号
の差信号を出力する比較器371および比較器3
71の出力信号を必要に応じて増巾する増巾器3
72から構成されている。
Furthermore, in addition to detecting the relative position of the processing line of the workpiece and the charged particle beam, in addition to detecting the position of the processing table and the position of the charged particle beam generator, a separately installed processing line detector is used to detect the relative position of the processing line of the workpiece and the charged particle beam. The workpiece and the charged particle beam generator may be moved in advance so as to match the detected value (absolute position of the processing line) at this time. Various application examples are shown below. Figure 4 shows the drive shaft as the processing table for the workpiece,
It is divided into a charged particle beam generator and a charged particle beam generator.
In the figure, 1 is a charged particle beam generator, 31 is a processing vacuum chamber for storing a workpiece, and 32 is a moving airtight seal mechanism provided between the charged particle beam generator 1 and the vacuum chamber 31. , a sealing plate 321 that covers the opening 311 of the vacuum chamber 31, and a sealing O-ring 322. Reference numeral 33 denotes a drive mechanism for moving the charged particle beam generator 1 in the Y direction in the figure, and is attached to the vacuum chamber 31.
34 is a Y direction position detector of the charged particle beam generator 1, 35 is a detector for detecting the X direction position of the processing line of the workpiece 3, which is attached to the charged particle beam generator 1, When the machining line is memorized, the contact 351 of the detector 35 moves together with the charged particle beam generator while contacting the groove provided in the machining line of the workpiece, and during machining, the contact 351 of the detector 35 is moved to a position where machining is not hindered by an evacuation mechanism (not shown). It is something to evacuate. Reference numeral 2 denotes a processing table on which the workpiece 3 is placed, and in the figure, it moves in the X-axis direction perpendicular to the plane of the paper, that is, in a direction that substantially coincides with the processing line. When the machining line is not a straight line but a curve, the machining table 2 is moved in the average direction, and when the machining line is circular, a rotary table may be used. 36 is an X-axis processing table position detector that detects the position (X coordinate) of the processing table. 37
is a tracing control circuit for operating the drive mechanism 33 when storing machining lines; in the embodiment shown in the figure, a potentiometer is used as the detector 35, and the reference signal is
A comparator 371 and a comparator 3 which input E r and the output signal of the detector 35 and output a difference signal between the two signals.
Amplifier 3 that amplifies the output signal of 71 as necessary.
It consists of 72.

同図の装置においては先ずビームを停止した状
態で検出器35の接触子351を加工線に接触さ
せて加工台2を所定の速度でX軸方向に移動させ
る。このとき検出器35の出力は基準信号Erと比
較され、両信号の差が零となるように荷電粒子ビ
ーム発生器1の駆動機構33を動作させる。この
結果、荷電粒子ビーム発生器1の出力ビームが常
に加工線を照射する位置に制御される。この移動
の途中で、加工線の変化点(直線部分の両端、同
一曲率部分の両端および中間点)毎に検出器3
6,34の出力信号と加工条件の信号とをそれぞ
れ第1図に示した例のようにロードスイツチを押
して記憶してゆくことにより、全加工線の位置お
よび加工条件が記憶される。加工を実行するとき
には、前述のように検出器35は退避させておき
加工台2および荷電粒子ビーム発生器1を原位置
に戻した後に、加工を実行させる。なお加工を行
うときには、荷電粒子ビーム発生器1の駆動機構
は倣い制御回路37から切離し、図示を省略した
記憶回路からの読出し信号に従つて動作させるも
のとする。
In the apparatus shown in the figure, first, with the beam stopped, the contact 351 of the detector 35 is brought into contact with the processing line, and the processing table 2 is moved in the X-axis direction at a predetermined speed. At this time, the output of the detector 35 is compared with the reference signal E r , and the drive mechanism 33 of the charged particle beam generator 1 is operated so that the difference between the two signals becomes zero. As a result, the output beam of the charged particle beam generator 1 is controlled to a position that always irradiates the processing line. During this movement, the detector 3
By pressing the load switch and storing the output signals 6 and 34 and the machining condition signals, respectively, as in the example shown in FIG. 1, the positions of all machining lines and machining conditions are memorized. When performing machining, the detector 35 is retracted as described above, and after returning the machining table 2 and charged particle beam generator 1 to their original positions, the machining is performed. Note that when processing is performed, the drive mechanism of the charged particle beam generator 1 is separated from the scanning control circuit 37 and is operated in accordance with a readout signal from a storage circuit (not shown).

第5図は別の実施例を示すもので加工用真空室
の外部に真空室に対して気密移動が可能な状態に
荷電粒子ビーム発生器を設けこの発生器が加工用
真空室に対して相互に略直交する2方向に移動可
能となるように2組の移動用気密シール機構を設
けて、2組の移動用気密シール機構のうち第1の
気密シール機構は荷電粒子ビーム発生器に取付
け、第2の気密シール機構は第1の気密シール機
構を真空室に密封状態に結合させるようにし、荷
電粒子ビーム発生器を略直交する方向に移動させ
る2組の駆動機構を組合せてそのうちの一方の駆
動機構を加工線と略直交方向に移動させるよう構
成し、他方の駆動機構を加工線に略一致する方向
に移動させるように構成したものである。同図に
おいて1は荷電粒子ビーム発生器、31は被加工
物3を収納する加工用真空室、38は荷電粒子ビ
ーム発生器1を取付ける第1の移動用気密シール
機構であり、シール板381およびシール用Oリ
ング382から構成される。39は荷電粒子ビー
ム発生器1を図のY軸方向に移動させるための第
1の駆動機構であり、41は第2の移動用気密シ
ール機構であり第1の気密シール機構と同様にシ
ール板411およびシール用Oリング412から
構成されている。またシール板411には第1の
気密シール機構38および第1の駆動機構39が
載置されている。42は真空加工室31に取付け
られた第2の駆動機構であり、荷電粒子ビーム発
生器1を加工線に略一致するY軸方向と直角な方
向たとえば加工線が直線の場合は同図に示すよう
に紙面に垂直な方向に、また加工線が曲線の場合
はその平均的な方向に移動させる。35は被加工
物3の加工線を検出する検出器であり第4図の実
施例と同様荷電粒子ビーム発生器1に取付けられ
ている。検出器35の接触子351は被加工物の
加工線に設けられた溝に接触しながら荷電粒子ビ
ーム発生器1とともに移動する。43は被加工物
取付台であり必要により被加工物クランプ治具を
含むものである。37は第1の駆動機構39を動
作させて加工線記憶時に荷電粒子ビームを加工線
に倣わすための倣い制御回路であり、第4図と同
様に基準信号Erと比較器371および増巾器37
2から構成される。
FIG. 5 shows another embodiment, in which a charged particle beam generator is provided outside the processing vacuum chamber in a state that can be moved in an airtight manner with respect to the vacuum chamber, and this generator is mutually connected to the processing vacuum chamber. Two sets of moving airtight seal mechanisms are provided so as to be movable in two directions substantially orthogonal to the , and a first airtight seal mechanism of the two sets of moving airtight seal mechanisms is attached to the charged particle beam generator, The second hermetic seal mechanism hermetically couples the first hermetic seal mechanism to the vacuum chamber, and combines two drive mechanisms for moving the charged particle beam generator in substantially orthogonal directions. The drive mechanism is configured to move in a direction substantially perpendicular to the processing line, and the other drive mechanism is configured to move in a direction that substantially coincides with the processing line. In the figure, 1 is a charged particle beam generator, 31 is a processing vacuum chamber that houses the workpiece 3, and 38 is a first moving airtight seal mechanism to which the charged particle beam generator 1 is attached, and a seal plate 381 and It is composed of a sealing O-ring 382. 39 is a first driving mechanism for moving the charged particle beam generator 1 in the Y-axis direction in the figure, and 41 is a second moving airtight sealing mechanism, which has a seal plate similar to the first airtight sealing mechanism. 411 and a sealing O-ring 412. Further, a first airtight seal mechanism 38 and a first drive mechanism 39 are mounted on the seal plate 411. Reference numeral 42 denotes a second drive mechanism attached to the vacuum processing chamber 31, which moves the charged particle beam generator 1 in a direction perpendicular to the Y-axis direction that substantially coincides with the processing line, for example, when the processing line is a straight line, as shown in the figure. If the processing line is a curve, move it in the direction perpendicular to the paper surface, or in the average direction if the processing line is a curve. A detector 35 detects the machining line of the workpiece 3, and is attached to the charged particle beam generator 1 as in the embodiment shown in FIG. The contactor 351 of the detector 35 moves together with the charged particle beam generator 1 while contacting a groove provided in the processing line of the workpiece. Reference numeral 43 denotes a workpiece mounting table, which includes a workpiece clamping jig if necessary. 37 is a tracing control circuit for operating the first drive mechanism 39 to cause the charged particle beam to trace the machining line when memorizing the machining line, and as in FIG . Vessel 37
Consists of 2.

第5図の装置において先ず加工線の記憶時には
検出器35の接触子351を加工線に接触させて
第2の駆動機構42を動作させて荷電粒子ビーム
発生器1を加工線方向に移動させると検出器35
は加工線と荷電粒子ビーム発生器1との相対位置
に対応した信号を発生し、この出力信号は基準信
号Erと比較器371にて比較され差が零となるよ
うに第1の駆動機構39を動作させ常に荷電粒子
ビーム発生器1の出力ビームが加工線に一致する
ように制御される。この移動途中において、第4
図の実施例と同様に所定位置毎にロードスイツチ
を押して加工線位置およびその位置における加工
条件を順次記憶する。
In the apparatus shown in FIG. 5, first, when storing the processing line, the contact 351 of the detector 35 is brought into contact with the processing line, and the second drive mechanism 42 is operated to move the charged particle beam generator 1 in the direction of the processing line. Detector 35
generates a signal corresponding to the relative position between the processing line and the charged particle beam generator 1, and this output signal is compared with the reference signal E r by a comparator 371, and the first drive mechanism is operated so that the difference becomes zero. 39 is operated so that the output beam of the charged particle beam generator 1 always coincides with the processing line. During this movement, the 4th
As in the embodiment shown in the figure, the load switch is pressed at each predetermined position to sequentially store the machining line position and the machining conditions at that position.

第6図および第7図はさらに別の実施例の要部
を示す断面図であり、第6図は加工線と略並行な
方向の側面を、第7図はこれと直角な側面を示
す。第6図および第7図においては、第4図およ
び第5図に示した実施例と同様の機能を有するも
のには同一の符号を付してある。第1の気密シー
ル機構38は第1図と同様であるが、第2の気密
シール機構はテープ状シール材を収納するための
空間を有する枠体413を有しており、この枠体
413は、真空室31の上部開口部の一部を覆い
図のX方向に移動自在に組付けられて真空室31
の残りの開口部を覆うように一端が真空室に固定
されて配置されたテープ状シール材414および
415と、テープ状シール材414および415
の他端部を可動の枠体413の内部において引剥
す引剥し具416および417と、引剥がされた
テープ状シール材414および415を巻取り、
取戻すための巻取りロール418および419と
から構成されている。また420は可動の枠体4
13の下端部に設けられた移動用シール材、例え
ばOリングであり真空室31の上面部およびテー
プ状シール414および415の表面部を摺動し
つつ、枠体413の内部の気密を維持するもので
ある。第6図および第7図の装置においては、図
示しない駆動機構により枠体413を第6図のX
方向に移動しながら加工線位置および加工条件の
記憶を行うが、このとき加工線検出器35の出力
信号により枠体413上に固定された別の駆動機
構39により荷電粒子ビーム発生器1を加工線と
直交するY方向に移動させ荷電粒子ビームの照射
位置を加工線に合致させるのは、第4図と同様で
ある。
FIGS. 6 and 7 are cross-sectional views showing essential parts of still another embodiment, with FIG. 6 showing a side surface in a direction substantially parallel to the processing line, and FIG. 7 showing a side surface perpendicular thereto. In FIGS. 6 and 7, parts having the same functions as those in the embodiment shown in FIGS. 4 and 5 are given the same reference numerals. The first airtight seal mechanism 38 is similar to that shown in FIG. 1, but the second airtight seal mechanism has a frame 413 having a space for storing a tape-shaped sealing material. , which covers a part of the upper opening of the vacuum chamber 31 and is assembled so as to be movable in the X direction in the figure.
Tape-shaped sealing materials 414 and 415 are arranged with one end fixed to the vacuum chamber so as to cover the remaining openings of the tape-shaped sealing materials 414 and 415.
Peeling tools 416 and 417 that peel off the other end inside the movable frame 413, and winding up the peeled tape-shaped sealing materials 414 and 415,
It is composed of take-up rolls 418 and 419 for taking back. In addition, 420 is a movable frame body 4
A movable sealing material, such as an O-ring, provided at the lower end of frame 413 slides on the upper surface of vacuum chamber 31 and the surfaces of tape-shaped seals 414 and 415 while maintaining airtightness inside frame 413. It is something. In the apparatuses shown in FIGS. 6 and 7, the frame body 413 is moved to
The processing line position and processing conditions are stored while moving in the direction, and at this time, the charged particle beam generator 1 is processed by another drive mechanism 39 fixed on the frame 413 based on the output signal of the processing line detector 35. The irradiation position of the charged particle beam is made to coincide with the processing line by moving in the Y direction perpendicular to the line, as in FIG. 4.

以上のように本発明は、加工線の位置を記憶す
ることと併行して加工条件をも記憶し、実際の加
工時にこれら記憶した信号を順次読み出して加工
を行うから、荷電粒子ビームを加工線に正確に合
致させるとともに被加工物の寸法、材質の変化に
応じた最適加工条件にて加工を行うことができ
る。また加工線上の直線部分においては、その長
さに無関係にその両端の位置のみを検出記憶し、
本加工時には各検出位置の間を直線補間法によつ
て加工を行なわせる。また曲線部においては、曲
率が略同一な部分については一つの円弧とみなし
てその両端位置および中間位置の3点を検出記憶
し、本加工時にこれらの記憶信号により円弧補間
法によつて加工を行なわせる。
As described above, the present invention stores the machining conditions in parallel with memorizing the position of the machining line, and performs machining by sequentially reading out these stored signals during actual machining. It is possible to accurately match the conditions and perform processing under optimal processing conditions according to changes in the dimensions and material of the workpiece. In addition, for straight parts on the processing line, only the positions of both ends are detected and memorized, regardless of the length.
During the main machining, the machining is performed by linear interpolation between each detected position. In addition, in curved parts, parts with approximately the same curvature are treated as one circular arc, and three points at both ends and an intermediate position are detected and memorized, and during main machining, machining is performed using the circular interpolation method using these memorized signals. Let them do it.

さらに加工条件においても、加工条件の変化を
直線勾配部、平担部および曲線部に分割して加工
線と同様に変化点のみを記憶することにより記憶
装置の容量が少なくてすみ、また操作も簡便とな
る。さらに加工線記憶時に、加工線の位置の検出
に当つて加工線検出器を用いてこの出力信号によ
り荷電粒子ビームの照射位置を加工線に一致する
ように自動的に倣わせながら行うときは、作業者
によつて光学系観察装置により、加工線をトレー
スするときと異なり精度が向上しかつ個人差がな
くなるものである。
Furthermore, with regard to machining conditions, by dividing changes in machining conditions into straight slope parts, flat parts, and curved parts and storing only the changing points in the same way as machining lines, the capacity of the storage device can be reduced, and operations can be made easier. It's convenient. Furthermore, when storing the machining line, when detecting the position of the machining line using a machining line detector and automatically tracing the irradiation position of the charged particle beam to match the machining line using this output signal, Unlike when a worker traces a processed line using an optical system observation device, accuracy is improved and individual differences are eliminated.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の装置の実施例を示す接続図、
第2図および第3図は補間回路の実施例を示す接
続図、第4図ないし第7図は本発明の装置の実施
例の要部を示す構造図である。 1……荷電粒子ビーム発生器、2……加工台、
3……被加工物、4……X軸駆動モータ、5……
Y軸駆動モータ、6……X軸方向加工台位置検出
器、7……Y軸方向加工台位置検出器、8……荷
電粒子ビーム制御回路、11……加工速度設定回
路、12……ビーム強度設定回路、13……ビー
ム強度変化状態選択スイツチ、14……ロードス
イツチ、16……カウンター、17……メモリア
ドレスカウンター、18……メモリー回路、31
……真空室、32……移動用気密シール機構、3
3……ビーム発生器駆動機構、35……加工線検
出器、37……ビーム発生器倣い制御回路、38
……第1の移動用気密シール機構、39……第1
の駆動機構、41……第2の移動用気密シール機
構、42……第2の駆動機構、401……X軸駆
動モータ制御回路、402……Y軸駆動モータ制
御回路、403……X軸位置カウンタ、404…
…X軸バツフア、405……X軸補間回路、40
6……X軸デイジタルサーボ回路、501……Y
軸駆動モータ制御回路、503……Y軸位置カウ
ンタ、504……Y軸バツフア、505……Y軸
補間回路、506……Y軸デイジイタルサーボ回
路。
FIG. 1 is a connection diagram showing an embodiment of the device of the present invention;
2 and 3 are connection diagrams showing an embodiment of the interpolation circuit, and FIGS. 4 to 7 are structural diagrams showing the main parts of the embodiment of the apparatus of the present invention. 1...Charged particle beam generator, 2...Processing table,
3...Workpiece, 4...X-axis drive motor, 5...
Y-axis drive motor, 6... X-axis processing table position detector, 7... Y-axis processing table position detector, 8... Charged particle beam control circuit, 11... Processing speed setting circuit, 12... Beam Intensity setting circuit, 13...Beam intensity change state selection switch, 14...Load switch, 16...Counter, 17...Memory address counter, 18...Memory circuit, 31
...Vacuum chamber, 32...Movable airtight seal mechanism, 3
3... Beam generator drive mechanism, 35... Machining line detector, 37... Beam generator tracing control circuit, 38
...First moving airtight seal mechanism, 39...First
drive mechanism, 41... second moving airtight seal mechanism, 42... second drive mechanism, 401... X-axis drive motor control circuit, 402... Y-axis drive motor control circuit, 403... X-axis Position counter, 404...
...X-axis buffer, 405...X-axis interpolation circuit, 40
6...X-axis digital servo circuit, 501...Y
Axis drive motor control circuit, 503...Y-axis position counter, 504...Y-axis buffer, 505...Y-axis interpolation circuit, 506...Y-axis digital servo circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 高エネルギー密度の荷電粒子ビームを照射し
て被加工物を加工する荷電粒子ビーム加工方法に
おいて、加工に先立つて加工線または加工条件の
変化が直線的である部分については両端に相当す
る位置をまた曲線的である部分については略同一
の曲率部分毎に両端および中間点の三位置を予め
選定し、各選定点毎に位置座標を検出して直線ま
たは曲線の指定信号とともに記憶し、かつ加工線
の前記各位置座標に対応して加工速度、ビーム強
度、ビーム焦点位置、ビーム照射角度、ビーム揺
動幅および周期などの加工条件のすべてまたは一
部を直線または曲線の指定信号とともに設定記憶
し、加工時においては前記記憶された加工線の位
置座標信号および加工条件信号を直線または曲線
の指定信号とともに読み出して直線補間法と円弧
補間法とを併用して荷電粒子ビーム発生器と被加
工物とを連続的に相対移動させつつ加工条件を変
化させて行う荷電粒子ビーム加工方法。 2 加工用真空室と、荷電粒子ビーム発生器と、
被加工物を載置する加工台と、前記荷電粒子ビー
ム発生器と加工台とを互いに略直交するXおよび
Yの2方向に相対的に移動させる2組の駆動手段
と、本加工に先立ち加工線に沿つて前記荷電粒子
ビーム発生器を移動させ、加工線または加工条件
の変化が直線的である部分については両端に相当
する位置をまた曲線的である部分については略同
一の曲率部分毎に両端および中間点の三位置を予
め選定し前記荷電粒子ビーム発生器と加工台との
相対位置を加工線上の前記点毎に検出して座標信
号に変換する手段と、前記変換手段の出力信号を
直線または曲線の指定信号とともに順次記憶して
本加工時に順次読み出す加工線記憶手段と、加工
線上の前記位置座標に対応してあらかじめ加工条
件の一部または全部を直線または曲線の指定信号
とともに設定する加工条件設定記憶回路と、前記
加工線記憶手段からの読出し信号に対応して前記
駆動手段を直線補間法と円弧補間法とを併用して
動作させる駆動手段制御回路と、前記加工条件設
定記憶回路からの読出し信号に対応して前記荷電
粒子ビーム発生器の出力ビームを直線補間法と円
弧補間法とを併用して制御する荷電粒子ビーム制
御回路とを具備した荷電粒子ビーム加工装置。 3 加工用真空室と、荷電粒子ビーム発生器と、
被加工物を載置する加工台と、前記荷電粒子ビー
ム発生器と加工台とを互いに略直交するXおよび
Yの2方向に相対的に移動させるための2組の駆
動手段と、前記被加工物の加工線をX、Y両方向
に対して検出する加工線検出器と、本加工に先立
ち加工線または加工条件の変化が直線的である部
分については両端に相当する位置をまた曲線的で
ある部分については略同一の曲率部分毎に両端お
よび中間点の三位置を予め選定し加工線に沿つて
前記検出器を移動させるときに前記検出器の出力
信号を加工線の予め選定した点毎に検出し座標信
号に変換する手段と、前記変換手段の出力信号を
直線または曲線の指定信号とともに順次記憶して
本加工時に順次読み出す加工線位置記憶手段と、
加工線上の前記位置座標に対応してあらかじめ加
工条件の一部または全部を直線または曲線の指定
信号とともに設定する加工条件設定記憶回路と、
前記加工線位置記憶手段からの読出し信号に対応
して直線補間法と円弧補間法とを併用して前記駆
動手段を動作させる駆動手段制御回路と、前記加
工条件設定記憶回路からの読出し信号に対応して
直線補間法と円弧補間法とを併用して前記荷電粒
子ビーム発生器の出力ビームを制御する荷電粒子
ビーム制御回路とを具備した荷電粒子ビーム加工
装置。 4 前記2組の駆動手段は、荷電粒子ビーム発生
器をX方向に移動させる第1の駆動機構と、加工
台をX方向とは略直交するY方向に移動させる第
2の駆動機構とからなる特許請求の範囲第3項に
記載の荷電粒子ビーム加工装置。 5 前記荷電粒子ビーム発生器は、X方向に移動
する第1の移動台に取付けて前記第1の移動台を
Y方向に移動する第2の移動台に滑動状態にて載
置した特許請求の範囲第3項に記載の荷電粒子ビ
ーム加工装置。 6 前記荷電粒子ビーム発生器が、加工用真空室
の外部に設けられており、気密シール部材を介し
て移動可能に取付けられている特許請求の範囲第
3項ないし第5項のいずれか1つに記載の荷電粒
子ビーム加工装置。 7 前記荷電粒子ビーム発生器が、加工用真空室
の外部に設けられており、かつX方向に移動可能
な第1の移動用気密シール部材と、前記第1の移
動用気密シール部材を前記加工用真空室に密封状
態に結合させるY方向に移動可能な第2のシール
部材とにより前記加工用真空室に取付けられてい
る特許請求の範囲第3項に記載の荷電粒子ビーム
加工装置。 8 前記第2の移動用シール部材が、真空室の開
口部を覆うテープ状シール材と、荷電粒子ビーム
発生器からのビーム通過部分において荷電粒子ビ
ーム発生器の加工線方向の移動に対応して該テー
プ状シール材を一時的に真空室の開口部から退避
させる機構とから構成された特許請求の範囲第7
項に記載の荷電粒子ビーム加工装置。
[Claims] 1. In a charged particle beam processing method in which a workpiece is processed by irradiating a charged particle beam with high energy density, regarding a portion where the processing line or processing conditions change linearly prior to processing, For curved parts, the positions corresponding to both ends and the midpoint are selected in advance for each part of approximately the same curvature, and the position coordinates are detected for each selected point to generate a straight line or curved designation signal. and store all or part of the machining conditions such as machining speed, beam intensity, beam focal position, beam irradiation angle, beam swing width and period in accordance with each position coordinate of the machining line on a straight or curved line. Settings are stored together with designated signals, and during machining, the stored position coordinate signal of the machining line and machining condition signal are read out together with the straight or curved designated signal, and a charged particle beam is generated using both the linear interpolation method and the circular interpolation method. A charged particle beam processing method in which processing conditions are changed while continuously moving the generator and workpiece relative to each other. 2. A processing vacuum chamber, a charged particle beam generator,
A processing table on which a workpiece is placed, two sets of driving means for relatively moving the charged particle beam generator and the processing table in two directions of X and Y that are substantially orthogonal to each other, and The charged particle beam generator is moved along the line, and for a part where the processing line or processing conditions change in a straight line, the positions corresponding to both ends are measured, and for a curved part, at every part of approximately the same curvature. means for preselecting three positions, ie, both ends and an intermediate point, and detecting the relative position of the charged particle beam generator and the processing table for each point on the processing line and converting it into a coordinate signal; A machining line storage means that sequentially stores the straight line or curved line designation signal and sequentially reads it out during main machining, and sets part or all of the machining conditions in advance along with the straight line or curved designation signal in accordance with the position coordinates on the machining line. a machining condition setting storage circuit; a driving means control circuit for operating the driving means using a linear interpolation method and a circular interpolation method in response to a read signal from the machining line storage means; and a machining condition setting storage circuit. A charged particle beam processing apparatus comprising a charged particle beam control circuit that controls the output beam of the charged particle beam generator using a combination of linear interpolation method and circular interpolation method in response to a readout signal from the charged particle beam generator. 3. A processing vacuum chamber, a charged particle beam generator,
a processing table on which a workpiece is placed; two sets of driving means for relatively moving the charged particle beam generator and the processing table in two directions of X and Y that are substantially orthogonal to each other; and the workpiece. A machining line detector detects the machining line of the object in both the X and Y directions, and for parts where the machining line or machining conditions change prior to main machining is linear, the positions corresponding to both ends are also curved. As for the section, three positions of both ends and the middle point are selected in advance for each section of approximately the same curvature, and when the detector is moved along the processing line, the output signal of the detector is adjusted at each preselected point on the processing line. means for detecting and converting into a coordinate signal; processing line position storage means for sequentially storing the output signal of the converting means together with a straight line or curve designation signal and sequentially reading it during main processing;
a machining condition setting memory circuit that sets part or all of the machining conditions in advance along with a straight line or curve designation signal corresponding to the position coordinates on the machining line;
a drive means control circuit that operates the drive means using a linear interpolation method and a circular interpolation method in response to a read signal from the processing line position storage means; and a drive means control circuit that operates the drive means in response to a read signal from the processing condition setting storage circuit. A charged particle beam processing apparatus comprising: a charged particle beam control circuit that controls an output beam of the charged particle beam generator by using both a linear interpolation method and a circular interpolation method. 4. The two sets of drive means include a first drive mechanism that moves the charged particle beam generator in the X direction, and a second drive mechanism that moves the processing table in the Y direction that is substantially perpendicular to the X direction. A charged particle beam processing apparatus according to claim 3. 5. The charged particle beam generator is attached to a first movable base that moves in the X direction, and the first movable base is slidably placed on a second movable base that moves in the Y direction. Charged particle beam processing device according to scope 3. 6. Any one of claims 3 to 5, wherein the charged particle beam generator is provided outside the processing vacuum chamber and is movably attached via an airtight seal member. The charged particle beam processing device described in . 7 The charged particle beam generator is provided outside the processing vacuum chamber, and the first movable airtight seal member movable in the X direction and the first movable airtight seal member are connected to the processing 4. The charged particle beam processing apparatus according to claim 3, wherein the charged particle beam processing apparatus is attached to the processing vacuum chamber by a second sealing member movable in the Y direction that is coupled to the processing vacuum chamber in a sealed state. 8. The second movable sealing member is a tape-shaped sealing material that covers the opening of the vacuum chamber, and a portion where the beam from the charged particle beam generator passes, corresponding to the movement of the charged particle beam generator in the processing line direction. Claim 7 comprising a mechanism for temporarily retracting the tape-shaped sealing material from the opening of the vacuum chamber.
The charged particle beam processing device described in 2.
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