SU792724A1

SU792724A1 - Unit for cathode-ray processing

Info

Publication number: SU792724A1
Application number: SU792834369A
Authority: SU
Inventors: Б.А. Снедков; В.Ф. Резниченко; В.М. Кордун
Original assignee: Московский институт радиотехники, электроники и автоматики; Лианозовский электромеханический завод
Priority date: 1979-11-01
Filing date: 1979-11-01
Publication date: 1990-06-15

Abstract

УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОБРАБОТКИ, содержаща электронно-лучевую пушку с автоколебательной системой дл наложени электро- . магнитных колебаний на электронгшй луч, отличающа с тем, что, с целью автоматизации управлени .процессом, она снабжена устройством дл регулировани глубины обработки, выполненным в виде преобразовател энергии отраженных электронов в энергию электромагнитных колебаний и фазового дискриминатора, причем выходы преобразовател и автоколебательной, системы св за.ны с входами дпскримпг натора.INSTALLATION FOR ELECTRON-BEAM TREATMENT, containing an electron-beam gun with a self-oscillating system for imposing an electric one. magnetic oscillations on the electron beam, characterized in that, in order to automate the control of the process, it is equipped with a device for adjusting the processing depth, made in the form of the energy converter of reflected electrons to the energy of electromagnetic oscillations and phase discriminator, and the outputs of the converter and the self-oscillating with entrances for traffic safety.

Description

Изобретение относитс к области электронно-лучевой обработки с.регулированием ее глубины.This invention relates to the field of electron-beam processing, adjusting its depth.

Иэвестна установка, содержаща электронно-лучевую пушку и датчик инфракрасного излучени , располагаемый под корнем сварного шва.An installation known to have an electron beam gun and an infrared radiation sensor located under the root of the weld.

Недостатком данной.установки вл етс то, что инерционность процессов распространени тепла в материале не позвол ет применить ее дл автоматизации управлени процессом.The disadvantage of this installation is that the inertia of the processes of heat distribution in the material does not allow it to be used to automate the process control.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс установка дл электронно-лучевой обработки, содержаща электроннолучевую пушку с автоколебательной системой дл наложени электромагнитных колебаний на электронный луч.The closest in technical essence and the achieved effect is an installation for electron-beam processing, containing an electron-beam gun with a self-oscillating system for imposing electromagnetic oscillations on the electron beam.

Недостатком данной установки вл етс невозможность автоматизации управлени процессом..The disadvantage of this setup is the inability to automate process control.

Целью изобретени вл етс автоматизаци управлени процессом.The aim of the invention is to automate the process control.

Поставленна цель достигпетс благодар тому, что установка снабжена The goal is achieved thanks to the fact that the installation is equipped

geaaa устройством дл регулировани глубн%|Я9НВ| ны обработки, выпол11е1 ным г irii.nc преобразовател энергии отражен ых эпек .тронов в энергию электром .гипччых кчлебаний и фазового дискриминатора, причем выходы преобразовател и го го-колебательиой системы св заны с i xo-ГО дами дискриминатора.geaaa device to regulate depth% | Я9НВ | The processing, performed by the irii.nc converter of the energy of reflected tectrons into the energy of the electrically controlled switchgears and the phase discriminator, the outputs of the transducer and the first oscillatory system are connected with the i xo-H of the discriminator.

ю Yu

На че ртеже показана схема установки .On the retege shows the installation diagram.

Установка включает вакуумную камеру 1 , электронно-лучевую пушку 2,электронный луч 3, автоколебательную систему дл наложени электромагнитных колебаний на электронньШ луч, состо щую из объемных резонаторов 4 и 5 и. аттенюатора 6, обрабатываемый материал 7, пр еобразователь энергии отраженных электронов8, фазовый дискриминатор ,9 и отраженные электроны 10.The installation includes a vacuum chamber 1, an electron-beam gun 2, an electron beam 3, a self-oscillating system for imposing electromagnetic oscillations on an electron beam consisting of cavity resonators 4 and 5 and. Attenuator 6, processed material 7, energy generator of reflected electrons8, phase discriminator, 9 and reflected electrons 10.

Объемные резонаторы 4 и 5 выполнены , например, тороидальной формы и установлены сроено с лучом. Дл создани и поддержани в системе электромагнитных колебаний в установке имеетс цепь положительной обратной св зи, вьшолненной в виде высокочастйтного тракта, в котором регулировку затухани осуществл ют аттенюатором 6. Частота высокочастотных колебаний в системе определ етс частото настройки объемных резонаторов 4 и 5 котора , в свою очередьj зависит от их геометрических размеров (внешнего и внутреннего диаметраj высоты). В зоне отраженных злектронов 10 установлен преобразователь 8. .энергии отраженных электронов в энергию электромагнитных колебаний той же частоты , что и частота автоколебаний, который- вьтолнен в виде объемного резо натора, аналогичного резонаторам 4 .. и 5. ; - . ..,.. Один из входов фазового дискриминатора 9 высокочастотным трактом .сое динен с резонатором 5, а другой - с преобразователем 8. Выход фазового дискриминатора 9 вл етс выходом всего устройства. Установка работает следующим образом . Сформированный электронно-лучевой пушкой 2 электронный луч 3 попадает в объемные.резонаторы 4 и 5j в которых этот луч модулируетс с частотой автоколебаний, определ емой частотой настройки резонаторов, а автоколебательный режим реализуют за счет введени положительной Цепи обратной св зи между резонаторами 4 и 5. Таким образом, на выходе из системы ре зонаторов технологический электронны луч 3 представл ет собой последовательные сгустки электронов , которые взаимодейству с обрабатьшаемым мате риалом 7, произвоД|Ят его плавление и испарение, причем iac.тъ электронов луча отражаетс от места взаимодействи . Поскольку первичный луч представл ет собой последовательные сгустки электронов, то и отраженные электроны также состо т из последова тельных сгустков, следующих с частотой автоколебаний. Эти сгустки попадают в преобразователь энергии В, настроенный на ТУ же частоту, что и резонаторы 4 и 5, навод в нем колебани , которые подают на вход фазового дискриминатора 9. На другой вход фазового дискриминатора 9 подают колебани , возникшие в авто.колебательнрй системе. На выходе фазового дискриминатора 9 напр жение U, завис ш:ее от разности фаз колебаний в резонаторе 5 и преобразователе В f /, - Т, подаетс в систему автоматического управлени : фаза колебаний Т,5 наведенных сгустками отраженных электронов в преобразователе В, зависит от пути, пройденного электронами от резонатора 5 до места взаимодействи электронного технологического луча с обрабатываемым материалом и От этого места до преобразовател 8, а при посто нном заданном расположении элементов устройства и обрабатываемой детали изменение этого пути зависит только от изменени глубины обработки (резани ) обрабатьшаемого материала. Фаза колебаний У., в системе резонаторов 4 и 5 не зависит от глубины обработки. Таким образом разность фаз j Усравниваемых колебаний, а следовательно, и выходной сигнал U, определ емый разностью фаз /jf, завис т при прочих равных услови х только от глубины проплавлени (резани ) обрабатьтаемого материала. При ггулевой глубине обработки разность фаз Л Чи выходной сигнал уст.анавливаютравным некоторой посто нной величине, принимаемой за точку отсчета. Установка, выполненна по данной схеме, позвол ет обеспечить возможность автоматического управлени глубиной проплавлени , в частности повысить точность работы управлени , поскольку информаци о текущем значении глубины обработки передаетс без задержкц со скоростью движени электронов пучка.The cavity resonators 4 and 5 are made, for example, of a toroidal shape and are mounted with a beam. To create and maintain electromagnetic oscillations in the system, there is a positive feedback circuit implemented in the form of a high-frequency path in which attenuation is controlled by attenuator 6. The frequency of high-frequency oscillations in the system determines the frequency of tuning of the resonators 4 and 5 which, in its queue j depends on their geometrical dimensions (external and internal diameter j heights). In the zone of reflected electrons 10 a converter 8 is installed. The energy of reflected electrons to the energy of electromagnetic oscillations of the same frequency as the frequency of self-oscillations, which is filled in the form of a three-dimensional resonator, similar to resonators 4 .. and 5.; -. .., .. One of the inputs of the phase discriminator 9 by the high-frequency path. The coupling is connected to the resonator 5, and the other with the converter 8. The output of the phase discriminator 9 is the output of the entire device. The installation works as follows. The electron beam 3 formed by the electron beam gun 2 enters the volume resonators 4 and 5j in which this beam is modulated with the self-oscillation frequency determined by the resonator tuning frequency, and the self-oscillating mode is realized by introducing a positive feedback circuit between the resonators 4 and 5. Thus, at the exit from the system of resonators, the technological electron beam 3 consists of consecutive bunches of electrons, which interact with the material being processed 7, produce its melting and evaporation. ian, and the electron beam is reflected from the place of interaction. Since the primary beam is consecutive bunches of electrons, the reflected electrons also consist of consecutive bunches that follow with a frequency of self-oscillations. These clusters enter the energy converter B, tuned to the same frequency as the resonators 4 and 5, causing oscillations in it that are fed to the input of the phase discriminator 9. The other input of the phase discriminator 9 is fed to the oscillations generated in the oscillatory system. At the output of the phase discriminator 9, the voltage U, w depends on it from the phase difference of the oscillations in the resonator 5 and the converter B f /, - T, is fed to the automatic control system: the oscillation phase T, 5 induced by bunches of reflected electrons in the converter B, depends on the path traveled by electrons from the resonator 5 to the place of interaction of the electronic technological beam with the material being processed and From this place to the converter 8, and with a constant given arrangement of the elements of the device and the workpiece, the change th path depends only on the variation of depth of processing (cutting) obrabatshaemogo material. The oscillation phase Y., in the system of resonators 4 and 5 does not depend on the depth of processing. Thus, the phase difference j of the equalized oscillations, and hence the output signal U, determined by the phase difference jf, depends on other things being equal, only on the depth of penetration (cutting) of the material being processed. With a tremendous depth of processing, the phase difference L Chi sets the output signal to be set equal to some constant value taken as a reference point. An installation made according to this scheme allows for the automatic control of the depth of penetration, in particular, to improve the accuracy of the operation of the control, since the information on the current value of the depth of processing is transmitted without delay at the speed of electron beam motion.

К системе To the system

управлени management

Claims

INSTALLATION FOR ELECTRON BEAM PROCESSING, containing an electron beam gun with a self-oscillating system for applying electromagnetic oscillations to the electron beam, characterized in that, in order to automate the process control, it is equipped with a device for regulating the processing depth, made in the form of a reflected energy transformer electrons into the energy of electromagnetic waves and a phase discriminator, and the outputs of the converter and the self-oscillating system are connected to the inputs of the discriminator.