Установка для электронно-лучевой обработки Советский патент 1990 года по МПК B23K15/00 

Изобретение относится к области электронно-лучевой обработки с.регулированием ее глубины.

Иэвестна установка, содержащая электронно-лучевую пушку и датчик инфракрасного излучения, располагаемый под корнем сварного шва.

Недостатком данной.установки является то, что инерционность процессов распространения тепла в материале не позволяет применить ее для автоматизации управления процессом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для электронно-лучевой обработки, содержащая электроннолучевую пушку с автоколебательной системой для наложения электромагнитных колебаний на электронный луч.

Недостатком данной установки является невозможность автоматизации управления процессом..

Целью изобретения является автоматизация управления процессом.

Поставленная цель достигпется благодаря тому, что установка снабжена

geaaa устройством для регулирования глубн%|Я9НВ|ны обработки, выпол11е1 ным г irii.nc преобразователя энергии отражен ых эпек.тронов в энергию электром .гипччых кчлебаний и фазового дискриминатора, причем выходы преобразователя и го го-колебательиой системы связаны с i xo-ГОдами дискриминатора.

ю

На че ртеже показана схема установки.

Установка включает вакуумную камеру 1 , электронно-лучевую пушку 2,электронный луч 3, автоколебательную систему для наложения электромагнитных колебаний на электронньШ луч, состоящую из объемных резонаторов 4 и 5 и. аттенюатора 6, обрабатываемый материал 7, пр еобразователь энергии отраженных электронов8, фазовый дискриминатор ,9 и отраженные электроны 10.

Объемные резонаторы 4 и 5 выполнены, например, тороидальной формы и установлены сроено с лучом. Для создания и поддержания в системе электромагнитных колебаний в установке имеется цепь положительной обратной связи, вьшолненной в виде высокочастйтного тракта, в котором регулировку затухания осуществляют аттенюатором 6. Частота высокочастотных колебаний в системе определяется частото настройки объемных резонаторов 4 и 5 которая, 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 является 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 модулируется с частотой автоколебаний, определяемой частотой настройки резонаторов, а автоколебательный режим реализуют за счет введения положительной Цепи обратной связи между резонаторами 4 и 5. Таким образом, на выходе из системы ре зонаторов технологический электронны луч 3 представляет собой последовательные сгустки электронов , которые взаимодействуя с обрабатьшаемым мате риалом 7, произвоД|Ят его плавление и испарение, причем iac.тъ электронов луча отражается от места взаимодействия. Поскольку первичный луч представляет собой последовательные сгустки электронов, то и отраженные электроны также состоят 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, наводя в нем колебания, которые подают на вход фазового дискриминатора 9. На другой вход фазового дискриминатора 9 подают колебания, возникшие в авто.колебательнрй системе. На выходе фазового дискриминатора 9 напряжение U, зависяш:ее от разности фаз колебаний в резонаторе 5 и преобразователе В f /, - Т, подается в систему автоматического управления: фаза колебаний Т,5 наведенных сгустками отраженных электронов в преобразователе В, зависит от пути, пройденного электронами от резонатора 5 до места взаимодействия электронного технологического луча с обрабатываемым материалом и От этого места до преобразователя 8, а при постоянном заданном расположении элементов устройства и обрабатываемой детали изменение этого пути зависит только от изменения глубины обработки (резания) 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, определяемый разностью фаз /jf, зависят при прочих равных условиях только от глубины проплавления (резания) обрабатьтаемого материала. При ггулевой глубине обработки разность фаз Л Чи выходной сигнал уст.анавливаютравным некоторой постоянной величине, принимаемой за точку отсчета. Установка, выполненная по данной схеме, позволяет обеспечить возможность автоматического управления глубиной проплавления, в частности повысить точность работы управления, поскольку информация о текущем значении глубины обработки передается без задержкц со скоростью движения электронов пучка.

К системе

управления

УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОБРАБОТКИ, содержащая электронно-лучевую пушку с автоколебательной системой для наложения электро- . магнитных колебаний на электронгшй луч, отличающаяся тем, что, с целью автоматизации управления .процессом, она снабжена устройством для регулирования глубины обработки, выполненным в виде преобразователя энергии отраженных электронов в энергию электромагнитных колебаний и фазового дискриминатора, причем выходы преобразователя и автоколебательной, системы связа.ны с входами дпскримпг натора.