Dynamické øízení polohy svazku v elektronové sváøeèce Úvod Vychylování elektronového svazku magnetickým polem Nároky na elektronické budièe vychylovacích cívek Zobrazovací a rastrovací (vychylovací) jednotka Obvodové øešení budièù vychylovacích cívek Uspoøádání jednotky Aplikace jednotky Pøenos grafiky na kovové pøedmìty pøetavením povrchu elektronovým svazkem Princip metody Uspoøádání demonstraèní aparatury Popis software Ukázka v Laboratoøi speciálních technologií
Vychylování elektronového svazku magnetickým polem
|v0| - rychlost elektronù ve svazku qe,me - náboj a hmotnost elektronu s - efektivní délka pùsobící cívky b - úhel odchýlení svazku dx - pracovní vzdálenost dy - vzdálenost místa dopadu svazku od neutrální polohy R - polomìr kruh. oblouku B - magnetická indukce
B |v0| qe,me
S
dx
dy
s qe tg b = × B za podmínky v0 me s qe dy = dx × tg b = dx × × B v0 me
2
æ s qe ö ç × B÷ =1 è v0 me ø
B » I Þ dy » I
je - li dx ×
s qe × = konst. v0 me
Nároky na elektronické budièe vychylovacích cívek Vlastnosti pou3itých vychylovacích cívek (TESLA 6 PN 051 77) Horizontální pár vzduchové, sedlové øazení paralelní vnitøní odpor: 5 W indukènost: 2,9 mH citlivost*: 70 mm / A
Vertikální pár s ferit. jádrem, toroidní øazení sériové vnitøní odpor: 6,3 W indukènost: 15 mH citlivost*: 120 mm / A
* zmìøená statická výchylka svazku od neutrální polohy pøi pracovní vzdálenosti 200 mm a 50 kV
Po3adavky na budící obvody rozkmit výstupního proudu: strmost zmìny výstupní proudu: maximální výstupní napìtí**:
±0,7 A 1,4A / 52 ms = 26,9 kA/s 82 V pro cívku 2,9 mH
** maximální napìtí na reálné cívce (s nenulovým vnitøním odporem) pro danou strmost zmìny proudu dI/dt a jeho maximální hodnotu Imax je dané vztahem
(U L )max =
dI × L + I max × R dt
kde L je vlastní indukènost a R vnitøní odpor
Blokové schéma budièe vychylovací cívky +90V R1
U1
1
g1
IN+ Uin IN-
g2
Tepelná ochrana
I+
Vychylovací cívky
I'+
ZL
Vstupní zesilovaè A1
OUT+ g1
OUTUL
I'-
U2
Obvody zpìtného bìhu
FB !FBINHIB
IL
1 R2
OVERHEAT
g2
I-
-90V
Napájecí napìtí: Výstupní proud: Rychlost pøebìhu výst. napìtí: Max. strmost zmìny proudu zátì3í: Max. napìtí ve zpìtném bìhu: Trvání zpìtného bìhu:
± 90 V ± 0,8 A ~ 160 V/ ms 1,4 A / 52 ms pøi induktivní zátì3i 2,9 mH 850 V pod 10 ms
Zobrazovací a rastrovací jednotka ES Uspoøádání jednotky
PC
XaY DAC
CPU s CAN interfacem
Sít'ový zdroj
Pøepínaè vstupù vych. sign.
Budièe vychylovacích cívek
Vychylovací cívky ES
TV monitor Èasová základna
Video trasa
DETEKTOR BSE
Praktické uplatnìní jednotky
Zobrazení v re8imu "rastrovacího mikroskopu" Kontrola sesazení souèástek pøed svaøením Navedení na svaøovanou spáru Kontrola hotového sváru Dokumentace Dynamické vychylování øízené poèítaèem Navedení na místo svaøování podle naskenovaného obrázku souèástky Vytváøení tvarových svarù dtto Automatické nebo poloautomatické navádìní na nepravidelnou spáru Generování znaèek, kódù èi symbolù svazkem Mikroobrábìní
Pøíklady obrazcù vytvoøených na povrchu ocelového plechu elektronovým svazkem Spojitý rezim ¡
10 mm
10 mm
Procesní parametry: proud svazku: 1 mA prac. vzdálenost: 120 mm urychl. napìtí: 50 kV celková doba: cca 20 a 10 sec
Pøíklady obrazcù vytvoøených na povrchu nerezového plechu elektronovým svazkem Rastrovací rezim ¡
10 mm
10 mm
Procesní parametry: proud svazku: 2 mA prac. vzdálenost: 150 mm urychl. napìtí: 50 kV celková doba: cca 10 sec
Schematické znázornìní místa dopadu el. svazku pøi vytváøení obrazce
- 200 000 bodù za sekundu - typicky 5 a3 10 sekund na vytvoøení obrázku o rozmìrech 50 x 50 mm, t.j. 1 a3 2 miliony generovaných bodù - proud svazku 1 a3 2 mA pøi 50 kV
Uspoøádání demonstraèní aparatury
FRAMEGRABER
ÚPRAVA OBRAZU
RASTROVACÍ ALGORITMUS ELEKTRONOVÁ SVÁØEÈKA BUDIÈE VYCH. CÍVEK
PC
SOFTWARE
D/A PØEVODNÍKY
EB SCANNER
Pøenos grafiky na kovové pøedmìty pøetavením povrchu elektronovým svazkem
NAÈTENÍ OBRÁZKU PÙVODNÍ FOTOGRAFIE ZMÌNA MÌØÍTKA
OØEZÁNÍ
Pøenos grafiky na kovové pøedmìty pøetavením povrchu elektronovým svazkem
BARVA POZADÍ
ODSTRANÌNÉ POZADÍ
Pøenos grafiky na kovové pøedmìty pøetavením povrchu elektronovým svazkem
MÌØÍTKO A NATOÈENÍ LOGA POLOHA LOGA
NAÈTENÍ LOGA
DOPLNÌNÉ LOGO
Pøenos grafiky na kovové pøedmìty pøetavením povrchu elektronovým svazkem
PØEVODNÍ KØIVKA
Pøenos grafiky na kovové pøedmìty pøetavením povrchu elektronovým svazkem
UMÍSTÌNÍ MOTIVU NA MATERIÁLU
NASKENOVANÝ POLOTOVAR
RYCHLOST POHYBU SVAZKU
