專利名稱：焊縫磁偏轉(zhuǎn)尋跡及磁掃描電子束焊接系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子束焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體為焊縫磁偏轉(zhuǎn)尋跡及磁掃描電子束焊接系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電子束焊接是利用空間定向的高速運(yùn)動(dòng)電子束，撞擊工件表面后，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成熱能，使被焊金屬熔化，冷卻結(jié)晶后形成焊縫。與常規(guī)焊接方法相比，電子束焊接在焊接界屬于“富貴”焊接。電子束焊具有加熱功率密度高、焊縫深寬比大、焊接速度快、熱影響區(qū)小、焊接變形小、焊縫純度高、焊接工藝參數(shù)調(diào)節(jié)范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)和可焊材料多等優(yōu)點(diǎn)。電子束焊接機(jī)是一種技術(shù)密集型的產(chǎn)品，它是一種綜合了真空物理、電子技術(shù)、電子光學(xué)、高電壓技術(shù)、計(jì)算機(jī)和控制技術(shù)等多種技術(shù)的高科技產(chǎn)品。盡管設(shè)備價(jià)格昂貴，但因其優(yōu)越的焊接性能，在國防工業(yè)、宇航工業(yè)、儀器儀表工業(yè)、汽車制造業(yè)等諸多領(lǐng)域中倍受歡迎。電子束焊接在特大厚焊件和微小型元件的精密焊接方面更顯出其他焊接方法無可比擬的優(yōu)越性。
目前的電子束焊接過程中，電子束的斑點(diǎn)不動(dòng)，由電機(jī)帶動(dòng)工件運(yùn)動(dòng)走出焊縫軌跡。對(duì)于復(fù)雜的軌跡，配置計(jì)算機(jī)數(shù)字化控制系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱為CNC系統(tǒng))。CNC系統(tǒng)控制精度很高，原理上能夠滿足焊接要求，特別是對(duì)大焊件。但是對(duì)于小型精密焊件，如果焊縫的軌跡中有曲率半徑很小(甚至有直角或銳角拐彎)的曲線時(shí)，CNC系統(tǒng)的局限性就充分地表現(xiàn)出來。因?yàn)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)受慣性影響，工件改變運(yùn)動(dòng)速度或運(yùn)動(dòng)方向的響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，要精確復(fù)現(xiàn)小曲率半徑的曲線，不得不降低工件運(yùn)動(dòng)速度。這種狀況對(duì)于小型精密焊件的焊接是非常不利的。因?yàn)樾⌒途芎讣话阋蠛附铀俣容^高，而且要求同一焊縫的各項(xiàng)焊接參數(shù)嚴(yán)格保持一致，以保證獲得相同的焊接質(zhì)量。因CNC系統(tǒng)難以控制工作臺(tái)高速拐彎，目前解決的方法是采用調(diào)整電子束束流來配合工件運(yùn)動(dòng)速度的方法，即工件運(yùn)動(dòng)速度高時(shí)，焊接的電子束流大，拐彎處降低工件運(yùn)動(dòng)速度的同時(shí)降低電子束束流，以期維持輸入焊縫上各點(diǎn)的電子束線能量密度一致。從實(shí)踐的情況看，這種方法還是很難保證焊縫各點(diǎn)的焊接質(zhì)量一致，在焊縫轉(zhuǎn)彎處焊接參數(shù)(工件速度和電子束流功率)發(fā)生變化的地方出現(xiàn)焊接缺陷概率較大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種焊縫磁偏轉(zhuǎn)尋跡及磁掃描電子束焊接系統(tǒng)，在電子束焊接機(jī)上以計(jì)算機(jī)或可編程控制器為控制核心，設(shè)計(jì)數(shù)字化控制的磁偏轉(zhuǎn)尋找焊縫軌跡及磁掃描焊接系統(tǒng)。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的焊縫磁偏轉(zhuǎn)尋跡及磁掃描電子束焊接系統(tǒng)包括電子束焊機(jī)，電子束焊機(jī)的主要組成為電子束發(fā)生裝置、聚焦線圈、X軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈，分別與X軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈相連接的X軸偏轉(zhuǎn)掃描電源和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描電源。
本系統(tǒng)還配置有攝像裝置、顯示器、控制核心單元、電子束手動(dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置和人機(jī)界面單元，攝像裝置位于工件上方，攝像裝置與顯示器相連接。
控制核心單元為計(jì)算機(jī)或可編程控制器，其內(nèi)有與中央處理器連接的存儲(chǔ)模塊、計(jì)算模塊、輸入模塊、和數(shù)模轉(zhuǎn)換電壓輸出模塊。計(jì)算模塊存儲(chǔ)有根據(jù)圖形方程和圖形特征點(diǎn)的磁偏轉(zhuǎn)勵(lì)磁電流值計(jì)算焊縫軌跡各點(diǎn)磁偏轉(zhuǎn)勵(lì)磁電流值的程序?？刂坪诵膯卧妮斎攵送饨与娮邮謩?dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置?？刂坪诵膯卧妮斎攵藘?nèi)連輸入模塊，輸入模塊接入中央處理器，中央處理器經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換電壓輸出模塊接控制核心單元的X軸和Y軸輸出端，控制核心單元的X軸和Y軸輸出端分別接入X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描電源。
電子束手動(dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置可為手搖脈沖發(fā)生器，手搖脈沖發(fā)生器發(fā)送的兩路脈沖信號(hào)分別作為電子束X軸和Y軸的偏轉(zhuǎn)指令輸入控制核心單元?？刂坪诵膯卧妮斎肽K為脈沖計(jì)數(shù)輸入模塊。
或者，電子束手動(dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置為手動(dòng)電位器，手動(dòng)電位器送出的兩路電壓信號(hào)分別作為電子束X軸和Y軸的偏轉(zhuǎn)指令輸入控制核心單元?？刂坪诵膯卧妮斎肽K為模數(shù)轉(zhuǎn)換電壓輸入模塊。
在焊縫特征點(diǎn)磁偏轉(zhuǎn)尋跡時(shí)控制核心單元將電子束手動(dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置的偏轉(zhuǎn)指令，送入數(shù)模轉(zhuǎn)換電壓輸出模塊轉(zhuǎn)換成偏轉(zhuǎn)控制電壓信號(hào)，從控制核心單元的X軸和Y軸輸出端輸出。手動(dòng)調(diào)節(jié)電子束手動(dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置向控制核心單元送入不同的X軸和Y軸電子束偏轉(zhuǎn)指令，控制核心單元將X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)控制電壓信號(hào)分別送入X軸偏轉(zhuǎn)掃描電源和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描電源，X軸偏轉(zhuǎn)掃描電源和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描電源將偏轉(zhuǎn)控制電壓信號(hào)放大后分別送入X軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈，使電子束偏移到焊縫特征點(diǎn)上。
控制核心單元的中央處理器連接人機(jī)界面單元，人機(jī)界面單元包括焊縫特征點(diǎn)磁偏轉(zhuǎn)尋跡、焊縫軌跡計(jì)算及磁掃描電子束焊接操作步驟選擇按鈕，焊接參數(shù)的設(shè)定按鍵，焊縫尋跡時(shí)焊縫基本曲線圖形的選擇按鍵，焊縫軌跡計(jì)算時(shí)各曲線段間關(guān)系類型選擇按鍵及焊縫軌跡掃描焊接過程模擬顯示窗口。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的焊縫磁偏轉(zhuǎn)尋跡及磁掃描電子束焊接系統(tǒng)，主要操作步驟如下，工件固定于電子束焊機(jī)的工件臺(tái)上，在人機(jī)界面單元切換操作步驟。
I、工件焊縫圖形分解和特征點(diǎn)數(shù)確定 工件焊縫的設(shè)計(jì)圖形是二維曲線，以線段和圓弧為基本圖形，各種二維曲線焊縫在工藝上均可用一條或多條線段和/或一條或多條圓弧組合逼近?；緢D形關(guān)聯(lián)類型有兩線段斜交、兩線段平行、兩線段垂直、兩線段與一圓弧相切、一線段與一圓弧相交、一線段與一圓弧相切、兩圓弧相交、兩圓弧相切。根據(jù)工件焊縫圖形將其分解為一段或多段相關(guān)聯(lián)的基本圖形。
由幾何學(xué)可以確定決定基本圖形的特征點(diǎn)數(shù)，即兩點(diǎn)決定一直線、三點(diǎn)決定一個(gè)圓。
焊縫軌跡中某基本圖形段的特征點(diǎn)數(shù)由該基本圖形段的類型和與其關(guān)聯(lián)的基本圖形段的類型及關(guān)聯(lián)類型確定，一線段的特征點(diǎn)數(shù)小于或等于2，一圓弧的特征點(diǎn)數(shù)小于或等于3；非封閉的焊縫軌跡，將焊縫圖形的起點(diǎn)和終點(diǎn)選為特征點(diǎn)。
II、特征點(diǎn)的磁偏轉(zhuǎn)尋跡 在人機(jī)界面單元上選用小擋的電子束流擋，使得落在工件上的電子束斑對(duì)工件無損傷。
調(diào)節(jié)電子束手動(dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置使控制核心單元將大小不同的X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)控制電壓信號(hào)送入X軸偏轉(zhuǎn)掃描電源和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描電源，X軸偏轉(zhuǎn)掃描電源和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描電源將X軸和Y軸電壓信號(hào)放大后得到X軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)勵(lì)磁電流，分別送入X軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈。X軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈在不同的偏轉(zhuǎn)勵(lì)磁電流作用下產(chǎn)生X軸和Y軸上的不同強(qiáng)度的磁場(chǎng)，X軸和Y軸上的磁場(chǎng)作用于電子束使之產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)角度，電子束斑在工件表面移動(dòng)。
操作人員從顯示器中觀察攝像裝置傳送的工件表面電子束斑移動(dòng)狀況，當(dāng)電子束斑位于焊縫軌跡特征點(diǎn)上時(shí)，在人機(jī)界面單元上進(jìn)行確認(rèn)，控制核心單元的中央處理器將此時(shí)控制核心單元輸出的X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)控制電壓信號(hào)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)模塊。
重復(fù)上述操作，順序得到工件焊縫圖形上各特征點(diǎn)上使電子束磁偏轉(zhuǎn)所需的X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈的磁偏轉(zhuǎn)勵(lì)磁電流對(duì)應(yīng)的控制核心單元輸出的X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)控制電壓信號(hào)并儲(chǔ)存。
封閉焊縫軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)同為一點(diǎn)，可選用任意一個(gè)特征點(diǎn)，為了統(tǒng)一計(jì)算，選用第一特征點(diǎn)為起點(diǎn)和終點(diǎn)。非封閉的焊縫軌跡，將焊縫圖形的第一特征點(diǎn)選為起點(diǎn)，最后一個(gè)特征點(diǎn)作選為終點(diǎn)。
III、焊縫軌跡的計(jì)算 以按步驟I確定的各段基本圖形上的特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)電子束磁偏轉(zhuǎn)所需的偏轉(zhuǎn)掃描線圈勵(lì)磁電流值對(duì)應(yīng)的控制核心單元輸出的X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)控制電壓信號(hào)為坐標(biāo)，控制核心單元的計(jì)算模塊逐段計(jì)算各段基本圖形的坐標(biāo)方程。
在一線段上步驟I確定的兩個(gè)特征點(diǎn)的坐標(biāo)為(x1，y1)和(x2，y2)，則該線段的方程為

在一圓弧上確定三個(gè)特征點(diǎn)的坐標(biāo)(x1，y1)、(x2，y2)和(x3，y3)，則該弧段的方程為(x-x0)2+(y-y0)2＝r2，其中(x0，y0)為圓心坐標(biāo)，r為圓弧半徑，由(x1-x0)2+(y1-y0)2＝r2、(x2-x0)2+(y2-y0)2＝r2和(x3-x0)2+(y3-y0)2＝r2方程組求解，獲得圓心(x0，y0)和半徑r。
按步驟I確定的各段焊縫基本圖形之間的關(guān)聯(lián)類型，計(jì)算各相鄰的基本圖形的關(guān)聯(lián)點(diǎn)坐標(biāo)，設(shè)關(guān)聯(lián)點(diǎn)的坐標(biāo)為(xm，ym)，兩段相關(guān)聯(lián)的基本圖形方程為y＝f1(x)和y＝f2(x)，xm，ym滿足ym＝f1(xm)和ym＝f2(xm)，解該方程組就得到關(guān)聯(lián)點(diǎn)的坐標(biāo)值xm和ym。
在人機(jī)界面單元上設(shè)定磁掃描時(shí)的步長(zhǎng)Δl后按等長(zhǎng)細(xì)分有限元方法由起點(diǎn)開始依次計(jì)算焊縫軌跡上N個(gè)有限元點(diǎn)上使電子束磁偏轉(zhuǎn)所需的X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈的磁偏轉(zhuǎn)勵(lì)磁電流值對(duì)應(yīng)的控制核心單元輸出的X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)控制電壓信號(hào)并有序儲(chǔ)存于存儲(chǔ)模塊。計(jì)算方法如下 設(shè)起點(diǎn)坐標(biāo)為(xt，yt)，且落在圖形方程為y＝f(x)的某圖形段內(nèi)，則下一點(diǎn)的坐標(biāo)為(xt+Δx，yt+Δy)，解方程yt+Δy＝f(xt+Δx)和Δx2+Δy2＝Δl2，求得Δx和Δy；判斷點(diǎn)(xt+Δx，yt+Δy)是否超越該圖形段與下一圖形段的關(guān)聯(lián)點(diǎn)，若未超越則按圖形方程為y＝f(x)以點(diǎn)(xt+Δx，yt+Δy)為新起點(diǎn)計(jì)算再下一點(diǎn)(xt+Δx+Δx1，yt+Δy+Δy1)的坐標(biāo)；若已超越，那么點(diǎn)(xt+Δx，yt+Δy)落在下一方程為y＝g(x)新的圖形段上，解方程yt+Δy＝g(xt+Δx)和Δx2+Δy2＝Δl2，求出Δx和Δy，再以(xt+Δx，yt+Δy)為新起點(diǎn)按圖形方程為y＝g(x)計(jì)算再下一點(diǎn)(xt+Δx+Δx1，yt+Δy+Δy1)的坐標(biāo)。重復(fù)上述計(jì)算過程直至求出終點(diǎn)坐標(biāo)，并記錄總點(diǎn)數(shù)N。
IV、磁掃描焊接 根據(jù)工藝要求在人機(jī)界面單元上選取正常焊接電子束流和掃描速度，焊接開始后控制核心單元的中央處理器以設(shè)定的掃描速度依次從存儲(chǔ)模塊調(diào)出儲(chǔ)存的焊縫軌跡上N個(gè)點(diǎn)的X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈的磁偏轉(zhuǎn)勵(lì)磁電流值對(duì)應(yīng)的控制核心單元輸出的X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)控制電壓信號(hào)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電壓輸出模塊送到X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描電源，經(jīng)其放大得到不同的X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)電流送入X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈，控制電子束的磁偏轉(zhuǎn)角度，使電子束斑沿焊縫軌跡連續(xù)移動(dòng)進(jìn)行磁掃描焊接。
本實(shí)用新型的焊縫磁偏轉(zhuǎn)尋跡磁掃描電子束焊接系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為1、有規(guī)律地控制磁場(chǎng)的強(qiáng)度及方向，改變電子束的偏轉(zhuǎn)角度，因磁場(chǎng)響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，電子束可高速向任一方向移動(dòng)，幾乎不受曲率半徑的限制，保證各點(diǎn)焊接質(zhì)量一致；2、利用計(jì)算機(jī)或可編程控制器等進(jìn)行編程控制，實(shí)現(xiàn)任意焊縫軌跡的焊接，有效地實(shí)現(xiàn)小曲率半徑焊縫工件電子束高速等速焊接，焊接質(zhì)量穩(wěn)定；3、無需配備昂貴的CNC系統(tǒng)控制的工作臺(tái)及其傳動(dòng)系統(tǒng)，抽真空設(shè)備的配置也可以相應(yīng)減小，設(shè)備造價(jià)低；4、本系統(tǒng)無需對(duì)原有的電子束焊接機(jī)做太多改動(dòng)，需要配置的設(shè)施不多，易于推廣應(yīng)用。

圖1為焊縫磁偏轉(zhuǎn)尋跡及磁掃描電子束焊接系統(tǒng)實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中控制核心單元結(jié)構(gòu)方框圖。
圖中標(biāo)號(hào)如下； 1-電子束發(fā)生裝置，2-聚焦線圈，3-偏轉(zhuǎn)掃描線圈，4-偏轉(zhuǎn)掃描電源，5-攝像裝置，6-電子束，7-工件，8-顯示器，9-電子束手動(dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置，10-人機(jī)界面單元，11-控制核心單元。
具體實(shí)施方式
焊縫磁偏轉(zhuǎn)尋跡及磁掃描電子束焊接系統(tǒng)實(shí)施例1 本焊縫磁偏轉(zhuǎn)尋跡及磁掃描電子束焊接系統(tǒng)實(shí)施例1結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括電子束焊機(jī)，電子束焊機(jī)的主要組成為電子束發(fā)生裝置1、聚焦線圈2、偏轉(zhuǎn)掃描線圈3，與偏轉(zhuǎn)掃描線圈3相連接的偏轉(zhuǎn)掃描電源4，本系統(tǒng)還配置有攝像裝置5、顯示器8、電子束手動(dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置9、控制核心單元11和人機(jī)界面單元10。本例中的偏轉(zhuǎn)掃描線圈3包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈，偏轉(zhuǎn)掃描電源4包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描電源4，分別與X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈3相連接。
攝像裝置5位于工件7上方，攝像裝置5與顯示器8相連接。
本例的電子束手動(dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置9為手搖脈沖發(fā)生器。
本例的控制核心單元11如圖2所示，為可編程控制器，其內(nèi)有與中央處理器連接的存儲(chǔ)模塊、計(jì)算模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換電壓輸出模塊和輸入模塊。計(jì)算模塊存儲(chǔ)有根據(jù)圖形方程和圖形特征點(diǎn)的磁偏轉(zhuǎn)勵(lì)磁電流值計(jì)算焊縫軌跡各點(diǎn)磁偏轉(zhuǎn)勵(lì)磁電流值的程序?？刂坪诵膯卧?1的結(jié)構(gòu)方框圖如圖2所示，控制核心單元11的輸入端連接輸入模塊，本例的輸入模塊為脈沖計(jì)數(shù)輸入模塊，作為電子束手動(dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置9的手搖脈沖發(fā)生器的兩路脈沖信號(hào)接控制核心單元11的輸入端。脈沖計(jì)數(shù)輸入模塊接入中央處理器，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換電壓輸出模塊接控制核心單元11的X軸和Y軸輸出端，控制核心單元11的X軸和Y軸輸出端分別接入X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描電源4。
控制核心單元11的中央處理器連接人機(jī)界面單元10，人機(jī)界面單元10包括焊縫特征點(diǎn)磁偏轉(zhuǎn)尋跡、焊縫軌跡計(jì)算及磁掃描電子束焊接操作步驟選擇按鈕，焊接參數(shù)的設(shè)定按鍵，焊縫尋跡時(shí)焊縫基本曲線圖形的選擇按鈕，焊縫軌跡計(jì)算時(shí)各曲線段間關(guān)系類型選擇按鈕及焊縫軌跡掃描焊接過程模擬顯示窗口。
在焊縫磁偏轉(zhuǎn)尋跡時(shí)，手動(dòng)調(diào)節(jié)作為電子束手動(dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置9的手搖脈沖發(fā)生器發(fā)送兩路脈沖信號(hào)分別作為電子束X軸和Y軸的偏轉(zhuǎn)指令輸入控制核心單元11的脈沖計(jì)數(shù)輸入模塊；控制核心單元11的中央處理器將手搖脈沖發(fā)生器送來的偏轉(zhuǎn)指令，送入數(shù)模轉(zhuǎn)換電壓輸出模塊，得到X軸和Y軸的偏轉(zhuǎn)控制電壓信號(hào)，從控制核心單元11的X軸和Y軸輸出端輸出，分別送入X軸偏轉(zhuǎn)掃描電源和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描電源4，X軸偏轉(zhuǎn)掃描電源和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描電源4將偏轉(zhuǎn)控制電壓信號(hào)放大后分別送入X軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈3，使電子束6偏移到焊縫特征點(diǎn)上。
焊縫磁偏轉(zhuǎn)尋跡及磁掃描電子束焊接系統(tǒng)實(shí)施例2 本例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本相同，如圖1所示，但其電子束手動(dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置9為手動(dòng)電位器，手動(dòng)電位器送出的兩路電壓信號(hào)分別作為電子束X軸和Y軸的偏轉(zhuǎn)指令輸入控制核心單元11的輸入模塊。本例的控制核心單元11結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，與實(shí)施例1基本相同，但其輸入單元為模數(shù)轉(zhuǎn)換電壓輸入模塊。
上述實(shí)施例，僅為對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說明的具體個(gè)例，本實(shí)用新型并非限定于此。凡在本實(shí)用新型的公開的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.焊縫磁偏轉(zhuǎn)尋跡及磁掃描電子束焊接系統(tǒng)，包括電子束焊機(jī)，電子束焊機(jī)的主要組成為電子束發(fā)生裝置(1)、聚焦線圈(2)、X軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈(3)，分別與X軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描線圈(3)相連接的X軸偏轉(zhuǎn)掃描電源和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描電源(4)；其特征在于
本系統(tǒng)還配置有攝像裝置(5)、顯示器(8)、控制核心單元(11)、電子束手動(dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置(9)和人機(jī)界面單元(10)，攝像裝置(5)位于工件(7)上方，攝像裝置(5)與顯示器(8)相連接；
控制核心單元(11)為計(jì)算機(jī)或可編程控制器，其內(nèi)有與中央處理器連接的存儲(chǔ)模塊、計(jì)算模塊、輸入模塊和數(shù)模轉(zhuǎn)換電壓輸出模塊，計(jì)算模塊存儲(chǔ)有根據(jù)圖形方程和圖形特征點(diǎn)的磁偏轉(zhuǎn)勵(lì)磁電流值計(jì)算焊縫軌跡各點(diǎn)磁偏轉(zhuǎn)勵(lì)磁電流值的程序；控制核心單元(11)的輸入端連接電子束手動(dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置(6)；控制核心單元(11)的輸入端經(jīng)輸入模塊連接入中央處理器，中央處理器經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換電壓輸出模塊接控制核心單元(11)的X軸和Y軸輸出端，控制核心單元(11)的X軸和Y軸輸出端分別接入X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)掃描電源(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊縫磁偏轉(zhuǎn)尋跡及磁掃描電子束焊接系統(tǒng)，其特征在于
所述電子束手動(dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置(9)為手搖脈沖發(fā)生器，控制核心單元(11)的輸入模塊為脈沖計(jì)數(shù)輸入模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊縫磁偏轉(zhuǎn)尋跡及磁掃描電子束焊接系統(tǒng)，其特征在于
所述電子束手動(dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置(9)為手動(dòng)電位器，控制核心單元(11)的輸入模塊為模數(shù)轉(zhuǎn)換電壓輸入模塊。
專利摘要本實(shí)用新型為焊縫磁偏轉(zhuǎn)尋跡及磁掃描電子束焊接系統(tǒng)，本系統(tǒng)的電子束焊機(jī)還配置有與顯示器相連接的攝像裝置，接有電子束手動(dòng)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置的控制核心單元。控制核心單元的電壓輸出端接入偏轉(zhuǎn)掃描電源。本焊接系統(tǒng)使用的主要步驟為I將焊縫圖形分解為基本圖形線段和圓弧的組合并確定特征點(diǎn)數(shù)；II特征點(diǎn)的磁偏轉(zhuǎn)尋跡，手動(dòng)調(diào)節(jié)使電子束偏轉(zhuǎn)，當(dāng)電子束斑移到焊縫特征點(diǎn)上時(shí)存儲(chǔ)控制核心單元輸出的電壓信號(hào)；III焊縫軌跡的計(jì)算，以各特征點(diǎn)的控制核心單元輸出的電壓信號(hào)為坐標(biāo)，計(jì)算各基本圖形方程和關(guān)聯(lián)點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算焊縫軌跡上各有限元點(diǎn)所需電壓信號(hào)并有序儲(chǔ)存；IV控制核心單元依次輸出各點(diǎn)的電壓信號(hào)使電子束斑沿焊縫軌跡移動(dòng)進(jìn)行磁掃描焊接。
文檔編號(hào)B23K15/00GK201471078SQ200920141198
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者韋壽祺, 莫力林, 黃小東, 費(fèi)翔, 陸思恒, 莫遠(yuǎn)林, 羅達(dá)琪, 郭華艷, 馬曉東, 李文敏 申請(qǐng)人:桂林獅達(dá)機(jī)電技術(shù)工程有限公司