OPIS PATENTOWY. Patent dodatkowy do patentu (P ) Pierwszeństwo: Zgłoszenie ogłoszono:

Transkrypt

1 POLSKA RZECZPOSPOLITA LUDOWA OPIS PATENTOWY Patent dodatkowy do patentu Zgłoszono: (P ) MKP B23k 15/00 HOlj 37/04 H05b 7/00 URZĄD PATENTOWY PRL Pierwszeństwo: Zgłoszenie ogłoszono: Opis patentowy opublikowano: Int. Cl2. B23K 15/00 H01J 37/04 H05B 7/00 Twórcy wynalazku: Ryszard Smiechowicz, Andrzej Hałas, Jan Felba Uprawniony z patentu : Politechnika Wrocławska, Wrocław (Polska) Układ do centrowania soczewki magnetycznej w urządzeniach elektronowiązkowych Przedmiotem wynalazku jest układ do centrowania soczewki magnetycznej w urządzeniach elektronowiąz kowych, a zwłaszcza w spawarkach elektronowiązkowych. Znany układ do centrowania soczewki magnetycznej spawarki elektronowiązkowej składa się z wymien nych, metalowych przesłon z otworami o różnych średnicach, które umieszczane są w kolumnie spawarki, w płaszczyźnie prostopadłej do osi wiązki elektronowej. Metalowa przesłona połączona jest z miernikiem prądu stałego, który z drugiej strony dołączony jest do masy spawarki. Natężenie prądu, przepływającego przez mier nik w wyniku padania rozogniskowanej wiązki elektronowej na przesłonę jest najmniejsze w przypadku gdy oś elektronooptyczna wiązki pokrywa się z osią przesłony. Sytuację taką uzyskuje się przez zmianę położenia geometrycznego wyrzutni elektronów spawarki. Jeżeli oś elektronooptyczna soczewki magnetycznej nie pokrywa się z osią elektronooptyczna wiązki elektronowej i z osią symetrii przesłony, to przy zmianach prądu w soczewce magnetycznej oś zogniskowanej wiązki elektronowej przesuwa się, wskutek czego ilość elektronów padających na przesłonę rośnie, a wraz z nią rośnie natężenie prądu przepływającego przez miernik. Centrowanie soczewki magnetycznej przeprowadza się przez zmianę jej położenia geometrycznego, doprowadzając wskazanie miernika do minimum. Niedogodnością techniczną, wynikającą ze stosowania znanego układu do centrowania soczewki magne tycznej, jest konieczność kilkakrotnej wymiany przesłon podczas procesu centrowania. Powoduje to zapowie trzenie układu próżniowego, który należy odpompować po każdej wymianie przesłony. Ponadto wielkość prze słony musi być każdorazowo dobierana w zależności od mocy wiązki elektronowej. o Układ według wynalazku składa się z czterech metalowych prętów, które połączone są poprzez przełącz nik z miernikami prądu stałego oraz z rezystorem połączonym równolegle z płytkami odchylania pionowego lamp oscyloskopowych. Płytki odchylania poziomego lamp oscyloskopowych zasilane są z generatora napięcia sinusoidalnego poprzez przesuwniki fazy. Metalowe pręty zakończone są ostrzami i zamocowane są na metalowej płytce. Pręty są odizolowane od płytki i umieszczone są prostopadle względem siebie, a ich ostrza znajdują się

2 w równych odległościach od punktu przecięcia się podłużnych osi symetrii prętów. W odmianie układu według wynalazku cztery metalowe pręty połączone są z miernikami prądu stałego i umocowane są na metalowej płytce, nad którą umieszczony jest kolektor elektronów. Kolektor elektronów połączony jest z siatką sterującą lampy oscyloskopowej oraz poprzez równoległy układ rezystora i cyklicznie pracującego przełącznika z masą urządzenia elektrónowiązkowego. Płytki odchylania poziomego i pionowego lampy oscyloskopowej zasilane są poprzez przesuwniki fazy i drugi, cyklicznie pracujący przełącznik z dwu oddzielnych generatorów napięcia o różnych częstotliwościach. Metalowe pręty zakończone są ostrzami i odizolowane są od metalowej płytki. Pręty umieszczone są prostopadle względem siebie, a ich ostrza leżą w jednakowej odległości od punktu przecię cia się podłużnych osi symetrii prętów, natomiast w płytce wykonany jest otwór, którego środek stanowi punkt przecięcia się podłużnych osi symetrii prętów. Układ i jego odmiana według wynalazku umożliwiają centrowanie soczewki magnetycznej urządzeń elek tronowiązkowych bez konieczności zmiany położenia wyrzutni elektronów, charakteryzują się dużą czułością, a proces centrowania przeprowadza się bez wielokrotnego zapowietrzania układu próżniowego urządzenia elek trónowiązkowego. Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania na r/sunkach, na których fig. 1 przed stawia schemat blokowy układu do centrowania soczewki magnetycznej spawarki elektronowiązkowej wraz z cewkami odchylającymi i wyrzutnią elektronów, a fig. 2 schemat blokowy odmiany układu do centrowania soczewki magnetycznej spawarki elektronowiązkowej. Przykład I. Układ do centrowania soczewki magnetycznej według wynalazku składa się z dwóch oscyloskopowych lamp 1 i 2, których płytki odchylania poziomego włączone są między masę spawarki elektro nowiązkowej i przesuwniki 3, 4 fazy. Pierwszy przesuwnik 3 fazy, zasilający płytki odchylania poziomego pierw szej oscyloskopowej lampy 1, połączony jest z wyjściem generatora 5 napięcia sinusoidalnego o częstotliwości 50 Hz, a drugi przesuwnik 4 fazy połączony jest poprzez dodatkowy przesuwnik 6 fazy z wyjściem generatora 5 Płytki odchylania pionowego oscyloskopowych lamp 1 i 2 połączone są równolegle z rezystorem 7, który z jed nej strony dołączony jest do masy spawarki elektronowiązkowej, a z drugiej strony poprzez dwupozycyjny przełącznik 8 połączony jest z czterema jednakowymi metalowymi prętami 9. Do poszczególnych par styków przełącznika 8 dołączone są dwa miliamperomierze 10, 11 prądu stałego, a styki przełącznika 8 połączone są poprzez cztery jednakowe rezystory 12 z masą spawarki elektronowiązkowej. Metalowe pręty 9 zakończone są ostrzami i umocowane są na metalowej płytce 13, przy czym pręty 9 są odizolowane od powierzchni metalowej płytki 13. Metalowe pręty 9 umieszczone są prostopadle względem siebie, a ich ostrza leżą w jednakowej odleg łości od punktu przecięcia podłużnych osi symetrii prętów 9. Jedna para cewek 14 odchylających wiązkę elektronową w płaszczyźnie prostopadłej do osi wiązki połączona jest z generatorem 5 napięcia sinusoidalnego, a druga para odchylających cewek 15 połączona jest z dodatkowym przesuwnikiem 6 fazy. Magnetyczna soczew ka 16 spawarki elektronowiązkowej połączona jest z zasilaczem 17. W celu wycentrowania magnetycznej soczewki 16 umieszcza się metalową płytkę 13 na stoliku manipula cyjnym spawarki elektronowiązkowej i ustawia się przełącznik 8 w położeniu, w którym metalowe pręty 9 połączone są z miliamperomierzami 10 i 11. Poszczególne miliamperomierze 10, 11 połączone są z metalowymi prętami 9, leżącymi naprzeciw siebie. Rozogniskowana wiązka elektronów, wytwarzana przez wyrzutnię 18 spawarki, pada na metalowe ostrza 9, powodując przepływ prądu przez miliamperomierze 10 i 11. Przy przesu nięciu osi elektronooptycznej wiązki elektronów względem podłużnej osi symetrii układu metalowych prętów 9, ilość elektronów padających na pręty 9 jest różna, dzięki czemu miliamperomierze 10, 11 odchylają się w lewo lub wprawo od położenia zerowego, w zależności od kierunku przesunięcia osi elektronooptycznej wiązki elek tronów. Przez zmianę położenia metalowej płytki 13 doprowadza się wskazania miliamperomierzy 10 i 11 do zera, co odpowiada pokrywaniu się osi elektronooptycznej wiązki elektronów z podłużną osi symetrii układu metalowych prętów 9. Następnie przełącznik 8 ustawia się w położeniu, w którym metalowe pręty 9 połączone są z oscyloskopowymi lampami 1 i 2, oraz włącza się. zasilanie magnetycznej soczewki 16 i odchylających cewek 14 i 15. Magnetyczna soczewka 16 ogniskuje wiązkę elektronów wytwarzanych przez wyrzutnię 18 spawarki, a cew ki 14 i 15 odchylają wiązkę w płaszczyźnie prostopadłej do osi wiązki. Fazę napięcia zasilającego cewki odchyla nia dobiera się za pomocą dodatkowego przesuwnika 6 fazy tak, aby zogniskowana wiązka elektronów poruszała się ruchem kołowym, z częstotliwością generatora 5. Poruszająca się wiązka elektronów pada kolejno na metalowe pręty 9 i powoduje powstawanie impulsów napięcia na rezystorze 7, które doprowadzane są do płytek odchylania pionowego oscyloskopowych lamp 1 i 2. Fazy napięć zasilających płytki odchylania poziomego lamp 1 i 2 dobiera się za pomocą przesuwników 3 i 4 fazy tak, aby ruch plamek na ekranach lamp 1 i 2 był współbieżny z ruchem rzutu drogi wiązki elektronów na poszczególne, prostopadłe względem siebie proste, wyznaczające płaszczyznę prostopadłą do osi elektrono-

3 optycznej wiązki elektronów. Dzięki temu impulsy napięcia z metalowych prętów 9Jeżących naprzeciw siebie, pojawiają się na ekranie pierwszej lampy 1 jako skrajne, a na ekranie drugiej lampy 2 jako środkowe. Jeżeli oś elektronooptyczna magnetycznej soczewki 16 jest przesunięta względem osi elektronooptycznej wiązki elektro nów, to środek koła zataczanego przez zogniskowaną wiązkę elektronów jest przesunięty względem podłużnej osi symetrii układu metalowych prętów 9 i impulsy napięcia z przeciwległych prętów 9, pojawiające się jako środkowe na ekranach lamp 1 i 2 są przesunięte względem siebie. W celu wycentrowania osi elektronooptycznej magnetycznej soczewki 16, zmienia się geometryczne położenie tej soczewki 16 tak, aby środkowe impulsy na ekranach obu lamp 1 i 2 pokryły się. Świadczy to o pokrywaniu się osi elektronooptycznej magnetycznej soczewki 16 z osią elektronooptyczna wiązki elektronowej. Przykład II. Odmiana układu do centrowania soczewki magnetycznej według wynalazku składa się z czterech metalowych prętów 9, które zakończone są ostrzami i umocowane są na metalowej płytce 19, przy czym pręty 9 są odizolowane od powierzchni płytki 19. Metalowe pręty 9 umieszczone są identycznie jak w przykładzie I, a w metalowej płytce 19, w miejscu przecięcia się podłużnych osi symetrii metalowych prętów 9, wykonany jest otwór. Metalowe pręty 9 połączone są poprzez rezystory 12 z masą spawarki elektronowiązkowej, a do metalowych prętów 9 leżących naprzeciwko siebie dołączone są miliamperomierze 10, 11 prądu stałego. Nad metalową płytką 19 umieszczony jest kolektor 20 elektronów, który połączony jest z siatką sterującą oscyloskopowej lampy 21, oraz poprzez równoległy układ rezystora 22 i cyklicznie pracującego prze łącznika 23 z masą spawarki elektronowiązkowej. Płytki odchylania pionowego oscyloskopowej lampy 21 zasila ne są poprzez pierwszy przesuwnik 3 fazy z generatora 5 napięcia sinusoidalnego o częstotliwości 50 Hz, a płytki odchylania poziomego lampy 21 zasilane są poprzez drugi przesuwnik 4 fazy z generatora 24 napięcia o częstotli wości 5 khz. Generator 5 napięcia o częstotliwości 50 Hz zasila pierwszą parę odchylających cewek 14 spawarki, a generator 24 napięcia o częstotliwości 5 khz zasila drugą parę cdchyłających cewek 15. Zasilacz 17 magnetycz nej soczewki 16 i generatory 5 i 24 załączane są wspólnym wyłącznikiem 25, a szeregowo z zestykami wyłącz nika 25, dołączonymi do generatorów 5 i 24, włączone są zestyki drugiego, pracującego cyklicznie przełącznika 26. W celu wycentrowania magnetycznej soczewki 16, przeprowadza się czynności zmierzające do pokrycia się osi elektronooptycznej rozogniskowanej wiązki elektronów, wytwarzanej przez wyrzutnię 18 spawarki, z podłuż ną osią symetrii układu prętów 9, identycznie jak w przykładzie I, przy rozwartym wyłączniku 25. Następnie zwiera się wyłącznik 25, dzięki czemu magnetyczna soczewka 16 ogniskuje wiązkę elektronów, a prądy płynące w odchylających cewkach 14 i 15, podczas zwarcia zestyków pracującego cyklicznie przełącznika 26, powodują cykliczne omiatanie otworu w metalowej płytce 19 przez zogniskowaną wiązkę elektronów. Czasy załączenia i wyłączenia przełącznika 26 równe są okresowi napięcia, wytwarzanego przez generator 5. Napięcia z genera torów 5 i 24, doprowadzane poprzez przesuwniki 3 i 4 fazy do płytek odchylania oscyloskopowej lampy 21, powodują powstanie rastru na ekranie tej lampy 21. Fazy napięć odchylających wiązkę elektronową w oscylo skopowej lampie 21 i w spawarce są dobrane tak, że kierunek poruszania się obu wiązek jest współbieżny. Przy omiataniu wiązką elektronów otworu w metalowej płytce 19, elektrony odbite padają na kolektor 20 elektro nów, powodując przepływ prądu, który z kolei powoduje powstawanie impulsów napięcia na rezystorze 22 w momentach, w których wiązka elektronów przechodzi przez otwór. Impulsy te podawane są na siatkę sterującą oscyloskopowej lampy 21, powodując wygaszenie plamki na ekranie lampy 21. W ten sposób na tle jasnego rastru na ekranie lampy 21 powstaje ciemny krążek, który jest obrazem otworu w płytce 19. Przy rozwartych zesty kach przełącznika 26 wiązki elektronów w spawarce i w oscyloskopowej lampie 21 przyjmują położenia stabilne. Na ekranie lampy 21 pojawia się na tle rastru jasno świecąca plamka. W przypadku gdy oś elektronooptyczna magnetycznej soczewki 16 nie pokrywa się z osią elektronooptyczna zogniskowanej wiązki elektronów, jasno świecąca plamka na ekranie lampy 21 znajduje się poza ciemnym krążkiem. Przez zmianę położenia geometrycz nego magnetycznej soczewki 16 doprowadza się do stanu, w którym oś elektronooptyczna soczewki 16 pokrywa się z osią elektronooptyczna wiązki elektronów, a stan taki odpowiada położeniu jasnej plamki w środku ciem nego krążka na ekranie lampy 21. Widoczność jasnej plamki na tle ciemnego krążka umożliwia cyklicznie pracujący przełącznik 23, który powoduje okresowe wyłączenie napięcia wygaszającego plamkę w lampie 21 w momencie, gdy stabilne położenie wiązki elektronów w spawarce pokrywa się z otworem w płytce 19. Czas załączenia i wyłączenia pracującego cyklicznie przełącznika 23 równy jest 1/5 okresu napięcia wytwarzanego przez generator 24.

4 Zastrzeżenia patentowe 1. Układ do centrowania soczewki magnetycznej w urządzeniach elektronowiązkowych, wyposażony w mierniki prądu stałego, znamieny tym, że stanowią go cztery metalowe pręty (9), które poprzez przełącznik (8) połączone są z miernikami (10r 11) prądu stałego i z rezystorem (7) połączonym równolegle z płytkami odchylania pionowego oscyloskopowych lamp (1 i 2), natomiast płytki odchylania poziomego oscy loskopowych lamp (1 i 2) zasilane są z generatora (5) napięcia sinusoidalnego poprzez p-zesuwniki fazy {3, 4, 6). 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że metalowe pręty (9) zakończone są ostrzami i umoco wane są na metalowej płytce (13), przy czym pręty (9) są odizolowane od płytki (13) i umieszczone są prosto padle względem siebie, a ostrza prętów (9) leżą w jednakowej odległości od punktu przecięcia się podłużnych osi symetrii prętów (9). 3. Układ do centrowania soczewki magnetycznej w urządzeniach eiektronowiązkowych, wyposażony w mierniki prądu stałego, znamienny tym, że stanowią go cztery metalowe pręty (9), połączone z mierni kami (10, 11) prądu stałego i umocowane na metalowej płytce (19), nad którą umieszczony jest kolektor (20) elektronów, połączony z siatką sterującą oscyloskopowej lampy (21), przy czym płytki odchylania pionowego i poziomego lampy (21) zasilane są poprzez przesuwniki (3 i 4) fazy oraz poprzez cyklicznie pracujący przełącz nik (26) z dwu oddzielnych generatorów (5 i 24) napięcia o różnych częstotliwościach, a kolektor (20) elektro nów połączony jest ponadto poprzez równoległy układ rezystora (22) i dodatkowego cyklicznie pracującego przełącznika (23) z masą urządzenia elektronowiązkowego. 4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że metalowe pręty (9) zakończone są ostrzami i odizo lowane są od metalowej płytki (19), przy czym pręty (9) umieszczone są prostopadłe względem siebie, a ich ostrza leżą w jednakowej odległości od punktu przecięcia się podłużnych osi symetrii prętów (9). natomiast w metalowej płytce (19) wykonany jest otwór, którego środek pokrywa się z punktem przecięcia się podłuż nych osi prętów (9).

5 i

6 84680 r;s2 Prac. Poligraf. UP PRL nakład 120-M8 Cena 45 zł