DE3014010C2 - Device for welding with electron beams - Google Patents

Description

a) einer Lageerkennungsschaltung (9), die mit wenigstens drei Digitalfiltern (31, 32, 33) die von einem Geber (7), der aus einem Auffänger (27) und eirem Meßkreis (28) besteht, ankommenden Signale auswertet, die bei der Abtastung der Werkstückoberfläche (8) mit einem Elektronenstrahl (5) entstehen, der mittels Steuerung durch Ablenkspulen (3) auf einer vorgewählten Bahn geführt wird (F i g. 12), und die ein digital kodiertes Signal abgibt, das der Lageabweichung des Auftreffortes des Elektronenstrahles (5) von der Lage des Schweißstoßes (6) entspricht,a) a position detection circuit (9) with at least three digital filters (31, 32, 33) by one Encoder (7), which consists of a receiver (27) and a measuring circuit (28), incoming signals evaluates the results of the scanning of the workpiece surface (8) with an electron beam (5), which is guided on a preselected path by means of control by deflection coils (3) (FIG. 12), and which emits a digitally coded signal that indicates the positional deviation of the point of impact of the electron beam (5) corresponds to the position of the weld joint (6),

b) eine? Oigital/Analogwandlers (10) zur Steuerung der mechanischen Nachstelleinrichtung (Stelleinrichlung 11 mit Bewegungseinrichtung 29).legs? Digital / analog converter (10) for controlling the mechanical adjusting device (adjusting device 11 with movement device 29).

c) eines Suchgenerators (12) zum Aufsuchen des Schweißstoßes (6) in Verbindung mit der Lagecrkennungsschaitung (9), wenn die mittels der Ablenkspufen (3) gesteuerte Bahn zur Ermittlung der Lage des Schweißstoßes (6) nicht ausreicht, wobei der Suchgenerator (12) die Nachstelleinrichtung (11, 29) über den Digital/Analogwandler (10) ansteuert, undc) a search generator (12) for searching for the weld joint (6) in connection with the position identification circuit (9), if the path controlled by means of the deflection bumps (3) to determine the position of the Weld joint (6) is not sufficient, the search generator (12) over the adjustment device (11, 29) controls the digital / analog converter (10), and

d) einer Einrichtung (13) zur Koordinierung der in der Vorrichtung ablaufenden Arbeitsgänge, nämlich des Suchvorgangs mittels des Suchgenerators (12), der Lageermittlung des Schweißstoßes (6) mittels eines Elektronenstrahles auf einer vorgewählten Bahn und Nachführung des Schweißgutes mittels der Nachstelleinrichtung (11, 29), Durchführung der Elektronenstrahlschweißung und von Wärmenachbehandlungen. d) a device (13) for coordinating the operations taking place in the device, namely the Search process by means of the search generator (12), the determination of the position of the weld joint (6) by means of a Electron beam on a preselected path and tracking of the weld metal by means of the adjustment device (11, 29), implementation of electron beam welding and post-heat treatments.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerkennungsschaltung (9) einen Normierungskreis (3t) aufweist, der die vom Auffänger (27) und Meßkreis (28) kommenden Impulse in solche von vorgegebener Amplitude und Länge umwandelt.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the position detection circuit (9) has a Has normalization circle (3t), the pulses coming from the receiver (27) and measuring circuit (28) into such of a given amplitude and length.

3. Vorrichtung nach Anspruti 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerkennungsschaltung (9) aus einer Verzögerungsleitung (34) und einer damit verbundenen Dekodierschaltung (35) besteht (F i g. 3).3. Device according to Anspruti 1 or 2, characterized in that the position detection circuit (9) from a delay line (34) and a decoding circuit (35) connected thereto (FIG. 3).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung (34) aus einem Triggerkreis (36) und einem daran angeschlossenen Schieberegister (38) besteht, das von einem Taktgenerator (37) angesteuert wird (F i g. 4).4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the delay line (34) consists of a trigger circuit (36) and a shift register (38) connected to it, which from a clock generator (37) is controlled (FIG. 4).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Einrichtung (39) das Vorzeichen des Differentiaiquotienten der Bahnkurve des Elektronenstrahls (5) über einen Begrenzerverstärker (40) an die Dekodierschaltung (35) der Lageerkennungsschaltung (9) gegeben wird, hergeleitet aus dem Verlauf des Ablenkstromes eines Ablenkstromgenerators (4), den dieser an die Ablenkspulen (3) liefert (F ig. 5,7).5. Device according to one of claims I to 4, characterized in that a device (39) the sign of the differential quotient of the trajectory of the electron beam (5) via a limiter amplifier (40) is given to the decoding circuit (35) of the position detection circuit (9), derived from the course of the deflection current of a deflection current generator (4) which the latter supplies to the deflection coils (3) (Fig. 5,7).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (39) zur Bildung des ;| 45 Vorzeichens des Differentialquotienten zur Differentiation des Ablenkstromes einen Transformator (51) :; aufweist.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the device (39) for forming the ; | 45 Sign of the differential quotient to differentiate the deflection current of a transformer (51) :; having.

ψ 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinierungseinrichtung (13) enthält: ψ 7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the coordination means (13) includes:

a) eine erste Baugruppe (57) mit einer ODER-Schaltung (60) mit nachgeschaltetem Triggerkreis (61) zur Auffindung des Schweißstoßes (6) mittels des Suchgenerators (12).a) a first assembly (57) with an OR circuit (60) with a downstream trigger circuit (61) for Finding the weld joint (6) by means of the search generator (12).

b) eine zweite Baugruppe (58) mit einem Nullindikator (63) mit einem nachgeschalteten Triggerkreis (62) zur Positionierung des Elektronenstrahls (5) mittels der Nachstelleinrichtung (11,29 bzw. 69), undb) a second assembly (58) with a zero indicator (63) with a downstream trigger circuit (62) for positioning the electron beam (5) by means of the adjustment device (11, 29 or 69), and

c) eine dritte Baugruppe (59) mit einer UND-Schaltung (64), einem daran angeschlossenen Dekodierkreis (65) und einer nachgeschalteten Verzögerungsschaltung (66) zur Steuerung einer Stromversorgungseinrichtung (2) entsprechend den Arbeitsvorgängen, die in der Vorrichtung ablaufen (F i g. 9).c) a third assembly (59) with an AND circuit (64), a decoding circuit connected to it (65) and a downstream delay circuit (66) for controlling a power supply device (2) According to the operations that take place in the device (Fig. 9).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erleichterung der Einstellung der Vorrichtung eine Simulationseinrichtung (42) vorgesehen ist, die Signale, die aus dem Geber (7) ankommen, nachbildet und die einen Generator (47), eine ODER-Schaltung (46), zwei Schieberegister (44 und 43), UND-Schaltungen (49), einen ODER-Kreis am Ausgang (45) und einen weiteren Generator (48) aufweist, wobei diese Simulationseinrichtung (42) von der Dekodierschaltung (35) und dem Taktgenerator (37) der Lageerkennungsschaltung (9) sowie von dessen Schaltungsgenerator bzw. Begrenzerverstärker (40) angesteuert wird (F i g. 6).8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that to facilitate the Setting of the device a simulation device (42) is provided, the signals coming from the encoder (7) arrive, and simulate a generator (47), an OR circuit (46), two shift registers (44 and 43), AND circuits (49), an OR circuit at the output (45) and another generator (48) comprises, said simulation device (42) from the decoding circuit (35) and the clock generator (37) of the position detection circuit (9) and its circuit generator or limiter amplifier (40) is controlled (Fig. 6).

Die vorliegende Erfindung bctriffi eine Vorrichtung zum Schweißen mit F.lckironcnsirahlcn nach dem Ober-The present invention relates to a device for welding with iron-on iron after the surface.

begriff des Patentanspruches 1.term of claim 1.

Die Erfindung kann in automatischen Elekironenstrahlschweißanlasen mit Steuerprogrammen zur Bewegung des Elektronenstrahls auf der Schweißfuge Verwendung finden. Die Erfindung kann weiterhin bei der Entwicklung von Schweißautomaten für die Serienfertigung vcn Werkstücken wie z. B. Kolben für Kraftfahrzeuge. Schaufeln für Energieanlagen usw. verwendet werden.The invention can be used in automatic electron beam welding machines with control programs for movement of the electron beam are used on the weld joint. The invention can continue to develop of automatic welding machines for the series production of workpieces such as B. Pistons for motor vehicles. Shovels can be used for power plants, etc.

Es ist eine Vorrichtung zum Schweißen mit Elektronenstrahlen bekannt geworden (US-PS 34 26 174). bei der ein Elektronenstrahl niedriger Energie über die Schweißfuge hinweg bewegt wird. Aus den Ablenkströmen werden zeitselektiv Impulse ausgeblendet, mit deren Hilfe in Verbindung mit den von einem Detektor für Sekundärelektronen kommenden Impulsen ein Nachsteüsignal abgeleitet wird, das der Lageabweichung des Elektronenstrahls von der Stoßfuge proportional ist. Dieses Signal wird sowohl zur motorischen Nachregelung als auch zur elektronischen Nachregelung mit Hilfe der Abienkeinrichtungen des Elektronenstrahls verwendet. Wegen der mechanischen und elektrischen Trägheiten ist diese Nachregelung der Lage des Elektronenstrahls aber nicht sehr effektiv. Jst die Schleifenverstärkung niedrig, so wird ein Lagefehler nicht genügend korrigiert, ist sie groß, so gerät die Vorrichtung in unkontrollierte Schwingungen.A device for welding with electron beams has become known (US-PS 34 26 174). in the a low-energy electron beam is moved across the weld joint. From the diversion currents time-selective pulses are masked out, with the help of which in connection with the from a detector for Secondary electrons coming pulses a Nachsteüsignal is derived, which the positional deviation of the Electron beam from the butt joint is proportional. This signal is used both for motor readjustment as well as for electronic readjustment with the help of the deflection devices of the electron beam. This readjustment of the position of the electron beam is due to the mechanical and electrical inertia but not very effective. If the loop gain is low, a position error is not corrected sufficiently if they are large, the device starts to vibrate uncontrollably.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine derartige Nachstelleinrichtung im Sinne großer Genauigkeit und großer Arbeitsgeschwindigkeit zu verbessern.It is therefore the object of the present invention to provide such an adjustment device in the sense of large Improve accuracy and great working speed.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Appropriate refinements and developments of the invention are specified in the subclaims.

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch eine weitgehende Eltkoppelung zwischen den Einrichtungen zur Lageerkennung und der Nachstelleinrichtung aus. So wird eine gegenseitige, ungünstig. Rückwirkung vermieden. Der von einer Lageerkennungsschaltung gelieferte Wert wird sofort der Nachstelleinrichtung zugeführt. Die Nachführung kann ohne zwischenzeitliche Änderung des Stellsignals erfolgen.The present invention is characterized by extensive electrical coupling between the devices for position detection and the adjustment device. So becomes a mutual, unfavorable. Retroactive effect avoided. The value supplied by a position detection circuit is immediately fed to the adjustment device. The tracking can take place without changing the control signal in the meantime.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigtThe invention is explained below on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawings explained in more detail It shows

F i g. 1 ein Blockschaltbild der Vorrichtung zum Schweißen mit E'sktronenstrahlen gemäß der Erfindung; F i g. 2 ein Beispiel für die Ausführung der Lageerkennungsschaltung;F i g. 1 is a block diagram of the electron beam welding device according to the invention; F i g. 2 shows an example of the implementation of the position detection circuit;

F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel der bei der Erfindung verwendeten digitalen Filter:F i g. 3 an embodiment of the digital filters used in the invention:

F i g. 4 eine bei der Erfindung verwendete Verzögerungsleitung;F i g. Fig. 4 shows a delay line used in the invention;

F i g. 5 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schweißen mit Elektroncnst/ahlen;F i g. 5 shows a block diagram of the device according to the invention for welding with electronic tools;

F i g. 6 ein Ausführungsbeispiel einer Simulationseinrichtung;F i g. 6 shows an exemplary embodiment of a simulation device;

F i g. 7 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schweißen mit Elektronenstrahlen mit einem zusätzlichen Frequenzteiler;F i g. 7 shows a block diagram of the device according to the invention for welding with electron beams an additional frequency divider;

F i g. 8 eine Einrichtung zur Koordinierung der in der Vorrichtung nach der Erfindung ablaufenden Arbeitsvorgänge; F i g. 8 shows a device for coordinating the work processes taking place in the device according to the invention;

F i g. 9 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schweißen mit Elektronenstrahlen zur Herstellung von Kolben für Kraftfahrzeuge;F i g. 9 shows a block diagram of the device according to the invention for welding with electron beams Manufacture of pistons for automobiles;

F i g. 10 eine mögliche Form der durch die Ablenkung des Elektronenstrahls gebildeten Bahn (Abtastfeld);F i g. 10 a possible form of the path formed by the deflection of the electron beam (scanning field);

F i g. 11 (a, b, c) Zeitdiagramme, die Sekundaremissionssignale darstellen, welche bei der Abtastung ;'er Oberfläche der Schweißteile vom Elektronenstrahl auf dem Abtastfeld gemäß F i g. 10 erhalten werden;F i g. 11 (a, b, c) timing charts showing secondary emission signals generated in the sampling; 'er Surface of the welded parts from the electron beam on the scanning field according to FIG. 10 can be obtained;

Fig. 12 eine durch die Ablenkung des Elektronenstrahls gebildete Bahn, die sich durch eine harmonische Funktion beschreiben läßt;12 shows a path formed by the deflection of the electron beam, which path extends through a harmonic Function can be described;

Fig. 13 a, b, c, d Zeitdiagramme der Sekundäremissionssignale, welche bei der Abtastung vom Elektronenstrahl auf dem Abtastfeld gemäß Fig. 12 aufgenommen werden.13 a, b, c, d are timing diagrams of the secondary emission signals which are produced when the electron beam are recorded on the scanning field according to FIG.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung zum Schweißen mit Elektronenstrahlen enthält einen Elektronenstrahlcr 1, der eine Stromversorgungseinrichtung 2 und elektromagnetische Ablenkspulen 3 aufweist. Die Ablenkspulcn 3 sind mit dem Ausgang des Ablenkstromgenerators 4 zur Steuerung der Ablenkung des Elektronenstrahls 5 bezüglich des Schweißstoßes 6 verbunden. Die Einrichtung enthält weiterhin einen Geber 7 für ein die Information über das Relief der abzutastenden Oberfläche 8 betreffendes Sekundäremissionssignal. Der Ausgang des Gebers 7 ist an den Eingang einer Einheit zur Verarbeitung des Sekundäremissionssignals angeschlossen, welche gemäß der Erfindung als eine Lageerkennungsschaltung 9 ausgeführt ist. Der Ausgang der Lageerkennungsschaltung 9 liegt am Eingang eines Analog/Digitalwandlers 10. Ausgangsseitig ist der Wandler 10 an die Stelleinrichtung 11 angeschlossen, die die Bewegung des Elektronenstrahls 5 auf dem Schweißstück herbeiführt.The in F i g. 1 illustrated device for welding with electron beams contains an electron beam cr 1, which has a power supply device 2 and electromagnetic deflection coils 3. The deflection coils 3 are connected to the output of the deflection current generator 4 for controlling the deflection of the electron beam 5 connected with respect to the weld joint 6. The device also contains a transmitter 7 for the information Secondary emission signal relating to the relief of the surface 8 to be scanned. The outcome of the Encoder 7 is connected to the input of a unit for processing the secondary emission signal, which is designed as a position detection circuit 9 according to the invention. The output of the position detection circuit 9 is at the input of an analog / digital converter 10. On the output side, the converter 10 is connected to the Control device 11 connected, which brings about the movement of the electron beam 5 on the welding piece.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist außerdem eine.: ma dan Stelleinrichtungen 11 verbundenen Suchgenerator 12 unc! eine Koordinierungseinrichtung 13 auf. Ein erster Eingang 14 der Koordinierungseinrichtung 13 ist mit dem Ausgang der Lageerkennungsschaltung 9 verbunden. Der zweite Eingang 15 der Koordin;;rungseinrichtung 13 ist an die Ausgänge der Stelleinrichtung 11 angeschlossen. Der erste Ausgang 16 der Koordinierungseinrichtung 13 ist an den Eingang des Ablenkgenerators 4, der zweite Ausgang 17 an den Steuereingang des Suchgenerators 12 und der dritte Ausgang 18 an den Steuereingang der Stromversorgungseinrichtung 2 angeschlossen.The device according to the invention also has a search generator connected to the actuating devices 11 12 unc! a coordination device 13. A first input 14 of the coordination device 13 is connected to the output of the position detection circuit 9. The second input 15 of the coordination device 13 is connected to the outputs of the actuating device 11. The first output 16 of the coordination device 13 is to the input of the deflection generator 4, the second output 17 to the control input of the search generator 12 and the third output 18 to the control input of the power supply device 2 connected.

Der Elektronenstrahler 1 dient zur Erzeugung des Elektronenstrahls 5. Er weist ein Strahlerzeugungssystem 19 mit einer Katode 20, einer Steuerelektrode 21 und einer Anodenelektrode 22 sowie ein Fokussierungssystem 23 auf. Die elektromagnetischen Ablenkspulen 3 dienen zur Ablenkung des Elektronenstrahls 5 in X- und Y- Richtung.The electron emitter 1 is used to generate the electron beam 5. It has a beam generation system 19 with a cathode 20, a control electrode 21 and an anode electrode 22 and a focusing system 23. The electromagnetic deflection coils 3 are used to deflect the electron beam 5 in the X and Y directions.

Der Ablenkgenerator 4 enthält einen Steuergenerator 24 und einen Verstärker 25. Der Ausgang des Steuergenerators 24 ist übe. den Verstärker 25 an die Ablenkspulen 3 angeschlossen. b5The deflection generator 4 contains a control generator 24 and an amplifier 25. The output of the control generator 24 is practice. the amplifier 25 is connected to the deflection coils 3. b5

Der Geber 7 für Sckundäremissionssignale dient der Wandlung des bei der Abtastung vom Elektronenstrahl 5 der Oberfläche 8 entstandenen Sekundärelektronenflusses 26 in ein Sekundaremissionssignal. Der Geber 7 weist einen Auffänger 27 und einen Meßkreis 28 auf, der als Strom/Spannungswandler dient.The transmitter 7 for secondary emission signals is used to convert the signal when the electron beam 5 is scanned of the surface 8 resulting secondary electron flux 26 into a secondary emission signal. The encoder 7 has a collector 27 and a measuring circuit 28 which serves as a current / voltage converter.

Die Lageerkenniingsschaliung 9 rechnet die Kreuzkorrelationsfunktionen zwischen den Sckundärcmissions- und Vergleichssignalen aus. die selbst in der Lageerkennungsschaltung 9 gebildet werden. Gemäß den Ergebnissen der Berechnung dieser Funktionen wird am Ausgang der Lageerkennungsschaltung 9 ein Signal gebildet, das über die Lage des Elektronenstrahls in bezug auf die Lage des Sch weißstoßes 6 informiert.The situation recognition scheme 9 calculates the cross-correlation functions between the secondary emission and comparison signals. which are themselves formed in the position detection circuit 9. According to the results the calculation of these functions, a signal is formed at the output of the position detection circuit 9, which informed about the position of the electron beam in relation to the position of the weld joint 6.

Der Suchgenerator 12 ist an die Stelleinrichtung 11 über die Einheit 10 angeschlossen, wie dies in den Zeichnungen gezeigt ist. Gegebenenfalls ist der Generator 12 ein Impulsgenerator. Falls der Ausgang des Generators 12 direkt mit der Stelleinrichtung 11 gekoppelt ist (nicht gezeigt), ist der Generator 12 ein Funktionsgenerator. The search generator 12 is connected to the actuating device 11 via the unit 10, as shown in FIG Drawings is shown. The generator 12 is optionally a pulse generator. If the output of the Generator 12 is coupled directly to the actuating device 11 (not shown), the generator 12 is a function generator.

Die Koordinierungseinrichtung 13 gewährleistet synchrone Arbeit sämtlicher Baueinheiten der Einrichtung in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit des Schweißstückes unter dem Elektronenstrahl.The coordination device 13 ensures synchronous work of all units of the device in Dependence on the advance speed of the workpiece under the electron beam.

Mit dem Generator 12 und der Einrichtung 13 in der Vorrichtung ist automatisches Suchen und »Einfangen« (Erkennung) des Schweißstoßes möglich.With the generator 12 and the device 13 in the device, automatic search and "capture" (Detection) of the weld joint possible.

Aus Tig 2 ist ersichtlich, daß die Lageerkennungsschaltung 9 gemäß der Erfindung einen Normierungskreis 30 und mindestens drei digitale abgestimmte Filter 31,32 und 33 für Vergleichssignale aufweist.
Das Filter 31 siebt die Vergleichssignale aus, welche eine Verstellung des Abtastfeldes z. B. nach rechts von der Stoßmitte 6 identifizieren, das Filter 32 dient der Erkennung einer Linksverstellung, während das Filter 33 das Zusammenfallen der Achse des Abtastfeldes auf den Schweißstoß 6 feststellt.From Tig 2 it can be seen that the position detection circuit 9 according to the invention has a normalization circuit 30 and at least three digitally matched filters 31, 32 and 33 for comparison signals.
The filter 31 sifts out the comparison signals, which an adjustment of the scanning field z. B. to the right of the joint center 6, the filter 32 is used to detect a left adjustment, while the filter 33 determines the coincidence of the axis of the scanning field on the welding joint 6.

Der Normierungskreis 30 gewährleistet durch Impulsformung die Invarianz der erfindungsgemäßen Einrich-The normalization circuit 30 ensures the invariance of the device according to the invention by pulse shaping

lung in bezug auf den Fugenabstand der Schweißteile, d. h. in bezug auf die Form des beim Auftreffen des Elektronenstrahls 5 auf den Schweißstoß 6 entstandenen Sekundärcmissionssignals. Es ist damit die Anwendung von digitalen Bauelementen /ur abgestimmten Siebung von Verglcichssignalen möglich. So können z. B. die Filter 31,32 und 33 zu einer mehrpoligen Verzögerungsleitung 34 zusammengefaßt werden, deren Ausgänge mit Eingängen einer Dekodicrschaltung 35 verbunden werden. Die Ausgänge der Dekodierschaltung 35 dienen als die der digitalen abgestimmten Filter. Es ist zu bemerken, daß die Ausgänge der Verzögerungsleitung 34 (Fi g. J) auf die Struktur eines Vcrgleiehssignals abgestimmt sind.development in relation to the joint spacing of the weldments, d. H. with regard to the shape of the when the Electron beam 5 on the weld joint 6 generated secondary emission signal. It is the application of digital components / coordinated screening of comparison signals possible. So z. B. the Filters 31, 32 and 33 are combined to form a multipole delay line 34, the outputs of which with Inputs of a decoder circuit 35 are connected. The outputs of the decoder circuit 35 serve as that of the digital matched filters. It should be noted that the outputs of delay line 34 (Fig. J) are matched to the structure of a comparison signal.

Die in Fig. 4 dargestellie Verzögerungsleitung 34 weist einen Trigger 36, einen Taktgenerator 37 und ein Schieberegister 38 auf.The delay line 34 shown in FIG. 4 has a trigger 36, a clock generator 37 and a Shift register 38.

Diese Ausführung der Verzögerungsleitung 34 vereinfacht die Synchronisierung bei der Verarbeitung des Sekundäremissionssignals und ersetzt sämtliche abgestimmte Filter der Lageerkennungsschaltung 9.
Es sei zu bemerken, daß — falls die Ablenkung des Elektronenstrahls auf einer Bahn erfolgt, die sich durch eine harmonische Funktion beschreiben läßt — die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie es F i g. 5 zeigt, zusätzlich eine Einrichtung 39 und einen Begrenzerverstärker 40 aufweist.This embodiment of the delay line 34 simplifies the synchronization in the processing of the secondary emission signal and replaces all matched filters of the position detection circuit 9.
It should be noted that - if the deflection of the electron beam takes place on a path which can be described by a harmonic function - the device according to the invention, as shown in FIG. 5 shows, additionally has a device 39 and a limiter amplifier 40.

Mit den Einrichtungen 39 und 40 wird die Analyse der eine Folge aus zwei Impulsen darstellenden Vergleichsstruktur vereinfacht. Der Impulsabstand der jeweiligen Folge sowie die zeitliche Lage der Impulse in bezug auf die Abtastlinie bestimmen die gegenseitige Lage des Abtastfeldes und des Schweißstoßes. Dabei wird die Verzögerungsleitung 34 mit einer Verzögerungszeit nicht größer als Ablenkperiode mittels des Schieberegisters 3S reaüsiert, was seinerseits eine Herabsetzung des geräieiechnischen Aufwandes und eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Folge hat.The devices 39 and 40 simplify the analysis of the comparison structure representing a sequence of two pulses. The pulse spacing of the respective sequence as well as the timing of the pulses in relation to the scanning line determine the mutual position of the scanning field and the weld joint. The Delay line 34 with a delay time not greater than the deflection period by means of the shift register 3S reacts, which in turn means a reduction in the odor-related effort and an increase in the Operating speed of the device according to the invention has the consequence.

Möglich ist auch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in welcher eine Simulationseinrichtung 42 (F i g. 6) zur Nachbildung des Sekundäremissionssignals vorhanden ist.An embodiment of the device according to the invention is also possible in which a simulation device 42 (Fig. 6) is provided to simulate the secondary emission signal.

Der erste Eingang von 42 ist an den Ausgang des Taktgenerators 37, der zweite an den Begrcnzungsvcrstürker40 und der drille an den Ausgang der Dekodierschaltung 35 angeschlossen, während ihr Ausgang dem ersten Eingang des Triggers 36 zugeführt ist.The first input of 42 is to the output of the clock generator 37, the second to the limit controller 40 and the drille connected to the output of the decoding circuit 35, while its output to the first Input of the trigger 36 is supplied.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist die Simulationseinrichtung 42 ein erstes und ein zweites Schieberegister 43 bzw. 44. eine erste und eine zweite ODER-Schaltung 45 bzw. 46, einen ersten und einen zweiten Generator47 bzw.48. UND-Schaltungen 49 und eine Anzeigeeinrichtung 50 auf. Eingänge des Schieberegisters 43 dienen als erster und zweiter Eingang der Einrichtung 42, während ihre Ausgänge sowie die des Schieberegisters 44 über die UND-Schaltungen 49 an die Eingänge der ODER-Schaltung 45 angeschlossen sind. Die Steuereingänge des Schieberegisters 44 sind über die ODER-Schaltung 46 an die Eingänge des Generators so 47 und der Dekodierschaltung 35 angeschlossen.In a preferred embodiment variant, the simulation device 42 has a first and a second Shift registers 43 and 44, respectively, first and second OR circuits 45 and 46, first and second second generator47 or 48. AND circuits 49 and a display device 50. Inputs of the shift register 43 serve as the first and second input of the device 42, while its outputs as well as those of the Shift register 44 are connected to the inputs of the OR circuit 45 via the AND circuits 49. The control inputs of the shift register 44 are connected to the inputs of the generator via the OR circuit 46 so 47 and the decoding circuit 35 are connected.

Mit der Simuiationseinrichtung 42 ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung bei stillgesetzter Schweißausrüstung einzustellen, wodurch die Sicherheit der Steuerung des Elektronenstrahlschweißvorganges erhöht wird.With the simulation device 42 it is possible to use the device according to the invention when the Adjust welding equipment, thereby increasing the safety of controlling the electron beam welding process is increased.

Die Einrichtung 39 kann gemäß der Erfindung als ein Transformator 51 ausgeführt werden, wie es Fi g. 5 zeigt. Die Primärwicklung des Transformators 51 ist mit dem Zusatzausgang 41 des Ablenkstromgenerators 4 und die Sekundärwicklung mit Eingängen des Begrenzungsverstärkers 40 verbunden.The device 39 can be designed according to the invention as a transformer 51, as shown in FIG. 5 shows. The primary winding of the transformer 51 is connected to the additional output 41 of the deflection current generator 4 and the Secondary winding connected to inputs of limiting amplifier 40.

Der Transformator 51 differenziert die Signale, die die Bahnlinie bestimmen.The transformer 51 differentiates the signals which determine the railway line.

Beim Aufbau der Einrichtung zur Steuerung der Elektronenstrahlschweißung auf der Basis von digitalen Bauelementen kann die Einrichtung 39 als ein Frequenzteiler 52 ausgeführt werden, wie es in F i g. 7 gezeigt ist.
Bei dieser Ausführung der Einrichtung 39 weist der Steuergenerator 24 einen Impulsgenerator 53 und einen Abtastsignalformer 54 auf, während der Begrenzungsverstärker 40 durch einen Trigger ersetzt ist.When setting up the device for controlling electron beam welding on the basis of digital components, the device 39 can be designed as a frequency divider 52, as shown in FIG. 7 is shown.
In this embodiment of the device 39, the control generator 24 has a pulse generator 53 and a sampling signal shaper 54, while the limiting amplifier 40 is replaced by a trigger.

Diese Ausführung der Einrichtung ermöglicht digitale Signalverarbeitung. Es wird außerdem der Einfluß der Primärwicklung des Transformators auf die Forin der Abiastlinic beseitigt und der Nulzungsgrad des Ablenkstromgenerators 4 erhöht.This design of the device enables digital signal processing. It will also be the influence of the Primary winding of the transformer removed from the Abiastlinic and the degree of utilization of the deflection current generator 4 increased.

h5 möglich ist auch eine Ausführung der erfindungsgemaBen Einrichtung, in weicher ein zusätzlicher Frequenzteiler 55 vorhanden ist.An embodiment of the device according to the invention is also possible, in which an additional frequency divider is used 55 is present.

Es werden damit durch einen asynchronen Betrieb der Einheit 4 und des Taktgenerators 37 hervorgerufene Fehler beseitigt.There are thus caused by an asynchronous operation of the unit 4 and the clock generator 37 Mistake eliminated.

!•'ine andere erfindung.sgemal.Se Ausführung der Koordinierungscinrichiung 1.3 isi in I'ig. 8 angegeben. Die Einheit 1.3 weist eine erste Baugruppe 57 /um Auffinden des .Senweil.tsu>l.les 6, eine /weile Baugruppe 58 zur Positionierung des F.lektronensiruhis 5 auf den Sehweißstoß 6 (Fig. 7) und eine Baugp; _; c 59 (I ig. 8) zur Vorgabe der Reihcniolgc der Arbeitsgänge auf.! • Another inventive implementation of the coordination device 1.3 is shown in Fig. 8 specified. The unit 1.3 has a first assembly 57 / in order to find the .Senweil.tsu> l.les 6, a / while assembly 58 for positioning the electron siruhis 5 on the welding joint 6 (FIG. 7) and a construction; _; c 59 (I ig. 8) for specifying the series of operations.

Die erste Baugruppe 57 dieser Hinrichtung enthält eine ODF.R-Schallung 60 und einen Trigger 61, dessen ^r> Eingänge an den Ausgang der ODER-Schaltung 60 und an die Stelleinrichtung 11 angeschlossen sind.The first assembly 57 of this execution contains an ODF.R sound system 60 and a trigger 61, the ^r > inputs of which are connected to the output of the OR circuit 60 and to the actuating device 11.

l5i<- y.wcilc Baugruppe 58/ur Positionierung des Elektronenstrahls auf den SchweiUstoU ist als ein Trigger 62 ausgeiiihrt.l5i <- y.wcilc assembly 58 / for positioning the electron beam on the welding material is used as a trigger 62 executed.

Die erste Baugruppe 59 zur Vorgabe der Reihenfolge von Arbeitsgängen weist eine UND-Schaltung 64, eine Dekodierungseinrichtung 65 und eine Verzögerungsschaltung 66 auf.The first assembly 59 for specifying the sequence of operations has an AND circuit 64, a Decoder 65 and a delay circuit 66.

Die Vorrichtung zum Schweißen mit Elektronenstrahlen funktioniert wie folgt. Die Katode 20 (Fig. 1) des Elektronenstrahlers 1 bildet eine Elektronenwolke aus, deren Elektronen durch das Katode-Anode-Potential beschleunigt werden. An die Steuerelektrode 21 wird ein Potential zur Steuerung der Intensität des ausgebildeten Elektronenstrahls 5 gelegt, der nacheinander die Magnetfelder des elektromagnetischen Fokussierungssystems (23) und der Ablenkspulen 3 passiert. Die Ablenkspulen 3 ermöglichen eine Verschiebung des Elektronen-Strahls 5 in X- und K-Richtung und damit die genaue Positionierung des Elektronenstrahls 5 auf der Oberfläche 8 des SchweiBstückes.The electron beam welding apparatus works as follows. The cathode 20 (Fig. 1) of the electron gun 1 forms an electron cloud, the electrons of which are accelerated by the cathode-anode potential. A potential for controlling the intensity of the formed electron beam 5, which successively passes the magnetic fields of the electromagnetic focusing system (23) and the deflection coils 3, is applied to the control electrode 21. The deflection coils 3 enable the electron beam 5 to be shifted in the X and K directions and thus enable the electron beam 5 to be precisely positioned on the surface 8 of the weldable piece.

Der Ablenkstromgenerator 4 liefert Steuerströme, die den Ablenkspulen 3 zugeführt werden, deren magnetischer Fluß die Abtastung der Oberfläche des Schweilistuckes auf dem Abtastleid gewährleistet.The deflection current generator 4 supplies control currents which are supplied to the deflection coils 3, their magnetic Flux ensures the scanning of the surface of the welding piece on the scanning line.

In Fig. 10 ist als Beispiel das Abtastfeld des Elektronenstrahls in bezug auf den Schweißstoß 6 auf der Oberfläche 8 des Schweißstückes dargestellt. Der Steuergenerator 24 (Fig. 1) erzeugt eine der erforderlichen Bahn entsprechende Spannung, während der Verstärker 25 diese in den Steuerstrom der Ablenkspulen 3 wandelt. In den Zeitpunkten des Auftreffens des Elektronenstrahls 5 auf den Schweißstoß 6 liefert der Geber 7 Impulse (Schnitt der Bahnlinie mit der Stoßmitte). Vom Elektronenstrahl 5 wird die Sekundäremission (Sekundärelektronenfluß 26) aus der abzutastenden Oberfläche 8 hervorgerufen. Vom Schweißstoß 6 wird der Sekundärelektronenfluß 26 moduliert, dann vom Auffänger 27 aufgefangen; und der Strom des Auffängers in dem Kreis 28 wird in ein das Relief der Oberfläche 8 widerspiegelndes Signal umgewandelt.In Fig. 10, as an example, the scanning field of the electron beam with respect to the weld joint 6 on the Surface 8 of the weldment shown. The control generator 24 (Fig. 1) generates one of the required Bahn corresponding voltage, while the amplifier 25 converts this into the control current of the deflection coils 3 transforms. The transmitter 7 delivers at the times when the electron beam 5 hits the weld joint 6 Impulse (intersection of the railway line with the center of the joint). The secondary emission (secondary electron flow 26) from the surface 8 to be scanned. The secondary electron flux is generated from the weld joint 6 26 modulated, then picked up by catcher 27; and the flow of the interceptor in that Circle 28 is converted into a signal reflecting the relief of surface 8.

In Abhängigkeit von der Lage des Abtastfeldes zum Schweißstoß 6 werden dem Geber 7 unterschiedliche Strukturen der Sekundäremissionssignale entnommen, deren Zeitdiagramme in F i g. 11 (a, b, c) angegeben sind. F i f 11a zeigi das Zeitdiagramm des Sekundäremissionssignals für den Fall, wenn die Mittellinie der Abtastbahn mit der Stoßmitte 6 zusammenfällt (wie es durch die Linie A in Fig. 10 angedeutet ist), Fig. 11b und lic erläutern entsprechend die Fälle, wenn die Abtastbahn rechts bzw. links von der Stoßmitte 6 liegt. Mit der Lageerkennungsschaltung 9 (F i g. 1), wird gemäß der Struktur der Sekundäremissionssignaie vom Geber 7 die Lage der Abtastbahn in bezug auf den Schweißstoß identifiziert. Dabei werden Vergleichsstrukturen (beispielsweise solche, die in F i g. 11 fa, b, c] angegeben sind) ausgesiebt, gemäß denen am Ausgang der Lageerkennungsschaltung 9 (F i g. 1) ein Kodesignal erzeugt wird, das vom Digital/Analogwandler 10 in ein Steuersignal umgesetzt wird. Über den Verstärker 23 beeinflußt das Steuersignal die Lage der Abtastbahn bezüglich des Sch-.veißstoßes 6 so, daß die Struktur des Sekundäremissionssignals vom Geber 7 stabilisiert wird. Um durch eine elektromagnetische Korrektur der Lage des Abtastfeldes bezüglich des Schweißstoßes hervorgerufene Steuerfehler zu beseitigen, kann der Wandler 10 das Steuersignal direkt an die Stelleinrichtungen 11 (z. B. Antriebe zur Bewegung des Elektronenstrahlers bzw. der Bewegungseinrichtung 29) liefern, durch welche der Elektronen-Strahler 1 und das auf der Bewegungseinrichtung 29 befestigte Schweißstück gegeneinander bewegt werden.Depending on the position of the scanning field in relation to the weld joint 6, different structures of the secondary emission signals are taken from the transmitter 7, the timing diagrams of which are shown in FIG. 11 (a, b, c) are given. Fig. 11a shows the timing diagram of the secondary emission signal for the case when the center line of the scanning path coincides with the center of impact 6 (as indicated by the line A in FIG. 10); to the right or left of the joint center 6. With the position detection circuit 9 (FIG. 1), the position of the scanning path in relation to the weld joint is identified in accordance with the structure of the secondary emission signal from the transmitter 7. Comparison structures (for example those specified in FIG. 11 fa, b, c]) are screened out according to which a code signal is generated at the output of the position detection circuit 9 (FIG. 1), which is generated by the digital / analog converter 10 is converted into a control signal. Via the amplifier 23, the control signal influences the position of the scanning path with respect to the Sch-.veißoßes 6 so that the structure of the secondary emission signal from the transmitter 7 is stabilized. In order to eliminate control errors caused by an electromagnetic correction of the position of the scanning field with respect to the weld joint, the converter 10 can deliver the control signal directly to the actuating devices 11 (e.g. drives for moving the electron gun or the moving device 29) through which the electrons Radiator 1 and the weldment attached to the moving device 29 are moved against each other.

Falls die Abweichung zwischen der Abtastbahn und dem Schweißstoß 6 die Positionierungsfähigkeit der Lageerkennungsschaltung 9 überschreitet, wird der Schweißstoß mittels des Suchgenerators 12 gesucht. Der Generator 12 steuert über den Digital/Analogwandler 10 die Stelleinrichtung 11 bzw. über den Verstärker 25 den Verschiebungsstrom der Ablenkspulen 3. Nach dem Auffinden des Schweißstoßes, d. h. nach dem Eintreffen des Sekundäremissionssignals vom Geber 7, wird der Generator 12 von einem vom Ausgang 17 der Koordinierungscinrichlung 13 ankommenden Signal abgeschaltet.If the deviation between the scanning path and the weld joint 6, the positioning ability of the Position detection circuit 9, the weld joint is searched for by means of the search generator 12. Of the Generator 12 controls actuating device 11 via digital / analog converter 10 or via amplifier 25 the displacement current of the deflection coils 3. After the welding joint has been found, i. H. after arrival of the secondary emission signal from the transmitter 7, the generator 12 is from one of the output 17 of the coordination device 13 incoming signal is switched off.

Die Stelleinrichtung 11 synchronisiert die Arbeit der Einrichtung 13, welche periodisch den Ablcnkstromgencrator 4 zur Steuerung der Ablenkung des Elektronenstrahls einschaltet sowie die Betriebsart des E'ektronen-Strahls steuert, indem dieser in den Betrieb zur Ermittlung der Lage der Abtastbahn (Betrieb der Nachlaufregelung), in den Schweißbetrieb bzw. in einen Betrieb zur Durchführung anderer Arbeitsgänge (beispielsweise zum Herausführen des Elektronenstrahls aus der Schweißzone usw.)geschaltet wird.The adjusting device 11 synchronizes the work of the device 13, which periodically generates the deflection current generator 4 switches on to control the deflection of the electron beam and the operating mode of the electron beam controls by putting it into operation to determine the position of the scanning path (operation of the follow-up control), to the welding company or to a company to carry out other operations (for example for Leading the electron beam out of the welding zone, etc.) is switched.

Mit der Lageerkennungsschaltung 9 wird der Einfluß von Phasen- und zeitlichen Verzerrungen in den Strömen der Ablenkspulen 3 und des Gebers 7 beseitigt.With the position detection circuit 9, the influence of phase and temporal distortions in the Flow of the deflection coils 3 and the transmitter 7 eliminated.

Die Identifizierung der Lage der Abtastbahn bezüglich des Schweißstoßes 6 nach der Struktur des Sekundäremissionssignals im Erkennungsgerät 9 (F i g. 2) erfolgt folgendermaßen: Die Sekundäremissionssignale gelangen in den Normierungskreis 30. Sie werden dort nach der Amplitude und Dauer normiert Der Normierungskreis 30 ist üblicherweise ein mit einem Impulsformer in Reihe geschalteter Begrenzerverstärker. The identification of the position of the scanning path with respect to the weld joint 6 according to the structure of the secondary emission signal in the detection device 9 (FIG. 2) takes place as follows: The secondary emission signals arrive in the normalization circuit 30. They are normalized there according to the amplitude and duration. The normalization circuit 30 is usually a limiter amplifier connected in series with a pulse shaper.

Die normierten Impulse des Gebers 7 werden den Eingängen der Filter 31, 32 und 33 zugeführt, an deren ω Ausgängen die Kreuzkorrelationsfunktion der Sekundäremissionssignale mit den im jeweiligen Filter vorgegebenen Vergleichsstrukturen gebildet wird. Aus den Ergebnissen der Berechnung dieser Funktion wird damit am Ausgang der Lageerkennungsschaltung 9 ein Kodesignal über die Lage der Abtastbahn bezüglich des Schweißstoßes 6 erhalten. Das Filter 31 siebt dabei Vergleichssignale aus, die eine Verstellung der Abtastbahn z. B. rechts von der Sioßmitte identifiziert; das Filter 32 erkennt eine Linksverstellung, während das Filter 33 zur Iden.tifizierung des Auftreffens des Elektronenstrahls auf den Schweißstoß 6 dientThe normalized pulses of the encoder 7 are fed to the inputs of the filters 31, 32 and 33, at whose ω Outputs the cross-correlation function of the secondary emission signals with those specified in the respective filter Comparison structures is formed. From the results of the calculation of this function, am The output of the position detection circuit 9 is a code signal about the position of the scanning path with respect to the weld joint 6 received. The filter 31 sifts out comparison signals that allow an adjustment of the scanning path z. B. right identified from the middle of the Sioß; the filter 32 detects a left adjustment, while the filter 33 for identification the impact of the electron beam on the weld joint 6 is used

Die Normierung der zu verarbeitenden Signale gewährleistet die Invarianz der erfindungsgemäßen Einrichtung in bezug auf den Fugenabstand der Schweißteile. Es ist außerdem möglich, die digitalen abgestimmtenThe normalization of the signals to be processed ensures the invariance of the device according to the invention in relation to the joint spacing of the welded parts. It is also possible to have the digital matched

Filter mit einer Verzögerungsleitung 34 (F i g. 3) auszubilden, welche an die Γ jkodierschaltung 35 angeschlossen ist. Die Eingänge der Dekodierschaltung 35 sind dabei so an die Ausgänge der Verzögerungsleitung 34 angeschlossen, daß ihre Anordnung umgekehrt der zeitlichen Struktur eines Vergfeichssekundäremissionssignals ist.Form the filter with a delay line 34 (FIG. 3) which is connected to the coding circuit 35 is. The inputs of the decoder circuit 35 are connected to the outputs of the delay line 34 so that that their arrangement is the reverse of the temporal structure of a reference secondary emission signal.

In Übereinstimmung mit der Form der Abtastbahn und dem Anschluß bestimmter Anzapfungen der Verzögerungsleitung 34 an die Dekodierschaltung 35 erfolgt die abgestimmte Aussiebung von Vergleichsimpulsfolgcn.In accordance with the shape of the scanning path and the connection of certain taps on the delay line 34 to the decoding circuit 35, the coordinated filtering out of comparison pulse sequences takes place.

Die Normierung von Signalen des Gebers 7 läßt das Schieberegister 38 (F i g. 4) in der Verzögerungsleitung 34 anwenden, in '.em die Information durch Impulse des Taktgenerators 37 verschoben wird, während die Informationseingabe über den Trigger 36 erfolgt. Der Trigger 36 wird durch aus dem Normierungskreis 30 ankommende Impulse zur Normierung der Sekundäremission-Abtastsignale ausgelöst und durch ein Signal vom Ausgang der ersten Stelle des Schieberegisters 38 in Ausgangsstellung gebracht. Der Trigger 36 synchronisiert die Zeitpunkte des Eintreffens von Signalen über die Positionierung des Elektronenstrahls auf den Schweißstoß mit Impulsen des Taktgenerators 37. Die Stellcnzahl des Schieberegisters 38 wird durch die Dauer der Verarbeitung des Signals vom Geber 7 während eines Abtastzyklus bestimmt.The normalization of signals from the transmitter 7 leaves the shift register 38 (FIG. 4) in the delay line 34 apply, in '.em the information is shifted by pulses from the clock generator 37 while the information is being input takes place via the trigger 36. The trigger 36 is triggered by incoming from the normalization circuit 30 Pulses to normalize the secondary emission scanning signals triggered and triggered by a signal from the output of the first position of the shift register 38 brought into the starting position. The trigger 36 synchronizes the times the arrival of signals about the positioning of the electron beam on the weld joint with pulses of the clock generator 37. The setting number of the shift register 38 is determined by the duration of the processing of the Signal from the encoder 7 determined during a sampling cycle.

Um die Arbeitsgeschwindigkeit der Einrichtung zu erhöhen, ist es zweckmäßig, eine Form der Abtastbahn zu verwenden, die sich durch eine harmonische Funktion beschreiben läßt. Dafür wird in die Vorrichtung zum Schweißen mit Elektronenstrahlen eine Einrichtung 39 (F i g. 5) und ein Begrenzungsverstärker 40 angewendet. Fig. 12 zeigt die Bahn des Elektronenstrahls 5 in bezug auf den Schweißstoß 6 auf der Oberfläche 8 der Schweißteile, die sich durch eine harmonische Funktion beschreiben läßt, Fig. 13 (a, b, c) zeigen Zeitdiagramme der Abtastimpulse. In Fig. 13a sind dabei Strukturen, die beim Zusammentreffen der Abtastbahn mit der Stoßmitte (Linie A in Fig. 12) aufgenommen sind, in Fig. 13b das gleiche bei einer Linksverschiebung (Linie Sin Fig. 12) und in Fig. 13c bei einer Rechtsverschiebung der Abtastbahn von der StoSmitte (Linie Cin Fig. 12) gezeigt. Aus Fig. 13 ist ersichtlich, daß eine Vergleichssiruktur eine Folge aus zwei Impulsen ist.In order to increase the operating speed of the device, it is expedient to use a form of the scanning path which can be described by a harmonic function. For this purpose, a device 39 (FIG. 5) and a limiting amplifier 40 are used in the device for welding with electron beams. Fig. 12 shows the path of the electron beam 5 in relation to the weld joint 6 on the surface 8 of the welded parts, which can be described by a harmonic function, Fig. 13 (a, b, c) show timing diagrams of the scanning pulses. In FIG. 13a, structures that are recorded when the scanning path meets the center of the joint (line A in FIG. 12), in FIG. 13b the same for a left shift (line Sin FIG. 12) and in FIG Shifting the scanning path to the right from the center of the shock (line Cin Fig. 12) is shown. From Fig. 13 it can be seen that a comparison structure is a sequence of two pulses.

Der Impulsabstand in jeweiliger Folge und die zeitliche Lage der Impulse (Fig. 13a) bestimmen die Lage der Abtastbahn und des Schweißstoßes 6.The pulse spacing in each sequence and the timing of the pulses (Fig. 13a) determine the position of the Scanning path and weld joint 6.

Bei einer Verschiebung der Abtastbahn bezüglich des Schweißstoßes 6 (F i g. 5) ändern sich der Impulsabstand und die gegenseitige Lage der Impulse.When the scanning path is shifted with respect to the weld joint 6 (FIG. 5), the pulse spacing changes and the mutual position of the impulses.

Die der Dekodierschaltung 35 zugeführten Ausgangssignale des Begrenzungsverstärkers 40 bestimmen das Vorzeichen der zeitlichen Ableitung der Abtastbahn des Elektronenstrahls 5, auf welches die aus zwei Impulsen bestehenden Impulsfolgen bezogen werden.The output signals of the limiting amplifier 40 fed to the decoding circuit 35 determine this Sign of the time derivative of the scanning path of the electron beam 5 on which the two pulses existing pulse trains.

Am Ausgang der Dekodierschaltung 35 wird in Abhängigkeit von der Polarität der Schaltspannung des Begrenzungsverslärkcrs 40 und dem Ergebnis der Bestimmung des Abstandes zwischen den normierten Impulsen mit Hilfe des Schieberegisters 38 der Kode des Steuersignals aufbereitet:At the output of the decoder circuit 35, depending on the polarity of the switching voltage of the Limitation amplifiers 40 and the result of the determination of the distance between the normalized pulses the code of the control signal is processed with the help of the shift register 38:

+n bei/(1) λ f(N-n) λ φ ν /(1) λ /(,V + λ) λ ~φ = 1 0 bei/(l) λ /(N) = 1 + n with / (1) λ f (Nn) λ φ ν / (1) λ / (, V + λ) λ ~ φ = 1 0 with / (l) λ / (N) = 1

-π bei/(1) λ /(Ν-π) λ φ ν/(1) λ /(N+ η) -π at / (1) λ / (Ν-π) λ φ ν / (1) λ / (N + η)

φ = 1 φ = 1

mit λ = logische Verknüpfung UND,with λ = logical operation AND,

ν = logische Verknüpfung ODER und
mit /(!)= Impulsfolge von der 1. Stelle des Schieberegisters 38,ν = logical combination OR and
with / (!) = pulse sequence from the 1st position of the shift register 38,

N = Nummer der Stelle des Schieberegisters 38, die die Impulsfolge vom Normierungskreis 30 um eine halbe Periode verzögert, und
φ = Signaides Begrenzungsverstärkers40. N = number of the position in the shift register 38 which delays the pulse train from the normalization circuit 30 by half a period, and
φ = Signaides limiting amplifier 40.

Der Fehler der automatischen Positionierung des Elektronenstrahls auf den Schweißstoß bei der Steuerung des Schweißvorganges wird durch die Stellenzahl des Schieberegisters 38 und die Ablenkamplitude des Elektronenstrahls 5 bestimmt. Die Analyse der Funktion der Einrichtung ergibt, daß dieser Fehler die GrößeThe error of the automatic positioning of the electron beam on the weld joint in the control of the welding process is determined by the number of digits in the shift register 38 and the deflection amplitude of the electron beam 5 determined. Analysis of the function of the device reveals that this error is the size

2N2N

mit/4_m = Ablenkamplitude des Elektronenstrahls 5, nicht überschreitet.with / 4 _m = deflection amplitude of the electron beam 5, does not exceed.

Zur Ablenkung des Elektronenstrahls 5 bezüglich des Schweißstoßes 6 auf der Oberfläche 8 gelangt über die Einrichtung 39 in das elektromagnetische Ablenksystem (3) vom Verstärker 25 ein Steuersignal, das eine harmonische Schwingung mit der Periode T aufweist Die Einrichtung 39 differenziert das Steuerstromsignal und steuert über den Begrenzungsverstärker 40 die Dekodierschaltung 35. Wie F i g. 5 zeigt, ist die Einrichtung 39 als ein Transformator 51 ausgeführt, dessen Primärwicklung über den Zusatzausgang 41 des Ablenkgenerators 4 in Reihe mit den Ablenkspulen 3 geschaltet ist; dabei wird von der Sekundärwicklung ein Signal abgenommen, das der zeitlichen Ableitung des Ablenksteuerstromes entspricht, die über einen als ein Begrenzerverstärker ausgeführten Generator 40 das Vorzeichen der Ablenkgeschwindigkeit der Abtastbahn angibt Beim Auftreffen des Elektronenstrahls 5 auf den Schweißstoß 6 werden im Geber 7 Sekundäremission-Abtastsignale aufbereitet die über den Normierungskreis 30 und den Trigger 36 ins Schieberegister 38 geleiiel werden, in dem die Information durch Signale des Taktgenerators 37 verschoben wird. Die Dekodierschaltung 35 liefert das Steuerkodcsignal, das über den Digital/Analogwandier 10 die Stelleinrichtung 11 Steuer*. Die Betriebsaneri des Ablcnkstromgenerators 4. des Suchgenerator 12, der Antriebe der Stelleinrichtung U undTo deflect the electron beam 5 with respect to the weld joint 6 on the surface 8, a control signal, which has a harmonic oscillation with the period T , passes via the device 39 into the electromagnetic deflection system (3) from the amplifier 25. The device 39 differentiates the control current signal and controls via the Limiting amplifier 40 the decoding circuit 35. As in FIG. 5 shows, the device 39 is designed as a transformer 51, the primary winding of which is connected in series with the deflection coils 3 via the additional output 41 of the deflection generator 4; A signal is taken from the secondary winding that corresponds to the time derivative of the deflection control current, which specifies the sign of the deflection speed of the scanning path via a generator 40 designed as a limiter amplifier which are geleiiel via the normalization circuit 30 and the trigger 36 into the shift register 38, in which the information is shifted by signals from the clock generator 37. The decoding circuit 35 supplies the control code signal which the control device 11 controls * via the digital / analog converter 10. The Betriebsaneri of the deflection current generator 4. the search generator 12, the drives of the actuating device U and

der Stromversorgungseinrichtung 2 werden von der Koordinierungseinrichiung 13 bestimmt.of the power supply device 2 are determined by the coordination device 13.

Es ist zweckmäßig, Betriebskenndaten der Vorrichtung zum Schweißen mit Elektronenstrahlen bei stillgesetzter Elektronenstrahlschweißausrüstung zu bestimmen. Dafür ist in der vorliegenden Vorrichtung eine Simulationseinrichtung 42 (Fig. 6) zur Nachbildung der iiekundäremission-Abtastsignale vorhanden; dabei gibt die Struktur der Signale das Relief der Oberfläche der Schweißteile an (es wird nachgebildet).It is useful to have the operating characteristics of the device for welding with electron beams when it is shut down Determine electron beam welding equipment. A simulation device is provided for this in the present device 42 (Fig. 6) for emulating the secondary emission scanning signals; there is the Structure of the signals shows the relief of the surface of the welded parts (it is reproduced).

Im ersten Schieberegister 43 wird synchron mit der Steuerung der Ablenkung des Elektronenstrahls eine »Eins« verschoben. Der Taktgenerator 37 bestimmt die Geschwindigkeit der Verschiebung der »Eins« im Schieberegister 43, während ein Signal vom Begrenzungsverstärker 40 die Verschiebungsrichtung bestimmt.In the first shift register 43 is synchronous with the control of the deflection of the electron beam "One" postponed. The clock generator 37 determines the speed of the shift of the "one" in the Shift register 43, while a signal from the limiting amplifier 40 determines the shift direction.

Im zweiten Schieberegister 44 bestimmt eine mit »Eins« belegte Stelle die Lage des Schweißstoßes bezüglich der Abtastbahn.In the second shift register 44, a position assigned "one" determines the position of the weld joint with respect to the scanning path.

Bei zeitlichem Zusammentreffen der »Eins« am Ausgang einer der Stellen des Schieberegisters 43 mit einer »Eins« vom Ausgang der betreffenden Stelle des Schieberegisters 44 werden am Ausgang der UND-Schaltung 49 Impulssignale erzeugt, die das Auftreffen des Elektronenstrahls auf den Schweißstoß 6 des Schweißstückes nachbilden, impulse von den Ausgängen der UND-Schaltungen 49 (F i g. 6) werden mittels der ODER-Schaltung 45 verknüpft und gelangen an den Eingang des Triggers 36 in der Lageerkennungsscha'.tung 9. ι sWhen the "one" at the output of one of the positions of the shift register 43 coincides with a "One" from the output of the relevant position of the shift register 44 is at the output of the AND circuit 49 pulse signals are generated, which indicate the impact of the electron beam on the weld joint 6 of the welding piece emulate pulses from the outputs of the AND circuits 49 (Fig. 6) by means of the OR circuit 45 linked and arrive at the input of the trigger 36 in the position recognition circuit 9 ι s

Zur Steuerung der Lage der »Eins« im Schieberegister 44 ist in d?r i>imulationscinrichtung 42 ein erster Impulsgenerator 47 vorhanden, dessen Impulse über die zweite ODER-Schaltung 46 an den Steuereingängen des Schieberegisters 44 ankommen.In order to control the position of the “one” in the shift register 44, there is a first simulation device 42 Pulse generator 47 is present, the pulses of which via the second OR circuit 46 at the control inputs of the shift register 44 arrive.

!•'alls die »Eins« im Schieberegister 44 an eine Stelle von der mittleren Stelle des Schieberegisters 43 verschoben ist, treten am Ausgang der ODER-Schaltung 45 Signale auf, deren Struktur der Größe der Verschiebung der »Eins« im Schieberegister 44 entspricht. Die Lage dieser »Eins« im Schieberegister 44 wird von der Anzeigeeinrichtung 50 angezeigt.! • 'all the "one" in shift register 44 shifted to a place from the middle place of shift register 43 is, occur at the output of the OR circuit 45 signals, the structure of the size of the displacement of the "One" in shift register 44 corresponds. The position of this "one" in the shift register 44 is indicated by the display device 50 displayed.

Vom Ausgang der ODER-Schaltung 45 gelangt das impulsförmige Signal an den Eingang des Triggers 36 der Lageerkennungsschaltung 9, von deren Ausgang Kodesignale abgenommen werden, die über Eingänge der ODER-Schaltung 46 auf die Stellung der »Eins« im Schieberegister 44 einwirken, um diese in die mittlere Stelle des Schieberegisters 43 zu ^ringen.From the output of the OR circuit 45, the pulse-shaped signal arrives at the input of the trigger 36 of the Position detection circuit 9, from the output of which code signals are taken which are transmitted via inputs of the OR circuit 46 act on the position of the "one" in the shift register 44 in order to put it in the middle position of the shift register 43 to ^ wrestle.

Bei der Elektronenstrahl-Abtastung der Oberfläche der Schweißteile entsteht eine Störmodulation des Sekundärelektronenflusses, die durch Risse, Oxidschichten und ähnliche Ungleichmäßigkeiten hervorgerufen wird.When scanning the surface of the welded parts with an electron beam, an interference modulation of the secondary electron flow occurs, caused by cracks, oxide layers and similar irregularities.

Zur Verzerrung der Struktur der nachgebildeten Signale ist in der Simulationseinrichtung 42 ein zweiter Generator 48 vorgesehen, von dessem Ausgang Impulse an den Eingang der ersten ODER-Schaltung 45 gelangen, an deren Ausgang eine verzerrte Struktur der Sekundäremissionssignale abgegeben wird.In order to distort the structure of the simulated signals, there is a second one in the simulation device 42 Generator 48 is provided, from whose output pulses to the input of the first OR circuit 45 arrive, at the output of which a distorted structure of the secondary emission signals is emitted.

Beim Abstimmen der Vorrichtung zum Schweißen mit Elektronenstrahlen werden die Frequenzen der Generatoren 47 und 48 variiert, wodurch die Arbeitsgeschwindigkeit und Störsicherheit der Vorrichtung ermittelt werden können. Dies läßt die Betriebskenndaten der Vorrichtung verbessern und die Zuverlässigkeit ihrer Steuerung erhöhen.When tuning the device for welding with electron beams, the frequencies of the generators 47 and 48 varies, which determines the operating speed and immunity to interference of the device can be. This can improve the operational characteristics of the device and the reliability of the device Increase control.

Die Vorrichtung zum Schweißen mit Elektronenstrahlen kann mit digitalen Bauelementen aufgebaut werden. Ggf. wird die Einrichtung 39 ais ein Frequenzteiicr 52 (F i g. 7) ausgeführt. Durch den Frequenzteiler 52 wird ;;uch der Nul/.ungsgrad des Verstärkers 25 erhöht.The device for welding with electron beams can be constructed with digital components. If necessary, the device 39 is designed as a frequency part 52 (FIG. 7). By the frequency divider 52 ;; The degree of zeroing of the amplifier 25 is also increased.

Bei dieser Ausführung der Einrichtung 39 wird der Impulsformer 54 des Ablenkstromgenerators 4 durch eine Impulsfolge des Generators 53 gesteuert. Vom Zusatzausgang 4t von 4 gelangen die Signale über den Frequenzteiler 52 an den als ein Trigger ausgeführten Begrenzungsverstärker 40. Der Teilungsfaktor des Frequenzteilers 52 wird so gewählt, daß die Phasenverschiebung zwischen dem Abtastsignal vom Impulsformer 54 und dem Signal des Begrenzungsverstärkers 40 λ74 beträgt. Dies läßt hinreichend genau das Vorzeichen der zeitlich · ι Ableitung der Abtastbahn des Elektronenstrahls 5 bestimmen.In this embodiment of the device 39, the pulse shaper 54 of the deflection current generator 4 is by a Pulse train of the generator 53 controlled. From the additional output 4t of 4, the signals arrive via the frequency divider 52 to the limiting amplifier 40 designed as a trigger. The division factor of the frequency divider 52 is chosen so that the phase shift between the sampling signal from the pulse shaper 54 and the Signal of the limiting amplifier 40 is λ74. This leaves the sign of the time with sufficient accuracy Determine the derivative of the scanning path of the electron beam 5.

Um Fehler auszuschließen, die durch eine Frequenzinstabilität des Ablenkstromgenerators 4 des Taktgenerators 37 hervorgerufen werden, wird der Generator 53 über einen zusätzlichen Frequenzteiler 55 vom Taktgenerator 37 synchronisiert. Der Teilungsfaktor des Frequenzteilers 55 bestimmt die Stellenzahl des Schieberegisters 38 und ist gleich 2/V, wobei N die Anzahl der Stellen des Schieberegisters 38 ist, die eine Verzögerung der Impulsfolge vom Taktgenerator 30 um eine halbe Ablenkperiode gewährleistet.In order to exclude errors which are caused by a frequency instability of the deflection current generator 4 of the clock generator 37, the generator 53 is synchronized by the clock generator 37 via an additional frequency divider 55. The division factor of the frequency divider 55 determines the number of digits in the shift register 38 and is equal to 2 / V, where N is the number of digits in the shift register 38 which ensures a delay of the pulse train from the clock generator 30 by half a deflection period.

Der Ablenkstromgenerator 4, der Suchgenerator 12 und die Stromversorgungseinrichtung 2 werden von der Koordinierungseinrichtung 13 synchronisiert.The deflection current generator 4, the search generator 12 and the power supply device 2 are of the Coordinating device 13 synchronized.

Diese, wie sie in Fig.8 dargestellt ist, arbeitet wie folgt Beim Eintreffen (von 9) des Signals über das »Einfangen« des Schweißstoßes schaltet das Ausgangssignal der Baugruppe 57 den Suchgenerator 12 ab.This, as shown in Fig. 8, works as follows: When the signal arrives (from 9) via the The output signal of the assembly 57 switches off the search generator 12 "catching" the weld joint.

Nachdem die Lage des Elektronenstrahls 5 (Fig.7) bezüglich des Schweißstoßes 6 bestimmt und eine Steuereinwirkung auf die Stelleinrichtung 11 aufbereitet ist, tastet das Signal vom Ausgang 56 den Taktgenerator 37 aus, während ein Signal vom Ausgang 16 den Ablenkstromgenerator 4 abschaltet. Die Baugruppe 59 (Fig.8) gibt synchron mit der Steuerung von 4 und der Lageerkennungsschaltung 9 Steuersignale an die Stromversorgungseinrichtung 2 des Elektronenstrahlers 1 ab. Die Steuereingänge der Baugruppen 57,58 und 59 werden dabei durch die Stelleinrichtung 11 synchronisiert.After the position of the electron beam 5 (Fig.7) with respect to the weld joint 6 is determined and a Control action on the actuator 11 is processed, the signal from the output 56 scans the clock generator 37 off, while a signal from output 16 switches off the deflection current generator 4. The assembly 59 (Fig.8) is synchronous with the control of 4 and the position detection circuit 9 control signals to the Power supply device 2 of the electron gun 1 from. The control inputs of modules 57, 58 and 59 are synchronized by the actuating device 11.

Die Koordinierungseinrichtung 13 gewährleistet dabei einen synchronen Ablauf des technologischen Arbeitszyklus der Vorrichtung beim Schweißen von Serienteilen.The coordination device 13 ensures that the technological work cycle runs synchronously of the device when welding series parts.

Es ist bekannt, daß Stoßkanten der Schweißteile unterschiedliche Krümmung aufweisen. Bei kleiner Krümmung der Stoßkanten führt man üblich den Elektronenstrahl (F i g. 7) aus der Schweißzone heraus und tastet den Schweißstoß 6 querüber. Bei der Abtastung wird, wie es vorstehend erläutert wurde, eine Steuereinwirkung ausgeführt, weiche den Elektronenstrahl 5 auf den Schweißstoß 6 der zu verbindenden Teile positioniert Die Häufigkeit der Abtastung wird von der Koordinierungseinrichtung 13 bestimmt, die mit der Stelleinrichtung 11 gekoppelt ist welche das Werkstück in die Schweißzone vorschiebtIt is known that butt edges of the welded parts have different curvatures. With a small curvature the abutting edges, the electron beam (Fig. 7) is usually guided out of the welding zone and scanned Weld joint 6 across. As has been explained above, a control action is used in the scanning executed, which positions the electron beam 5 on the weld joint 6 of the parts to be joined The frequency of the scanning is determined by the coordinating device 13, which works with the actuating device 11 is coupled which advances the workpiece into the welding zone

Beim Schweißen von Teilen mit großer Krümmung Her Stoßkanten werden die Antriebe zur VerschiebungWhen welding parts with a large curvature Her abutment edges, the drives are used to shift

des Elektronenstrahlers 1 bzw. der Bewegungseinrichtung 29 mit darauf befestigtem Schweißstück von einer autonomen numerischgesteuerten System gesteuert, während die erfindungsgemäße Einrichtung lediglich de Adaption der Steuerprogramme für die Antriebe der Stelleinrichtung 11 in bezug auf den Schweißstoß de Werkstückes dient.of the electron gun 1 or the movement device 29 with welded piece attached to it from a autonomous numerically controlled system, while the device according to the invention is only de Adaptation of the control programs for the drives of the actuating device 11 with regard to the welding joint de Workpiece is used.

Für wiederhohe technologische Durchläufe auf dem Schweißstoß der Werkstücke wird dem Ausgang de Lageerkennungsschaltung 9 der Kode der Steuereinwirkung für den jeweiligen Abtastzyklus entnommer Dieser Kode wird gespeichert und wird dann bei einer Wiederholung des eechnologischen Arbeitszyklu benutztFor repeated technological runs on the weld joint of the workpieces, the output de Position detection circuit 9 takes the code of the control mechanism for the respective scanning cycle This code is saved and will be used when the technological work cycle is repeated used

Auf der Basis der beschriebenen Vorrichtung können somit Schweißautomaten für Serienfertigung entwickelOn the basis of the device described, automatic welding machines for series production can thus be developed

ίο werden.ίο be.

F i g. 9 zeigt beispielsweise eine Vorrichtung zum Schweißen mit Elektronenstrahlen bei der Herstellung voi Kolben für Kraftfahrzeuge. Als Stelleinrichtung 11 derartiger Einrichtung dienen ein Antrieb 67 zum Vorschul der Kolben auf die Schweißstation, ein Antrieb 68 zum Drehen der Kolben auf der Schweißstation und eil Antrieb 69 zur Korrektur des Elektronenstrahiers 1 bezüglich des Schweißstoßes 6 der Kolben.F i g. For example, Fig. 9 shows an electron beam welding apparatus in the manufacture of voi Pistons for automobiles. A drive 67 to the preschool is used as the adjusting device 11 of such a device the piston on the welding station, a drive 68 for rotating the pistons on the welding station and eil Drive 69 for correcting the electron beam 1 with respect to the weld joint 6 of the pistons.

In der angegebenen Vorrichtung weist die Dekodierschaltung 35 der Lageerkennungsschaltung 9 eine Anzei geeinrichtung 70 auf.In the specified device, the decoding circuit 35 of the position detection circuit 9 has a display geeinrichtung 70 on.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt. Nach ihrem Einschalten wird der Antrieb 67 angesprochen und bring einen Kolben auf die Schweißstation. Die ununterbrochene Beschickung von Kolben kann durch eine Bandför derungseinrichtung mit Schleusen, eine Drehplatte mit Aussparungen für Kolben, die vom Antrieb 67 gedreh wird, bzw. durch eine andere in F i g. 9 nicht angegebene Vorrichtung erfolgen. Der Antrieb 67 wird nach den Schweißen des jeweiligen Kolbens von einem von den Dekodierkreis 65 ankommenden Signal ausgelöst. De Trigger 61 liefert ein dem Suchgenerator 12 i;id dem Antrieb 69 zur Korrektur des Elcktronenstrahlers zugeführtes Steuersignal. Dieses Signal tastet den Generator 12 aus und beeinflußt über den Digital/Analog wandler 10 sowie über den Verstärker 25 die Positionierung des Elektronenstrahls 5, der die Oberfläche 8 der zi verbindenden Teile abtastet. Zur Abtastung vom Elektronenstrahl 5 wird der Steuergenerator 24 vom Takige nerator 37 synchronisiert und liefert ein harmonisches Signal, dessen Frequenz durch die des Taktgenerators 31 teilbar ist Der Taktgenerator 37 synchronisiert über den Frequenzteiler 52 den Begrenzungsverstärker 40. Dii Ausgangssignale von 40 gelangen an die Dekodierschaltung 35.The device works as follows. After it has been switched on, the drive 67 is addressed and brought a piston on the welding station. The uninterrupted loading of pistons can be carried out by a belt conveyor change device with locks, a rotary plate with recesses for pistons that rotated from the drive 67 is, or by another in F i g. 9 not specified device take place. The drive 67 is after Welding of the respective piston triggered by an incoming signal from the decoding circuit 65. De Trigger 61 supplies a search generator 12 i; id to drive 69 for correcting the electron emitter supplied control signal. This signal scans the generator 12 and influences the digital / analog converter 10 and via the amplifier 25 the positioning of the electron beam 5, which the surface 8 of the zi connecting parts. The control generator 24 is used by the Takige for scanning the electron beam 5 The generator 37 synchronizes and supplies a harmonic signal, the frequency of which is determined by that of the clock generator 31 The clock generator 37 synchronizes the limiting amplifier 40 via the frequency divider 52. Dii Output signals from 40 go to decoder circuit 35.

Im Zeitpunkt des Auftreffens des Elektronenstrahls 5 auf den Schweißstoß 6 wird ein Sekundäremissions Elektronenfluß aufmoduliert Am Ausgang des Gebers 7 tritt dabei ein die Information über das Relief de abzutastenden Oberfläche 8 des Kolbens tragendes Signal auf. Beim Auftreffen des Elektronenstrahls 5 auf dei Schweißstoß 6 liefert der Normierungskreis 30 bezüglich der Amplitude und der Dauer normierte Abtastimpu! se, die den Trigger 36 des Erkennungsgerätes 9 ansprechen.At the time when the electron beam 5 strikes the weld joint 6, there is a secondary emission Electron flow modulated on At the output of the transmitter 7 occurs the information about the relief de to be scanned surface 8 of the piston carrying signal. When the electron beam 5 strikes the dei Welding joint 6 supplies the normalization circuit 30 with respect to the amplitude and the duration normalized scanning pulse! se that address the trigger 36 of the recognition device 9.

Die Ausgangsimpulsfolge des Triggers 36 wird ins Schieberegister 38 synchron mit der Zuleitung der Schie beimpulse des Taktgenerators 37 eingegeben. In Abhängigkeit von der Impulsfoigeperiode und deren zeitliche! Lage in bezug auf die Abtastbahn gibt die Dekodierschaltung 35 ein Steuerkodesignal ab.The output pulse sequence of the trigger 36 is in the shift register 38 synchronously with the supply of the shift input pulses of the clock generator 37. Depending on the pulse shape period and its timing! Position with respect to the scanning path, the decoding circuit 35 outputs a control code signal.

Falls die Verschiebung der Abtastbahn bezüglich des Schweißstoßes mit der Positionierungsfähigkeit dei Lageerkennungsschaltung 9 nicht übereinstimmt, wird die Abtastbahn auf der Oberfläche des Erzeugnisses se lange verschoben, bis am Ausgang von 9 ein Steuerkodesignal erscheint, das über die ODER-Schaltung 60 der Trigger 61 in die Null-Stellung bringt, der Suchgenerator 12 wird dabei abgeschaltet. Der Antrieb 69 wir( ausgetastet und folgt dem Steuersignal, das am Ausgang der als ein Reversierzähler mit einem Digital-Analog Umsetzer ausgeführten Einheit 10 geliefert wird.If the displacement of the scanning path with respect to the weld joint with the positioning ability dei Position detection circuit 9 does not match, the scanning path on the surface of the product is se Long postponed until a control code signal appears at the output of 9, which via the OR circuit 60 of the Brings trigger 61 to the zero position, the search generator 12 is switched off. The drive 69 we ( blanked and follows the control signal that is output as a reversing counter with a digital-analog Converter executed unit 10 is supplied.

Der Antrieb 69 bewegt den Elektronenstrahl 5 bezüglich des Schweißstoßes so lange, bis vom Trigger 62 cir Signal ankommt, das die Steuerung der Ablenkung sperrt. Das Steuersignal vom Ausgang des Triggers 6'. The drive 69 moves the electron beam 5 with respect to the weld joint until a signal arrives from the trigger 62 that blocks the control of the deflection. The control signal from the output of the trigger 6 '.

entsteht nach dem gleichzeitigen Eintreten an seinen Eingängen eines Null-Steuersignals vom Digital/Analog wandler 10 über den Nullindikator 63 und eines Signals von der Lagecrkennungsschaltung 9, das dem genauer Auftreffen des Elektronenstrahls auf den Schweißstoß 6 des Werkstückes entspricht.arises after the simultaneous entry at its inputs of a zero control signal from digital / analog converter 10 via the zero indicator 63 and a signal from the position detection circuit 9, which more precisely Impingement of the electron beam on the weld joint 6 of the workpiece corresponds.

Der Trigger 62 schaltet den Taktgenerator 37 sowie den Steuergenerator 24 ab und gibt ein Steuersignal ar die Baugruppe 59 zur Vorgabe der Reihenfolge von Arbeitsgängen ab. An die UND-Schaltung 64 gelangen da;The trigger 62 switches off the clock generator 37 and the control generator 24 and emits a control signal ar the assembly 59 for specifying the sequence of operations. To the AND circuit 64 get there;

so Ausgangssignal des Triggers 62 und ein Impuls von dem Zykluszähler der Schweißvorgänge, der am Antrieb 61 zum Drehen des Kolbens auf der Schweißstation angebracht ist. Das Ausgangssignal der UND-Schaltung 6^ liegt am Eingang des Dekodierkreises 65, der die Reihenfolge der Arbeitsgänge bestimmt. Nach einem Signa von 65 stellt die Stromversorgungseinrichtung 2 die zum Schweißen erforderliche Leistung des Elektronen Strahls 5 ein. Nach dem vollen Umlauf des Schweißstoßes des Kolbens vom Elektronenstrahl liefert der Zyklus zähler des Antriebes 68 einen zweiien Impuls, der über den Dekodierkreis 65 und die Zeitverzögerungsschaltung 66 in die Stromversorgungseinrichtung 2 gelangt und eine Betriebsartänderung vornimmt, um wesentlich« Schweißfehler am Umlaufende auszuschließen; auch schaltet er die Stromversorgungseinrichtung 2 des Elektronenstrahlers 1 in den Betrieb für Glättung bzw. thermische Bearbeitung der Schweißnaht um. Der Kolben wire üblicherweise in 3 bis 4 Umläufen geschweißt. Der Dekodierkreis 65 wird in 3 bis 4 Umläufen in Ausgangsstel lung gebracht und liefert dann ein Steuersignal für den Antrieb 67 zum Vorschub eines neuen Werkstückes aul die Schweißstation auf und bringt die Trigger 61 und 62 in Ausgangsstellung zurück. Die Suche des Schweißstoßes. Positionierung des Elektronenstrahls auf den Schweißstoß und Umschaltung der erforderlichen technologischen Betriebsarten des F.lcktroncn.strahlers erfolgen dabei automatisch ohne Teilnahme eines Schweißcr-Bediciicrs. so output signal of the trigger 62 and a pulse from the cycle counter of the welding processes, which is on the drive 61 to rotate the piston is attached to the welding station. The output of the AND circuit 6 ^ is at the input of the decoding circuit 65, which determines the sequence of the operations. After a signa of 65, the power supply 2 provides the power of the electron required for welding Beam 5. After the welding joint of the piston has been fully circulated by the electron beam, the cycle delivers counter of the drive 68 a two-pulse, the over the decoding circuit 65 and the time delay circuit 66 enters the power supply device 2 and changes the operating mode in order to substantially « Exclude welding defects on the circumference; he also switches the power supply device 2 of the electron gun 1 to operation for smoothing or thermal processing of the weld seam. The piston wire usually welded in 3 to 4 revolutions. The decoding circuit 65 is in 3 to 4 revolutions in the starting position ment brought and then supplies a control signal for the drive 67 to feed a new workpiece aul the welding station and brings the triggers 61 and 62 back to their starting position. The search for the weld joint. Positioning the electron beam on the weld joint and switching the required technological The operating modes of the radiation emitter take place automatically without the participation of a welding operator.

h^r, Zur visuellen Kontrolle im Laufe des Schweißvorganges weisl ilic Vorrichtung /um Schweißen mil lückin) ncnstrahlcn die Anzeigeeinrichtung 70 auf, die einen Kode über die Verschiebung der AbUislbahn von dei Stoßmittc des zu schweißenden Kolbens anzeigt.h ^r, for visual control during the welding operation Weisl ilic device / mil to welding lückin) the display device ncnstrahlcn to 70, that of indicating a code on the displacement of the AbUislbahn of dei Stoßmittc to be welded piston.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet eine hohe Zuverlässigkeit der automatischen Suche und de?The device according to the invention ensures high reliability of the automatic search and de?

Nachlaufes des Schweißsloßes während der Elektronenstrahlschweißung.After-run of the weld lock during electron beam welding.

Die erfindungsgemäße Ausführung der Vorrichtung gewährleistet die Invarianz des Nachlaufes des Schweißstoßes unter Betriebsbedingungen des Schweißvorganges. Es ist zu bemerken, daß die angegebene Vorrichtung
auf der Basis von digitalen Bauelementen aufgebaut werden kann.The design of the device according to the invention ensures the invariance of the wake of the weld joint under operating conditions of the welding process. It should be noted that the specified device
can be built on the basis of digital components.

Aufgrund der beschriebenen Vorrichtung können außerdem Schweißautomaten geschaffen werden; diese 5 Vorrichtung kann auch von einem Rechner gesteuert werden.On the basis of the device described, automatic welding machines can also be created; this 5 Device can also be controlled by a computer.

Hierzu 7 Blatt ZeichnungenIn addition 7 sheets of drawings

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zum Schweißen mit Eiektronenstrahlen1. Device for welding with electron beams mit einer Einrichtung zum Erzeugen von Elektronenstrahlen unterschiedlicher Intensität mit zugehörigen Stromversorgungseinrichtungen,with a device for generating electron beams of different intensities with associated Power supply facilities, mit einer Einrichtung zur Ausrichtung des Auftreffortes des Elektronenstrahles auf die Stoßfuge der zu verschweißenden Materialien mit einem Detektor zur Feststellung der von der Oberfläche des Schweißgutes reflektierten und sekundär emittierten Elektronen, die von einem Elektronenstrahl geringerer Intensity; als der für die Schweißung erforderlichen beim Auftreffen auf das Schweißgut ausgelöst werden, für die Abgabewith a device for aligning the point of impact of the electron beam on the butt joint of the welding materials with a detector to determine the surface of the weld metal reflected and secondarily emitted electrons caused by a lower intensity electron beam; as which are required for the weld to be triggered when hitting the weld metal, for the release ίο von Nachstellsignalen an mechanische und elektromagnetisch wirkende Nachstelleinrichtungen,
gekennzeichnetdurchdie Kombination folgender Einrichtungen:ίο of adjustment signals to mechanical and electromagnetic adjustment devices,
characterized by the combination of the following facilities: