[發(fā)明專利]自動消像散電子槍及電子槍自動消像散方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010425026.6
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111477529A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃小東;韋壽祺;費翔;張彤;蘇乃波;王斌;董陽;郭文明;梁祖明;黃國華;唐強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林獅達(dá)技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: H01J29/48
• 分類號: H01J29/48;H01J29/56
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

本發(fā)明公開自動消像散電子槍及電子槍自動消像散方法，采用分裂式羅柯夫斯基線圈作為檢測元件，結(jié)合脈沖電子束技術(shù)，實現(xiàn)了電子束斑點形貌的無接觸檢測。分裂式羅柯夫斯基線圈以差模信號輸出，以檢測信號的最小值為消像散裝置校正目標(biāo)，既簡化了檢測信號的處理方式又消除了共模干擾信號的影響，提高檢測的靈敏性和精度。分軸搜尋“最佳”消像散裝置的勵磁電流，實現(xiàn)快速搜尋。檢測信號的幅值及平均值的加權(quán)值更能充分體現(xiàn)電子束斑點形貌的差異，以加權(quán)值綜合數(shù)據(jù)作為判斷依據(jù)，“最佳”值的兩輪搜尋確認(rèn)，進(jìn)一步提高可靠性及減少隨機(jī)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子束加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自動消像散電子槍及電子槍自動消像散方法。

背景技術(shù)

電子束加工設(shè)備的電子槍由于機(jī)加工的誤差引起電子束與透鏡不同軸、極靴材料不均勻、電極或磁極的邊沿效應(yīng)及污染電荷等原因，導(dǎo)致電子束在工作平面上各方向的聚焦不一致，形不成圓形電子束斑，即產(chǎn)生了像散。在電子槍中利用消像散裝置對電子束斑的形貌進(jìn)行校正，目前是以微小電子束進(jìn)行校正，通過光學(xué)觀察由人為經(jīng)驗判斷校正最佳狀態(tài)。

在電子束焊機(jī)、電子束打孔機(jī)、電子束增材制造裝備等電子束加工設(shè)備中電子槍的功率都比較大，電子束斑形貌校正過程所用電子束遠(yuǎn)小于加工過程的電子束，電子束斑形貌并沒按照電子束的大小成比例縮放，常規(guī)基于經(jīng)驗法消像散的效果隨機(jī)性較大難以達(dá)到最佳狀態(tài)。為了提高消像散裝置校正電子束斑形貌的效果，可用加工過程的實際電子束值作為電子束斑形貌校正過程的電子束值，并根據(jù)檢測電子束斑形貌信息自動探尋電子束斑形貌最佳形貌所對應(yīng)的消像散裝置繞組勵磁電流。

實現(xiàn)自動消像散控制首先要解決電子束斑形貌的檢測問題，針對功率較大的電子束加工設(shè)備，電子束斑形貌的檢測元件必須是與電子束非接觸式的才能重復(fù)使用，滿足電子束加工設(shè)備的生產(chǎn)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有消像散裝置的效果隨機(jī)性較大，且難以達(dá)到最佳狀態(tài)的問題，提供自動消像散電子槍及電子槍自動消像散方法。

為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

自動消像散電子槍，包括中央控制器、電子源電源、驅(qū)動電源和電子槍本體；電子束發(fā)生器、消像散裝置和聚焦裝置自上而下設(shè)置在電子槍本體內(nèi)；消像散裝置包括兩相消像散繞組，這兩相消像散繞組組成多對磁極軸對稱結(jié)構(gòu)；中央控制器的電子束控制電壓信號輸出端連接電子源電源的控制輸入端，電子源電源的輸出端連接電子束發(fā)生器；中央控制器的第一消像散控制電壓信號輸出端連接驅(qū)動電源的第一控制輸入端，驅(qū)動電源的第一輸出端連接消像散裝置的第一消像散繞組；中央控制器的第二消像散控制電壓信號輸出端連接驅(qū)動電源的第二控制輸入端，驅(qū)動電源的第二輸出端連接消像散裝置的第二消像散繞組；其不同之處是：還進(jìn)一步包括檢測裝置和信號處理電路；檢測裝置設(shè)置在電子槍本體內(nèi)，并位于聚焦裝置正下方的電子束出口端；檢測裝置包括骨架和四組檢測繞組；骨架為非導(dǎo)磁絕緣材料的環(huán)狀結(jié)構(gòu)；四組繞組的匝數(shù)及線徑都相同，并同時繞制在骨架上且呈均勻?qū)ΨQ分布；第一檢測繞組和第三檢測繞組在骨架上徑向相對設(shè)置，且第一檢測繞組的末端與第三檢測繞組的首端相連；第二檢測繞組和第四檢測繞組在骨架上徑向相對設(shè)置，且第二檢測繞組的末端和第四檢測繞組的首端相連；檢測裝置的第一檢測繞組的首端與第二檢測繞組的首端相連再接至信號處理電路的公共輸入端，檢測裝置的第三檢測繞組的末端接至信號處理電路的第二輸入端，檢測裝置的第四檢測繞組的末端接至信號處理電路的第一輸入端；信號處理電路的輸出端連接中央控制器的輸入端。