電子束快速成型機(jī)偏掃電流動(dòng)態(tài)校正研究.pdf

1、電子束快速成型機(jī)是用于金屬零件快速成型制造的先進(jìn)設(shè)備，電子槍及其聚焦和偏掃裝置是獲得高能電子束并實(shí)現(xiàn)電子束聚焦和偏轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，聚焦裝置和偏掃裝置工作精度將直接影響快速成型零件的質(zhì)量。聚焦和偏掃裝置線圈通電產(chǎn)生電磁場(chǎng)對(duì)電子束軌跡進(jìn)行控制，聚焦裝置磁路的磁滯回線導(dǎo)致磁感應(yīng)強(qiáng)度無(wú)法精確控制，且電子束偏轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)散焦現(xiàn)象，影響電子束聚焦效果；偏掃裝置要實(shí)現(xiàn)電子束高頻率偏掃，高頻工作狀態(tài)下偏掃裝置磁路鐵損耗、渦流損耗加大，加上偏掃線圈的非正交誤

2、差對(duì)磁場(chǎng)分布產(chǎn)生影響，偏掃勵(lì)磁電流與電子束偏轉(zhuǎn)角度呈復(fù)雜的非線性關(guān)系。為提高電子束快速成型零件的精度，減小后續(xù)機(jī)加工量，需要對(duì)聚焦電流和偏掃電流參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)校正。
　　對(duì)聚焦和偏掃的精度進(jìn)行了研究：針對(duì)電子束焦距重復(fù)性精度差的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種聚焦控制勵(lì)磁電源，在聚焦線圈中反復(fù)通入正反向電流對(duì)磁路進(jìn)行退磁來(lái)消除磁滯回線影響，有效地提高了焦距重復(fù)性精度；針對(duì)通過(guò)光學(xué)觀察系統(tǒng)人為判斷電子束斑與特征點(diǎn)通孔的對(duì)中性存在的隨機(jī)誤差，提出一種參數(shù)

3、采集裝置，利用二次反射電子信號(hào)判斷特征點(diǎn)通孔與電子束斑的對(duì)中性，顯著提高了專家數(shù)據(jù)庫(kù)中偏掃和聚焦參數(shù)的精度；采用一種參數(shù)插補(bǔ)計(jì)算方法，對(duì)偏掃區(qū)域任意點(diǎn)的電子束聚焦和偏掃參數(shù)進(jìn)行計(jì)算；針對(duì)高頻動(dòng)態(tài)偏差，在偏掃勵(lì)磁電源給定端引入動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，將給定信號(hào)及其變化率線性疊加作為總給定，有效抑制了動(dòng)態(tài)偏差。上述解決方案實(shí)現(xiàn)了對(duì)電子束偏轉(zhuǎn)位置和聚焦焦距的精確控制，提高了電子束快速成型設(shè)備成型金屬零件的精度。
　　設(shè)計(jì)制作了特征點(diǎn)參數(shù)采集裝置，包括