[发明专利]时域和空域可控的电子束加热方法

权利要求书

1.一种时域和空域可控的电子束加热控制方法，其特征在于，电子束三维扫描轨迹采用X、Y、Z位移分量来描述，电子束从扫描轨迹的起始点运动到终点构成一个扫描周期，利用一个扫描周期的X、Y、Z位移分量，通过编程生成三路驱动信号，以指定的刷新率不断地输出给由X、Y两队绕组构成的附加偏转线圈及由Z向的电子束聚焦线圈，其中在附加偏转线圈中产生的磁场使电子束在X-Y平面内产生二维偏转，在聚焦线圈中产生的磁场使电子束在Z方向上产生升降运动，周期性地在三维空间内按设定的轨迹和方式运动。

2.根据权利要求1所述的时域和空域可控的电子束加热控制方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)首先根据工件实际的加工要求确定电子束加热空域范围和时域控制方式，X、Y、Z位移分量为连续函数，则表现为连续加热，X、Y、Z位移分量为离散信号，则表现为断续加热；

(2)根据加热需求确定工件加热区域一个加热周期内所需点的总数n，及刷新率，再通过程序计算或由数据文件给出一个加热周期中n个点三维坐标分量，用X_i、Y_i、Z_i表示，i，n为整数，0≤i≤n-1，再将所有点的X_i、Y_i、Z_i坐标分量按照顺序放在一个三维数组中；

(3)将三维数组数据的X、Y、Z行通过数据采集卡的模拟量输出通道输出，形成三路模拟电压信号，经过信号放大器以指定的刷新率分别不断地输出给由X、Y两对绕组组成的附加偏转线圈及Z向的聚焦线圈，在附加偏转线圈中产生的磁场使电子束周期性地在X-Y平面内按所要求的方式运动，在聚焦线圈中产生的磁场使电子束周期性地在Z方向上按所要求方式运动。

3.根据权利要求2所述的时域和空域可控的电子束加热控制方法，其特征是，上述步骤(3)中，通过使某些点的数据在三维数组中连续出现多次的方式，控制电子束在该点的停留时间，亦即该点的重复次数越多，则电子束在该点停留时间越长，反之越短。

4.根据权利要求2或3所述的时域和空域可控的电子束加热控制方法，其特征是，上述步骤(3)中：

a、如果X_i、Y_i、Z_i给出的n个点间隔趋向于零，则三路模拟电压信号输入附加偏转线圈和聚焦线圈形成连续扫描轨迹，如果X_i、Y_i、Z_i给出的n个点间隔较大，则形成断续扫描；

b、如果X_i、Y_i、Z_i给出的n个点集中在某些点上则形成点状扫描；如果X_i、Y_i、Z_i给出的n个点形成各种直线或曲线，则形成线状扫描，如果X_i、Y_i、Z_i给出的n个点集中在某一平面或曲面则形成面状扫描；

c、如果X_i、Y_i、Z_i给出的n个点同时构成若干断续点、若干个线和若干个面，则形成点、线、面之间任意结合扫描；

d、如果X_i、Y_i、Z_i给出的n个点集中在某个点上则形成单束扫描，如果X_i、Y_i、Z_i给出的n个点集中在若干独立的点上则形成分束扫描；

e、如果Z_i始终保持为某一常数，则实现电子束扫描轨迹二维可控，反之则实现电子束扫描轨迹三维可控。