Brevet FR2559695A1 — publié le 19850823

- 1 - PROCEDE ET APPAREIL POUR DETECTER ET REGULER LA POSITION D'UN FAISCEAU ELECTRONIQUE DE SOUDAGE. La présente invention se rapporte à un pro- cédé et à un appareil pour détecter et réguler la focalisation d'un faisceau d'électrons émis par un canon à électrons d'un appareil de soudage par fais- ceau électronique et dirigé sur une pièce. Plus par- ticulièrement, l'invention concerne un procédé et un appareil destinés à détecter et à réguler un point de focalisation sur La pièce avant d'entamer une opération de soudage. Il est établi que la focalisation d'un fais- ceau électronique est détectée et régulée en dirigeant un faisceau d'électrons sur un bloc expérimental d'un matériau, tel que du tungstène ou du cuivre, et en régulant le courant qui circule dans une bobine élec- tromagnétique à effet de lentille, tout en observant la tache du faisceau d'électrons, ou un creux de fusion sur la surface de la pièce, ou du bloc expérimental Un tel procédé clas- sique est désavantageux du fait que La détection et la régulation du faisceau d'électrons dépendent de l'observation de l'opérateur. En particulier, au cours d'une opération de soudage proprement dite, la position du foyer du fais- ceau électronique sur la pièce affecte le profil de la zone soudée. Les figures 1A à 3A annexées illustrent la position du foyer de faisceaux éLectro- niques, les figures lB à 3B annexées montrant les profils correspondants des zones de soudure. Sur les figures 1A et 1B,Lorsqu'un faisceau d'électrons EB est focalisé exactement sur la surface d'une pièce WK, le soudage est exécuté à une certaine profondeur avec un faible diamètre. En revanche, lorsque le point de focalisation se trouve à l'intérieur de la pièce WK comme l'illustrent les figures 2A et 2B, -2- la profondeur de soudage devient notablement plus fai- ble que dans le cas représenté par les figures 1A et 1B, mais avec un diamètre plus grand. Si le point de focalisation se trouve au dessus de la surface de la pièce, comme illustré sur les figures 3A et 3B, le profil de soudage prend une forme similaire à celle d'un clou court et épais. Les profits de soudage représentés sur les figures 2B et 3B ne sont pas acceptables. En vue de surmonter cette difficulté, la demande de brevet japonais n 48-339 soumise à l'inspec- tion publique, propose un procédé selon lequel la lumiè- re, produite par un faisceau d'électrons et réfléchie par la zone superficielle d'une piece vers laquelle le faisceau d'électrons est dirigé, est détectée par un indicateur et la régulation de la focalisation est opé- rée en conséquence. Ce procédé est plus efficace qu'un examen visuel du creux de fusion. Cependant, l'énergie du faisceau électronique utilisé pour la régulation est beaucoup plus faible que cettlle du faisceau électronique utilisé pour souder la pièce, si bien qu'il est néces- saire d'augmenter l'énergie du faisceau électronique après que La régulation a été effectuée. En outre, il n'est pas tenu compte d'une variation possible de la position de focalisation résultant d'un accroissement de l'énergie du faisceau électronique. Par ailleurs, bien que la précision de la régulation de la position de focalisation puisse être pLus grande que celle pouvant être obtenue par un examen visuel, ce procédé demeure désavantageux étant donné que la précision dépend de l'habileté de l'opérateur. Dans Leur article intitulé "Automatic Focusing in High Power Electron Beam Welding!", IIW-Doc. n IV/57/71, avril 1971, Eggers et aL. proposent un procédé dans lequel des élec- trons émis par une pièce irradiée par un faisceau élec- tronique sont utilisés pour détecter la position du foyer alors même que cette position est en train de changer. Deux collecteurs d'électrons sont utilisés pour détecter la position du foyer. Etant donné que ce procéde utilise directement le faisceau de souda- ge, il est nécessaire d'utiliser des circuits électro- niques compliqués si l'on veut éviter une condition de soudage inopportune. Un objet de la présente invention consiste à proposer un procédé et un appareil pour détecter et réguler d'une manière précise la position de focalisation d'un faisceau électronique sur une pièce, sans que cette précision soit tributaire de l'habileté de l'opérateur. Un autre objet de la présente invention con- siste à proposer un procédé et un appareil pour détec- ter et réguler, d'une manière automatique et précise, la position de focalisation d'un faisceau d'électrons dans les limites d'un court intervalle de temps. Conformément à la présente invention, ces objets sont atteints en déplaçant La position de foca- Lisation d'un faisceau électronique pilote, grâce à la variation d'un courant électrique circulant dans une lentille électromagnétique condensatrice tout en irradiant une pièce par ledit faisceau électronique pilote, en détectant soit des électrons, soit une autre radiation émise par ladite pièce du fait de son irradiation par le faisceau électronique pilote, et en détectant la position de focalisation dudit faisceau pilote à partir des électrons ou autre radiation détectés. Confor- mément à ce procédé, une compensation de la variation de la position de focalisation due à une différence d'énergie entre le faisceau électronique pilote et le faisceau électronique réel est effectuée en utilisant des données correctrices prédéterminées. Selon un autre aspect de la présente invention, les éLectrons-ou autre -4- radiation produits par la pièce sont détectés par un collecteur comprenant plusieurs segments chacun d'eux étant maintenu à un potentiel différent, et des signaux provenant de ces segments sont utilisés pour focaliser le faisceau électronique sur la surface de la pièce de telLe sorte que le diamètre de la tache du faisceau électronique sur la surface de ladite pièce soit réduite à un minimum. L'invention va a présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs en regard des figures annexées dans lesquelles: - les figures 1A à 38 déjà décrites, illustrent des rela- tions existant entre des positions de focalisation d'un faisceau électronique sur une pièce et les profils en creux d'une région de ladite pièce soudée par ledit faisceau électronique; - la figure 4 est un schéma synoptique illus- trant une forme de réalisation d'un appareil pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention; - la figure 5 montre la génération d'électrons secondaires et de rayons X sur la surface de la pièce du fait de l'irradiation de cette pièce par le faisceau électronique; - la figure 6 illustre un exemple de variations du courant circulant dans une bobine électromagnétique à effet de lentille condensatrice en réaction à la régu- lation de la position de focalisation; - la figure 7 illustre un exemple de varia- tions de l'intensité du faisceau électronique secondai- re; - la figure 8 montre un exemple de la relation existant entre le courant du faisceau électronique et le courant d'une bobine d'une lentille condensatrice; - la figure 9 illustre un exemple de la rela- tion existant entre le courant du faisceau électronique -5- et la longueur focale; - la figure 10 représente un exemple de va- riations de l'intensité des rayons X; - la figure 11 illustre une autre forme de réaLi- sation d'un appareil pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention; - la figure 12 représente un collecteur d'électrons; - la figure 13 met en évidence, par un gra- phique, la relation existant entre le potentiel du collecteur d'électrons et la radiation détectée d'un faisceau électronique provenant de la pièce; - la figure 14 est un graphique montrant les répartitions de l'énergie de différents rayonnements électroniques provenant de la pièce; - la figure 15 est un graphique analogue à celui de la figure 7, mais montrant un autre exemple de l'aspect de crête locale; et - la figure 16 représente une autre forme de réalisation d'un collecteur d'électrons. Sur les figures 4 et 5, un faisceau électro- nique pilote EB délivré par un canon à électrons 10 est dirigé vers une pièce WK. Une lentille électromagné- tique condensatrice 12 et un collecteur d'électrons 14 se trouvent sur le trajet parcouru par le faisceau électronique EB. La lentille condensatrice 12 consiste en une bobine au moyen de laquelle le degré de condensation du faisceau électronique est régulé par la commande d'un courant circulant dans ladite bobines Dans cette forme de réalisation, le courant parcourant la bo- bine varie avec le temps de la manière illustrée sur la figure 6. Cette variation de courant est ajustée de telle manière que le faisceau électronique EB soit focalisé sur la pièce WK dans une chambre de travail (non représenté), quelle que soit la position de cette pièce dans adite chambre. La régulation de la po- pièce dans Ladite chambre. La régulation de La po- - 6 - sition de focalisation est assurée par un faisceau électronique ayant une énergie plus faible que celle nécessaire pour accomplir le travail considéré, c'est-à-dire pour exécuter une opération effective de soudage. Le collecteur d'électrons 14 détecte le faisceau électronique réfléchi, et un détecteur 16 de rayons X est installé au voisinage du point de focalisation du faisceau électronique EB sur la pièce WK, de manière à détecter des rayons X émis par cette pièce. Si on le souhaite, il est possible de se dis- penser du collecteur d'électrons 14 ou du détecteur 16 de rayons X. Une source d'alimentation 18 du collecteur est connectée entre le collecteur d'électrons 14 et la pièce WK, cette source d'alimentation 18 du collecteur est conçue pour appliquer audit collecteur d'électrons 14 un po- tentiel positif ou négatif en fonction du potentiel de la pièce WK. Lorsque cette pièce WK est irradiée par le faisceau électronique EB, un faisceau électronique de radiation (RB) et des rayons X (RX) sont engendrés par ladite pièce. Le faisceau électronique de radia- tion RB comprend des électrons réfléchis, des électrons secondaires et des électrons thermiques. Les énergies de ces électrons respectifs obéissent aux relations suivantes: -énergie des électrons réfléchis > énergie des électrons secondaires -énergie des électrons réfléchis > énergie des électrons thermiques. Par conséquent, si un potentiel négatif est appliqué au collecteur d'électrons 14 par la source d'alimentation 18, seuls les électrons réfléchis attein- gnent ce collecteur 14, en revanche si le potentiel dudit coLlecteur 14 est positif, des électrons secondaires et des électrons thermiques atteignent ce collecteur 14 en plus des électrons réfléchis. Le collecteur 14 - 7 - et/ou le détecteur 16 de rayons X délivrent des signaux électriques indiquant La présence du faisceau éLectro- nique de radiation RB et du faisceau RX de rayons X. Ces signaux varient en fonction de l'importance du dé- calage du point de focalisation du faisceau électroni- que EB. Le colLecteur d'électrons 14 est connecté à un dispositif 20 de stockage de forme d'ondes et le détecteur 16 de rayons X est connecté, par l'intermé- diaire d'un amplificateur 22, audit dispositif 20 qui stocke provisoirement les formes d'ondes des signaux qui lui sont délivrés. L'amplificateur 22 est utilisé pour amplifier le signat de sortie du détecteur 16. La sortie du dispositif 20 de stockage de forme d'ondes est connectée à un ordinateur de traitement 24 qui ana- lyse les formes d'ondes des signaux stockées dans le dispositif de stockage et délivre un signal de com- mande en fonction de données correctrices (décrites ci-après), ainsi qu'un résultat d'analyses. L'ordinateur de traitement 24 est connecté à un dispositif de commande 26, lequel est à son tour connecté au canon à électrons 10 et à la Lentille conden- satrice 12.Le canon à électrons 10 et la Lentille condensatrice 12 sont commandés par des signaux de commande provenant de L'ordi- nateur de traitement 24, sous le maîtrise du dispositif de commande 26. En fonctionnement, lorsque la position du foyer est en cours de détection et de réguLation par le faisceau électronique de radiation RB, le collecteur d'électrons 14 est utilisé en tant que détecteur. Le faisceau électronique EB est dirigé avec une énergie réduite vers la pièce WK. Ensuite, le courant circulant dans la lentillecondensatrice 12 est accrue Linéairement de la manière illustrée sur la figure 6. Une courbe-A sur la figure 7 met en évidence -8- l'intensité du faisceau électronique de radiation RB, c'est-à-dire l'amplitude du signal de sortie du col- Lecteur d'électrons 14 Lorsque le courant traversant la lentille condensatrice 12 est accru tel qu'illustré sur la figu- re 6, alors que le potentiel dudit collecteur 14 est positif par rapport à la pièce WK, et une courbe B montre l'intensité du faisceau électronique de radiation RB lorsque le potentiel du collecteur 14 est négatif. Comme exposé ci-avant, tant Les électrons réfléchis que les électrons secondaires et les électrons thermiques sont captés par le collecteur d'électrons 14 lorsque le potentiel de ce collecteur est positif. Dans ce cas, lorsque le faisceau EB est focalisé sur la surface de la pièce WK, la température de cette surface augmente si le courant circulant dans la bobine à effet de lentille condensatrice est accru linéairement et, par conséquent, le taux de production d'électrons thermiques augmente. Ainsi l'intensité du faisceau électronique de radiation est accrue localement,comme illustré par la courbe A sur La figure 7. La valeur i du courant de la lentille con- densatrice, à un instant t auquel l'intensité de crête est atteinte, correspond à la position focaliséecomme illustré sur la figure 6. Lorsque le potentiel du collecteur d'électrons 14 est négatif, seuls des électrons réfléchis atteignent ce collecteur 14. Dans ce cas, le diamètre de la tache du faisceau électronique sur la surface de la pièce WK décroît lors d'un accroissement du courant circu- lant dans la bobine à effet de lentille condensatrice ce diamètre atteignant un minimum à l'instant t, après quoi il décroît lQrsque le courant précité augmente davantage. En d'autres termes, le faisceau électronique est focalisé sur la surface de la pièce, sur laquelle ta densité de ce faisceau devient suffisamment forte pour provoquer la fusion et l'évaporation de la zone - 9 - focalisée de La surface, d'o il résulte un abaissement du niveau superficiel effectif de cette zone, entraî- nant une réduction Locale de L'intensité du faisceau électronique de radiation comme représenté par la cour- be B de la figure 7. Le courant i circulant dans la Len- tille condensatrice 12 à L'instant t de la réduction locale de l'intensité du faisceau électronique de ra- diation sur la figure 6, correspond à la position foca- Lisée. Les formes d'ondes à la sortie du collecteur d'électrons 14, mises en évidence par les courbes A et B sur la figure 7, sont stockées provisoirement dans le dispositif de stockage 20 de forme d'ondes. L'ordinateur de traitement 24 mémorise des courbes correctrices dont une est illustrée sur la fi- gure 8, ainsi que des courbes correctrices dont l'une est montrée par la figure 9, et détivre un signal de commande qui correspond à des données obtenues d'après ces courbes correctrices et qui est appliqué au dispo- sitif de commande 26. Dans le cas o la commande est exécutée à partir des données correctrices obtenues d'après la figure 8, qui sont représentées par une courbe faisant partie d'un jeu de courbes dont chacune indique le courant circulant dans La lentillecondensatrice 12 pour une position de foyer fixe alors que le courant du faisceau électronique varie les données précitées englobent plusieurs courbes cor- rectrices dont chacune correspond à des distances diffé- rentes (distances de travail) entre la lentille condensa- trice 12 et la pièce WK. L'instant t, auquel les formes d'ondes stockées dans le dispositif de stockage 20 accusent une valeur locale (fi- gure 7), est obtenu dans l'ordinateur de traitement 24, puis le courant de la bobine à effet de lentille condensatrice cor- - 10 - respondant à cet instant t est obtenu d'après La figure 6. Ensuite, l'une des courbes correctrices correspondant à une distance de travail spécifique est sélectionnée dans L'ordinateur 24. Par exemple, lorsque le courant de La bobine à effet de lentille condensatrice obtenu dans L'ordina- teur 24 représente la valeur IC1 et que le courant du faisceau électronique est IEI, la courbe correctrice devant être choisie correspond à celtte représentée sur la figure 8. En d'autres termes, la courbe correctrice correspondant à une distance de travail spécifique sélectionnée est une courbe passant par un point d'intersection entre le courant de la bobine à effet de lentille condensatrice et le courant IE1 du faisceau électronique. Si l'on utilise la courbe correctrice sélec- tionnée de la manière précitée, il est possible, comme le montre la figure 8, d'obtenir le courant IC2 de la lentille condensatrice 12 correspondant au courant effi- cace IE2 du faisceau électronique EB. Sur la base de ces valeurs de données, un signal de commande est en- gendré et appliqué au dispositif de commande 26, lequel commande le canon à électrons 10 et la lentille condensa- trice 12 de telle sorte que le courant du faisceau électronique soit ajusté à la valeur IE2, et que le courant de ladite lentille12 soit à nouveau régulé jusqu'à la valeur IC2. Lorsque la commande doit être éxécutée sur la base des données correctrices obtenues d'après la figure 9, représentant une courbe faisant partie d'un jeu de courbes qui indiquent la relation existant entre la distance focale et le courant du faisceau électroni- que, l'ordinateur de traitement 24 détermine le courant de l'enroulement de la lentillecondensatrice 12 lorsque la focalisation est régulée de la même manière que celle mentionnée ci-avant. Ensuite, la courbe correctri- ce illustrée sur la figure 9 est choisie en fonction de - 11 - la valeur du courant circulant dans l'enroulement de ladite lentille12. A cet égard, il convient de mentionner que, si le courant du faisceau électronique est égal à IE3, au cours de la régulation de la focalisation, la position de la pièce WK, et par conséquent la distance focale lors de La régulation de la focalisation, est représentée par LF1. A partir de Là, il est possible d'obtenir la distance focale LF2 correspondant au cou- rant efficace IE4 du faisceau éLectronique au cours des opérations d'usinage. Le signal de commande est élaboré sur la base de ces valeurs de données (c'est-à-dire LF1, LF2, IE4), puis appliqué au dispositif de commande 26. En réponse à ce signal, le dispositif de commande 26 commande le canon à électrons 10 et un plateau (non représenté) sur lequel la piece WK est placée. Ainsi, Le dispositif 26 commande le canon à électrons 10 de façon à ce ce que le courant du faisceau électronique devienne égal à IE4, et il commande le plateau de manière à ce que la distance focale passe de la valeur LF1 à la valeur LF2. Comme il ressort clairement de ce qui précède, lorsque les données correctrices sont obtenues d'aorès les courbes correctrices de la figure 8, le courant circulant dans l'enroulement de lalentille condensatrice 12 est régulé alors We la position de La pièce WK demeure inchangée. A L'inverse, lorsque les données correctrices sont obtenues d'après les courbes correctrices de la figu- re 9, la position de la pièce WK est régulée alors que le courant qui circule dans l'enroulement de la lentille condensatrice 12 est inchangé. Dans le cas o la détection et la régulation de la position du foyer sont assurées par des rayons X (RX), on utilise le détecteur 16 de rayons X. La pièce WK est alors irradiée par un faisceau électro- nique, tout comme dans le cas précité. On fait ensuite varier le courant circulant dans l'enroulement de la - 12 - lentillecondensatrice 12, de La manière illustrée sur ta figure 6. La variation résultante de l'intensité des rayons X (à la sortie du détecteur 16) est illustrée sur la figure 10 et correspond à la courbe B de la figu- re 7 lorsque le collecteur d'électrons 14 est à un po- tentiel négatif. En d'autres termes, lorsque le faisceau électronique EB est focalisé sur la surface de la pièce WK, la densité de ce faisceau électronique est accrue et une mince zone de ladite surface est soumise à une fusion et à une évaporation, ce qui provoque un abaisse- ment du niveau superficiel effectif de cette zone de la pièce WK. Par conséquent, l'intensité des rayons X pro- venant de cette pièce est localement diminuée. Le signal représenté sur la figure 10 est amDoli- fié par l'amplificateur 22 et stocké dans le dispo- sitif 20 de stockage des formes d'ondes. Les opérations qui se déroulent ensuite sont les mêmes que celles dé- crites à l'appui des formes de réalisation précédentes. Dans certaines des formes de réalisation décrites ci-avant, la régulation de la focalisation est éxécutée en irradiant directement la pièce par le fais- ceau électronique. Néammoins, il est également possible d'utiliser un organe approprié placé sur La pièce, et d'irradier cet organe par un faisceau électronique. Ce dernier cas pourra s'avérer avantageux lorsque de petits défauts superficiels de la pièce doivent être évités. Conformément à la présente invention, il est possible de détecter avec exactitude la position du foyer et de réguler cette position avec une grande précision indépendamment de l'habileté de L'opérateur. En outre, étant donné que la variation de la position du foyer résultant de la différence du courant du fais- ceau entre la durée de détection de la focalisation et la durée de travail effective, est corrigée à partir des données correctrices préalablement obtenues, l'inter- - 13 - valle de temps nécessaire à La régulation de La position du foyer est raccourci, et il est possible de réguler automatiquement cette position du foyer. La figure 11 illustre une autre forme de réa- lisation de la présente invention, qui diffère du type de réalisation de la figure 4 par le fait que la forme d'ondes du courant de lalentille condensatrice 12 et la forme d'ondes à la sortie du collecteur d'électrons 14 sont stockées provisoirement dans le dispositif 20 de stockage de forme d'ondes; par le fait qu'il n'est prévu aucun dispositif de commande 26, et par le fait que ledit collecteur 14 est constitué par une paire d'organes A' et B' agencés coaxialement, comme le montre la figure 12. Une source 18 d'alimentation en puissance, connectée entre les organes coaxiaux A' et B' et la pièce WK, engendre une différence de potentiel entre ces derniers La figure 13 montre la relation existant entre le potentiel du collecteur d'électrons 14 et l'in- tensité du faisceau électronique RB détectée par ce col- lecteur, figure sur laquelle l'intensité des électrons varie brutalement au voisinage du point zéro du potentiel. Cette variation dépend de la repartition d'&énergie des trois faisceaux électroniques, telle qu'illustrée sur la figure 14. Sur la figure 14, la répartition d'énergie A" B" et C" correspond respectivement aux électrons thermi- ques, aux électrons secondaires et aux électrons réflé- chis. Comme on peut le déduire clairement de cette figu- re, seuls les électrons réfléchis de haute énergie du faisceau électronique de radiation RB atteingnent l'un des organes constituant le collecteur 14, auquel un po- tentiel négatif est appliqué. L'autre organe, auquel est appliqué un potentiel positif, reçoit des électrons se- condaires et des électrons thermiques accusant une faible - 14 - énergie. Le collecteur d'électrons 14 délivre un signal électrique correspondant. De ce fait, le signal de sor- tie dudit collecteur 14 varie en fonction de la condi- tion de focalisation du faisceau électronique EB. En fonctionnement, le faisceau électronique EB est dirigé vers la pièce WK, puis le courant circulant dans l'enroulement de la lentiLlecondensatrice 12 est accru comme le montre la figure 6. Dans ce cas, le diamètre de La tache laissée par le faisceau électronique EB sur la pièce WK,décroît dans le temps jusqu'à une valeur mi- nimale à laquelle le faisceau EB est focalisé sur la surface, puis il augmente. A l'instant auquel le diamè- tre de la tache du faisceau EB atteint un minimum, la zone de la surface de la pièce sur laquelle ledit faisceau est incidentIest soumise à une fusion et à une évapora- tion, et le signal de sortie du collecteur d'électrons 14 prend l'allure illustrée sur la figure 7, comme men- tionné ci-avant. Lorsque le faisceau électronique EB destiné à détecter La focalisation accuse une faible valeur de courant, la superficie de la zone de la pièce à laquelle ledit faisceau impose une fusion et une évaporation est modeste. De plus, La variation du signal produit par le faisceau électronique réfléchi est faible, de sorte qu'il devient difficile de détecter la focalisation au moyen de la valeur de crête de la courbe B sur la figu- re 7. De surcroît, si le faisceau provoqué par les élec- trons thermiques est élargi, il est difficile de détec- ter la focalisation avec exactitude. Conformément à cette forme de réalisation, les signaux de sortie délivrés par les organes constitu- tifs du collecteur d'électrons 14 sont mémorisés dans le dispositif 20 de stockage de forme d'ondes, conjoin- tement à la courbe représentative du courant circulant * dans l'enroulement de la lentille condensatrice 12. - 15 - L'ordinateur 24 traite ces données stockées, afin de déterminer La valeur du courant de L'enroulement de la bohine condensatrice à Laquelle le faisceau'électronique EB3 est focaLisé sur la pièce WK. Cet agencement est également efficace Lorsque La forme des ondes présente des crêtes qui sont non pas aussi simples que le montre la figure 7, mais relativement compLexes comme iLlus- tré sur la figure 15. Sur La figure 12, le collecteur d'électrons 14 est représenté comme étant constitué par deux organes A' et B' agencés coaxiaLement.-En variante, ces organes coaxiaux peuvent être au nombre de trois ou plus, des potentiels différents Leur étant appLiqués. En variante, Le collecteur 14 peut se compo- ser de plusieurs secteurs a, b, c, et d, comme iLLus- tré sur la figure 16. En présence d'un tel coLLecteur d'électrons, divers types d'électrons émis par La pièce peuvent être coLLectés séparément. Le collecteur d'électrons peut comprendre des éléments coLLecteurs interne et externe, L'élément in- terne étant percé d'un trou central traversé par Le faisceau électronique. Le collecteur d'électrons peut également comporter une plaque discoidaLe percée d'un trou central traversé par Ledit faisceau, et à Laquelle est appliqué un potentiel prédéterminé. Ledit collecteur peut également présenter des plaques interne et externe coaxiales auxquelles des potentiels différents sont aD- pliqués et qui peuvent détecter séparément différents types d'électrons provenant de la pièce. Le courant circulant dans l'enroulement de la lentille condensatrice 12 peut être réduit d'une manière différente de celle montrée par la figure 6, tant qu'il demeure linéaire. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé et à L'appareil dé- crits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. - 16 - REVENDICATIONS 1. Procédé pour détecter et réguler la commande de la position du foyer d'un faisceau électronique délivré par un canon à électrons et concentré par une Lentile électromagnétique condensatrice d'un appareil d'usinage par faisceau électronique, procédé caracté- risé par Le fait qu'il comprend les étapes consistant: - à irradier une pièce (WK) par un faisceau électronique (EB) déLivré à une première intensité par ledit canon à électrons (10); - à faire varier linéairement un courant circu- Lant par un enroulement de Ladite lentille électromagné- tique condensatrice (12),de manière à déplacer la position du foyer dudit faisceau électronique (EB) par rapport à ladite pièce (WK); - à détecter au moins des électrons et/ou une autre radiation produits par ladite pièce (WK) du fait de L'irradiation précitée, afin de délivrer un signal variant en fonction de l'intensité de Ladite radiation; - à déterminer la position du foyer dudit fais- ceau électronique (EB) d'après les variations dudit si- gnal; - à déterminer une valeur du courant circulant par ledit enroulement torsque Ladite position du foyer se trouve à un certain niveau superficiel de ladite pièce (WK); - à corriger ladite position du foyer sur la base de la valeur du courant précité et de données correctri- ces préalablement établies; et - à ajuster une position du foyer dudit faisceau électronique (EB) à une seconde intensité supérieure à ladite première intensité. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les données correctrices indiquent des courants circulant dans L'enroulement de la Lentille (12), en présence desquels la position du foyer du fais- - 17 - ceau électronique (EB) est maintenue constante en un point arbitraire de travail, indépendamment d'une va- riation intervenant dans la distance séparant la pièce (WK) et le canon à électrons (10); et par le fait que l'étape d'ajustement est exécutée par une commande du courant parcourant l'enroulement. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les données correctrices indiquent une relation existant entre un courant du faisceau électroni- que (EB) et la position du foyer pour un courant arbi- traire circulant dans l'enroulement de la Lentille con- densatrice (12); et par le fait que l'étape d'ajuste- ment est exécutée par une régulation de la position de la pièce (WK). 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les électrons (RB) comprennent au moins un des électrons secondaires, des électrons réfléchis et des électrons thermiques. 5. Procédé selon La revendication 1, caractérisé par le fait que la radiation comprend des rayons (RX)o 6. Appareil pour détecter la focalisation d'un faisceau électronique délivré par un appareil d'usinage par faisceau d'électrons comprenant un canon à électrons (10) et une Lentille électromagnétique condensatrice (12), appareil caractérisé par le fait qu'il comprend un collec- teur d'électrons (14) intercalé entre ladite Lentille condensatrice (12) et une pièce (WK) pour collecter au moins des électrons et/ou une autre radiation produits lors de l'irradiation de ladite pièce (WK) oar un fais- ceau électronique (EB) d'une première énergie, Ledit collecteur (14) délivrant un signal électrique indicatif d'une intensité desdits électrons ou de ladite autre ra- diation; des moyens pour faire varier linéairement un courant circulant dans un enroulement de Ladite lentille condensatrice (12), afin de déplacer le point de focali- - 18 - sation dudit faisceau électronique (EB) dans une direc- tion par rapport à ladite pièce (WK); des moyens pour détecter une crête locale dudit signal électrique, afin de déterminer la position du foyer du faisceau électro- nique (EB) le long de la direction précitée; des moyens pour détecter une valeur du courant précité à un instant (t) auquel ladite crête locale est détectée; des moyens (20) pour stocker des données correctrices; ainsi que des moyens réagissant à ladite valeur du courant et aux- dites données correctrices pour corriger la position du foyer, afin d'obtenir une position du foyer correcte d'un faisceau électronique (EB) accusant une seconde énergie excédant la première énergie précitée. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les données correctrices indiquent une relation existant entre un courant du faisceau électro- nique (EB) et le courant auquel la position du foyer est maintenue constante à n'importe quelle distance de travail entre le canon à électrons (10) et la pièce (WK). 8. Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les données correctrices indiquent une relation existant entre une énergie du faisceau éLectro- nique (EB) et la distance du foyer à des valeurs respec- tives du courant circulant dans l'enroulement de la len- tille (12). 9. Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le collecteur d'électrons (14) comprend des éléments collecteurs interne et externe agencés coaxialement et auxquels sont appliqués des potentiels différents, l'élément collecteur interne étant percé- d'un trou central par lequel passe le faisceau électro- nique (EB) provenant du canon à électrons (10). 10. Appareil selon la revendication 6, caractéri- sé par le fait que le collecteur d'électrons (14) com- prend une plaque discoidale percée d'un trou central S9695 - 19 - par Lequel passe Le faisceau électronique (EB) provenant du canon à éLectrons (10), un potentiel prédéterminé étant appliqué à cette plaque discoidaLe. 11. Appareil selon la revendication 9, caractéri- sé par le fait que la plaque discoidale comprend des plaques interne (A') et externe (B') disposées coaxiale- ment et auxquelles des potentiels différents sont appli- qués, différents types d'électrons provenant de La pièce (WK) étant détectés séparément par ces plaques. 12. Appareil selon La revendication 9, caractéri- sé par le fait que La plaque discoîdale comprend plu- sieurs secteurs (a, b, c, d) à chacun desquels un poten- tiel différent est appliqué, de sorte que différents types d'électrons provenant de la pièce (WK) sont détectés séparément.