Устройство для ультразвуковой микросварки

ОП ИСАНИЕ,ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицеских Республик(11) 444613 61) Зависимое от авт. свидетельства -Заявлено 2610 е 72 (21)1840643/25 с 1) М. Кл,В 23 к 19/О исоединением заявки Государственный кометеСовета Мнннстров СССРпо делам нзайретеннйн открытей) Приоритет -Опубликовано 30, 09. МпюллетеньДата опубликования описания 3 у к 21.781,16.0) УСТРОЙСТВО ДЕЯ ЗЛЪТР МИКРОСВАРКИВОЙ Йзвестно устройство для ультразвуковой микросварки, содержащее установленные на основании рабочий стол, сварочный инструмент и связанный с ним автоматически регулируемый механизм давления.Для повышения качества сварного соединения в предлагаемом устройстве привод механизма давления выполнен в виде попарно установленных на основании пьезоэлементов, соединенных между собой и со сварочным инструментом упругими элементами, образующими множительный механизм.15Механизм давления не имеет кинематических пар с внешним трением и выполнен в виде упругого множительного механизма, в котором нагружающий стержень жестко сое динен со средними точками упругих элементов, противоположные концы которых жестко закреплены в центрах упругих мембран, подвергаемых радиальной деормацйи со стороныю элементов, жестко соединенных с последнимй и изготовленными из материала, обладающего пьезоэ 44 ек-том. Прй подаче электрического напряжения на обкладки пьезоматериала мембраны преобразуют малые радиальные деФормации в увеличенные перемещения их центра, а обратная связь осуществляется йри помощи тензодатчиков, расположенных на упругих злемейтах, соединенных жестким стержнем.На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство,Устройство содержит акустическую систему 1, ультразвуковой генератор 2, датчик 3 активного контроля, например полупроводниковый тензодатчик, наклеенный на концентратор вблизй крепления рабочего инструмента, усилитель Ф, рабочий стол для свариваемых деталей 5, сварочный инструмент б, прижимной рычаг 7, механизм создания сварочного давления, состоя15 20 25 Зо 35 ю 45 50 55 3щий из жесткого стержня 8, соединяющего средние точки упругих элементов 9, выполненных, например, в виде плоских пружин, лоскось минимальноИ жесткости которых параллельна оси стержня 8. Каждый йз упругих элементов противоположными концами жестко закреплен в центре упругих мембран 10, на которые соосно с обеих сторон наклеены кольцеобразные элементы 11 и 12 из материала, ооладающего пьезоэффектом, найример из пьезокерамики ЦТС. Обкладки пьезоэлемейтов соединены с блоком 18 литания. Цля осуществления обратной связи и корректировки величины сварочного давления упругие элементы 9 несут на себе в месте максимальной деформации полупроводниковые тензодатчики 14, сигнал от которых поступает на блок 15 сравнения.При включении генератора 2 напряжение ультразвуковой частоты вызывает механические колебания магнитостриктора и волновода акустической системы. Колебания передаются соединяемым деталям, в результате чего образуется сварное соединение. В процессе ооразования соединения величина и характер изменения сварочного давления задается при помощи блока 15. Предварительйо механизм создания сварочного давления калибруется и функциональная зависимость сигналаа:,зоатчиков от усилия вводится в блок 15 сравнения. При подаче электрического напряжения на обкладки пьезоэлементов 11 и 12, величина которого определяется величиной сигнала с блока 15, пьезоэлементы деформируются в радиальном направлении к центру. При этом каждая из мембран выпучивается так, что центры последних получают перемещение в сторону стержня 8, преобразуя малые радин".ьные деформации в увеличенное перемещение центра. Каждая из мембран развивает определенное усилие. Будучи заделанным между двумя центрами мембран каждый из упругих элементов 9 подвергается изгибу, причем максимальная деформация наблюдается в средних точках, Каждый из упругих элементов преобразует перемещения центров мембран в увеличенные перемещения своих средних точек. Стержень 8, таким образом, получает движенйе в сторону свариваемых деталей, оказывая давление на прижимноИ рычаг 7 и на сварочный инструмент 6,В процессе работы тензодатчик 14 выдает электрический сигнал, пропорциональный деформации упругих элементов 9, а следовательно, развиваемому механизмом сварочному давлению, и подает его на блок 15 сравнения. В случае несовпадения сигнала с заданным сигнал рассогласования подается на блок 13, который вырабатывает сигнал на изменение величины подаваемого на обкладки пьезоэлементов напряжения. Так как одноименные обкладки пьезоэлементов соединены электрически, то изменение напряжения вызывает одновременную деформацию мембран на одинаковую величину. Таким образом осуществляется слежение за величиноИ сварочного давления, При осуществлении всех соединенйй упругих элементов с мембранами и стержнем 8 при помощи гайки в механизме исключаются всякого рода люфты и кинематические пары с внешним трением, а быстродеиствие системы существенно возрастает, что позволяет изменять величину сварочного давления в очень малые промежутки времени по разным законам с высокой точностью, в результате чего качество образуемых сварных соединениИ значительно улучшается. ПРЬДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯУстройство для ультразвуковой микросварки, содержащее установленные на основании рабочий стол, сварочный инструмент и связанный с ним автоматически регулируемый механизм давления, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, привод механизма давления выполйен в виде попарно установленных на основании пьезоэлементов, соединенных между собой и со сварочным инструментом упругими элементами, образующими множительный механизм.