Устройство дозирования энергии при ультрозвуковой микросварке

Сава Советских Соеалнвтнчоекнх Ревпублик(22) Заявлено 03.05.76 (21) 2354099/25-27 л 2 В 23 К 19/02 с присоединением заявки М Государственный комитет Совета Миннстрав СССР(45) Дата опубликования описания 19.12.7 3) УДК 621,791.по долам нзебретенн н етнрытнй, А. Козич 1) Заявитель О ДОЗИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МИКРОСВАРКЕ(54) УСТРОЙС Изобретениезвуковой сваркив ультразвуковь осится к ооласти ульт может быть использова установках для микросв,ки.Известно устройство дозирования энергии при ультразвуковой микросварке, содержащее задающий каскад, усилитель мощности, акустический узел с управляемым механизмом цагружения, систему контроля и коррекции усилия нагружения, датчик механических колебаний, блок дозирования эцергии по перепаду амплитуды механических колебаний во время сварки, два реле времени 1.В известном устройстве система контроля и коррекции усилия нагр ужения выполнена с применением электромеханических элементов, что отрицательно сказывается на воспроизводимости прочности соединений.Цель изобретения - повышение точности дозирования энергии и воспроизводимости прочности сварных соединений.Для этого в предлагаемом устройстве система,контроля и коррекции усилия нагружения включает в себя два высокочастотных детектора, регулятор уровня, схему сравнения и блок управления, при этом вход акустического узла подключец,ко входу первого высокочастотного детектора, выход которого через регулятор уровня подключен к одному из входов схемы сравнения, а выход датчика механических колебаций подсоединен одновременно ко входу второго высокочастотного детектора и ко входу блока дозирования энергии по перепаду амплитуды механических колебаний во 5 время сварки, выход же второго высокочастотного детектора подключен к другому входу схемы сравнения, выход, которой соединен с одним из входов блока управления, включенным последовательно с управляемым мехаццз мом цатружения, а два других входа блокуправления соединены с соответствукнццмц реле времени.На чертеже приведена структурная схемапредлагаемого устройства.15 Устройство содержит последовательно соединенные задающий каскад 1, управляемый делитель 2, аналоговый ключ 3, усилитель 4 мощности, акустический узел 5 для микро- сварки с управляемым механизмом 6 нагру жения, датчик 7 механических колебаний инструмента 8, блок дозировация энергии по перепаду амплитуды механических колебаний во время сварки, первое реле 10 времсцц, элемент ИЛИ 11, выход которого сосдццсц с уп равляющим входом ацалогозого ключа 3, ивторое реле 12 времени, выход которого подключен к управляюцтему входу делителя 2, второму входу элемента ИЛИ 11, второму входу первого реле 10 времени н блокирую щему входу блока 9, а также систему 13 коцд 10 15 20 60 троля и,коррекции усилия нагружения, состоящую из последовательно соединенных перво го высокочастотного детектора 14, вход кото. рого подключен к первому входу системы 13, регулятор 15 уровня, схему 16 сравнения и блок 17 управления, причем второй вход схемы 16 сравнения через второй высокочастогный детектор 18 соединен с вторым входом системы 13, блокирующий вход блока 17 управления - с третьим входом системы 13, а первый и второй выходы блока 17 управления - со входом механизма 6 нагрукения и сбросовым входом второго реле 12 времени,Устройство работает следующим образом. Сигнал со второго реле 12 времени по блокирующему входу блокирует работу олока 9 дозирования энсргии по перепаду амплитуды колебаний во время сварки, включает управляемый делитель 2, который уменьшает амплитуду поступающего на него с задающего ,каскада 1 напряяення ультразвуковой частоты в 5 - 10 раз, и через элемент ИЛИ 11 открывает аналоговый ключ 3, который пропускает напряжение ультразвуковой частоты с выхода делителя 2 на вход усилителя 4, возбуждающего в акустическом узле 5 для микросварки механические колебания, которые передаются инструменту 8 и воспринимаются датчиком 7 механических колебаний. Сигнал со входа акустического узла 5 через первый высокочастотный детектор 14 и регулятор 15 уровня поступает на первый вход схемы 16 сравнения, на второй вход, которой через высокочастотный детектор 18 подается напряжение с выхода датчика механических колебаний.Перед сваркой система 13 контроля и коррекция усилия нагруяения калибруется, т.е. ретулятором 15 уровня устанавливается напряжение на первом входе схемы 16 сравнения, равное напряжению на втором ес входе, при подаче в зону сварки по команде второго реле 12 времени ультразвуково,; о импульса при опиальном усилии нагружения 1. и чистых поверхностях свариваемых деталей. Таким образом в процессе калибровки регулятором 15 фактически запоминают коэффициент передачи акустического узла 5 прл оптимальной силе трения, когда в процессе работы меняется состояние поверхностей свариваемых деталей или же в результате ошибок механизма 6 нагружения меняется усилие нагружения 1., то меняется и сила трения, тормозяш,ая инструмент 8, а значит и коэффициент передачи акустического узла 5 микросварки, что приводит к изменению амплитуды колебаний инструмента 8 и сигнала на втором входе схемы 16 сравнения, которая выдает в блок 1 управления сигнал на изменение усилия нагруяения. Блок 17 посредством механизма 6 25 30 35 40 45 50 55 нагружения меняет усилие нагруяения 1, до тех пор, пока сигналы на первом и втором входах схемы 16 сравнения не станут равными. После этого слгналом с блока 17 управления второе реле 12 времени сбрасывается в исходное состояние, выключается управляемый делитель 2, снимается блокировка с блока 9 дозирования энергии по перепаду амплитуды во время сварки и включается первое реле 10 времени 10, определяющее длительность основного сварочного импульса. Сигнал с выхода перзого реле 10 времени через элемент ИЛИ 11 поддерживает аналоговый ключ 3 в открытом состоянии и блокирует работу системы 13 контроля и коррекции усилия нагруяения, воздействуя на блокирующий вход блока 17 управления. По достижении заданной прочности соединения срабатывает блок 9 дозирования, сигнал с ого выхода сбрасывает реле 10, и устройство приходит в исходное состояние,Формула изобретения Устройство дозирования энергии при ультразвуковой микросварке, содеркащее задающий каскад, усилитель мощности, акустический узел с управляемым механизмом погружения, систему контроля и коррекции усилия нагружения, датчик механических колебаний, олок дозирования энергии по перепаду амплитуды механических колебаний во время сварки, два реле времени, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности дозирования энергии и воспроизводимости прочности сварных соединений, система контроля и коррекции усилия нагруяения содержит два высокочастотных детектора, регулятор уровня, схему сравнения и блок управления, при этом вход акустического узла подключен ко входу первого зысокочастотного детектора, выход которого через регулятор уровня подключен к одному из входов схемы сравнения, а выход датчика механических колебаний подсоединен одновременно ко входу второго высокочастотного детектора и ко входу блока дозировапия энергии по перепаду амплитуды механических колебаний во время сварки, выход же второго высокочастотного детектора подключен к другому входу схемы сравнения, выход которой соединен с одним из входов блока управления, включенным последовательно с управляемым механизмом нагружения, а два других входа блока управления соединены с соответствующими реле времени,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США М 3610506, кл. 228 - 1,опублик. 1969,б 83891 оставитель В. КатиТехред Н. Рыбкина орректор Л, Орлов 2705/7 Изд.994 НПО Государственного комитета Со по делам изобретений 1 113035, Москва, Ж, Рауш