Устройство для ультразвуковой микросварки

О П И С А Н-М-"Е- ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистических Республик(51) м ( 2 В 23 К 19/04. Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МИКРОСВАРКИИзобретение относится к сварочной технике и может быть использовано в оборудовании для ультразвуковой микросварки.Известно устройство для ультразвуковой микросварки, состоящее из генератора линейно изменяющегося напряжения, соединенных с ним генератора прямоугольных импульсов, регулятора мощности, предварительного усилителя. мощности, выходного усилителя мощности с отрицательной обратной связью, ультразвукового преобразователя, причем преобразователь подключен ко вторичной обмотке выход ного трансформатора мощности (1).Недостатком известного устройства являеася низкая стабильность амплитуды механических колебаний инструмента ив-эа изменения собственной ре зонайсной частоты преобразователя в процессе работы вследствие его нагревания и изменения добротности, что приводит к рассогласованию частотных спектров генератора и уьтраэвукового преобразователя.Известно устройство для контроля и управления режимом микросварки по Электрическим характеристикам контакта 12), ЗО Недостаток этого устройства заключается в неустойчивой работе притолчках и вибрациях, которые возникают в производственных условиях навысокоскоростных автоматах для микросварки.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению являетсяустройство, содержащее соединенныепоследовательно задающий генераторкачающейся частоты с автоматическимпоиском. резонансной частоты по минимуму импеданса преобразователя,электроакустический преобразователь,амплитудный детектор, дифференцирующийусилитель, один выход которого соединен со входом ультразвукового генератора, а также фдрмкрователь и переключающее устройство, два выхода которогосоединены со вторым и третьим входами ультразвукового генератора, авторой вход переключателя соединенсо схемой запуска 3).Однако при работе на современныхвысокоскоростных автоматах для микросварки система управления сваркой,работающая по принципу дифференцирования сигнала, не является достаточно надежной. Это связано с тем, чтосварочные машины очень чувствитель721287 Формула изобретения ны к внешним и внутренним вибрациям,которые создаются другим работающимоборудованием или приводами сварочной головки, Такие вибрации могутусиливаться, если крепление свариваемых изделий недостаточно жесткое,что представляет значительные проблемы для некоторых типов корпусов, Вмикросварочных автоматах, работающих обычно на щаговых двигателях,дополнительные вибрации возникаютв момент остановки двигателя, Всевозможные толчки или вибрации, а такжеявление проскальзывания инструментаво время сварки могут случайно изменить выходной сигнал с преобразователя и привести к ложным срабатываниям.Цель изобретения - повышениестабильности качества сваркИ и увеличение выхода годных приборов.это достигается тем, что в предлагаемое устройство введены времязадающее устройство, а также последовательно соединенные ключ и интегрирующая цепочка, причем один входключа соединен с выходом амплитудного 25детектора, второй вход ключа соединен с выходом дифференциального усилителя, второй выход которого соединен через времязадающее устройство с первым входом формирователя,второй вход которого соединен свыходом интегрирующей цепочки.На чертеже приведена блок-схемаописываемого устройства.устройство для ультразвуковой35микросварки содержит ультразвуковойгенератор 1, состоящий из частотногомодулятора 2, задающего генератора 3,регулятора мощности 4, усилителя мощности 5, а также содержит электроакустический преобразователь 6 со сварочным инструментом 7, амплитудный детектор 8, дифференцирующий усилитель9, времязадающее устройство 10, формирователь 11, выполненный в виде опеРационного усилителя, переключающее 45устройство 12,. запускающее устройство 13 и ключ 14, а также интегрирующую цепочку 15, состоящую из потенциометра 16 регулировки длительности сварки резисторов 17, 18 и конден сатор 19,Устройство работает следующимобразом.При нагружении инструмента 7 насвариваемые элементы запускающееустройство 13 с помощью переключающего устройства 12 включает ультразвуковой генератор 1. Напряжение генератора 3, усиленное усилителеммощности 5 подается на преобразователь 6. При этом частота генератора 603 изменяется с помощью частотногомодулятора 2 в области резонанснойчастоты преобразователя 5. Модулированное напряжение преобразователя6 поступает на амплитудный детек тор 8, где оцо выпрямляетсц и фильтруется. Затем продетекти 1 оваццыйсигнал подается ца диффереццирующийусилитель 9, где в момент достижения резонанса, соответствующегоминимуму напряжения на преобразователь 6 дифференцирующий усилитель8 выдает сигнал на стабилизацию частоты в частотный модулятор 2. Одновременно сигналом с выхода усилителя 9 включается источник 10 регулируемого опорного напряжения Иов,представляющим времязадающее устройство. Напряжение Иоц подается навход формирователя 11. Величина этого напряжения пропорциональна длительности периода сварки в режиместабилизации частоты ультразвукового генератора. Одновременно с началом стабилизации частоты сигнал сдифференцирующего усилителя 9 открывает ключ 14, и напряжение сдетектора 7 поступает на интегрирующуюцепочку 15, с которой передается навторой вход формирователя 11,В процессе сварки напряжение напреобразователе 6 повышается вследствие его механического нагруженияво время сварки. При этом такжеувеличивается напряжение на потенциометре 16 и резисторе 18. Конденсатор 19 заряжается, При достижениинапряжения на конденсаторе 19 И, -Иформирователь 11 вырабатывает сигнал отключения, при котором сваркапрекращается, Если в результате каких-то процессов напряжение ца преобразователе 6 увеличилось, конденсатор 19 будет заряжаться быстрее,длительность сварки при этом уменьшается, что приводит к стабилизации энергии сварочного импульса.Устройство позволяет усреднятьотдельные изменения напряжения напреобразователе, происходящие в результате толчков и вибраций в производственных условиях на высокопроизводительных автоматах для микросварки. Это достигается за счетвведения канала, состоящего из потенциометра 16, резисторов 17, 18и конденсатора 19При этом повышается стабильность прочности сварныхсоединений и выход годных приборов.Так, при работе данной системы навысокоскоростном автомате выход годных приборов увеличился ца 4. Устройство для ультразвуковой микросварки, содержащее соединенные последовательно задающий генератор качающейся частоты с автоматическим поиском резонансной частоты по минимуму импедансапреобразователя, электроакустический преобразователь, д"плитудный детектор, дифферецццруводписн СССРй 4/ лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 щий усилитель, один выход которогосоединен со входом генератора, атакже формирователь и переключающееустройство, два выхода которого соединены со вторым и третьим входамиультразвукового генератора, а второй вход переключателя соединен сосхемой запуска, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышениястабильности качества сварки и увеличения выхода годных приборов, вустройство введены времязадающееустройство, а также последовательносоединенные ключ и интегрирующая цепочка, причем один вход ключа соединен с выходом амплитудного детектора, второй вход ключа соединенс выходом дифференцирующего усилителя, второй выход которого соединен через времязадающее устройствос первым входом формирователя, второйвход которого соединен с выходом интегрирующей цепочки,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Грачев А.А. Кожевников А.П.Лебига В.А, Россощинский А,А. Ультразвуковая микросварка. М., Энергия,1977, с. 98-101.2. Колешко В,М. Ультразвуковаямикросварка. М., Наука и техника,1977, с, 303-305, 313,3; Установка для присоединениякристаллов к контактным рамкам15 ЭМА. Техническое описание иинструкция по эксплуатации, 1973,с. 7-12.