Устройство для сварки давлением

(22) Заявлено 16.10.81 (21) 3344447/25-27 ) М Кд з В 23 К 11/04 В 23 К 11/2 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 2 Ц 0283. Бюллетень М 8 Дата опубликования описания 28. 02.83 53) УДК 621. 791.(54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к оборудованиюдля сборки полупроводниковых прибо-ров и интегральных микросхем.Известно устройство для сваркидавлением, содержащее сварочныйтрансформатор, неподвижную и подвижную станины, привод оплавления и привод осадки, конечный выключатель икомандный датчик, установленный нарабочем органе привода осадки и подакщий сигнал на выключение сварочного трансформатора 1,Недостаток этого устройства - низкая точность дозирования длительности осадки под током.Известно также устройство длясварки давлением, содержащее сварочный трансформатор, неподвижную иподвижную плиты, привод оплавленияи осадки и командный. датчик, связанный со счетчиком импульсов осадкии подающий сигнал на отключение сварочного трансформатора, прячем ко.-мандный датчик выполнен в виде пьезоэлектрического датчика ускорения, установленного на подвижной плите машины 121,Основным недостатком укаэанногоустройства является низкая.надежность определения момента контактирования свариваемых деталей, так как;пьезоэлектрический датчик ускоренияреагирует на случайные перемещениясварочной головки, удары и вибрациисварочной установки.Наиболее близвум к предлагаемомуявляется устройстЪо, содержащее сварочную головку с механизмом вертикальных перемещений и датчиком давления, шаговый привод с блоком управления, генератор ультразвуковоготест-импульса, соединенный с ультразвуковым преобразователем, и последовательно соединенные индуктивныйдатчик, выполненный в виде дополнительной обмотки, нанесенной поверхобмотки возбуждения ультразвуковогопреобразователя, амплитудный детектор, пиковый детектор, вычитатель,вторым входом соединенный с входомпикового детектора и выходом ампли-.тудного детектора, детектор обнаружения превышения нуля потенциала и 25 формирователь, выходом соединенныйс входом блока .Управления шаговымприводом. Принцип работы указанногоустройства основан на определении момента контактирования соединяемых де.30 талей с последукщим заданием скорос 1 0001 97ти деформирования привариваемого проводника 3 Недостатком известного устройства является отсутствие блокировки сварочной установки в случае, когда устройство определения момента контактирования свариваемых деталей не сраба- Гывает, при этом после контакта соединяемых деталей шаговый привод деформирует свариваемые детали до их полного разрушения, что приводит к вы 10 ходу. прибора из строя и поломке меха-, низма вертикальных перемещений. Поэтому известное устройство обладает низкой надежностью.Цель изобретения - повышение на дежности работы.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее сварочную головку с механизмом вертикальных перемещений и датчиком дав 20 ления, щаговый привод с блоком управления, генератор ультразвукового тест-импульса, соединенный с ультразвуковым преобразователем,.а также последовательно соединенные индук тивный датчик, выполненный в виде дополнительной обмотки, нанесенной поверх обмотки возбуждения ультраэву. кового преобразователя, амплитудный детектор, пиковый детектор, вторым входом соединенный с дополнительным выходом блока управления шаговым при. водом, вычитатель, вторым входом соединенный с выходомамплитудного детектора и входом пикового детектора, детектор обнаружения превышения нуля потенциала и формирователь, выходомсоедчненный с входом блока управления шаговым приводомвведены делитель напряжения с опорным напряжением на входе, а также последовательно 40 соединенные, усилитель, Фильтр высоких частот, компаратор, вторым входом соединенный с выходом делителя напряжения, и второй формирователь, причем выход второго Формирователя 45 ,соединен с дополнительным входом блока управления шаговым приводом, а вход усилителя - с датчиком давленияНа чертеже приведена структурная схема устройства.Устройство для сварки давлением состоит иэ.механизма вертикальных перемещений сварочной головки 1, датчика 2 давления, например тензо;датчика, закрепленного на сварочной головке, шагового привода 3 с блоком 4 управления шаговым приводом, генератор 5 ультразвукового тест-импульса, подключенного к ультразву ковому преобразователю 6, последовательно соединенных индкутивного датчика 7, выполненного в виде допол нительной обмотки, нанесенной поверх обмотки возбуждения ультразвукового 65 преобразователя 6, амплитудного детектора 8, пикового детектора 9, вторым входом соединенного с дополнительным выходом блока 4 управления шаговым приводом, вычитателя 10, вторым входом соединенного с выходом амплитудного детектора 8 и входом пикового детектора 9, детектора 11 обнаружения превышения нуля потенциала и Формирователя 12, выходом соединенного с входом блока 4 управления шаговым приводом, последовательно соединенных усилителя 13, фильтра 14 высоких частот, компаратора 15, ;второго формирователя 16, выходом подключенного к дополнительному входу блока 4 управления шаговым при - водом, причем вход усилителя 13 подключен к датчику 2 давления, а также делителя 17 напряжения.Устройство работает следующим образом.Для регистрации момента контактирования свариваемых деталей генератор 5 тест-импульса с момента запуска шагового привода 3 на опускание механизма вертикальных перемещений сварочной головки 1 начинает вырабатывать сигнал с частотой 60- 70 кГц и мощностью 0,02.-0,5 Вт, который подается на обмотку возбуждения ультразвукового преобразователя 6. При этом сварочный инструмент испытывает вибрации с амплитудой холостого хода, которые фиксируются индуктивным датчиком 7, выполненным в виде дополнительной обмотки, нанесенной поверх обмотки возбуждения ультразвукового преобразователя 6, Амплитудный детектор 8 выделяет огибающую от сигнала датчика 7, который служит для определения момента контактирования свариваемых деталей.Сигнал с выхода амплитудного детектора 8 подается на вход пикового детектора 9, где происходит запоминание амплитуды холостого хода преобразователя 6, далее сигнал передается на вход вычитателя 10. Вычитатель 10 осуществляет операцию вычитания сигнала с выхода пикового детектора 9 от сигнала с входа пикового детектора 9. Таким образом, в ;режиме холостого хода сигнал на выходе вычитателя 10 отсутствует. В момент контактирования свариваемых деталей амплитуда колебаний сварочного инструмента падает вследствие возрастания эквивалента механической нагрузки на ультразвуковой преобразователь 6, а на выходе вычитателя 10 появляется сигнал, равный разнице входного и выходного напряжений пико. вого детектора 9, который Фокусируется детектором 11 обнаружения превышения нуля потенциала и через формирователь 12 Формирует управляющий;сигнал на блок 4 управления шаговым приводом, одновременно сигналом с дополнительного выхода последнего происходит сброс пикового детектора 9.Блок 4 управления шаговым приводом после определения момента контак тирования отрабатывает определенное количество импульсов на шаговый привод 3, которыми задается оптимальнаяеформация привариваемого проводника и скорость перемещения сварочного 10 нструмента при сварке.В случае, если момент контактирования свариваемдх деталей не установлен, сигнал пропорционален изгибной нагрузке на сварочную головку 1. По лученный сигнал усиливается усилителем 13 и поступает на вход Фильтра 14 высоких частот, где срезается высокочастотная помеха, вносимая работой шагового привода 3. Иреобразован О ный таким образом сигнал подается на вход компаратора 15, на второй вход которого приходит опорное напряжение с делителя 17 напряжения, равное КА 4, где К - коэффициент д усиления усилителя 13 Д - чувствительность датчика 2 давления Н допустимая нагрузка на сварочную го.ловку, задаваемая при наладке установки. В момент равнества сигналов на обоих входах компаратора 15 последний срабатывает и через формирователь 16 блокирует шаговый привод 3, после чего устраняется неисйравность работы устройства определе" ноя момента контактирования сварива- З емых деталей, которая в первую очередь заключается в неправильной установке в рабочее положение пикового детектора 9 и вычитателя 10, а также установке порога срабатывания детек ,тора 11 .обнаружения превышения нуля потенциала и отсутствии на входе амплитудного детектора 3 тест-импульса,Таким образом, изобретение позволяет повысить эксплуатационную на дежность работы установок для микро- сварки путем введения блокировки при отсутствии сигнала с устройства определения контакта в момент контактирования сварочного инструмента со 5 О свариваемыми деталями. Отсутствие сигнала с укаэанного устройства может иметь место, например, при выходе из строя любого элемента, входящего в него (генератоРа, тест-им пульса, амплитудного детектора, пикового:.детектора, вычитателя, детектора обнаружения превышения нуля потенциала и Формирователя), отсутствии напряжения питания и т.п. в данномслучае привод вертикальных перемеще. ний может деформировать свариваеьые элементы до их полного.разрушения и привести кполомке сварочного инструмента и ультразвукового преобразователя.Введение блокировки приводит к снижению поломок сварочных установок, повышению долговечности их работы, снижению дороговизны обслуживания и упрощению эксплуатации ооорудования.Формула изобретенияУстройство для сварки давлением, содержащее сварочную головку с механизмом вертикальных .перемещений и датчиком давления, шаговый привод с блоком управления, генератор ультразвукового тест-импульса, соединенный с ультразвуковым преобразователем, а также последовательно соединенные индуктивный датчик,. выполненный в виде дополнительной обмотки, нанесенной поверх обмотки возбуждения ультазвукового преобразователя, амплитудный детектор, пиковый детектор,торым входом соединенный с дополнительным выходом блока управления шаговым приводом, вычитатель, вторым входом соединенный с выходом амплитудного детектора и входомпикового де - тектора, детектор обнаружения превышения нуля потенциала и Формирователь, выходом соединенный с входом блока управления шаговым приводом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности его работы, в него введены делитель напряжения с опорным напряжением на входе, а также последовательно соединенные усилитель, фильтр высоких частот, компаратор, вторым входом соединенный с выходом делителя напряжения, и второй формирователь, причем выход .второго формирователя соединен с дополнительным входом блокауправления шаговым приводЬм, а вход усилителя - с датчиком давления,источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 425751, кл. В 23 К 11/04, 1973.2. Авторское свидетельство СССР Р 624742, кл. В 23 К 11/04, 1976.3. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2843391/25-27, кл, В 23 К 11/04, 1979 прототип ).1000197 Составитель В. Катиндактор Л. Филь Техред А,Ач . Корректор И. Ватрушкина илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,аказ 1232/11 Тираж 1104 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Подписноео комитета СССРй и открытийРаушская наб., д. 4