Автомат для ультразвуковой микросварки

(19) (11) 3(59 В 23 К 20/1 УДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(53) 621.791.763.1.0371,088.8) 56) 1. Патент Сцй В 4234117, кл 228 1 Кэ 19802,. Авторское свидетельство СССР Р 825296, кл. В 23 К 31/02, 1979 (прототип).(54)(57) АВТОМАТ ДЛй УДЬТРАЗВУКОВОЙ МИКРОСВАРКИ, содержащий закрепленные в корпусе на общей оси с возможностью независимого перемещения механизм нагружения, механизм подачи и обрыва проволоки и держатель сварочного инструмента, привод 1 вертикального перемещения, взаимодействующий с механизмом подачи и обрыва проволоки н подключенный к первому выходу вычислительного устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности путем сокращения времени технологической выдержки перед сваркой, автомат снабжен электромагнитом с обмоткой, установленным, на механизме нагружения, якорем, размещенным на держателе сварочного инструмента с воэможностью взаимодействия с обмоткой электромагнита, и цифроаналоговым преобразователем для формирования демпфирующих импульсов, при этом вычислительное устройство выполнено с двумя дополнительными выходами, один из которых. подключен к обмотке электромагнита, а другой к цифроаналоговому преобразователю.Изобретение относится к электронной промышленности и может бытьиспользовано при автоматизированноймикросварке проволочных выводов внахлестку при монтаже полупроводниковых приборов и микросхем.Известно устройство для микросварки, содержащее держатель свароч.ного инструмента, жестко соединенный с ним механизм подачи и обрывапроволоки, механизм нагружения спомощью груза и гидравлический демпфер,Гидравлический демпфер подключеик механизму подачи и обрыва проволоки, который жестко связан с держателем сварочного инструмента. Он.замедляет скорость подхода сварочного инструмента к точке сварки,чтобы избежать неконтролируемогоудара с полупроводниковым прибором,одновременно гидравлический демпферсглаживает вибрации, возникшие вэтой системе, а, следовательно, и всварочном инструменте 11 .Однако устройство очень инерционно и используется в установках снизкой производительностью. Гидравлический демпфер достаточно сложени используется для демпфированиявсей инерционной системы (держателясварочного инструмента и механизмаподачи и обрыва проволоки), крометого, он не отличается достаточнойгибкостью в управлении и требует руч.ной регулировки.Известен автомат для ультразвуковой микросварки, содержащий закрепленные в корпусе на общей оси свозможностью независимого перемещения механизм нагружения, механизмподачи и обрыва проволоки и держатель сварочного инструмента, приводвертикального перемещения, взаимодействующий с механизмом подачи иобрыва проволоки и подключенный кпервому выходу вычислительного устройства 21,Недостатками автомата являютсяотсутствие регулировки усилия нагружения на сварочный инструмент изначительное время технологическойвыдержки перед сваркой для затухания параэитных вибраций после опускания инструмента на свариваемуюдеталь.Цель изобретения - повышениепроизводительности путем сокращениявремени технологической выдержкиперед сваркой.Поставленная цель достигаетсятем, что автомат для ультразвуковоймикросварки, содержащий закрепленные в корпусе на общей оси с возможностью независимого перемещениямеханизм нагружения, механизм подачи и обрыва проволоки и держательсварочного инструмента, привод вер тикально, з перемещения, взаимодействующий с механизмом подачи и обрыва проволоки и подключенный к первому выходу вычислительного устройства, снабжен,электромагнитом с обтмоткой, установленным на механизменагружения, якорем, размещеннымна держателе сварочного инструментас воэможностью взаимодействия собмоткой электромагнита и цифроаналоговым преобразователем для. Фор 5 10 мирования.демпфирующих импульсов,при этом вычислительное устройствовыполнено с двумя дополнительнымивыходами, один из которых подключенк обмотке электромагнита, а другой ки.Автомат работает следующим образом,В соответствии с программой ВУ 12 управляет перемещением сварочного держателя 1 .с инструментом 3 относительно микросхемы 10 к месту сварки. При этом с ВУ 12 запускаетсяЦАП 14, формирующий первый прямоугольный импульс с плавно спадающим задним фронтом (напряжение 0).Этот сигнал подается на обмоткуэлектромагнита 7, демпфируя пара 60 65 к цифроаналоговому преобразователю.На фиг. 1 изображена схема автомата, на фиг. 2. - эпюры напряжений,действующие на механизм регулируемого нагружения и демпфер.Автомат включает в себя держатель1 сварочного инструмента 2, под то-,рец которого подается проволока 3.Через шарнирное устройство 4 на од-.ной оси к держателю 1 сварочногоинструмента подсоединен механизм 5подачи и обрыва проволоки, Взаимодействие междудержателем 1 инстру"мента и механизмом 5 подачи и обрыва проволоки осуществляется черезякорь б, электромагнит 7, упор 8 иэлектрический контакт 9. Свариваемый прибор 10 расположен на рабочемстолике 11. Вычислительное устрой"ство (ВУ) 12 управляет работой 35 устройства. Перемещение держателясварочного инструмента осуществляется приводом 13 на шаговом двигателе, управляемьл от первого выхода ВУ 12. По команде с ВУ 12 цифрс -аналоговый преобразователь (ЦАП) 14формирует последовательно двадемпфирующих импульса в виде прямоугольного импульса напряжения с линейно спадающим задним фронтом ипрямоугольного импульса (эпюрыи О на фиг. 2). Цифрой 15 обозначен блок формирования напряжениясварочного усилия (эпюра Ц 3). Система демпфирования включает в себяэлектромагнит 7 и блок 14, одновременно электромагнит 7 и блок 15являются системой нагружения насварочный инструмент во время свар -зитные нибра. Относительно .с-хо.- .низма подачи и обрыва проволоки. Длительность импуса напряжения Б определяется конструкцией автомата и развариваемой микросхемы. Во время прямоугольной части импуль са Ц якорь 6 нагружает электрический контакт 9 через упор 8 усилием, достаточным, чтобы избежать размыкания электрического контакта 9 и упора 8 в момент начального перемещения механизма,5 подачи н обрыва проволоки. ВУ 12 подает команду на привод вертикального перемещения 13, нзаимодейстнующий с механизмом 5.подачи и обрына проволоки и он совместно с держателем 1 сварочного инструментачнет поворачивать вокруг оси арнирного соединения 4 против часовой стрелки до сопрнкоснон;н;л: я:роч- ного инструмента 3 с пр,:.:-.кой на контактную площадку прнбо,"-:.:. 10.При подходе инструмента, месту сварки задний Фронт импульса Б в виде плавно спадающего напряжения постепенно снимает усилие нагружения и обеспечивает безударное ка" саине инструмента о снаринаемые детали. Весь процесс происходит при высоких скоростях сварочного автомата, не создавая дополнительных паразитных вибраций на сварочный инструмент.После установки инструмента на место сварки движение держателя 1 прекращается. По мере дальнейшегоповорота механизма происходит размыкание электроконтакта 9 с упором 8, что служит сигналомостановки привода 13 вертикального перемещения. Одновременно после установки ннс:.румента на место сварки обеспечивается этап технс 1 огической выдержки (отсутствие сварки) При этом к обмотке электромагнита 7 пОдается втОрОй сигнал (напряжение Б) с ЦАРИТ 14 в вид-: а;.маугольного импульса, создающий достаточное ,усилие нагруженя, Эго позволяет быстро и надежно демпфиронать вибрации, возни.шие на инструменте еще до начала ультразвуковой сварки. При этом этап технологической .выдержки резко сокращается до ,". 0 м (нмеото обычп.:.х 50 мс). Амплитуда прямоугольного импульса П долж.:а быть такой чтобы обеспечи.,:ваемое нм у"илие нагружения, с од-. ной стороны, достаточно быстро и надежно г.ило вибрации и, с другой стороны, не вызывало расплющинания или неконтролируемой деформа;:.и снарннаемых деталей. В сонремевых автоматах, имеющих малую5 длительность,и большую ультразнуконую энергию сварочного импульса,это усилие нагружения можно выб;.ать больше сварочного усилия в1,8-2,5 раза в зависимости от диа 1 О .:ра принариваемой проволоки.Затем автомат осуществляет сварк, н заданном режиме.При этом подается ультразвуковойимп,льс на сварочный инструментчерез держатель 1, а с блока 15,управляемого от ВУ 12 подается напряжение Ц 8 , создающие усилие присверк, При необходимости нагружени на с:.:арочный инструмент благода"рл.с,иной схе: легко регулирует;, н п-,аьляется,;еле завершения сварки включая.:;.я привод вертикального перемещения 13,. который теперь вращает ме 5 ханизм подачи и обрыва проволокипо часовой стрелке вокруг оси шарнирного устройства 4, Далее осуществляется контактирование упора8 с контактом 9, механизм 5 подачи и обрыва пронолоки и держатель1 сварочного инструмента поднимаются вместе на высоту перемычки.При этом в определенный момент,определяемый типом и конструкциейснариваемого прибора, на обмотки3 электромагнита 7 подают через ЦАП 14прямоугольный импульс с плавноспадающим задним фронтом и далее прямоугольный импульс, не вызывающийрасдзщинаия и неконтролируемой40 деформации свариваемых деталей,соданая нагружение на инструлентно н,"емя движения инструмента вниз,де;,",нруя паразитные нибрации, Далее технологический цикл повторяет 45 се.,Электромагнит 7 (в качестве злемента системь, демпфирования) расположен между малоинерционными деркателем 1 сварочного инструмента имеханизмом 5 подачи и обрыва,проволо"ки, что позволяет эффективно, гаситьвибрации.Эффект по сравнению с прототипом,принятым за базовый объект достига"ется за счет повышения надежности5 автомата и высокой скорости сварки.При этом производительность возрастает на 30.1044451 с.2 СоставительА. Аноховдактор Е. Лушникова Техред М,Гергель Корректо ов а Филиал ППП фПатентф, г, ужгород, ул. Проектна 7424/12НИИПИ Государспо делам иэо035, Москва, Ж Тираж 1106 Подписиенного комитета СССРретений и открытий5, Раушская наб., д. 4/5