Устройство для сварки давлением

СОЮЗ СОЕЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИКРЕСПУБЛИК ггг гг 4 В 23 к 11/О ИЗОБРЕТЕН И ЬСТ,76.03 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ, содержащее сварочную головкус приводом вертикальных перемещенийи блоком его управления, ультразвуковой генератор, преобразователь ультразвуковых колебаний с подсоединенным к нему датчиком перемещения преобразователя, компаратор, бесконтактный датчик, запоминающую емкость,первый управляемый аналоговый ключ ивычитатель, при этом первый вход вычитателя связан с выходом датчикаперемещения преобразователя н входомпервого управляемого аналогового ключа, выход которого соединен с однойиз обкладок запоминающей емкости ивторым входом вычитателя, первыйвыход ультразвукового генераторасвязан с преобразователем ультразвуковых колебаний, а второй - с третьим входом блока управления шаговымприводом, первый выход которого связан с входом ультразвукового генератора, а второй - с приводом вертикальных перемещений сварочной головки, второй вход блока управленияшаговым приводом связан с выходомбесконтактного датчика, а четвертыйвход соединен с выходом компаратора,второй вход которого соединен систочником опорного напряжения, о тл и ч а ю щ е е. с я .тем, что, сФцелью повышения качества сварки путемповышения точности определения момента контактирования инструмента сосвариваемыми деталями, в него введены пиковый детектор, второй и третийуправляемые аналоговые ключи, буферный каскад с запоминающей емкостьюна входе, генератор. прямоугольныхимпульсов и сумматор, первый входкоторого связан с выходом вычитателя,а второй вход - с выходом буферногокаскада, вход которого. соединен содной из обкладок запоминающей емкости, выходом второго и входом третьего управляемых аналоговых ключей,вторым входом пикового детектора,первый вход которого связан с выходомсумматора и первым входом компаратора, а выход пикового детектораподсоединен к входу второго аналогового ключа, управляющий вход которого соединен с управляющим входомпервого аналогового ключа и выходомгенератора прямоугольных импульсов,причем вход последнего соединен суправляющим входом третьего аналогового ключа И третьим выходом блокауправления шаговым приводом.12341 Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к оборудованиюдля сборки полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.Целью изобретения является повышение качества сварки,Поставленная цель достигаетсяза счет повышения точности определения момента контактирования свариваемых деталей.На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 - схема бЛока управления шаговым приводом; на фиг.Здиаграммы напряжений, где Ц,сигнал внешнего запуска на первомвходе блока управления, 0сигнал на третьем выходе блока управления, Б - выходной сигнал генератора прямоугольных импульсов, Бвынвыходной сигнал сумматора, 0выходной сигнал компаратора, Б дьыходной сигнал блока управления шаговым приводом на первом выходе,сигнал второго выхода ультразвукового генератора.1 1 О 15 20 25 Устройство для сварки давлением содержит: сварочную головку 1 (фиг,1) с приводом 2 вертикальных перемещений блок 3 управления шаговым приводом,ЗО ультразвуковой генератор 4, преобразователь ультразвуковых колебаний 5 с подсоединенным к нему датчиком б перемещений, компаратор 7, бескон-, тактный датчик 8, две запоминающие емкости 9 и 10, три. управляемых аналоговых ключа 11 - 13, вычитатель 14, сумматор 15;. пиковый детектор 6, буферный каскад 17 и генератор прямоугольных импульсов 18, при этом первый вход вычитателя 14 связан с выхо. дом датчика б перемещений преобразователя 5 и входом .первого управляемого аналогового ключа 11, выход которого соединен с одной из обкладок запоминающей емкости 9 и вторым входом вычитателя 14, первый выход ультразвукового генератора 4 связан с преобразователем 5 ультразвуковых колебаний, а второй в . с третьим входом блока 3 управления шаговым при вадом, первый выход которого связан с входом ультразвукового генератора 4, а второй - с приводом вертикальных перемещений 2 сварочной головки ), второй вход блока 3 управления шаговым приводом связан с выходом бесконтактного датчика 8, а четвертый вход - с выходом компаратора 7, на 1 Овторой вход которого подано опорное напряжение 0 , а первый вход соединен с первым входом пикового детектора 16 и выходом сумматора 15, пер-, вым входом связанного с выходом вычитателя 14, а вторым - с выходом буферного каскада 17, вход которого соединен с одной из обкладок запоминающей емкости 10, выходом второго 12 и входом третьего 13 аналоговых ключей, вторым входом пикового детектора 1 б, выход которого соединен с входом второго аналогового ключа 12, управляющий вход которого связан с управляющим входом первого аналогового ключа 11 и выходом генератора 18 прямоугольных импульсов, входом соединенного с управляющим входом третьего аналогового ключа 13 и третьим выходом блока 3 управления шаговым приводом.Устройство работает следующимобразом,В исходном положении сварочнойголовки 1 (фиг.1) управляемые аналоговые ключи 11 - 13 открыты, приэтом начальный сигнал датчика 6 перемещения, поступающий на первыйвход вычитателя 14, равен сигналу навтором входе. Вычитатель 14, осуществляя операцию вычитания входныхсигналов, на выходе имеет нулевойсигнал, не зависящий, например, оттемпературного дрейфа выходного сигнала датчика перемещения 6, поступающего на первый вход вычитателя 14,Открытый аналоговый ключ 13 шунтирует запоминающую емкость 1 О наземлю" и устанавливает пиковый детектор 16 в режим "Сброс", Таким образом, выходные сигналы пиковогодетектора 16 и буферного каскада 17равны нчлю.По сигналу внешнего запуска, поступающего на первый вход блока управления шаговым приводом 3 в момент времени й (фиг.З), на втором выходе блока управления 3 (фиг.1) вырабатывается сигнал, поступающий на шаговый привод 2, который опускает сварочную головку 1 вниз. В этот же момент времени т. (фиг.З) на третьем выходе блока 3 управления (фиг.1) появляется сигнал, который закрывает аналоговый ключ 13 и запускает генератор прямоугольных импульсов ключей 11 и 12. В течение3 1234 действия каждого импульса генератора 18 прямоугольных импульсов аналоговые ключи 11 и 12 закрываются, а при отсутствии открываются, Длительность импульсов генератора 18 (закрытое состояние аналоговых ключей 11 и 12)Эсоставляет порядка одной микросекунды - время, необходимое для заряда запоминающих емкостей 9 и 10. Таким образом, при отсутствии сигнала о . перемещении преобразователя 5 с датчика перемещения 6, поступающего на первый вход вычитателя 14 при коммутации аналогового ключа 11 импульсами генератора 18, на выходе вычитатедя 14 имеется нулевой сигнал. В момент контактирования инструмента с интегральной микросхемой в момент времени(фиг.З) происходит изменение выходного сигнала датчика 6 перемещения (фиг.1), которое поступает на первый вход вычитателя 14. Вычитатель 14, осуществляя операцию вычитания с сигналом на втором входе, который равен сигналу датчика 6 д 5 перемещения до момента контактирования, имеет на выходе изменяющийся сигнал, поступающий на первый вход сумматора 15, выходной сигнал которого равен выходному сигналу вычитателя 14, поскольку на втором входе сумматора 15 присутствует нулевой сигнал. Пиковый детектор 6 отслеживает изменение выходного сигнала сумматора 15 и фиксирует максимальное значение. В течение времени 1-С (фиг.З) аналоговые ключи 11 и 12 (фиг.1) открываются, при этом на выходе вычитателя 4 устанавливается нулевой 40 сигнал, а на выходе буферного каскада 17 - сигнал, равный выходному сигналу пикового детектора 16, который поступает через открытый аналоговый ключ 12 на вход буферного кас када 17. Таким образом, в момент времени(фиг.З) на первом входе сумматора 15 (фиг.1) присутствует нулевой сигнал, а на втором - выходной сигнал буферного каскада 17, равный 50 выходному сигналу пикового детекто- ра 16 У в момент времени й (фиг.З). В течение времени -1 на выходе сумматора 15 (фиг.1) имеется выходной сигнал О (фиг.З), В момент времени 55 й аналоговые ключи 1 и 12 (фиг.1) закрываются, на выходе вычитателя 14 появляется сигнал (поскольку свароч 110 4ная головка 1 опускается и изменяется выходной сигнал датчика перемещений 6), который суммируется сумматором 15 с выходным сигналом буферного каскада 17, равным 01. В момент времени й -с (фиг.З) происходят процессы, аналогичные описанным. В момент времени 17 выходной сигнал сумматора 15 (фиг.1) достигает опорного напряжения П на втором входе компаратора 7, последний вырабатывает сигнал, поступающий на четвертый вход блока управления шаговым приводом 2 который вырабатывает сигнал, поступающий с второго выхода на шаговый привод 2, который останавливает сварочную головку 1 на позиции сварки. После некоторой задержки йд (фиг.З), необходимой для успокоения сварочной головки 1 (фиг.1), на первом выходе блока 3 управления появляется сигнал, запускающий ультразвуковой генератор 4. По окончании сварки ультразвуковой генератор 4 вырабатывает сигнал конца сварки (фиг.З), который поступает с второго выхода ультразвукового генератора 4 (фиг.1) на третий вход блока 3 управления шаговым приводом 2, кото- рый с второго выхода подает команду на шаговый привод 2 для подъема сварочной головки 1. По приходу в исходное состояние сварочной головкисигнал бесконтактного датчика 8 поступает на второй вход блока 3 управления, который сигналом с второго выхода поступающим на шаговый привод 2, останавливает сварочную головку 1 в исходном состоянии. Далее цикл повторяется. Блок 3 управления шаговым приводом 2 (фиг.1) содержит два элемента И 19 и 20 (фиг.2), два КЯ-триггера 21 и 22, линию 23 задержки, генератор 24 тактовых импульсов и коммутатор 25 фаз, выход которого является вторым выходом блока 8 управления 3 (фиг.1), первый вход коммутатора 25 фаз (фиг.2) связан с выходом триггера 21, являющимся третьим выходом блока 3 управления (фиг.1), а второй вход коммутатора 25 фаз (фиг.2) с выходом генератора 24 тактовых импульсов, входом связанного с выходом триггера 22, 3 - вход которого соединен с выходом элемента И 20, первый вход которого связан с Я-входом триггера 21 и является первым вхо 1234110дом блока управления 3 (фиг.1), а второй вход элемента И 20 (фиг,2) третьим входом блока 3 управления (фиг.1), К-вход триггера 22 (фиг,2) связанс выходом элемента И 3 (фиг.1), первый вход элемента И 19 (фиг,2) является четвертым входом блока 3 управления (фиг.1) и связан с К-входом триггера 21 (фиг,2) и входом линии 23 задержки, выход которой является первым выходом блока 3 управления (фиг,1).Блок 3 управления шаговым приводом работает следующим образом. Сигнал внешнего запуска, поступающий на первый вход блока 3 управления, устанавливает триггеры 21 (фиг.2) и 22 через элемент И 20 в состояние логической "1". Уровень логической "1" триггера 2 с третьего выхода блока 3 управления (фиг,1) поступает на вход генератора прямоугольных импульсов 18 и управляющий вход аналогового ключа 13, а также на первый вход коммутатора 25 фаз (фиг.2), который устанавливается в режимпрямого счета 1-2-3-4-1 Уровень логической "1" триггера 22 поступает на вход генератора 24 тактовых импульсов, который запускается и подает тактовые импульсы на второй вход коммутатора 25 фаз, в результате выходцой сигнал коммутатора фаз 25 с второго выхода блока 3 управления (фиг.1) воздействует на шаговый привод 2, который опускает сварочную головку 1. При поступлении сигнала с выхода компаратора 7 на четвертый вход блока 3 управления триггеры 21 (фиг.2) и 22 через элемент И 19 установятся в состояние логического 0. Уровень логического "0" триггера 22 прекращает работу генератора тактовых импульсов 24, соответственно прекращается работа коммутатора 25 фаз, в результате шаговый привод 2 (фиг.1) останавли -вает сварочную головку 1 на позициисварки. Уровень логического 0 триггера 21, поступающий на первый входкоммутатора 25 фаз (фиг.2), устанавливает его в режим обратного счета4-3-2-1-4, Линия 23 задержки, задерживая сигнал с четвертого входа 10 блока 3 управления (фиг.1), запускает выходным сигналом с первого выхода блока 3 управления ультразвуковойгенератор 4 и производится сварка.. По окончании сварки сигнал конца 5 сварки, поступающий с второго выходаультразвукового генератора 4 на третий вход блока 3 управления, устанавливает триггер 22 (фиг.2) через элемент И 20 в состояние логической "1".2 О Сигнал логической "1" триггера 22запускает генератор 24 тактовых импульсов, импульсы которого поступают на второй вход коммутатора 25 фаз и сварочная головка 1 25 (фиг.1) с помощью шагового привода 2поднимается вверх. По приходу в исходное состояние сварочной головкисигнал бесконтактного датчика 8 поступает на второй вход блока 3 Зо управления шаговым приводом и устанавливает триггер 22 (фиг.2) черезэлемент И 19 в состояние логического "0", тем самым прекращается работа генератора тактовых импульсов24, коммутатора фаз 25 и шаговыйпривод 2 (фиг.1) останавливает сварочную головку 1 в исходном положении.Устройство позволяет повыситьточность определения момента контактирования инструмента со свариваемымиматериалами, так как выходной сигналвычитателя не зависит от времениначала опускания сварочной головки 45 до начала контактирования, что снижает начальную деформацию привариваемого проводника и повышает качествосварки.1234110 фЬых Составитель В.Катинолуженко Техред О,Гортвай Корректор А.фере Редактор аказ 2935/15 фическое предприятие, г.ужгород, у . рл.11 оектнаПроизводственно-полигра и Тираж 1001 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, Ж, РаПодписноо комитета СССРий и открытийушская наб., д,4/