Устройство для сварки давлением

(54 57 ЛЕНИЕМ саре рибоэлектронных пк оборудованниковых прибЦель изобра сварных созации диаметр ию для оров и етения едине струм а. Устройство сооловку, состоящую ГОСУДАРСТВЕННЬ 1 Й КОМИТЕТпо изов етениям и ОткРцтиямпри Гкнт ссо 7(088.8)свидетельство СССР В 23 К 20/10, 1984) Изобретениепри производстверов, в частностисборки полупроводинтегральных схемповышение качествний путем стабилисплавленного шаридержит сварочную из корпуса и подпружиненного рычагас инструментам, механизм вертикальньгл перемещений сварочной головкис шаговым приводом датчик линейных перемещений, состоящий из преобразователя Холла и постоянного магнита, зажимные губки с электромаг"нитным приводом, катушку с проволокой, блок управления, первьц делитель напряжения, последовательносоединенные усилитель, фильтр высоких частот и первый компаратор, атакже второй компаратор и второй делитель напряжения. Блок управлениякоординирует работу испслкительныхэпементов устройства, обеспечиваястабилизацию длины проволоки под ин" том после выполнения сваркИзобретенйе относится к сваркепри производстве электронных приборов, в частности к оборудованию длясборки полупроводниковых приборов иинтегральных схем,Цель изобретения - повышение качества сварных соединений за счетстабилизации геометрических размеровФормируемого на конце проволоки шарика,На Фиг.1 приведена структурнаясхема устройства; на Фиг.2 " струк турная схема блока управления,Устройство для сварки давлениемсодержит сварочную головку 1, состоящую из корпуса 2 и подпружиненногорычага 3 с инструментом 4, механизм5 вертикальных перемещений сварочной головки с шаговым приводом 6, датдатчик линейных перемещений, выполненныйй на преобразователе 7 Холла,закрепленном на корпусе 2 и постоянном магните 8, закрепленном на подпружиненном рычаге 3, зажимные губки 9 25с приводом 10, например электромагнитным, закрепленные на корпусе 2,катушку 11 с проволокой, предметныйстолик 12, блок 13 управления с пусковым сигналом на первом входе, 30делитель 14 напряжения с опорнымнапряжением на входе, последователь-"но соединенные усилитель 15, Фильтр16 высоких частот и первый компаратор 17, причем вход усилителя 15соединен с преобразователем 7 Холла,выход делителя 14 напряжения - с вторым входом первого компаратора 17,а выход первого компаратора 17 - свторым входом блока 13 управления,первый выход котрого соединен с шаговым приводом 6, а второй выход - сприводом 10, а также второй компаратор 18 и второй р,елитель 19.напряжения с опорным напряжением на входе,Причем первый вход второго компаратора 18 подключен к выходу фильтра16 высоких частот и первому входупервого компаратора 1, второй входк выходу второго делителя 19 напряжения, а выход - к третьему входублока 13 управления.Блок 13 управления содержит дваформирователя 20 и 21 отрицательного импульса, элемент 22 задержки,элемент НЕ 23, 0-триггер 24, четыре55КЯ-триггера 25-28, два элемента ИЛИ29 и 30, управляемый генератор 31,два элемента И-НЕ 32 и 33, два элемента И 34 и 35, два реверснвныхсчетчика Зб и 37 импульсов, коммутатор 38 Фаз, аналоговый ключ 39, источник 40 напряжения, программатор41 и схему 42 сравнения чисел, Входами блока 13 управления соответственно являются: первым - параллельносоединенные второй вход элемента ИЛИ29, К-входы триггеров 25 и 28 и 8-входтриггера 27, вторым - вход Формирова"теля 20, третьим - вход Формирователя21. Выход элемента ИЛИ 29 подключенк Я-входу триггера 26, выход которого подключен к управляющему входугенератора 31, выход которого связансо счетным входом счетчика 36, вторымвходом элемента И 35 и вторым входомкоммутатора 38 фаз, выходы которогоявляются первым выходом блока 13управления. Выход триггера 25 подключен к первому входу коммутатора 38Фаз, второму входу элемента И 34и первому входу счетчика 36, выходзаема которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 30, выход которогосоединен с К-входом триггера 26. Выход триггера 27 подключен к управляющему входу аналогового ключа 39, выход которого является вторым выходомблока 3 управления, Выход триггера28 подключен к первому входу элемента И 35, выход которого подкпючен ксчетному входу счетчика 37, информационные выходы которого подключенык входам А схемы 42 сравнения,чис л,выход которой подключен к второмувходу элемента И-НЕ 33, выход которого подключен к К-входу триггера 27,Выход формирователя 20 отрицательного импульса подключен к первомувходу элемента ИЛИ 30 и входу элемента 22 задержки, выход которогоподключен к параллельно. соединеннымпервому входу элемента ИЛИ 29, К-входу триггера 25 и счетному входу триггера 24, выход которого подключенк собственному П-входу, первому входу элемента И-НЕ 32 и к первому входу элемента И 34, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ33, Выход Формирователя 21 отрицательного импульса подключен к входу элемента НЕ 23; Выход элементаНЕ 23 подключен к второму входу элемента И-НЕ 32, выход которого подключен к 8-входу триггера 28. Выходыпрограмматора 41 соединены с входами В схемы 42 сравнения чисел. Выход,161источника 40 напряжения подключенк входу аналогового ключа 39,Устройство работает следующимобразом.После подачи команды "Пуск" снг."нал внешнего запуска поступает напервый вход блока 13 управления.Последний начинает коммутироватьобмотки шагового привода 6, которь 2 й, взаимодействуя с механизмом 5вертикальных перемещений сварочнойголовки, перемещает сварочную головку1 вниз в позицию первой сварки. Одчовременно.на конце проволоки, выступающем из сварочного инструмента 4, спомощью газовой горелки или электроискровым способом образуется оплавленный шарик (не показано). Приэтом эажимные губки 9 расжаты электромагнитным приводом О, на который приходит сигнал с второго выходаблока.13 управления, и при движениисварочной головки 1 проволока свободно сматывается с катушки 11.В момент контакта инструмента 4 свыступающим из него шариком с контактной площадкой микросхемы подпружиненный,рычаг 3 начинает перемещаться относительно корпуса 2, при этомпостоянный магнит 8 удаляется отпреобразователя 7 Холла, в результате чего сигнал от преобразователя7 Холла начинает убывать. Указанныйсигнал усиливается усилителем 15 ипоступаетна фильтр 16 высоких частот, который обрезает постояннуюсоставляющую сигнала от преобразователя 7 Холла. Преобразованный таким образом сигнал поступает напервый вход компаратора 18, на второй вход которого приходит сигналс выхода делителя 19 напряжения,равный по величине сигналу с выходафильтра 16 высоких частот при перемещении сварочной головки 1 на5-10 шагов, необходимых для создания сварочной нагрузки на подпружиненном рычаге 3. В момент равенства сигналов на обоих входах компаратора 17 последний срабатывает и через блок 13 управления останавли"вает шаговый привод на время образования сварного соединения, задаваемое блоком 13 управления, после чегошаговый привод 6 запускается вновь,перемещая сварочную головку 1 в исходное состояние. После прихода сварочной головки 1 в исходное соетоя 5 1 О 15 2 О 25 30 35 н 22 е оператор пе 2 вмещает предметньзй столик 12 к месту в горой сварки и повторно подает команду "Пуск" на первый вход 6.2 ака 13 упв 2.лекчя за=: пуская тем самым шаговь 2 й:.р.;вод 6 па опускание сварочной головки 1 ь позицию второй сварки,Последующий цикл работы устройст-. ва до момента окончания образования соединения на позиции второй сварки (сварки на траверсе микросхемы) про-. исходит аналогично описанному с той разницеф, что при подаче команды "Пуск" на опускание сварочной головки 1 в позицию второй сварки огчавленный шарик не образуется, С учетом этого, в дальнейшем описана работа устройства после окончания процесса образования второй сварки,.После окончания процесса второй сварки блок 13 управления подает сигнал на шаговый привод 6 на подъем сварочной головки 1 в исходное состо- яние, Одновременно третий вход блока 13 управления, который до этого времени был заблокирован внутренней схемой запрета разблокируется, и с этого момента переключение второго компаратора 18 повлечет за собой переключение блока 13 управления., В процессе подъема сварочной головки 1 перемещается и постаяннь 2 й магнит 8 относительно преобразователя 7 Холла на величину, равную разности расстояния, которые прошел постоянный магнит 8 относительно преобразователя 7 Холла при создании на подпружиненном рычаге 3 сварочной нагрузки, и величины, пройденной постоянным магнитом 8 относительно преобразователя 7 Холла при деформациипроволоки на второй сварке, При этомсигнал от преобразователя 7 Холла увеличивается и в момент, когда сварочный инструмент 4 отрывается от траверсы интегральной схемы, принимает постоянную величину, так как подпружиненный рычаг 3 в дальнейшем будет зафиксирован относительно корпуса 2сварочной головки 1. При этом в момент отрыва сигнал на первом входевторого компаратора 18 снизится донуля и превысит сигнал, присутствую"щий на его втором входе, который задается вторым делителем 19 напряжения равным величине изменения сигнала на выходе фильтра 16 высоких частот при перемещении сварочной голов 7 , 1611 646 8ки 1 на один ц:аг, ,то вызовет переключсие второкомпаратора 18, кото,й по третьему входу блока 13 управления запускает счетное устрой- ство Пу: последующем перемещении, свароч ой головкивверх счетное , уст;ойство начинает отсчитывать число шаго"., пройденных сварочной голов,к:фй 1. При перемещении сварочной головки 1 на расстояние 1=п ДЬ, опреде- ляющее оптимальную длину нреволэки ,под сварочным инструментом для обра эования шарика, где п - количество ;шагов, запрограммированное в счетном устройстве блока 13 управления; ЬЬ - ,перемещение сварочной головки 1 наодин шаг, счетное устройство блока 13 управления отсчитывает заданное количество щагов (п) и на втором выходе блока 13 управления появляется сигнал, который включает привод 10 закимных губок 9, Зажимные губки 9 срабатывают и фиксируют проволоку. При дальнейшем подъеме сварочной го ;ловки 1 проволока обрывается у места второй сварки и длина проволоки под инструментом 4 строго фиксируется , величиной перемещения сварочной головки 1 от момента отрыва инструмента 4 от места второй сварки до момен та окончания работы счетного устрой ства блока 13 управления.Блок 13 управления работает следующим образом.35На первый вход блока 13 управления поступает импульс внешнего запуска, который через элементы 29 ИЛИ (фиг.2) устанавливает на выходе триггера 26 состояние логической "1" Последняя поступ ет на управляющий вход генератора 31, который начинает генерировать импульсы для работы коммутатора 38 фэ и счетчика 36 им" пульсов, Коммутатор 38 фаз может ком мутировать свои выходы в последова-. тельности 1-2-3-4-1 (сварочная головкаподнимается) либо в последовательности 4-3-2-1-4 (сварочная головка 1 опускается) в зависимости О от состояния на первом входе коммутатора 38 фаз. В данном случае на первом входе коммутатора 38 фаз - сигнал логического "О", который поступает с выхода триггера 25, установленного в состояние логического О импульисом внешнего запуска, Коммутатор 38 фаз коммутирует свои выходы в после" довательности 1-2-3-4-1 Этот же сигнал логического "0", поступая на первый вход счетчика 36, устанавливает его в режим суммирования. С приходом каждого импульса с генератора 31 на счетный вход счетчика 36 выходной код счс.тчика Зб увеличивается на единицу (сварочная головка 1 опускается). Тот же импульс внешнего запуска с первого входаФблока 13 управления устанавливает триггер 27 в состояние логической "1", которая, поступив на управляющий вход аналогового ключа 39, разре" шает прохождение напряжения с источника 40 напряжения чере аналоговьпл ктпоч 39 на второй выход блока 13управления,При поступлении напряжения на второй вход блока 13 управления (момент контакта инструмента: поверхностью интегральной схемы) оно запускает Формирователь 20, который вырабатывает отрицательный импульс, поступающий через элемент ЗО ИЛИ на К-вход триггера 26, перебрасывая его в состояние логического О, останавливая тем самым работу генера. тора 31, а следовательно, и работу счетчика Зб и коммутатора. 38 фаз.Кроме того, тот же отрицательный импульс с выхода формирователя 20, пройдя через элемент 22 задержки, который определяет время сварки, посту-. пает на счетный вход триггера 24, устанавливая на его выходе состояние логического "0", на 8-вход триггера 25, устанавливая на его выходе состояние логической "1", и через первый вход элемента ИЛИ 29 на Б-вход триггера 26, устанавливая на его выходе состояние логической "1", которая, поступив на управляющий вход генератора 31 ,разрешает его работу. Генератор 31 начинает генерировать импульсы, которые поступают на счетные входы счетчика Зб и коммутато- ра 38 фаз, причем теперь коммутатор 38 коммутирует свои выходы в последовательности 4-3-2-1-4, а счетчик 36 работает в режиме вычитания, с приходом каждого импульса уменьшая выходной код на единицу, так как на первых входах счетчика Зб и ком" мутатора 38 фаз установлено состояние логической "1", поступающей с выхода триггера 25, По мере работы счетчика 36 импульсов код на его, выходе уменьшается до нуля, послечего на выходе "Чаем" счетчик 36вырабатывает отрицательный импульс,который, поступив через элементИЛИ 30 на К-вход триггера 26 уст.;навливает на его выходе состояниелогического "0" и тем самым останавливает работу генератора 31 и, соответственно, счетчика 36 и коммутатора 38 фаз. Работа блока 13 управления после прихода второго импульса внешнего запуска на первый;.вход этого блока сварочная головка 1опускается в позицию второй сваркиполностью аналогична описанному заисключением следующего: после прихода импульса с формирователя 20 через элемент 22 задержки на счетныйвход триггера 24 на его выходе устанавливается состояние логической "1"которая поступает на первый входэлемента И-НЕ 32 и на первый вход .элемента И 34, и теперь при поступлении напряжения на третий вход блока 13 управления выработанный форинрователем 21 и проиивертированныйэлементом НЕ 23 импульс через второй вход элемента И-НЕ 32 поступаетна 8-вход триггера 28 и устанавливает на его выходе состояние логической "1, которое разрешает прохождение через элемент И 35 импульсов,поступающих на вторьй вход элементаИ 35 с выхода генератора 31, на счетный вход счетчика 37. По мере работы счетчика 37 код на его выходеи, соответственно, код на входах Асхемы 42 сравнения чисел сравняетсяс кодом, набранным иа программаторе41, после чего на выходе схемы 42сравнения чисел появляется состояниелогической "1", которая через элемент И-НЕ 33 поступает на К-входтриггера 27 и устанавливает на еговыходе состояние логического 0 45Сигнал логического "0", поступив науправляющий вход аналогового ключа .39, закрывает его, прекратив темсамым поступление напряжения с источника 40 напряжения через аналоговый ключ 39 на второй выход блока13 управления,Таким образом, с помощью устройства повышается качество сварных соединений путем стаби.,изации длины яроволоки под инструментом после выполнения второй сварки независимо от разброса диаметра прис оединяемого проводника, деформации второй сварки и прогиба траверсы прибора и подпружиненного рычага, что приводит к повышению выхода годных приборов,Формула изобретения Устройство для сварки давление . содержащее сварочную головку состоящую из корпуса и подпружиненного рычага с закрепленным на нем инструментом механизм вертикальных перемещений сварочной головки с шаговым приводом, датчик линейных перемещений, включающий преобразователь Холла, закрепленный на корпусе, и постоянный магнит, закрепленный на подпружиненном рычаге, губки с приводом, закрепленные на корпусе, катушку с проволокой, предметный столик, блок управления, делитель, напряжения с опорным напряжением на входе и последовательно соединенные усилитель, фильтр высоких частот и первый компаратор, причем вход усилителя соединен с преобразователем Холла, выход делителя напряжения связан с первым входом первого компаратора, а выход первого компаратора - с вторым входом блока управления, первый выход которого соединен с шаговым приводом, а второй - с приводом губок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества сварных соединений за счет стабилизации геометрических размеров формируемого на конце проволоки шарика, в него введены второй компаратор и второй делитель напряжения с опорным напряжением на входе, при этом первый вход второго компаратора подключен к выходу фильтра высоких частот и второму входу первого компаратора, второй вход связан с выходом второго делителя напряжения, а выход - с входом блока управления.Составитель В,Покровский0,%рковецкая Техред М,Моргентал Корректор И.КорольшМ т пееще вею ь. 1 аказ здательский комбинат "Патент", г. Ужгород Гагари производстве Редак ИтваюВв Тираж 514 рственного комитет 113035, Москва, по изобрете -35, Раяпск ямио наб.,рьггиям при ГКНТ С 4/5