Устройство дозирования энергии при ультрозвуковой микросварке

 

1i ц -58.389!

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сава Советских

Соцналнвтнчоакнх

Ревпублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.05.76 (21) 2354099/25-27 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.12.77. Бюллетень ¹ 46 (45) Дата опубликования описания 19.12.77 (51) М. Кл.2 В 23К 19/02

Государственный комитет

Совета Миннстров СССР (53) УДК 621.791.16 (088.8) по долам изобретений н етнрытнй (72) Авторы изобретения

А. А. Козич и В. И. Басенко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДОЗИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МИКРОСВАРКЕ

Изобретение относится к области ультразвуковой сварки и может быть использовано в ультразвуковых установках для микросвар,ки.

Известно устройство дозирования энергии при ультразвуковой микросварке, содержащее задающий каскад, усилитель мощности, акустический узел с управляемым механизмом нагружения, систему контроля и коррекции усилия нагружения, датчик механических колебаний, блок дозирования энергии по перепа.<у амплитуды механических колебаний во время сварки, два реле времени (1).

В известном устройстве система контроля и коррекции усилия нагружения выполнена с применением электромеханических элементов, что отрицательно сказывается на воспроизводимости прочности соединений.

Цель изобретения — повышение точности дозирования энер гии и воспроизводимости прочности сварных соединений.

Для этого в предлагаемом устройстве система,контроля и коррекции усилия нагружения вкл|ючает в себя два высокочастотных детектора, регулятор уровня, схему сравнения и блок управления, при этом вход акустического узла подключен,ко входу первого высокочастотного детектора, выход которого через регулятор уровня подключен к одному из входов схемы сравнения, а выход датчика механических колебаний подсоединен одновременно ко входу второго высокочастотного детектора и ко входу блока дозирования энергии по перепаду амплитуды механических колебаний во

5 время сварки, выход же второго высокочастотно,.-о детектора подключен к другому входу схемы сравнения, выход, которой соединен с одним из входов блока управления, включенным последовательно с управляемым мех lllпз10 мом натружения, а два дру пх входа бло а управления соединены с соответствуlollIlDlll реле времени.

На чертеже прнведена структурная схема предлагаемого устройства.

15 Устройство содержит последовательно соединенные задающий каскад 1, управляемый делитель 2, аналоговый ключ 3, усилитель 4 мощности, акустический узел 5 для микросварки с управляемым механизмом 6 нагру20 жения, датчик 7 механических колебаний инструмента 8, блок дозировапия энергии по перепаду амплитуды механических колебаний во время сварки, первое реле 10 времснп, элемент ИЛИ 11, выход которого сос.цгнсп с уп25 равляющим входом аналогового ключа 3, и второе реле 12 времени, выход которого подключен к управляющему входу делителя 2, второму входу элемента ИЛИ 11, второму входу первого реле 10 времени н блокирую30 щему входу блока 9, а также систему 13 копд

15 0

О0 троля и,коррекции усилия нагружения, состоящую из последовательно соединенных перво" го высокочастотного детектора 14, вход которого подключен к первому входу системы 13, регулятор 15 уровня, схему 16 сравнения и блок 17 управления, причем второй вход схе.мы 16 сравнения через второй высокочасто гный детектор 18 соединен с вторым входом системы 13, блокирующий вход блока li y??равления — с третьим входом системы 13, а первый и второй выходы блока 17 управления — со входом механизма 6 ?à "py кения и сбросовым входом второ го реле 12 времени.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал со второго реле 12 времени по блокирующему входу блокирует работу блока 9 дозирования э??ср ги?? по перепаду ам??литудь? колебаний во время сварки, включает управляемый делитель 2, который уменьшает àilllлитуду поступающего на него с задаю?цего ,каскада 1 напряжения ультразвуковой частоты в 5 — 10 раз, и через элемент ИЛИ 11 открывает аналоговый ключ 3, который пропускает напряжение ультразвуковой частоты с выхода делителя 2 на вход усилителя 4, возбуждающего в акустическом узле 5 для микросварки механические колебания, которые передаются инструменту 8 и воспринимаются датчиком 7 механических колебаний. Сигнал со входа акустического узла 5 через первый высокочастотный детектор 14 и регулятор 15 уровня поступает на первый вход схеi?»? 16 сравнения, на второй вход, которой через высокочастотный детектор 18 подается напряжение с выхода датчика механических колебаний.

Перед сваркой система 13 контроля и коррекция усилия нагружения калибруется, т.е. ретулятором 15 уровня устанавливается напряжение на первом входе схемы 16 сравнения, равное напряжению на второъ? ес входе, при подаче в зону сварки по команде второго реле 12 времени ультразвуково,; о импульса при оптимальном усилии нагружен.?я L и «чистых» поверхностях свариваемых деталей. Таким образом в процессе калибровки регулятором 15 фактически запоминают коэфф??циент передачи акустического узла 5 при оптимальной силе трения, когда в процессе работы х?еняется состояние поверхностей свариваемых деталей или же в результате ошибок механизма 6 нагружения меняется усилие нагружения

1, то меняется и сила трения, тормозяш,ая инструмент 8, а значит и коэффициент ??ереда i?i акустического узла 5 микросварки, что приводит к изменению амплитуды колебаний инструмента 8 и сигнала на втором входе схемы 16 сравнения, которая выдает в блок 17 управления сигнал на изменение усилия на гружения. Блок 17 посредством механизма 6

-10

55 нагружения меняет усилие нагружения L до тех пор, пока сигналы на первом и втором входах схемы 16 сравнения не станут равными. После этого сигналом с блока 17 управления второе реле 12 времени сбрасывается в исходное состояние, выключается управляе vibIH делитель 2, снимается блокировка с блока 9 дозирования энергии по перепаду амплитуды во время сварки и включается первое реле 10 времени 10, определяющее длительность основного сварочного импульса. Сигнал с выхода перзого реле 10 времени через элемент ИЛИ 11 поддерживает аналоговый ключ

3 в открытом состоянии и блокирует работу системы 13 контроля и коррекции усилия нагружения, воздействуя на блокирующий вход блока 17 управления. По достижении заданной прочности соединения срабатывает блок

9 дозирования, сигнал с ого выхода сбрасывает реле 10, и устройство приходит в исходное состояние, Формула изо ор етения

Устройство дозирования энергии при ультразвуковой микросварке, содер кащее задающий каскад, усилитель мощности, акустический узел с управляемым х?еханизл?ох? погружения, систему контроля и коррекции усилия на гру>кения, датчик механических колебаний, олок дозирования энергии по перепаду амплитуды механических колебаний во время сварки, два реле времени, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности дозирования энергии и воспроизводимости прочности сварных соединений, система контроля и коррекции усилия на гружения содержит два высокочастотных детектора, регулятор уровня, схему сравнения и блок управления, при этом вход акустического узла подключен ко входу первого зысокочастотного детектора, выход которого через регулятор уровня подключен к одному из входов схемы сравнения, а выход датчика механических колебаний подсоединен одновременно ко входу второго высокочастотного детектора и ко входу блока дозировапия энергии по перепаду амплитуды механических колебаний во время сварки, выход же второго высокочастотного детектора подключен к другому входу схемы сравнения, выход которой соединен с одним из входов блока управления, включенным последовательно с управляемым механизмом нагружения, а два других входа блока управления соединены с соответствующими реле времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3610506, кл. 228 — 1, опублик. 1969. б83891

Составитель В. Катин

Техред Н. Рыбкина

Редактор Л. Василькова

Корректор Л. Орлова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

3аказ 2705/7 Изд. № 994 Тираж 1207

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4j5