Устройство для ультразвуковой сваркиполимерных материалов

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид- ву(22) Заявлено 060679 . (21)2778067/23-05 (я)м. к.

В 29 С 27/08

G 05 0 27/00 с присоединением заявки ИоГасударственный. комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 15.05.81, Бюллетень Ио 18 3 И К 66. 012Дата опубликования описания 150581

-52(088.8) Б.Я. Черняк, В.А, Боков, Ф.Е. Ляшко, и А.М. Тизенгаузен

{72) Авторы изобретения л,,. . " л - j ы .1Р„;

Ташкентский автомобильно-дорожный ин титут-- ЛР," " у

"" "- - - :. Я

--. (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ ПОЛИМЕРНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к сварке пластмасс, а именно к устройствам для ультразвуковой сварки, и может быть использовано в химической, легкой, авиационной и других отраслях промышленности.

Известно устройство для ультразвуковой сварки полимерных материалов, содержащее станину с закрепленными на ней акустической головкой и опорой, блок статического давления, ультразвуковой генератор с блоком управления, д;тчик деформации зоны сварки .в виде микрометрического винта, концевой микровыключа- 15 тель, второй датчик деформации, сумматор, интегратоу нуль-орган, блок совпадения 1)..

Данное устройство обладает ограниченными воэможностями по повыше- 20 нию производительности.

В известном устройстве необходимая величина деформации эоны сварки, составляющая как правило

0,1-0,2 от суммарной толщины свариваемых материалов, задается зазором между торцом микрометрического вин-. та и микровыключателем. Однако в связи с тем, что свариеваемый материал зачастую имеет раэнотолщин- 30 ность, совпадающую по порядку с величиной оптимальной осадки, стабильность прочностных показателей в этом случае низкая. увеличение прочностных показателей может быть достигнуто ручной кррректировкой задаваемого зазора, однако это приводит к снижению произ водительности процесса.

Цель и зобр ет ения — по зышение производительности процесса ультразвуковой сварки.. Укаэанная цель достигается тем, что устройство для ультразвуковой сварки полимерных материалов, содержащее станину с закрепленными на ней акустической головкой и опорой, блок статического давления, ультразвуковой генератор с блоком-схемой управления, датчик деформации эоны сварки, сумматор, интегратор, нульорган, блок совпадения, дополнительно снабжено ключом и элементом сравнения, причем входы ключа соединены с выходами сумматора, блока статического давления и блока совпадения, выход ключа соединен со входом интегратора, вход элемента сравнения соединен с выходом сумматора, а выход элемента сравнения соединен

829442 со входом блока управления генератором.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для ультразвуковой сварки полимерных материалов содержит станину 1, на которой крепится акустическая головка 2, опора 3 и блок 4 статического давления. Блок 4 статического давления скреплен с акустической головкой 2. Подвижная часть датчика 5 деформации эоны сварки соединяется с акустической головкой 2, а неподвижная — co станиной 1.

Электрический выход датчика 5 деформации зоны сварки соединен с одним из входов сумматора 6, вычитающий вход которого соединен с выходом интегратора 7. Выход сумматора 6 соединен со входом нуль-органа 8, одним из входов элемента 9 сравнения и через ключ 10 — со входом интегратора 7. Выход нуль-органа 8 соециняется с одним из входов блока 11 совпадения. Электрический выход блока 4 статического давления соединен с одним из управляющих входов ключа 10 и вторым входом блока 11 совпадения. Выход задатчика 12 соединен со вторым входом элемента 9 сравнения. Выход блока 11 совпадения соединен со вторым управляющим входом ключа 10 и с одним из входов блока 13 управления генератором. Ультразвуковой генератпр 14 соединен с блоком 13 управления и акустической головкой 2, воздействующей на свариеваежяй материал 15.

Элементы устройства могут быть выполнены следующим образом. Датчик 5 деформации — по схеме дифференциального датчика перемещений, сумматор 6, интегратор 7, нуль-орган

8, элемент 9 сравнения, задатчик 12 в виде функциональных блоков на операционных усилителях, блоком 11 совпадения является логический. элемент И, блок 4 статического давления включает в себя пневматическую систему с электрическим управлением, блок 13 управления — по схеме с двумя устойчивыми состояниями, в качестве ключа 10 используется реле с управляющим триггером.

Устройство работает следующим образом.

Оператор включает блок 4 статического давления, откуда поступает сигнал на блок 11 совпадения, подго- тавливая его к работе, и на управляющий вход ключа 10, .переводя его в состояние, при котором вход интегратора 7 соединен с выходом сумматора б. Одновременно акустическая головка 2 опускается на материал 15, который начинает деформироваться. Датчик 5. регистрирует эту деформацию и в виде электрического сигнала постоянно подает в сумбО и измерение деформации материала в процессе сварки независимо от раз нотолщинности материала, а также автоматическое окончание сварки в момент, когда отработанная величина деформации будет равна заданной, что привоматор б. Так как выход интегратора 7 подключен к вычитающему входу сумматора 6, то обратная связь отрицательная, поэтому сумматор б с интегратором 7 образуют дифференцирующую схему и сигнал от датчика 5 дифференцируется. Дифференцированный сигнал поступает в нуль-орган S.

По окончании стадии уплотнения дифференцированный сигнал приближается к нулю и становится с равным с пороroM срабатывания нуль -органа 8. Нульорган 8 срабатывает и подает сигнал на блок 11 совпадения. Сигнал на выходе блока 11 совпадения появляется только тогда, когда имеются сигналы на его обоих входах. От блока

11 совпадения сигнал поступает на блок 13 управления на включение ультразвукового генератора 14, который связан с акустической головкой 2.

20 Начинается процесс сварки. Одновременно сигнал с выхода блока 11 совпадения поступает на один из управляющих входов ключа 10, который разрывает связь сумматора б с интег 5 ратором 7. Вследствие этого интегратор 7 начинает работать в режиме запоминания, непрерывно подавая на вычитающий вход сумматора б сигнал, соответствующий положению акустической головки 2 в момент начала сварки, который вычитается из сигнала, соответствующего текущему положению акустической головки 2, поступающего с электрического выхода датчика 5 на другой вход сумматора б.

Таким образом, независимо от толщины свариваемого материала 15, достигается измерение деформации его в процессе сварки. Сигнал, соответствующий этой деформации, поступа4О ет затем на вход элемента 9 сравнения, где сравнивается с сигналом,соответствующим заданной деформации, поступающим от з адат чика 12 з адани я . При достижении заданной деформации зоны сварки с

45 выхода элемента 9 сравнения на вход блока 13 управления поступает сигнал на высключение ультразвукового гене.ратора 14. Оператор отключает блок 4 статического давления, акустическая головка 2 поднимается. После этого. сигнал от блока 4 на вход блока 11 не поступает, что препятствует самопроизвольному включению ультразвукового генератора 14.

55 Предлагаемое устройство обеспечивает не только включение ультразвука после окончания стадии уплотнения свариваемого материала 15 под действием статического давления

829442

Формула изобретения

Составитель ц,. Александров

Редактор М.Дылын Техред 3. Фанта Корректор Г.Решетник

Заказ 3058/41 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР пО делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д„ 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дит к уменьшению разброса прочностных характеристик сварных соединений.

Применение предлагаемого устройства для сварки капроновых лент ударопрочного полистирола позволяет повысить производительность труда в

1,2-1,5 раза, при этом среднеквадратическое отклонение прочности соединения уменьшается в 1,4-1,6 раза, а коэффициент вариации — на

2-2,7 Ъ.

Устройство для ультразвуковой сварки полимерных материалов, содержащее станину с закрепленными на ней акустической головкой и опорой> блок статического давления, ультразвуковой генератор с блоком управления, датчик деформации зоны сварки, сумматор, интегратор, нуль-орган, блок совпадения, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьыения производительности процесса сварки, оно снабжено ключом и элементом сравнения, причем. входы ключа соединены с выходами сумматора, блока статического давления и блока совпадения, выход ключа соединен со входом интегратора, вход элемента сравнения соединен с выходом сумматора, а выход элемента сравнения соединен со входом блока управления генератором.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2640080/23-05, кл. В 29 С 27/08, 1978 °