Автомат для ультразвуковой микросварки

 

АВТОМАТ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МИКРОСВАРКИ, содержащий закрепленные в корпусе на общей оси с возможностью независимого перемещения механизм нагружения, механизм пода .чи и обрыва проволоки и держатель сварочного инструмента, привод «вертикального перемещения, взаимодействующий с механизмом подачи и обрыва проволоки и подключенный к первому выходу вычислительного устройства, отличающийся тем, что, с целью повьииенля производительности путем сокращения времени технологической выдержки перед сваркой, автомат снабжен электромагнитом с обмоткой, установленным . на механизме нагружения, якорем, размещенным на держателе сварочного инструмента с возможностью взаимодействия с обмоткой электромагнита, и цифроаналоговьм преобразователем для формирования демпфирующих импульсов , при этом вычислительное устройство выполнено с двумя дополнительными выходами, один из которых подключен к обмотке электромагнита/ (Л а другой к цифроаналоговому преобразователю .

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) В 23 К 20/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЗФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3446260/25-27 (22) 02.06.82 (46) 30.09.83. Бюл. Р 36 (72) В.Г. Сизов, A.È. Михайлов и С.В. Антипов (53) 621.791.763.1.037(088.8) (56) 1. Патент C(())()) 4234117, кл. 228-1R, 1980.

2.. Авторское свидетельство СССР

)) 825296, кл. В 23 К 31/02, 1979 (прототип). (54)(57) АВТОМАТ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МИКРОСВАРКИ, содержащий закрепленные в корпусе на общей оси с возможностью независимого перемещения механизм нагружения, механизм подачи и обрыва проволоки и держатель сварочного инструмента, привод .вертикального перемещения, взаимодействующий с механизмом подачи и обрыва проволоки н подключенный к первому выходу вычислительного устройства, отличающийся 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.

1044451

Изобретение относится к электронной промышленности и может быть испольэонано при автоматизированной микросварке проволочных выводов ннахлестку при монтаже полупроводниковых приборов и микросхем.

Известно устройство для микросварки, содержащее держатель свароч.ного инструмента, жестко соединенный с ним механизм подачи и обрыва проволоки, механизм нагружения с помощью груза и гидравлический демпфер.

Гидравлический демпфер подключеи к механизму подачи и обрыва проволоки, который жестко связан с держателем снарочного инструмента. Он .замедляет скорость подхода сварочного инструмента к точке сварки, чтобы избежать неконтролируемого удара с полупроводниковым прибором, одновременно гидравлический демпфер сглаживает вибрации, возникшие в этой системе, а, следовательно, и н сварочном инструменте 11) .

Однако устройство очень инерционно и используется в устанонках с низкой производительностью. Гидравлический демпфер достаточно сложен и используется для демпфирования всей инерционной системы (держателя сварочного инструмента и механизма подачи и обрыва проволоки), кроме того, он не отличается достаточной гибкостью в управлении и требует ручной регулировки.

Известен автомат для ультразвуковой микросварки, содержащий закрепленные в корпусе на общей оси с возможностью независимого перемещения механизм нагружения, механизм подачи и обрыва проволоки и держатель сварочного инструмента, привод вертикального перемещения, взаимодействующий с механизмом подачи и обрыва проволоки и подключенный к первому выходу вычислительного устройства (21 .

Недостатками антомата являются отсутствие регулировки усилия нагружения на сварочный инструмент и значительное время технологической выдержки перед сваркой для затухания параэитных вибраций после опускания инструмента на свариваемую деталь.

Цель изобретения — повышение производительности путем сокращения времени технологической выдержки перед сваркой.

Поставленная цель достигается тем, что автомат для ультразвуковой микросварки, содержащий закрепленные в корпусе на общей оси с возможностью независимого перемещения механизм нагружения, механизм подачи и обрыва проволоки и держатель сварочного инструмента, привод вер т икальн ..; > перемещения, вэаимодей стнующий с механизмом подачи и обрыва проволоки и подключенный к первому выходу вычислительного устройства, снабжен, электромагнитом с обмоткой, установленным на механизме нагружения, якорем, размещенным на держателе сварочного инструмента с воэможностью взаимодействия с обмоткой электромагнита и цифроаналоговым преобразователем для. фор5

)0 мирования.демпфирующих импульсов, при этом вычислительное устройство выполнено с двумя дополнительными выходами, один из которых подключен к обмотке электромагнита, а другой ки.

Автомат работает следующим об разом.

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 запускается

ЦАП 14, формирующий первый прямоугольный импульс с плавно спадающим задним фронтом (напряжение U<).

Этот сигнал подается на обмотку электромагнита 7, демпфируя пара60

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 держатель

1. сварочного инструмента 2, под то-, рец которого подается проволока 3.

Через шарнирное устройство 4 на од-. ной оси к держателю 1 сварочного инструмента подсоединен механизм 5 подачи и обрыва проволоки. Взаимодействие между держателем 1 инстру " мента и механизмом 5 подачи и обрыва проволоки осуществляется через якорь 6, электромагнит 7, упор 8 и электрический контакт 9. Свариваемый прибор 10 расположен на рабочем столике 11. Вычислительное устройство (ВУ) 12 управляет работой

35 устройства. Перемещение держателя сварочного инструмента осуществляется приводом 13 на шаговом двигателе, упранляемьы от первого выхода ВУ 12. По команде с ВУ 12 цифрс— аналоговый преобразователь (ЦАП) 14 формирует последовательно дна демпфирующих импульса и ниде прямоугольного импульса напряжения с линейно спадающим задним фронтом и прямоугольного импульса (эпюры и U на фиг. 2). Цифрой 15 обозначен блок формирования напряжения сварочного усилия (эпюра Б3). Система демпфирования включает в себя электромагнит 7 и блок 14, одновременно электромагHBT 7 и блок 15 являются системой нагружения на сварочный инструмент во время свар1044451

3 ит11ые виб1>а> °,>!t Относитез1ь !1О It= хct.низма подачи и обрыва проволоки.

ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМПульСа наПряжЕНИя

Б определяется конструкцией авто"мата 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, взаимодействующий с механизмом 5.подачи .и обрыва проволоки и он совместно с держателем

1 сварочного инструмента::.::;-1нет поворачивать вокруг оси арн11р;->о- го соединения 4 против часовой стрелки до соприкоснов= 1и-: я =-роч-- ного инструмента 3 с пр .;:.:-;.>кой на контактную площадку прнбо",-=..:. 10.

При подходе инструмента,< м=-сту сварки задний фронт импульса U в виде плавно спадающего напряжения постепенно снимает усилие нагружения и обеспечивает безударное касание инструмента о свариваемые 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 дальнейшего поворота механизма происходит размыкание электроконтакта 9 с упором

8, что служит сигналом остановки привода 13 вертикальн:;.:î перемещения. Одновременно по ле установки инс: румента на место сварки обеспечивается этап те:::-слогической выдержки (отсутствие свар1 .;.!,. При этом к обмотке электромагнита 7

ПОДаЕТСЯ ВТОРОЙ СИГНс,.:"I (11аПРЯ>КЕНИЕ

U,) c цд ..4 в вид:-: ".;-:. .>,гол. ого импульс» > создающий достаточное ,усилие нагружен>.. ;, †. ãî позволяет быстро и надежно дзмпфировать вибрации, возни>.шие на инструменте еще до начала ультразвуковой свар.ки. При этом этап технологической .вндержки резко сокращается до

О м (вмеото обыч>п :х 5J мс). Амплитуда прямоугольного импульса У долж.:а быть такой,, чтобы обеспечи.,:ваемс. е нм у"илие нагружения, с од-. ной стороны, достаточно быстро и надеж>1о >,,;11ло вибрации и, с другой стороны, не вызывало расплющивания или неконтролируемой деформа..::.: СB:lринае>11.>х деталей. В совремев i>ь>х ав тома.":-. х, имеющих малую

5 длительность .и большую ультразвуковую энергию сварочного импульса, это усилие нагружения можно выб; вЂ;1ть больше сварочного усилия в

1,8-2,5 раза в зависимости от диа1О . .ра привариваемой проволоки.

Ватем автомат осуществляет сварку в заданном режиме.

При этом подается ультразвуКОвой имп,льс на сварочный инструмент через держатель 1, а с блока 15, управляемого от Ву 12 подается напряжение U8, создающие усилие при сверк.». При необходимости нагруже1>ие на r-:аро"-ный инструмент благодар .б;.... Иной:хе: ..- легко регулируе °;.. упpàьляется.

:. .Осле завершения сварки включая:."я привод вертикального перемещения 13,- который теперь вращает ме ханизк1 подачи и обрыва проволоки по часовой стрелке вокруг оси шарнирного устройства 4. Далее осуществляется контактирование упора

8 с контактом 9, механизм 5 подачи и обрыва проволоки и держатель

1 сварочного инструмента поднимаются вместе на высоту перемычки.

При этом в определенный момент, определяемый типом и конструкцией свариваемого прибора, на обмотки

3. электромагнита 7 подают через ЦАП 14 прямоугольный импульс с плавно спадающим задним фронтом и далее прямоугольный импульс, не вызывающий

p=l:,. >ющива>:ия и неконтролируемой

Щ деформации свариваемых деталей, со..давая нагружение на инстру>лент во,,">åìÿ движения инструмента вниз, де;. фируя паразитные вибрации. Далее технологический цикл повторяетсе., Электромагнит 7 (в качестве эле мента системь. демпфирования) расположен между малоинерционными дер>кателем 1 сварочного инструмента и механизмом 5 подачи и обрыва,проволоки„. что позволяет эффективно, гасить вибрации.

Эффект slo сравнению с прототипом, принятым за базовый объект достигается за счет повышения надежности 5 1автомата и высокой скорости сварки. При этом производительность возрастает на 30%.

1044451

Qut.2

СоставительА. Анохов

РЕдактор Е. Лушникова Техред N,Гергель Корректор A. Повх

Закаэ 7424/12 Тираж 1106 Подписное

BHNHIIH 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