Установка для присоединения проволочных выводов

 

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к оборудованию для сборки полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Цель изобретения - повышение качества сварных соединений за счет автоматической стабилизации задаваемого профиля сварочной нагрузки. Установка содержит корпус 1, шаговый привод /ШП/ 2, сварочную головку 4, выполненную в виде упругой балки 8 с П-образным пазом 9, датчик сварочной нагрузки 7, блок управления шаговым приводом /БУШП/ 14, генератор профиля сварочной нагрузки /ГПСН/ 15, блок 16 управления сварочной системой и следящую систему 17 стабилизации профиля сварочной нагрузки 17. При подаче пускового сигнала на блок управления 16 последний через БУШП 14 запускает ШП 2 на опускание сварочной головки 4 в позицию сварки и так же ГПСН 15. ГПСН 15 задает профиль сварочной нагрузки в виде последовательности двоичных кодов, которые поступают на первый вход следящей системы 17, на второй вход которой поступает сигнал от датчика сварочной нагрузки. Датчик закреплен на упругой балке 8 с Ц-образным пазом 9. В процессе образования сварного соединения следящая система 17 отслеживает разность между сварочной нагрузкой, задаваемой ГПСН 15, и сварочной нагрузкой, измеряемой датчиком сварочной нагрузки 7, и через БУШП 14 устраняет это рассогласование управлением работой ШП 2. После окончания сварки сварочная головка 4 возвращается в исходное состояние. 1 з.п.ф-лы, 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К ) 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

I, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Э

4 (21) 4455358/25-27 (22) 05.07.88 (46) 15.03.90. Бюл. И 10 (72) 10.П;Огер, А.С.Илюкевич и В.Н.Акимов (53) 658.562.012.7(088,8) (56) Патент США У 4603802, кл, 228 1 ° 1в 1986 ° (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИСОЕДИНВННЯ ПРОВОЛОЧНЫХ ВЬ1ВОДОВ (57) Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к оборудованию для сборки полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Цель изоб- ретения — повышение качества сварных, соединений за счет автоматической стабилизации задаваемого профиля сварочной нагрузки. Установка содержит корпус.1, шаговый привод (IPH) 2,сварочную головку 4, выполненную в виде упругой балки 8 с П-образным пазом 9, датчик сварочной нагрузки 7,блок управления шаговым приводом(БУШП) 14,, генератор профиля сварочной нагрузки (ГПСН) 15, блок 16 управления свароч„,SU 1549698 д 1

2 ной системой и следящую систему 17 стабилизации профиля сварочной нагрузки. При подаче пускового сигнала на блок управления 16 последний через БУШП 14 запускает ШП 2 на опускание сварочной головки 4 в позицию сварки и так же ГПСН 15. FITCH 15 задает профиль сварочной нагрузки в виде последовательности двоичных кодов, которые поступают на первый вход следящей системы 17, на второй вход которой поступает сигнал от датчика сварочной нагрузки. Датчик закреплен на упругой балке 8 с Ц-образным пазом 9. В процессе образования сварного соединения следящая система

Ж

17 отслеживает разность между сварочной нагрузкой, задаваемой ГПСН 15, и сварочной нагрузкой, измеряемой датчиком сварочной нагрузки 7, и через БУШП 14 устраняет зто рассогласование управлением работой ШП 2.

После окончания сварки сварочная ro- > ловка 4 возвращается в исходное сос- ©Д тояние. 1 з.п. ф-лы, 9 ил. 4ь

1549698

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к оборудованию для сборки полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Целью изобретения является повыше5 ние качества сварных соединений за счет автоматической стабилизации задаваемого профиля сварочной нагрузки.

На фиг. 1 приведена структурная схема установки; на фиг..2 †. упругая балка с П-образным пазом; на фиг.3— циклограмма работы установки, на фиг, 4 — структурная схема следя щей системы стабилизации задаваемого профиля сварочной нагрузки, на фиг. 5 — структурная схема генератора профиля сварочной нагрузки; на фиг.6структурная схема цифрового ПИД-регулятора; на фиг. 7 — структурная схема блока управления шаговым приводом, на фиг. 8. — структурная схема блока управления сварочной системой; на фиг, 9 — алгоритм работы блока управления сварочной системой. 25

Установка для присоединеу ия проволочных выводов состоит из станины шагового привода 2, разрядника

3, сварочной головки 4, взаимодействующей с шаговым приводом 2, сва- 30 рочного инструмента 5, зажимных гу- бок 6, датчика 7 сварочной нагрузки, упругой балки 8 с П-образным пазом 9.

Рри перемещении сварочной головки

4 на один шаг изменение сварочной нагрузки должно быть ЙРСЫР, где d Р— допустимая погрешность сварочной нагрузки, регламентируемая для конкретного образца сварочной установки, а толщина выреза выбирается та- 40 ким образом, чтобы обеспечить прогиб балки 8 на величину, обеспечивающую весь диапазон сварочных нагрузок для данного типа оборудования, при этом на одном конце балки 8 закреплен 45 сварочный инструмент 5, Датчик 7 .сварочной нагрузки расположен на упругой балке 8 у конца П-образного паза

9 блока 10 формирования шарика, подключенного к разряднику 3, Устройство состоит также из привода, например электромагнитного, зажимных губок 11, корпуса 12 сварочной головки, на котором вторым концом закреплена упругая балка 8 и закреплены зажим; ные губки 6 с приводом 11, мультиплексора 13, блоха 14 управления шаговым приводом, входом подключенного к выходу мультиплексора 13, а первым выходом к шаговому приводу 2, генератора 15 профиля сварочной нагрузки, блока 16 управления сварочной системой, первым выходок подключенного к блоку 10 формирования шарика, вторым выходом — к приводу 11 зажимных губок, третьим выходом к адресному входу мультиплексора 13, четвертым выходом к первому информационному входу мультиплексора 13, а пятым и шестым выходами к первому и второму входам генератора 15 профиля сварочной нагрузки соответственно, при этом на первый вход блока 16 управления сварочной системой подается пусковой сигнал, второй вход подсоединен к второму выходу блока 14 управления шаговым приводом, а третий вход под" соединен к второму выходу генератора 15 профиля сварочной нагрузки, и следящей системы 17 стабилизации задаваемого Профиля сварочной нагрузки, выходом подключенной к второму информационному входу мультиплексора 13, первым входом к датчику 7 сварочной нагрузки, а вторым входом — к первому выходу генератора 15 профиля сварочи. нагрузки.

Установка для присоединения проволочных выводов работает следующим образом.

До подачи пускового сигнала на вход блока lb управления сварочной системой сварочная головка 4 находится в исходном состоянии Н=О, на всех выходах блока 16 управления сварочной системой присутствуют сигналы логического "0", привод 11 зажимных губок, например электромагнит, отключен сигналом с второго выхода блоха

16 управления сварочной системы и эажимные губки 6 разжаты, а мультиплексор 13 находится в состоянии, при котором через него разрешено прохождение сигнала с четвертого выхода блока

16 управления сварочной системой.

После подачи сигнала "Пуск" на первый вход блока 16 управления сварочной системой последний вырабатывает сигнал, который с первого его выхода поступает на блок 10 формирования шарика, который через разрядник 3 осуществляет разряд на кончик.,:проволоки, выступающий из сварочного инструмента 5, оплавляя шарик, а на четвертом выходе блока 16 управления сварочной системой устанавливается код, соответствующий частоте (скорос1549698 ти) опускания шагового привода 2 к первой точке сварки, поступающий через мультиплексор 13 на вход блока

14 управления шаговым приводом. По указанному коду блок 14 управления шаговым приводом начинает коммутировать обмотки шагового привода 2, при этом сварочная головка 4 опускается, блок 16 управления сварочной системой параллельно анализирует цифровой код, поступающий на его второй вход с второго выхода блока 14 управления шаговым приводом и соответствующий текущей координате положения сварочной головки 4, и при достижении заданного значения Н„, которое онределяет высоту переключения сварочной системы в режим профилирования сварочной нагрузки и заранее программируется в памяти блока 16 управления сварочной системой, последний сигналом с третьего выхода переключает мультиплексор 13 по его адресному входу в состояние, при котором через него пропускается код с выхода следящей системы 1 7 стабилизации задаваемого профиля сварочной нагрузки и в то же время сигналом с пятого выхода блока 16 управления сварочной системой запускает генератор 15 профиля сварочной нагрузки. Генератор 15 профиля сварочной нагрузки задает на втором входе следящей системы 17 стабилизации задаваемого профиля сварочной нагрузки последовательность двоичных кодов, описывающих задаваемый профиль сварочной нагрузки, который заранее програьжируется в памяти генератора 15 профиля сварочной нагрузки, а на первый вход системы 17 стабилизации задаваемого профиля сварочной нагрузки подается сигнал с датчика 7 сварочной нагрузки, выполненного в виде двуплечего тензометрического моста, напыленного на кремниевой мембране и закрепленного на поверхности упругой балки 8 с П-образным пазом сварочной головки- 4. Причем до контактирования оплавленного шарика с контактной площадкой микросхемы сигнал датчика 7 сварочной нагрузки равен нулю вследствие отсутствия нагрузки в упругой балке 8.

После контактирования оплавленного шарика с контактной площадкой микросхемы датчик 7 сварочной нагрузки начинает воспринимать возрастающую

55 во времени по мере опускания свароч" ной головки 4 нагрузку в упругой балке 8, которая соответствует нагрузке на свариваемые элементы и преобразуется датчиком 7 сварочной нагрузки в электрический сигнал, последний поступает на первый вход следящей системы 17 стабилизации задаваемого профиля сварочной нагрузки. Следящая система 17 стабилизации задаваемого профиля сварочной нагрузки сопоставляет сигналы с датчика 7 сварочной нагрузки и генератора 15 профиля сварочной нагрузки, являющегося задатчиком.сварочной нагрузки, и .на своем выходе формирует по определенному закону управляющее воздействие в виде последовательности двоичных кодов, которые через мультиплексор 13 поступают на вход блока 14 управления шаговым приводом, последнем, перемещая сварочную головку 12 посредством шагового привода 2; изменяет нагрузку клинообразного инструмента 5 на оплавленный шарик, привариваемый к контактной площадке микросхемы, причем следящая система стабилизации задаваемого профиля сварочной нагрузки формирует это управляющее воздействие таким образом, чтобы как можно быстрее и с минимальным перерегулированием скомпенсировать несоответствие сигнала датчика 7 задаваемому значению сварочной нагрузки на выходе генератора 15 профиля сварочной нагрузки в данный момент времени.

Так, при поступлении на вход блока 14 управления шаговым приводом кода, информирующего о превышении сварочной нагрузкой, определяемой датчиком 7 сварочной нагрузки, величины, задаваемой генератором 15профиля сварочной нагрузки, блок 14 управления шаговым приводом коммутирует обмотки шагового привода 2 в последовательности, при которой сварочная головка 4 перемещается вверх, тем самым снижая нагрузку на свариваемые элементы до полного устранения рассогласования, т.е. до приведения в соответствие нагрузки, задаваемой генератором 15 профиля сварочной нагрузки, реальной нагрузке в упругой балке 8 сварочной головки 4 если величина сварочной нагрузки в упругой балке 8 сварочной головки 4 меньше величины, задаваемой генератором

1549698

15 профиля сварочной нагрузки, блок

14 управления шаговым приводом перемещает сварочную головку 4 вниз, тем самым увеличивая сварочную нагрузку в упругой балке сварочной головки 4 до соответствия с нагрузкой, задаваемой генератором 15 профиля сварочной нагрузки.

Стабилизация постоянной сварочной нагрузки на протяжении всего процесса сварки осуществляется следующим образом.

На второй вход следящей системы 17 стабилизации профиля сварочной нагрузки подается неизменный код с выхода генератора 15 профиля сварочной нагрузки, соответствующий нагрузке, которую необходимо приложить к свариваемым элементам.

После подачи управляющего сигнала с третьего выхода блока 16 управления сварочной системой, который запрограммирован в памяти блока 16 управления сварочной системой, на ад- 25 ресный вход мультиплексора 13 последний пропускает сигнал с выхода следящей системы 17 стабилизации профиля сварочной нагрузки на блок 14 управления шаговым приводом, который начинает коммутировать обмотки шагового привода 2 в последовательности, при которой сварочная головка 4 опускается вниз до тех пор, пока в упругой балке не возникает сварочная нагрузка, которая вызывает изменение сигнала. от датчика 7 сварочной нагрузки на величину, соответствующую коду, задаваемому генератором

15 профиля сварочной нагрузки., 40

При этом сигналы на обоих входах следящей системы 17 стабилизации профиля сварочной нагрузки сравниваются, а на его выходе появляется нулевой код, который через мультиплексор 13 поступает на вход блока 14 управления шаговым приводом, фиксирует токи в обмотках шагового привода 2 и останавливает последний.

В процессе сварки происходит деформация привариваемого проводника, поэтому сварочная нагрузка в упругой балке 8 падает, падает сигнал и от датчика 7 сварочной нагрузки, поэтому на выходе следящей системы 17 ста,55 билизации профиля сварочной нагрузки появляется рассогласование, т.е. на входе блока 14 управления шаговым приводом появляется ненулевой код и этот блок вновь запускает шаговый привод 2 на опускание до приведения сварочной нагрузки в упругой балке

8 в соответствие задаваемой генератором !5 профиля сварочной нагрузки.

После окончания процесса присоединения оплавленного шарика к контактной площадке интегральной микросхемы, время которого программируется генератором 15 профиля сварочной нагрузки, последний на втором выходе вырабатывает сигнал, который подается на третий вход блока 16 управления сварочной системой, последний на своем пятом выходе по программе, запрограммированной в его памяти, устанавливает нулевой сигнал,. который поступает на первый вход генератора 15 профиля сварочной нагрузки 15 и устанавливает его в исходное состояние, при котором задаваемое значение сварочной нагрузки равно нулю. Затем блок 16 управления сварочной системой по программе, запрограммированной в его памяти, на третьем выходе изменяет сигнал, поступающий на адресный вход мультиплексора 13, переключая его в состояние, при котором последний коммутирует информацию с четвертого выхода блока 16 управления сварочной системой через свой первый вход на вход блока 16 управления сварочной системой,. Одновременно блок 16 управления сварочной системой формирует на четвертом выходе код, соответствующий частоте (скорости) перемещения шагового привода вверх на величину

Н, необходимую для образования петли, запрограммированную в памяти блока 16 управления сварочной системой, после чего .оператор перемещает свароч ную головку 4 в позицию второй сварки и производит повторный пуск сварочной установки на опускание сварочной головки 4 в позицию второй сварки Н .

В дальнейшем процесс образования второй сварки (сварки на траверсе интегральной схемы) происходит аналогично описанному выше с той разницей, что оплавленный шарик не образуется и сигналом с шестого выхода блока 16 управления сварочной системой на второй вход генератора 15 профиля сварочной нагрузки последний переключается на второй режим, задающий профиль сварочной нагрузки на время.1 549698

10 образования сварочного соединения на траверсе интегральной схемы.

После окончания процесса образования сварочного соединения в позиции второй сварки блок 16 управления сва5 рочной системой на четвертом выходе программно устанавливает код Р, который через мультиплексор 13 поступает на вход блока 14 управления шаговым приводом. Последний запускает привод 2 и возвращает сварочную головку 4 в исходное положение, одновременно анализируя информацию, поступающую с второго выхода блока 14 управления шаговым приводом на его второй вход, о положении привода 2 s каждый момент времени, и при появлении на его втором входе кода Нр> блок 16 управления сварочной системой на своем втором выходе программно устанавливает сигнал, включающий привод 12 зажима губок, который, срабатывая, фиксирует проводник в зажимных губках 6 и обрывает его по утонь- 25

/ шению на траверсе в месте образования соединения на траверсе интегральной схемы. В результате этого на конце клинообразного капилляра 5 образуется хвостовик, необходимый для формирования шарика.

Таким образом, перемычка между контактной площадкой полупроводникового кристалла и траверсой микросхемы сформирована и после выхода сварочной головкой в исходное состояние устанрв- . ка готова к новому циклу формирования перемычки.

Следящая система 17 стабилизации задаваемого профиля сваРочной нагруз- 40 ки содержит последовательно соединенные усилитель 18, аналого-цифровой преобразователь 19, вычитатель 20 и цифровой ПИД-регулятор 21, тактовый

ВхОд IcoToporo coединен с выхОдОм ГО 45 товности аналого-цифровоro преобразователя (АЦП) 19,причем первым входом спедящей системы 17 стабилизации заI даваемого профиля сварочной нагрузки является вход усилителя 18, вторым входом — первый. вход вычитателя 20, а выходом — выход ПИД-регулятора 21.

Система работает следующим образом.

На вход усилителя 18 поступает сигнал с датчика 7 сварочной нагрузки, на котором он формируется, и подается на вход АЦП 19, на выходе которого.формируется последовательность цифровых кодов, пропорциональная значению аналогового сигнала, поступающего на его вход в данном цикле аналого-цифрового преобразования, причем эта последовательность формируется синхронно с сигналом на выходе готовности преобразования АЦП 19. Так как время преобразования АЦП 19 около 50 мкс, то на выходе готовности преобразования АЦП 19 имеет место последовательность импульсов частотой около .20 кГц, причем по передним фронтам этих импульсов на выходе АЦП

19 присутствует сформированный в данном цикле преобразования цифровой код. С выхода АЦП 19 последовательность цифровых кодов, отслеживающая значение сварочной нагрузки, поступает на второй вход вычитателя 20, на первый вход которого подается цифровой код с выхода генератора 15 профиля сварочной нагрузки, в результате чего на выходе вычитателя 20 формируется последовательность кодов, соответствующая ошибке между задаваемым генератором 15 профиля сварочной нагрузки значением сварочной нагрузки и измеренным с помощью датчика

7 сварочной нагрузки значением сварочной нагрузки в каждом цикле аналогоцифрового преобразования АЦП 19. Эта последовательность кодов поступает на вход цифрового ПИД-регулятора 21, который тактируется сигналом готовности преобразования АЦП 19, в результате чего на выходе цифрового ПИД-регулятора 21 формируется кодовая последовательность с частотой преобразования АЦП 19, которая является управляющим воздействием, определяющим в каждом цикле преобразования

АЦП 19 частоту (скорость) и направление движения шагового привода 2 и приводит к изменению сварочной нагрузки,. равной нагрузке в упругой балке 8, таким образом, чтобы свести в конечном итоге значение ошибки на выходе вычитателя 20 к нуюпо. При изменении задаваемого значения сварочной нагрузки, т.е. при изменении значения кода на первом входе вычитателя 20, следящая система стабилизации задаваемого профиля сварочной нагрузки, действуя по вышеописанной методихе, вновь сводит значение ошибки на выходе вычитателя 20 к нулю, Таким образом, производится управле1549698

12 ние процессом нягружения свариваемых элементов, практически исключающее несоответствие задаваемого профиля сварочной нагрузки реальному при профилировании ее для каждой сварки.

Генератор 15 профиля сварочной нагрузки (ГПСН) содержит тактовый генератор 22,п-разрядный счетчик 23 и ПЗУ 24 на в+1 выходных разрядов и п+1 адресов,. причем счетчик 23 счетным входом соединен с выходом тактоI вого генератора 22, а и-разрядным информационным выходом с соответствующими и адресными входами ПЗУ 24, при этом вход сброса счетчика 23 является первым входом ГПСН 15 (фиг 1) (n+1)-й адресный вход ПЗУ 24 — вторым входом ГПСН 15, m информационных выходов ПЗУ 24 — первым выходом ГПСН 0

15, à (m+1)-й информационный выход

ПЗУ 24 — вторым выходом ГПСН 15.

ГПСН 15 работает следующим образом.

При отсутствии сигнала на первом 25 входе ГПСН 15 счетчик 23 сброшен в ноль и на всех его n информационных выходах присутствует сигнал, равный нулю. Этот сигнал поступает на соответствующие адресные входы ПЗУ 24, по которым ПЗУ 24 выдает согласно своей программе на своих m выходах код, равный нулю, что соответствует нулевому значению задаваемой сварочной нагрузки, При появлении пускового сигнала

35 на первом входе ГПСН 15 счетчик 23 разблокируется и начинает считать импульсы, поступающие на его счетный вход от тактового генератора 22, при 40 этом на его п-разрядном выходе, а следовательно, на и адресных входах

ПЗУ 24 появляется последовательно изменяющийся с частотой тактового генератора 22 двоичный код, задающий 45 адрес выбираемого кода, запрограммированного в ПЗУ 24, Последовательность этих выбираемых из ПЗУ 24 согласно своей программе m-разрядных кодов и является задаваемым профилем нагруз50 ки сварочного импульса, при этом появление на (m+1)-м выходе ПЗУ 24 значения логической 1 сигнализирует о том, что профилирование нагрузки сварочного импульса завершено и что блок 16 управления сварочной системой

55 должен снять сигнал 17 с первого входа ГПСН 15. На (m+1)-й вход ПЗУ 24 может быть подан сигнал логического

"0" или "1" с пятого выходя блока 16 управления сварочной системой, при этом в ПЗУ 24 выбирается область, хранящая профили сварочной нагрузки для сварки на контактную площадку кристалла или ня траверсу выводной рамки микросхемы соответственно, а выбор той или иной области происходит по программе, хранящейся в памяти блока 16 управления сварочной системой.

Цифровой ПИД-регулятор 21 содержит последовательно соединенные пер-. вый 25 и второй 26, третий 27 регистры, первый ?8, второй 29 и третий

30 умножители, первый 31, второй 32 и третий 33 программаторы, выходами подключенные к первым входам первого

28, второго 29 и третьего 30 умножителей соответственно, сумматор 34, третьИм входом подключенный к выходу третьего регистра 27, а первым и вторым входами подключенный к выходам первого 28 и третьего 30 умножителей соответственно, вычитатель 35, первым входом подключенный к выходу сумматора 34, вторым входом подключенный к выходу второго умножителя 29, а выходом подключенный к выходу третьего регистра 27, выходы первого 25 и второго 26 регистров подключены к вторым входам второго 29 и третьего

30 умножителей соответственно, причем тактовые входы первого 25, второго 26 и третьего 27 регистров объединены и являются тактовым входом цифрового ПИД-регулятора, входом цифрового ПИД-регулятора является второй вход первого умножителя 28, ñîåдиненный с входом первого регистра

25, а выходом цифрового ПИД-регулятора является выход третьего регистра 27.

Приведенный ПИД-регулятор выполняет функцию

У; =У; 1+К1Х -К Х. +К Х; 2 (1) где У; — выходной код ПИД-регулятора;

Х; — входной код ПИД-регулятора;

К„К, К - коэффициенты пропорциональности, задаваемые первым 31, вторым 32 и третьим 33 программаторами соответственно; — индекс, указывающий порядковый номер отсчета АЦП 19, Действительные данные на входе

ПИД-регулятора 21 имеют место при положительных значениях тактовых сигна.—

14

13

1549698 лов на его тактовом входе, причем в первый 25, второй 26 и третий 27 регистры информация заносится по отрицательным фронтам тактовых вышеупо5 мянутых сигналов, т.е., если на входе ПИД-регулятор 21 жкеет место i-e значение входного сигнала Х<, то в первом 25 и во втором 26 регистрах записано (i-1)-е — X,., и (i-2)-е Х 2 значения входного сигнала соответственно, а в третьем регистре 7 . (i-1)-е.значейие выходного сигнала

У,. Таким образом, устройство, изображенное на,фиг. 6, в каждом такте

i-й последовательнбсти входных сигналов выполняет функцию (2).

Таким образом, на выходе первого умножителя 28 имеет место второе слагаемое К,.Х1 формулы (1), на выходе 20 второго умножителя 29 — третье слагаемое К Х,, формулы (), на вьгходе третьего умножителя 30 — четвертое слагаемое формулы (1), причем пер вое слагаемое с выхода третьего ре- 25 гистра 27 поступает на третий вход сумматора 34, второе слагаемое — на первый вход сумматора 34, четвертое слагаемое — на второй вход сумматора

34, в результате на выходе сумматора

34 имеет место сумма У,, +К,Х,+К Х,,<„ которая, в свою очередь, поступает на первый вход вычитателя 35, на второй вход которого с выхода второго умножителя 29 подается третье слагаемое К,Х;, формулы (1) и на выходе вычитателя 35 имеет место выходной код цифрового ПИД-регулятора, который по отрицательному фронту входного тактового сигнала заносится в тре- 40 тий регистр 27. По этому же фронту в первый регистр.25, вход которого является входом ПИД-регулятора, заносится Х. значение входного сигнала, 1 а во второй регистр 26 с выхода пер- 45 вого регистра 25 — значение Х;, входного сигнала. Далее на вход ПИД-регулятора поступает Х;;. значение входного сигнала, на выходе вычитателя

35 в еописанн способом Фрмирует- 50 ся У. значение выходного сигнала, 1б1 которое по следующему отрицательному фронту входного тактового сигнала за-носится в третий регистр 26. Таким образом, устройство в каждом такте

i-й последовательности входных сигналов выполняет функцию (1).

Блок 14 управления шаговым приводом (БУШП) содержит преобразователь

36 код - частота с (K+1)-разрядным входом, опорный генератор 37, выходом подключенный к входу опорной частоты преобразователя 36 код — частота, коммутатор 38 фаз, демультиплексор 39, инвертор 40 и реверсивный счетчик 41, причем входы коммутатора 38 фаз и демультиплексора 39 соединены с выходом преобразователя

36 код — частота, вход инвертора 40 подключен к адресному входу демупьтиплексора 39, вход выбора направления вперед коммутатора 38 фаз †к (К+1)-му. входу преобразователя 36 код — частота выход инвертора 40 подключен к входу выбора направления вперед коммутатора 38 фаэ, пера2и и второй выходы демультиплексора

38 подключены соответственно к входам прямого и обратного счета реверсивного счетчика 41, а входом БУШП

14 является (К+1)-разрядный вход преобразователя 36 код — частота,.первым выходом БУШП 14 является выход коммутатора 38 фаэ, а вторым его выходом — выход реверсивного счетчика 41.

БУШП 14 работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходе реверсивного.счетчика 41 присутствует нулевой код, а на (К+1)-разрядный вход преобразователя 36 код — частота, являющийся входом БУШП 14, подан нулевой код. При подаче на вход БУШП

14 с выхода блока управления сварочной системой ненулевого кода на выходе преобразователя 36 код †.частота появляется последовательность импульсов с частотой, пропорциональной коду, подаваемому на вход преобразователя 36 код — частота. Эта последовательность импульсов поступает на вход коммутатора. 38 фаз, под управлением которых осуществляется коммутация силовых фазных обмоток линейного шагового привода 2 по определенному циклическому закону, причем значение логического сигнала, поступающего по (К+1)-му входному разряду БУШП 14 на вход выбора направления вперед коммутатора 38 фаз и через инвертор 40 на вход выбора направления назад последнего, определяет направление коммутации фазных обмоток привода 2 в коммутаторе 38 фаз и, соответственно, направление движения привода. Так, например, при значении (К+1)-ro разряда на входе БУШП

16

1549698

l4 равном логической "1", коммутатор

38 фаз осуществляет коммутацию обмоток шагового привода 2 в последовательности, определяющей направление движения последнего вперед, и наоборот, при значении (К+1)-ro разряда на входе БУШП 14, равном логическому

"0", коммутация обмоток шагового привода 2 осуществляется в последовательности,. определяющей направление движения назад, Последовательность импульсов с выхода преобразователя

36 ° код — частота поступает также через демультиплексор 39 в зависимости от значения сигнала (К+1)-ro входного разряда, управляющего этим демуль-. типлексором 39, на вход прямого или обратного счета реверсивного счетчика 41, в результате чего этот счетчик, суммируя или вычитая в зависимости от направления движения привода шаговые импульсы с выхода преобразо-, вателя 36 код — частота, фиксирует положение шагового привода 2 в дан- 25 ный момент времени. Таким образом, БУШП 14 осуществляет управление шаговым приводом

2 с частотой (скоростью),определяемой значением цифрового кода на вхо- 30 де преобразователя 36 код- — частота, и направлением, определяемым значением (К+1)-го входного разряда БУШП

14, причем значение кода на выходе реверсивного, счетчика 41 определяет положение шагового привода 2 .относительно .его нулевого значения. При подаче на вход преобразователя 36 код — частота нулевого кода на его выходе будет нулевая частота, т.е. значение кода на выходе реверсивного счетчика 41 будет зафиксировано, что соответствует определенному значением этого счетчика 41 положению шагового привода 2. 45

Блок 16 управления сварочной системой (БКСС) выполнен в виде микропроцессорной системы с трехшинной архитектурой и содержит микропроцессор

42, ОЗУ 43, ПЗУ 44 и устройство ввода-вывода 45 (УВВ),причем первый, второй и третий- входы УВВ 45 являются первым, вторым и третьим входом БУСС

16, а выходы УВВ 45 являются выходами БУСС 16.

Алгоритм работы БУСС 16 следующий.

При подаче питания к БУСС 16 на первом-шестом выходах БУСС 16 устанавливаются нулевые значения сигналов (поз. 47) и БУСС 16 на своем первом вхсде ожидает появление сигнала (поз. 48), что соответствует ожиданию внешнего пускового сигнала установки, и при появлении его на первом входе БУСС 16 на первом его выходе появляется сигнал (поз ° 49, 50), который запускает БФШ 10, затем БУСС

16 на четвертом выходе устанавливает код Р, (поз. 51), соответствующий скорости (частоте) опускания привода 2 к первой точке сварки, при этом БУСС

16 анализирует значение параметра, поступающего с БУШП 14 на его второй вход (поз. 52), которое соответствует положению привода 2 в данный момент времени. При появлении на втором входе БУСС 16 значения, равного заданной высоте первой сварки Н, БУСС 16 устанавливает на четвертом выходе код, равный нулю (поз. 53), затем на третьем и пятом выходах— значение сигнала, равное "1" (поз, 54 и 55), что соответствует переключе-, нию режима работы установки в режим формирования требуемого профиля сварочной нагрузки для первой сварки, причем задатчиком профиля является

ГПСН 15. После этого БУСС 16 анализирует сигнал íà его третьем входе (поз. 56), что соответствует анализу окончания работы ГПСН 15, и нри его появлении на пятом и третьем выходах

БУСС 16 устанавливаются исходные нулевые значения (поз. 57, 58). Затем

БУСС 16 на четвертом выходе устанавливает код Р (поз. 59), соответствующий скорости подъема сварочной головки 4 для формирования петли, при этом БУСС 16 анализирует значение параметра, поступающего на его второй вход (поз. 60) и сравнивает его со значением высоты подъема сварочной головки 4 при петлеобразовании Н„.

При достижении приводом значения

Н„ БУСС 16 устанавливае1 на четвертом выходе код, равный нулю (поз. 61), и ожидает на первом входе внешнего пускового сигнала (поз. 62), сигнали" зирующего о том, что сварочная головка 4 находится в позиции сварки на траверсе интегральной, микросхемы.

При поступлении внешнего пускового сигнала на первый вход БУСС 16 устанавливает на четвертом выходе код

Р> (поз. 63), соответствующий скорости опускания сварочной головки 4, к второй сварке, при этом БУСС 16 ана1549698 что соответствует включению привода зажима губок 6, а затем БУСС 16 анализирует код„ поступающий с второго выхода БУШП 14 (фиг. I) на его второй вход (поэ. 76), и сравнивает его со значением H=O, соответствующим исходному состоянию. При достижении приводом значения Н=О БУСС 16 устанавливает на четвертом своем выходе код, равный "0" (поз, 77), затем на .втором выходе устанавливает сигнал логического "О" (поэ. 78) и возвращается в состояние ожидания внешнего пускового сигнала (поз. 48) для формирования следующего сварного соединения.

Таким образом, предложенная установка позволяет регулировать сварочную нагрузку любого профиля и стабилизировать профиль сварочной нагрузки в процессе образования сварного соединения, что значительно повышает качество сварных соединений, сРормулаиэобретения

l. Установка для присоединения проволочных выводов, содержащая ста40

50 лизирует значение параметра, поступающего на его второй вход (поэ, 64), и сравнивает его с заданным значением высоты второй сварки Н . При до5 стижении сварочной головкой 4 значения Н БУСС 16 устанавливает на чет2 вертом своем выходе код, равный "О" (поз. 65), затем на третьем, пятом и шестом выходах устанавливаются сиг- 10 налы логической "1 (поз. 66, 67 и

68), что соответствует переключению режима работы установки в режим формирования требуемого профиля сварочной нагрузки для второй сварки. После этого БУСС 16 анализирует появление сигнала на своем третьем входе (поз. 69), появление сигнала соответствует.окончанию 11аботы ГПСИ 25, и на третьем, пятом и шестом выходах

БУСС 16 устанавливает нулевые значения (поз, 70, 71 и 72). Затем БУСС

16 на четвертом выходе устанавливает код Г (поэ. 73), соответствующий скорости (частоте) подъема сва- 25 рочной головки 4 в исходное положение, при этом БУСС 16 анализирует код с второго выхода БУШП 14, поступающий íà его второй вход (поэ. 74), и сравнивает его со значением Н,. 30

При достижении приводом значения Н

БУСС 16 устанавливает на втором своем выходе сигнал логической "1" (поз.75), нину, разрядник, закрепленный на станине, сварочную головку, корпус сварочной головки, сварочный инструмент, датчик сварочной нагрузки, шаговый привод сварочной головки, закрепленный на станине и взаимодействующий со сварочной головкой, эажимные губки с приводом, расположенные на корпусе сварочной головки, блок формирования шарика, выходом подключенный к разряднику, мультиплексор, блок управления шаговым приводом, входом подключенный к выходу мультиплексора, а первым выходом — к шаговому приводу, генератор профиля сварочной нагрузки и блок управления сварочной системой, первым выходом подключенный к блоку формирования шарика, вторым выходом— к приводу эажимных губок, третьим выходом — к адресному входу мультиплексора, четвертым выходом — к nepBoMjj информационному входу мультиплексора, пятым и шестым выходами — к первому и второму входам генератора профиля сварочной нагрузки соответственно, второй вход подсоединен к второму выходу блока управления шаговым приводом, а третий вход подсоединен к второму выходу генератора профиля сварочной нагрузки, при этом первый вход блока управления сварочной системой служит для подачи гускового сигнала, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений за счет автоматической стабилизации задаваемого профиля сварочной нагрузки, она снабжена следящей системой стабилизации задаваемого профиля сварочной нагрузки, выходо- ч подключенной к второму информационному входу мультиплексора; первым входом — к датчику свароч-ной нагрузки, а вторым входом — к первому выходу генератора профиля сварочной нагрузки, при этом сварочная головка выпоЛнена в виде упругой балки с П-образным пазом, на одном конце которой закреплен сварочный инструмент, а второй жестко закреплен на корпусе сварочной головки, причем датчик сварочной нагрузки расположен на упругой балке у конца П-образного паза, 2, Установка по и. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что следящая система стабилизации задаваемого профиля сварочной нагрузки выполнены в виде последовательно соединенных уси19

? 549698

И=О

Нп

Уел и, лителя, аналого-цифрового преобразователя, вычитателя и цифрового ПИД-регулятора, тактовый вход которого соединен с выходом готовности аналогоцифрового преобразователя, причем

Одразо еие шо

3g VA гу aA первый вход следящей системы стабилизации задаваемого профиля сварочной нагрузки вход усилителя, второй вход — второй вход вычитателя, а вьгход. — выход ПИД-,регулятора.

1549698

1549698

1549698

Фиг. У

Составитель В.Пучииский

Редактор Л,Веселовская Техред. М.Дидык Корректор И.МУска

Тираж 645

Подписное

Заказ 233

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101