Устройство для ультразвуковой сварки

 

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

391913

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05.Х.1970 (№ 1482086/25-27) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 27.VII.1973. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 22.1.1974

М, Кл. В 23k 19/00

Государственный камитв

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 621.791.16.03 (088.8) Авторы изобретения

Л. Н. Кузьмин, Ю. Г. Нехорошев, М. Г. Бжозовский, 3. М. Славинский и В. В. Рукавишников

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ

Известно устройство для ультразвуковой сварки, в котором применен задающий генератор качающейся частоты, при этом скорость качания частоты во время сварочного цикла постоянна.

Однако такое устройство не обеспечивает необходимой производительности и стабильности качества сварки.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что между цепями питания задающего генератора качающейся частоты и усилителя мощности введена обратная связь по напряжению с полярностью, компенсирующей при увеличении нагрузки на усилитель мощности изменение частоты задающего генератора, запрограммированное по цепи смещения. В результате этого скорость изменения частоты вблизи резонансной области ультразвукового преобразователя и в момент ее прохо>кдения будет различна, а именно перед резонансной областью преобразователя и после ее прохождения скорость изменения частоты во времени выше, чем при прохождении участка резонанса. При этом обеспечивается большая стабильность работы устройства и резко сокращаются потери времени на прохождение частотных диапазонов (до и после резонансного участка преобразователя) без эффективного выделения акустической мощности в процессе качания частоты.

Таким образом, за счет введения обратной связи по источникам питания скорость изменения частоты во времени в процессе качания автоматически, нелинейно и однозначно изменяется в зависимости от абсолютной величины разности частот: резонансной — ультразвукового преобразователя и мгновенной — задающего ге н ер а тор а.

На чертеже изображено предлагаемое уст10 ройство.

В процессе работы устройства постоянное напряжение источника 1 питания через резистор R< подается в цепь питания усилителя 2 мощности, а через резисторы РЯз поступает

15 для питания задающего генератора 8 качающейся частоты, который непрерывно генерирует ультразвуковые колебания. В начале сварочного цикла реле 4 времени, открывая вход усилителя мощности через цепь а, одновремен20 но воздействует через цепь б смещения посредством импульса линейнонарастающего напря>кения на задающий генератор, что приводит к непрерывному изменению его частоты в течение всего времени сварки. Ультразвуковое

25 напряжение изменяющейся частоты усиливается по напряжению и мощности в усилителе и поступает на ультразвуковой преобразователь 5. В начале времени сварки абсолютная разность частот (мгновенной — задающе30 ro генератора и резонансной — ультразвуко391913

Заказ 3689/4

Изд. M 1882

Тираж 888

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 ваго преобразователя) максимальна, и акустическая мощность преобразователя практически равна нулю. В результате этого скорость изменения (увеличения) частоты во времени имеет максимальное и постоянное по величине значение. При этом ток, потребляемый усилителем мощности от источника питания, имеет минимальную постоянную величину и не приводит к изменению напряжения питания задающего генератора. Частота последнего в это время линейно изменяется за счет нарастания напряжения в цепи б смещения. По мере уменьшения разности частот: мгновенной — задающего генератора и резонансной— преобразователя последний меняет свой импеданс, увеличивая нагрузку на усилитель мощности и вызывая увеличение потребляемого им тока источника питания. При этом увеличение падения напряжения на R> вызывает изменение рабочей точки стабилитрона .Оь и наряду с уменьшением его тока стабилизации уменьшается напряжение на пем. Уменьшение напряжения на стабилитроне D< вызывает изменение скорости качания частоты задающего генератора.

Соотношение между током стабилизации стабилитрона D< и током, потребляемым усилителем мощности, выбирается таким, чтобы понижение частоты задающего генератора от снижения питающего напряжения частично или почти полностью компенсировало бы рост частоты во времени от линейно изменяющегося напряжения смещения. Таким образом, увеличение потребляемого усилителем мощности тока при достижении мгновенным значением частоты задающего генератора области резонанса преобразователя вызывает автоматическое снижение скорости изменения частоты во времени в период эффективного выделения акустической мощности в зоне сварки.

При дальнейшем увеличении частоты после прохождения области резонанса преобразователя акустическая мощность и ток, потребляемый усилителем мощности, уменьшается, а скорость изменения (увеличения) частоты во времени вновь возрастает до максимального значения.

Таким образом, введение обратной связи по напряжению между цепями питания задающего генератора и усилителя мощности обеспечивает автоматическое регулирование скоро48

15 сТН H3iiIeHeIIHH частоты BO BpeMeHH )q позво

dt ляет полноценно использовать отведенное на сварку время, повысив тем самым производительность устройства. В то же время качание частоты в широких пределах позволяет полу20 чать высокую стабильность воспроизведения процесса сварки.

Предмет изобретения

Устройство для ультразвуковой сварки, сос25 тоящее из задающего генератора качающейся частоты, программно управляемого по частоте со стороны цепи смещения и частотно регулируемого по напряжению питания, реле времени, ультразвукового преобразователя, 30 усилителя. мощности и источников питания задающего генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности качества сварки и производительности устройства, между цепями питания задающего генератора ка35 чающейся частоты и усилителя мощности введена обратная связь для изменения скорости качания частоты обратно пропорционально нагрузке на усилитель мощности.