ГОЛОВКА ДЛЯ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ МИКРОСВАРКИ Российский патент 2003 года по МПК B23K11/10 B23K101/40 

Изобретение относится к сварочному оборудованию и предназначено для присоединения выводов изделий электронной техники к контактным площадкам печатных плат, схем и полупроводниковым материалам.

Известна установка для контактной точечной сварки, а.с. 232009, кл. В 23 К 11/10, опубл. 20.03.73, бюл. 15. Установка содержит станину, подвижную каретку, источник сварочного тока, электроды, каждый из которых снабжен приводом давления, выполненным в виде системы двух рычагов, связанных через подвижную опору, узел установки рабочего зазора между электродами.

В установке использована двухэлектродная схема (принцип расщепленного электрода), что обеспечивает сварку лишь по одной оси, например, X. Для сварки по другой (такая необходимость обусловлена наличием у ряда изделий электронной техники выводов по координатам Х и У) требуется либо разворот головки, либо перестановка платы, что приводит к снижению производительности процесса сварки изделия.

Известна головка для контактной точечной микросварки, патент РФ 2115527, кл. МПК 6 В 23 К 31/02, В 23 К 101:40, опубл. 20.07.98, бюл. 20. Головка содержит основание, смонтированные на нем каретки с электродными узлами, механизм перемещения электродов и привод их перемещения. Основание выполнено в виде пластины, к нижней поверхности которой закреплены три каретки с электродными узлами: две с возможностью радиального перемещения, а третья неподвижно, причем две первые установлены под углом 90^o друг к другу, а третья в этой же плоскости соосно с первой. Механизм перемещения электродов представляет собой кинематически связанную с общим реверсивным приводом зубчатую пару, одно из колес которой установлено на приводе перемещения, а другое - на общей с основанием оси вращения и выполнено с профильными боковой и нижней поверхностями, а также двух групп водил. При этом каждое водило одной группы жестко связано с движущейся кареткой электродного узла и взаимодействует с боковой профильной поверхностью зубчатого колеса, а каждое водило второй группы подвижно соединено через качающийся рычаг электродного узла с одним из электродов и взаимодействует с нижней профильной поверхностью зубчатого колеса.

К недостатку данной головки следует отнести:
- большие габариты и вес, обусловленные большими размерами механизма привода;
- большое время смены пары рабочих электродов, вызванное большими углами поворота зубчатого колеса при малых перемещениях водил.

Оба этих недостатка приводят к снижению производительности.

Решаемой технической задачей является создание головки для контактной точечной микросварки.

Ожидаемый технический результат состоит в повышении производительности сварочной головки (количество сварок в единицу времени).

Решение технической задачи заключается в том, что в представленной головке для контактной точечной микросварки, содержащей корпус, три электродных узла с подпружиненными электродами, два из которых установлены под углом 90^o друг к другу с возможностью перемещения, а третий расположен в этой же плоскости соосно с первым, механизм перемещения электродов и привод перемещения электродов, на боковой поверхности корпуса выполнены приливы с пазами, в которых расположены электродные узлы, каждый электрод узла снабжен соединенным с ним гибким токовводом. Два электрода имеют приводы и установлены с возможностью радиально-осевого перемещения посредством движения верхних цапф электродов по вертикальным пазам и нижних цапф по вертикально-радиальным пазам, третий электрод установлен с возможностью осевого перемещения путем движения его верхней и нижней цапф по вертикальным пазам. Механизм перемещения электродов представляет собой систему толкателей, расположенных в направляющих отверстиях корпуса и их фиксирующий узел, размещенный между электродами и их приводами, и выполненный в виде совместно вращающихся относительно оси корпуса опорного, амортизирующего и ограничительного дисков, снабженных профильными пазами. Ограничительный диск оснащен двумя упорами, взаимодействующими с водилами приводов перемещения электродов.

Заявляемая головка для контактной точечной микросварки отличается от прототипа совокупностью новых конструктивных признаков:
- на боковой поверхности корпуса в пазах приливов расположены электродные узлы;
- каждый электрод электродного узла снабжен соединенным с ним гибким токовводом;
- два электрода, имеющие приводы, установлены с возможностью радиально-осевого перемещения посредством движения верхних цапф электродов по вертикальным пазам и нижних цапф по вертикально-радиальным пазам;
- третий электрод установлен с возможностью осевого перемещения путем движения его верхней и нижней цапф по вертикальным пазам;
- механизм перемещения электродов представляет собой систему толкателей, расположенных в направляющих отверстиях корпуса и их фиксирующий узел;
- фиксирующий узел размещен между электродами и их приводами;
- фиксирующий узел выполнен в виде совместно вращающихся относительно оси корпуса опорного, амортизирующего и ограничительного дисков, снабженных профильными пазами;
- ограничительный диск оснащен двумя упорами, взаимодействующими с водилами приводов перемещения электродов.

Выполнение пазов в приливах корпуса обусловлено необходимостью организации регламентированного перемещения электродов.

Применение гибких токовводов, соединенных с электродами, обеспечивает постоянную электрическую связь источника питания сварочной головки с электродами.

Размещение двух электродов, имеющих приводы, с возможностью радиально-осевого перемещения посредством движения верхних цапф электродов по вертикальным пазам и нижних цапф по вертикально-радиальным пазам решает задачу их приведения из нейтрального в рабочее положение и обратно.

Размещение третьего электрода с возможностью осевого перемещения путем движения его верхней и нижней цапф по вертикальным пазам обеспечивает его ход в пределах упругого сжатия амортизирующего диска.

Наличие механизма перемещения электродов, представляющего собой систему толкателей, расположенных в направляющих отверстиях корпуса и их фиксирующего узла, обусловлено необходимостью реализации попарного приведения электродов в рабочее положение и их последующее фиксирование.

Размещение фиксирующего узла между электродами и их приводами определяется конструкцией сварочной головки.

Выполнение фиксирующего узла в виде совместно вращающихся относительно оси корпуса опорного, амортизирующего и ограничительного дисков, снабженных профильными пазами, обеспечивает:
- удержание электродов в рабочем положении посредством взаимодействия толкателей с опорным диском;
- снижения нагрузок на электродные узлы при касании электродами вывода изделия, привариваемого к контактной площадке платы, путем деформирования амортизирующего диска;
- удержания электродов в нейтральном положении посредством взаимодействия толкателей с ограничительным диском.

Оснащение ограничительного диска двумя упорами, взаимодействующими с водилами приводов перемещения электродов, обеспечивает поворот фиксирующего узла.

На фиг.1 изображена головка для контактной точечной микросварки в разрезе, на фиг.2 - та же головка на виде сбоку, на фиг.3 - она же на виде снизу, на фиг.4 - поперечный разрез головки по фиксирующему узлу, на фиг. 5 - развертка механизма перемещения электродов.

Головка содержит корпус 1, выполненный в форме цилиндра из электроизоляционного материала, на боковой поверхности которого в пазах 2а...2в приливов 3а...3в расположены три электродных узла 4а...4в, с подпружиненными электродами 5а. . .5в, два из которых 5а и 5б установлены под углом 90^o друг к другу с возможностью перемещения, а третий - 5в расположен в этой же плоскости соосно с 5а. Каждый из электродов 5а...5в снабжен соединенным с ним соответствующим гибким токовводом 6а...6в, при этом электроды 5а и 5б имеют приводы и установлены с возможностью радиально-осевого перемещения посредством движения верхних цапф 7а и 7б электродов по вертикальным пазам 8а и 8б, и нижних цапф 9а и 9б по вертикально-радиальным пазам 10а и 10б, а электрод 5в установлен с возможностью осевого перемещения путем движения верхней 7в и нижней 9в цапф по вертикальным пазам 8в и 10в соответственно.

Механизм перемещения электродов представляет собой систему толкателей 11a . . . 11в, расположенных в направляющих отверстиях корпуса 1, и их фиксирующий узел 12, размещенный между электродами и их приводами, и выполненный в виде совместно вращающихся относительно оси корпуса 1 опорного 13, амортизирующего 14 и ограничительного 15 дисков, снабженных профильными пазами 16а и 16б для прохода толкателей. Толкатели 11a и 11б нижними торцами взаимодействуют с соответствующими электродами 5а и 5б, а верхними - с приводами при включении последних или поверхностью опорного диска 13 при выключенных приводах. Толкатель 11в контактирует нижним торцем с электродом 5в, а верхним - постоянно с опорным диском 13. Ограничительный диск 15 оснащен двумя упорами 17а и 17б.

Механизм привода состоит из двух источников поступательного движения 18а и 18б, например, электромагнитов, снабженных штоками 19а и 19б с расположенными на них водилами 20а и 20б.

Головка для контактной точечной микросварки работает следующим образом.

Сварка по оси Х (см. фиг.3) осуществляется электродами 5а и 5в, для чего электрод 5а необходимо опустить и вывести его с установлением технологического зазора h на один уровень с электродом 5в. Для этого подается питание на источник поступательного перемещения 18а. Шток 19а, выдвигаясь, сначала утапливает толкатель 11а, а затем, воздействуя водилом 20а на упор 17а ограничительного диска 15, поворачивает его вместе с опорным 13 и амортизирующим 14 дисками, фиксируя, тем самым, за счет смещения профильного паза 16а толкатель 11а в нижнем положении. Тот, в свою очередь, взаимодействуя с электродом 5а, переводит его в рабочее положение посредством радиально-осевого перемещения верхней 7а и нижней 9а цапф электрода по соответствующим 8а и 10а пазам. Одновременно со смещением профильного паза 16а при повороте дисков 13, 14 и 15 происходит смещение другого профильного паза - 16б, в результате чего происходит деблокирование толкателя 11б и перемещение его и электрода 5б в нейтральное положение посредством пружин электродного узла 3б. Этим заканчивается цикл подготовки головки к контактной точечной микросварке по оси X.

Подготовка головки для контактной точечной микросварки по оси У осуществляется аналогичным образом. Это производится посредством воздействия штока 19б источника поступательного движения 18б на толкатель 11б и водила 20б на упор 17б ограничительного диска 15. В данном случае уже электрод 5б, опускаясь выводится на один уровень с электродом 5в с установлением технологического зазора h, а электрод 5а переводится, поднимаясь, в нейтральное положение.

Предлагаемая головка для контактной точечной микросварки обладает тем существенным положительным качеством по сравнению с прототипом, что позволяет за счет уменьшения габаритов и веса конструкции головки, а также времени смены рабочих электродов, увеличить производительность сварки.

Изобретение относится к сварочному оборудованию и предназначено для присоединения выводов изделий электронной техники к контактным площадкам печатных плат, схем и полупроводниковым материалам. На боковой поверхности корпуса головки выполнены приливы с пазами, в которых расположены электродные узлы. Каждый электрод узла снабжен соединенным с ним гибким токовводом. Два электрода имеют приводы и установлены с возможностью радиально-осевого перемещения посредством движения верхних цапф электродов по вертикальным пазам и нижних цапф по вертикально-радиальным пазам. Третий электрод установлен с возможностью осевого перемещения путем движения его верхней и нижней цапф по вертикальным пазам. Механизм перемещения электродов представляет собой систему толкателей, расположенных в направляющих отверстиях корпуса, и их фиксирующий узел, размещенный между электродами и их приводами и выполненный в виде совместно вращающихся относительно оси корпуса опорного, амортизирующего и ограничительного дисков, снабженных профильными пазами. Ограничительный диск оснащен двумя упорами, взаимодействующими с водилами приводов перемещения электродов. Такое выполнение головки позволяет значительно повысить ее производительность. 5 ил.

Головка для контактной точечной микросварки, содержащая корпус, три электродных узла с подпружиненными электродами, два из которых установлены под углом 90^o друг к другу с возможностью перемещения, а третий расположен в этой же плоскости соосно с первым, механизм перемещения электродов и привод перемещения электродов, отличающаяся тем, что на боковой поверхности корпуса выполнены приливы с пазами, в которых расположены электродные узлы, каждый электрод узла снабжен соединенным с ним гибким токовводом, при этом два электрода имеют приводы и установлены с возможностью радиально-осевого перемещения посредством движения верхних цапф электродов по вертикальным пазам и нижних цапф по вертикально-радиальным пазам, третий электрод установлен с возможностью осевого перемещения путем движения его верхней и нижней цапф по вертикальным пазам, а механизм перемещения электродов представляет собой систему толкателей, расположенных в направляющих отверстиях корпуса, и их фиксирующий узел, размещенный между электродами и их приводами и выполненный в виде совместно вращающихся относительно оси корпуса опорного, амортизирующего и ограничительного дисков, снабженных профильными пазами, причем ограничительный диск оснащен двумя упорами, взаимодействующими с водилами приводов перемещения электродов.