Устройство для сварки давлением Советский патент 1990 года по МПК B23K20/10 

привод 2 для подъема сварочной голов- в деформации .U(,п достигнут в момент

ки 1. По приходу в исходное состояние сварочной головки 1, сигнал с бесконтактного датчика 13 поступает на третий вход блока 3 управления, который сигналом с первого выхода, поступающим на шаговьй привод 2, останавливает сварочную головку 1 в исходном состоянии. Рассмотрим второй случай, когда

20

времени t , t - задаваемого реле времени ультразвукового генератора 4 (фиг.1), который за время 0-t не отдает в зону сварки оптимальной энергии, а так как площадь сварки в данном случае меньше, чем в двух рассмотренных, то .это приводит к от казам сварных соединений. В момент времени срабатьшает второй компарат

площадь контактирования рабочего тор-25 8 (фиг.1) и его выходной сигнал

0

времени t , t - задаваемого реле времени ультразвукового генератора 4 (фиг.1), который за время 0-t не отдает в зону сварки оптимальной энергии, а так как площадь сварки в данном случае меньше, чем в двух рассмотренных, то .это приводит к отказам сварных соединений. В момент времени срабатьшает второй компаратор

Изобретение относится к машиностроению, а именно к оборудованию для сборки полупроводниковых приборов и интегральных схем. Цель изобретения - повышение выхода годных изделий за счет контроля диапазона площади сварки. Устройство для сварки давлением содержит сварочную головку с шаговым приводом вертикальных перемещений и блоком его управления, ультразвуковой генератор, преобразователь ультразвуковых колебаний с датчиком его перемещения, три компаратора, буферный каскад, ключ, вычитатель, бесконтактный датчик, логические элементы ИЛИ, И-НЕ и усилитель. В момент контактирования сварочного инструмента с позицией сварки компаратор 7 срабатывает и его сигнал останавливает сварочную головку. При сварке компаратор 16 вырабатывает сигнал, контролирующий нижнюю границу диапазона площади сварки. В случае, если за время сварки компаратор 16 не срабатывает, происходит блокировка шагового привода 2. Устройство позволяет контролировать площадь контактирования сварочного инструмента с привариваемым проводником, а, следовательно, и скорость деформации, меняя при этом режимы сварки. 3 ил.

да инструмента с проводником не менее 75%. При этом выходной сигнал Ug tnc (фиг.З, кривая 2) .вьтитателя 12 (фиг.1) достигает опорное напряжение ир„ второго компаратора 8 в мо мент Bp.eMeHHt3 (фиг.З) э при этом ...

Различие в деформации (кривые 1 и 2, фигоЗ)двзг5{ сварок может быть обусловлено физико-химическими свой- .ствами контактирующей пары проводников - контактная площадка ИС. Известно также, что существует разброс по значению деформации, который мало

вьпсоде, установленный в это сост ние сигналом, поступившим с втор выхода блока 3 управления. Посту пающий на первый вход элемента И 14 отрицательный сигнал конца св с третьего выхода ультразвуково генератора 4 в момент времени t

ек:азывается на прочности соединения. Q состоянии логической единицы на Работа устройства аналогична предыдущему сл,учаю, за исключением следующего. В момент времени tj срабатывает второй компаратор 8 (фиг.1) и его выходной сигнал поступает на 45 второй вход ультразвукового генератора 4 для прекращения процесса сварки и сброса импульса реле времени Up (фиг.З). С третьего выхода ульт развуковогб генератора 4 (фиг.1) на первый вход -элемента ИЛИ 14 по ступает сигнал Конец сварки и с ее вькода на второй вход блока 3 управления шаговьм приводом 2. Дат лее происходит, как описано вьцпе

подъем сварочной головки 1 в исходное положение.

Рассмотрим третий случай, когда в силу объективных причин (смещение

50

55

сбросу импульса реле времени фигфз) не можеТ; пройти через нее

Таким образом, отсутствует за скающий сигнал, поступающий на в рой вход блока 3 управления (фиг и шаговый привод 2 блокируется н зици сварки. После поступления в ней- команды на пятый вход блока управления с его первого выхода ступает сигнал на шаговый привод для подъема сварочной головки 1. приходом сварочной головки 1 в и

о

5

поступает на второй вход ультразвукового генератора 4 для прекращения процесса сварки и.сброса импульса реле времени иpg (фиг.З). Поскольку t :. tj, то сигнал U на йерврм входе третьего компаратора 16 (фиг.1) не достигает- опорного напряжения , следовательно, он не срабатывает, а на его входе будет уровень логического нуля. Этот уровень логи- ческого нуля .поступает на первый вход элемента 17. В результате на выходе будет уровень логической единицы и RS-триггер 18 находится в

вьпсоде, установленный в это состояние сигналом, поступившим с второго выхода блока 3 управления. Поступающий на первый вход элемента ИЛИ 14 отрицательный сигнал конца сварки с третьего выхода ультразвукового генератора 4 в момент времени t (по

состоянии логической единицы на

РБ

сбросу импульса реле времени фигфз) не можеТ; пройти через нее .

Таким образом, отсутствует запускающий сигнал, поступающий на второй вход блока 3 управления (фиг.1) и шаговый привод 2 блокируется на по- зици сварки. После поступления внещ- ней- команды на пятый вход блока 3 управления с его первого выхода по- ступает сигнал на шаговый привод 2 для подъема сварочной головки 1. С приходом сварочной головки 1 в исходное положение сигнал с бесконтактного датчика 13, поступает на третий вход блока 3 управления, который ос- танавлив.ает сварочную головку 1 в этом положении. После необходимых наладочныхс работ по внешней команде Пуск, поступающей на четвертый вход блока 3 управления, работа продолжается. Изменяя величину опорного -ig напряжения 11,3 (фиг.З) можно задавать допустимое смещение сварочного инструмента относительно проводника (или наоборот) и контактной площадки ИС, а значит и площадь образуемой 5 сварки, при которой достигается требуемое качество сварки.

Блок 3 управления шаговым приводом работает следуюшкм образом. Сиг-- нал внешнего запуска, поступающий на 0 четвертый вход блока 3 управления, устанавливает триггер 23 (фиг.2) и триггер 22 через элемент И 20 в состояние Логической единицы. Уровень логической единицы триггера 23 посту-25 пает на первый вход коммутатора 26 фаз, который устанавливается в режим прямого счета 1-2-3-4-1. Уровень логической единицы триггера 22 поступает на вход генератора 25 тактовых эд импульсов, который запускается и по- , дает тактовые импульсы на второй вход коммутатора 26 фаз, в результате выходной сигнал коммутатора 26 фаз поступает на второй выход блока 3 управления (фиг.1). При поступлении сигнала с выхода компаратора 7 на первый вход блока 3 управления триггера 22 (фиг.2) через элемент И 21 и триггер 23 установятся в сое- дл тояние логического нуля. Уровень логического нуля триггера 22 прекращает работу генератора 25 тактовых импульсов, соответственно прекращает- ся работа коммутатора 26 фаз,в ре- .с зультате шаговый привод 2 (фиг.1) останавливает сварочную головку 1 на позиции сварки. Уровень логического | нуля триггера 23 (фиг.2), поступающий на первый вход коммутатора 26 фаз. устанавливает его в режим обратного счета 4-3-2-1-4. Линия 24 задержки . задерживает сигнал с первого входа блока 3 управления (фиг.1) и подает его на второй выход блока 3 управления . По окончании сварки ультразву ковой генератор 4 формирует с третьего выхода сигнал конца сварки, поступаюий через схему элемента ИЛИ. 14 на

.- 55

-ig5 -0 -25 эд, дл .с | . о 55

вторйй вход блока 3 управления. Сигнал конца сварки проходит через элемент ИЛИ 14 только в TON случае, если на выходе RS-триггера 18 уровень ло-| гического нуля. В противном случае сигнал конца сварки через элемент ИЛИ 14 не проходит. При наличии сигнала конца сварки на втором входе блока 2 управления триггер 22 (фиг.2) . через элемент И 19 и 20 устанавливается в состояние логической едини- цы и запускает генератор 25 тактовых импульсов, импульсы которого поступают на второй вход коммутатора 26 фаз и сварочная головка 1 (фиг.1) с помощью шагового привода 2 поднимается. По приходу в исходное состояние сварочной головки 1, сигнал бесконтактного датчика 13 поступает на третий вход блока 3 управления шаговым приводом 2 и устанавливает триггер 22 фиг. 2) через элемент И 21 в состояние логического нуля, тем самым прекращается работе генератора 25 тактовых импульсов, коммутатора 26 фаз и шаговьш привод 2 (фиг.1) останавливает сварочную головку t в исходном положении.

При непрохозкдении сигнала конца сварки через элемент ИЛИ 14 шаговый привод 2 блокирует сварочную головку 1 на позиции сварки. Для возвращения сварочной головки 1 в исходное положение с последующей наладкой сварочной системы подается внешняя команда на пятьй вход блока 3 управления. По- ступаюш 1й сигнал через элементы И 19 и 20 (фиг.2) устанавливает триггер 22 в состояние логичес кой единицы. Сварочная головка 1 поднимается до поступления .сигнала бесконтактного датчика 13 (фиг.1) на третий вход блока 3 управления и фиксируется в исходном положении.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить выход год- Iных изделий за счет контроля диапазо- i на площади образуемой сварки и если образуемая площадь сварки меньше заданного диапазона, то шаговый привод 2 блокируется на позиции сварки, сигнализируя о низком качестве сварки и необходимости наладки сварочной системы.

Формула изобретения

Устройство для сварки давлением, содержащее сварочную головку с шаговым приводом вертикальных перемещений, соединенный с блоком его управления, ул.ьтразвуковой генератор j первым выходом подключенный к преобразователю ультразвуковых колебаний , пер)вый компаратор, выходом подключенный к первому входу блока управления шаговым приводом, второй, выход которого соединен с первым входом ультразвукового генератора, выход датчика перемещения ультразвукового преобразователя через последовательно соединенные усилитель, буферный каскад, аналоговый ключ, вычитатель, второй компаратор подключен к второму входу ультразвуковго генератора, второй вькод которого соединен с управляющим входом аналогового ключа, а третий выход через элемент ИЛИ соединен с вторым входом блока управления шаговым приводом, третий вход которого подключен к бесконтактному датчику, выход буферного .каскада соединен с вторым входом вычитателя, первый вход которого соединен с одной

обкладкой конденстора, другая обкладка последнего соединена с землей, вход первого компаратора соединен с выходом усилителя, а также третий компаратор, отличающееся

тем, что, с целью повьшения выхода годных изделий за счет контроля диапазона площади сварки, в него введены элемент И-НЕ и RS-триггер, выход которого подключен к второму

входу элемента ИЛИ, S-вход соединен с первым входом ультразвукового генератора, а R-вход - с выходом элемента И-НЕ, первый вход которого через третий компаратор подключен

к четвертому выходу ультразвукового генератора, к второму входу которого подключен второй вход элемента И-НЕ.

Фиг. 2

Полное бреня лаВо/лб/УЗГ

и,

оп

1 Jll

1 I

и

РВ

LL

и

выхтр

/I

Фиг. 3