Устройство для ультразвуковой сварки полимерных материалов Советский патент 1991 года по МПК B29C65/08 

Изобретение относится к сварке пластмасс и может быть использовано при ультразвуковой сварке термопластичных полимерных материалов.

Цель изобретения - повышение качества сварки и расширение технологических возможностей устройства.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство для ультразвуковой сварки полимерных материалов содержит ультразвуковой генератор 1, подключенный к преобразователю 2 акустического узла, причем между выходом генератора 1 и входом преобразователя 2 включены делитель напряжения 3 и токовый шунт 4. Потенциальный и заземленный выходы токового шунта 4 соединены с прямым и инверсным входами первого дифференциального усилителя 5. Потенциальный и заземленный выходы делителя напряжения 3 соединены с прямым и инверсным входами второго дифференциального усилителя 6. Выходы дифференциальных усилителей 5 и 6 подключены к входам полосовых фильтров 7 и 8 соответственно Выходы полосовых фильтров 7 и 8 соединены с входом фазометра 9. Выход фазометра 9 последовательно соединен первым и вторым дифференциаторами 10 и 11. Выход дифференциатора 11 соединен с входом дискриминатора знака 12, выход которого соединен с входом блока управления 13 длительностью процесса сварки. Выход блока управления 13 соединен с ультразвуковым генератором 1 и с пневмоприводом 14, который связан с преобразователем 2 акустического узла. С помощью пневмопривода 14 на преобразователь подается сварочное давление. Полосовые фильтры 7 и 8 собраны на микросхемах К844УД2.

Полоса пропускания полосовых фильтров определяется максимальным уходом резонансной частоты преобразователя на ±7% от номинальной.

При таком включении полосовых фильтров с полосой пропускания равной

00

с

о

00

VI

4 Јь N3

fpea. (1±0,07) фазометр измеряет фазовый сдвиг между первыми гармониками, так как частота гармоники равна fpes/n, а субгармоники -3-. Т.е.- Р™- fpe3 (1± 0.07) fpea П,

где n 1, 2, 3,... - номер гармоники или субгармоники.

Устройство работает следующим образом.

В процессе сварки сигналы с делителя напряжения 3 и токового шунта 4 через дифференциальные усилители 5 и 6 поступают на полосовые фильтры 7 и 8. На дифференциальных усилителях 5 и 6 происходит компенсация наводок. С помощью полосовых фильтров 7 и 8 происходит выделение первых гармоник сигналов, пропорциональных току и напряжению преобразователя 2. Далее эти сигналы поступают на фазометр 9, где вычисляется сдвиг фаз между первыми гармониками тока и напряжения преобразователя. Сигнал с выхода фазометра 9 поступает на дифференциаторы 11, 12. Дважды продифференцированный сигнал поступает на дискриминатор знака 12, который при изменении второй производной от минуса к плюсу подает сигнал на блок управления 13 длительностью процесса сварки, который, в свою очередь, воздействуя на генератор 1, выключает ультразвук.

Таким образом, в результате введения в устройство двух полосовых фильтров практически исключается влияние как высших гармоник, так и субгармоник на измеряемые сигналы. Это позволяет повысить стабильность получения сварного соединения за счет повышения надежности и точности определения фазового сдвига между током и напряжением преобразователя. Введение фильтров позволяет использовать для комплектации ультразвуковых машин генерато- ров с автоматической подстройкой частоты.

Формула изобретения Устройство для ультразвуковой сварки полимерных материалов, содержащее акустический узел, связанный с ультразвуковым генератором и пневмоприводом, токовый шунт и делитель напряжения, расположенные между входом акустического узла и выходом ультразвукового генератора, первый дифференциальный усилитель, инверсный и прямой входы которого соединены соответственно с потенциальным и заземленным выходами токового шунта, второй дифференциальный усилитель, инверсный и прямой входы которого соединены соответственно с потенциальным и заземленным выходами делителя напряжения, фазометр, выход которого последовательно соединен с первым и вторым

дифференциаторами, а выход второго дифференциатора связан через дискриминатор знака с входом блока управления, выходы которого соединены с ультразвуковым генератором и с пневмоприводом, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения качества сварки и расширения технологических возможностей устройства, оно снабжено двумя полосовыми фильтрами, входы которых соединены с выходами первого и

второго дифференциальных усилителей соответственно, а выходы - с входами фазометра,

/4

Акустический узел

Изобретение относится к сварке пластмасс и может быть использовано при ульт- разоуковой сварке термопластичных полимерных материалов. Цель изобретения - повышение качества сварки и расширение технологических возможностей устройства. Для этого устройство для ультразвуковой сварки полимерных материалов снабжено двумя полосовыми фильтрами. Входы фильтров соединены с выходами первого и второго дифференциальных усилителей соответственно. Выходы фильтров соединены с входами фазометра. 1 ил.