Устройство для дозирования энергии при ультразвуковой микросварке Советский патент 1979 года по МПК B23K19/04 

Существенным недостатком известного устройства является низ.кая воснроизводикость нроч.ности соединений и низкая точность доз.Ирован.ия энерц-.ИИ, так как устройство работает по задаН|НО,му lypOBHio, кото:рый зависит от сос7оян:ия HOiBepxHOCPH соединяемых деталей, и выделения активной составляющей сигнала обратной связи не производится. Целью изобретения является увеличение тюсиролзводимости прочности сварных сое/и1нений л точности доз:и,рова|Нтя энергии. Поставленная цель достигается тем, что в устройство дозирования энергии введены ;бло.к стабилизации фазы сигнала обратной связи, выделяющий активную составляющую, л иоследовательно соединенные зторой усилитель и второй высокочастотный детектор, причем выход тзторого высокочастотного детектора подключен к второ.му входу ко.миаратора, выход делителя напряжения подсоединен к входу второго усилителя; .вход делителя .н.апряжения coe.Tinieit с вторым выходом ультразвукового генораiTOpa, первый и второй входы блока стабализации фазы подключены к входу электро ак -стического преобразователя л вы.ходу ;;.атчика соответственно, а выход блока ста:билизаиии фазы 1иодключ«и к второму .входу ультразвукового генератора. В качестве .усилителей использованы усилители с лога афмической характеристикой. Ма чертеже изображена блок-схема устройства. Устройство дозироваиия энергии содер 5 нт последовательно соединенные уль-раззуковой генератор /, электроакустический преобразователь 2, датчик 3, усилитель 4, высокочастотный детектор 5, компаратор 6 к реле 7 времени, последовательно соеди кенные делитель.S иаиряжения, второй спднтель 9, 1второй высокочастотный детектор 10; блок // стабилизаиии фазы сигнала обратной связи, пр.ичем вхо.д делителя 8 напряжения ио.дключен ,к 1вторО:Му выходу ультразвукового генератора У, выход второго высокочастотного детектора 10 - к второму входу компаратора 6, первой и второй входы бло:ка // стабилизации фазь: к входу электроакустического преобразователя 2 и выходу датчика 3 соответственно, а выход блока // стабилизации фазы -- к входу управления частотой ультразвукового генератора 1. Работает устройство с,1едуюидим образо.м: Сигналом с блока автоматики сварочиой машины залускается реле 7 времен,и, включающее ультразвуковой генератор 1. Напр-яженке ультразвуковой частоты с первого выхода тенератора /поступает на элект.роакустический дреобразов.атель 2, возбуждая ..в нем ультразвуковые колебания, на первый .в.ход блока // стабилизации фазы, а с второго выхода генератора ./ на 1вход делителя 5 напряжения, который уменьшает его амплитуду до величины, равной величине а утпл1ггуды сигнала с выхода датчика 3, соответствуюп ей моменту окончания формирования сварного соединения. Поел едня я о п р ед ел яетс я э кс и е ри м е н т а л ь -н о А1етодом технологической пробы и в дальнейшем при сварке .од){их и тех же деталей ие изменяется. Напряжение, поступающео иа вход делителя 8 напряжения, .может быть снято с |регулятора моии-юсти ультразвукового Генератора /, вхо.да его }сил.ителя МОЩНО.СТИ, а если }льтразвуко1юй генератор работает в режи.ме генератора наиряжоНИя, то иеносредственно с пе)вого выхода генеjnrropa /. Сигнал с выхода .датчика 3, в качестве которого .можно использовать датчик тока Б входной цепи преобразс):вателя 2 «илп же .датчик его .механических колебаний, поступает иа второй вход блока // стабилизапи.и фазы сигнала, который изменяет частоту ультразвукового ,1-еиератора / до тех пор, пока разность фаз между сигналами, поступаюп1:ими на входы блока, не станет равной нулю. Параметры блока // стабилизации фазы |Быбрапы так, что он успевает отслеживать изменения резонансной частоты иреобразователя 2 в процессе сва;рки, благодаря этому иреобразователь 2 во время аварки работает иа своей резанач.сной частоте, а на выходе датчика 3 i-rvieет только активную составляющую. Изменение амплитуды этого сигнала отражает хара.ктер процесса сварки, .уменьшение ее свидетельствует о развитии соедиие11ия между .сварашаемыми деталями. С выхода датч.ика 3 сигнал иостуиает та.кже на вход усилителя 4, .где его алгплнтуда увеличивается до уровня, достаточ.ного для нормальчюй работы высокочастотного .детектора 5 .и с выхода последнего иостуиает на вход компаратора 6. Па .второй ко.мпа:ратора 6 с выхода делителя 8 напряжения через второй усилитель 9 и второй высокочастотный детектор 10 поступает сигнал, пропорциональный амилитуде сигнала на входе преобразователя 2. Благода 1я STOjMy, любые изменения амплитуды сигнала, возбуждающего преобразователь 2, вызываюп ие увеличение амплитуды сигнала обратной связи на какую-то определенную величину, на такую же величину изменяют и порог срабатывания компаратора 6. .да а.милитуда сигнала обратной связи, поступающего .иа один вход .ко.мларатора 6 через усилитель 4 и высокочастотный детектор 5, становится равной амплитуде сигнала на вы.ходе .делителя 8 на.иряжеиия, поступающего иа другой ,вхо.д компаратора 6 через второй усилитель и второй высокочастотный детектор 10, .ко-мпаратор б выдает сигна.л на выключение реле 7 врем,еии, сигнал с выхода которого вы.ключает ультразвуковой генератор /. Если за время, равное величине уставки реле 7 времен.и, сигнал на отключение с компаратора 6 не приходит, то отключение лро,из1водит само реле 7 .времени. Это свидетельствует о том, что за время свар.ки прочность соединения не дост1игла заданного уровня. Информация об это.м через -схему индикаци.и может быть вьшедена на пвреднюю панель установки ИЛИ же в блок автоматики установки с целью остановки сварочной машины для выяснения пр.ичины ниЗКОЙ прочности соединения.

Так как при переходе усилителей 4 к 9 в режим ограничения устройство дозирования ста,нов.ится неработоспособным, то для увеличения точности дозирования при работе с сигналами, имеющими широкий дина.мический .диапазон, целесообразно усилители 4 }i 9 взять логарифмическими.

Формула изобретения

1. Устройство для дозирования энергии при ультразвуковой :микросварке, содерл ащее реле времени, ультразвуковой генератор, электроакустический преобразователь, датчик, усилитель, высокочастотный детектор и компаратор, соединенные последовательно, а также делитель напряжения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с .целью увеличения точности дозирования энергии и воспроизводимости сварных соединений, в устройство введены блок стабилизацин фазы сигнала обратной связи и последовательно соединенные второй усилитель и второй высокочастотный детектор, причем .вы.ход второго высокочастотного детектора подключен к второму входу компаратора, выход делителя напряжения подсоединен

к входу второго усилителя, вход делителя нанряження соединен с вторым выходом ультразвукового генератора, первый и второй входы блока стабилизации фазы подключены к входу электроа.кустического преобразователя ,и выходу датчика соотзстственно. а выход блока стабилизацизфазы -подключен к .второ.му входу ультразвукового генератора.

2. Устройство по и. 1, о т л ч ч а ю щ еес я тем, что в качестве усилителей устройство содержит усилители с логарифм:ической характеристикой.

Источни-ки ннфорл ации. принятые во внимание пр.и экспертизе:

1.Патент США N° 3763545. кл. 29-470, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР Лс 550255. кл. В 23 К 19/04, 1977 (прототип).