SU1397222A1 - Устройство дл сварки давлением - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оборудованию дл  сборки полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Цель - повышение качества сварных соединений за счет надежности определени  момента контактировани  сварочного инструмента со свариваемыми детал ми. Устройство содержит сварочную головку, перемещаемую шаговым приводом механизма вертикальных перемепхений. Блок управлени  сварочной головкой подключен к выходу схемы, обес- печиваюш.ей достижение результата и со- держаш,ей датчик линейных перемещений, а также усилитель, фильтр высоких частот, АЦП, тактовый генератор, делитель частоты , параллельный регистр, схему сравнени  и триггер. Дл  определени  момента контактировани  сварочного инструмента со свариваемыми детал ми используетс  сигнал датчика линейных перемещений, который преобразуетс  в АЦП и затем периодически поступает на схему сравнени , где сравниваетс  с текущим значением сигналов с выхода АЦП. В момент контактировани  сварочного инструмента с деталью по вл етс  сигнал на одном из выходов схемы сравнени . Это приводит к остановке сварочной головки дл  проведени  сварки, а затем к возвращению ее с помощью блока управлени  в исходную позицию. 2 ил. (О (Л

Description

оо

;О ГЧЭ

1ч: го

Изобретение относитс  к микроэлектронике , а именно к оборудованию дл  сборки полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Целью изобретени   вл етс  повыше- кие качества сварки путем надежного определени  момента контактировани  сварочного инструмента со свариваемым изделием .

На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - структурна  схема блока контрол .

Устройство дл  сварки давлением состоит из терморегул тора 1, сварочной головки 2, механизма 3 вертикальных перемещений сварочной головки с шаговым при- водом 4, блока 5 управлени  шаговым приводом, датчика линейных перемещений, состо щего из элемента Холла 6 и посто нного магнита 7. Элемент Холла 6. размещен на подпружиненном рычаге 8 сварочной головки 2, а посто нный магнит 7 - на корпусе 9 сварочной головки. Последовательно соединенные усилитель 10 и фильтр 11 высоких частот подключены к выходу элемента Холла 6. Устройство включает также аналого-цифровой преобразователь 12, тактовый генератор 13, делитель 4 частоть, параллельный регистр 15, схему 16 сравнени  и RS-триггер 17, выходом подключенный к второму вхо.ау блока 5 управлени , причем выход фильтра 11 высоких частот присоединен к аналоговому входу аналого- цифрового преобразовател  12, выход тактового генератора 13 - к тактовому входу этого преобразовател  12 и через делитель частоты 14 к тактовому входу параллельного регистра 15. Выход аналого-цифрового преобразовател  12 подключен к цифровым входам параллельного регистра 15 и входам первого числа схемы 16 сравнени , выходы параллельного регистра 15 - к входам второго числа схемы 16 сравнени . Выход равенства значени  первого числа второму схемы 16 сравнени  подключен к R-BXO- ду, а выход превыщени  значени  второго числа над первым - к S-входу RS-тригге- ра 17.

Блок 5 управлени  содержит (фиг. 2) два формировател  18 и 19 отрицательного импульса, два элемента 20 и 21 задержки , два RS-триггера 22 и 23, управл емый генератор 24, реверсивный счетчик 25, коммутатор 26 фаз и два элемента ИЛИ 27 и 28. Первым входом блока 5 управлени   вл етс  вход формировател  18 отрица- тельного импульса, а вторым - вход элемента 20 задержки. формировател  18 подключен к параллельно соединенным S-входу триггера 23 и первому входу элемента ИЛИ 27, выход которого подключен к S-Бходу триггера 22, выход последнего подключен к управл ющему входу генератора 24, выход которого подключен к второму входу коммутатора 26 фаз и второму счет

5

0

0 5

0

5

0

5

ному входу счетчика 25, выход переноса которого подключен к первому входу элемента ИЛИ 28, выход последнего подключен к R-входу триггера 22. Выход элемента 20 задержки подключен к входу формировател  19, выход которого подключен к параллельно соединенным второму входу элемента ИЛИ 28, Ьходу элемента 21 задержки и к R-входу триггера 23, выход которого подключен к первым входам счетчика 25 и коммутатора 26 фаз, выход которого  вл етс  выходом блока 5 управлени . Вь1ход элемента 21 задержки подключен к второму входу элемента ИЛИ 27.

Устройство работает следующим образом.

После подачи пускового сигнала на вход блока 5 управлени  запускаетс  шаговый привод 4, который взаимодействует с механизмом 3 вертикальных перемещений, и сварочна  головка 2 начинает перемещение вниз в позицию сварки. При этом сигнал от элемента Холла 6, размещенного на подпружиненном рычаге 8 сварочной головки 2, поступает на вход усилител  10 и через фильтр высоких частот 11, который обрезает низкочастотную составл ющую сигнала с элемента Холла 6 на аналого- цифровой преобразователь 12. Последний преобразует аналоговый сигнал в цифровой двоичный код, который поступает на цифровой вход параллельного регистра 15 и вход первого числа схемы 16 сравнени . На вход второго числа приходит сигнал с выхода параллельного регистра 15, причем передача информации с входа параллельного регистра 15 на его выход про- исход-ит при подаче сигналов на его тактовый вход. Тактовые сигналы формируютс  с помощью генератора 13 тактовых импульсов и счетчика в делителе 14 частоты.

До касани  сварочного инструмента со свариваемыми детал ми сигнал от элемента Холла 6 не измен етс , поэтому на входах схемы 16 сравнени  присутствуют одинаковые числа, а на выходе равенства чисел - сигнал, который держит RS-триггер 17 в состо нии, запрещающем через блок 5 управлени  остановку щагового привода 4.

Б момент касани  сварочного инструмента со свариваемыми детал ми подпружиненный рычаг 8, на котором размещен элемент Холла 6, перемещаетс  вверх относительно посто нного магнита 7, размещенного на корпусе 9 сварочной головки 2, что приводит к уменьшению аналогового сигнала от элемента Холла 6. Одновременно измен етс  сигнал с выхода аналого- цифрового преобразовател  12, при этом на выходе параллельного регистра 15 фиксируетс  информаци , соответствующа  числу , присутствующему на его входе в момент окончани  тактового cHrnavia от делител  14 частоты, котора  не измен етс  до

по влени  следующего тактового импульса на тактовом входе параллельного регистра 15. Таким образом, в момент касани  сварочного инструмента со свариваемыми детал ми число, присутствующее на первом входе схемы сравнени  16, становитс  меньше числа, присутствующего на ее втором входе. Схема 16 сравнени  формирует на выходе превыщени  второго числа над первым.сигнал, опрокидывающий RS-триггер 17, который через блок 5 управлени  останавливает щаговый привод 4. После этого блок 5 управлени  отрабатывает на шаговый привод 4 от 1 до 10 импульсов, под действием которых шаговый привод 4, перемеща сь вниз, создает сварочное усилие на свариваемые детали. Под действием сварочного усили  и разогрева зоны сварки до температуры 300-380°С, котора  регулируетс  с помощью терморегул тора 1, свариваемые детали деформируютс  в течение времени 5-80 мс, которое задаетс  с помощью блока 5 управлени . После окончани  образовани  сварного соединени  сигналом с блока 5 управлени  шаговый привод 4 возвращает сварочную головку 2 в исходное состо ние.

Частота генератора тактовых импульсов в случае использовани  в устройстве быстродействующего аналого-цифрового преобразовател  12 с параллельным кодированием составл ет 20 мГц, а коэффициент делени  счетчика делител  .частоты 1:2000, т.е. частота тактовых импульсов на тактовом входе параллельного регистра 15 составл ет 10 кГц, что соответствует максимально возможной частоте нормальной работы шагового привода 4. Поэтому устройство гарантирует определение момента контактировани  сварочного инструмента со свариваемыми детал ми за один шаг перемещени  шагового привода 4.

На первый вход блока 5 управлени  поступает сигнал пуска, который через формирователь 18 устанавливает на выходе триггера 23, - а через элемент ИЛИ 27 на выходе триггера 22 состо ние сигнала логической «1. Этот сигнал с выхода триггера 22 поступает на управл ющий вход генератора 24, который начинает генерировать импульсы дл  работы коммутатора 26 фаз и счетчика 25 импульсов. Коммутатор 26 фаз может коммутировать свои выходы в последовательности 1-2-3-4-I... либо в последовательности 4-3-2-1-4..., в зависимости от состо ни  на первом входе коммутатора 26 фаз. В данном случае на первом входе коммутатора 26 фаз будет состо ние сигнала логической «1, поступающего с выхода триггера 23,и коммутатор фаз 26 коммутирует свои выходы в последовательности 1-2-3-4-1... Механизм 3 вертикальных перемещений перемещаетс  в позицию сварки. Этот же сигнал логической «1 поступает на первый вход счетчика 25

и устанавливает его в режим суммировани . Поэтому с приходом каждого импульса с генератора 24 на счетный вход счетчика 25 код состо ни  счетчика 25 увеличиваетс  на единицу.

При поступлении сигнала на второй вход блока 5 управлени  (касание-сварочного инструмента со свариваемыми дета0

л ми) он задерживаетс  элементом 20 за0

держки на врем , необходимое дл  отработки шаговым приводом 4 от 1 до 10 шагов , дл  создани  сварочной нагрузки на подпружиненном рычаге 8. Запускаетс  формирователь 19, который вырабатывает отри5 цательный импульс, устанавлива  на выходе триггера 23 сигнал логического «О, который поступает на первые входы счетчика 25 и коммутатора 26 фаз. Этот же отрицательный импульс поступает через элемент ИЛИ 28 на R-вход триггера 22 и устанавливает на его выходе сигнал логического «О, который останавливает работу генератора 24 и, соответственно, счетчика 25 и коммутатора 26 фаз. Этот же отрицательный импульс, задержавшись на врем 

5 сварки 5-80 мс, определ емое элементом 21 задержки, через второй вход элемента ИЛИ 27 поступает на S-вход триггера 22 и устанавливает на его выходе сигнал логической «1. Этот сигнал поступает на управл ющий вход генератора 24, который во0 зобновл ет свою работу и соответственно возобновл ют свою работу счетчик 25 и коммутатор 26 фаз, причем теперь коммутатор 26 фаз коммутирует свои выходы в последовательности 4-3-2-1-4..., (сварочна  головка 2 идет вверх), а счетчик 25

5 работает в режиме вычитани  и с приходом каждого импульса на счетный вход счетчика 25 код состо ни  счетчика 25 уменьшаетс  до нул ., после чего на выходе переноса счетчика 25 по вл етс  отрицаQ тельный импульс, который через первый вход элемента ИЛИ 28 поступает на R-вход триггера 22 и устанавливает на его выходе сигнал логического «О, тем самым остановив работу генератора 24 и соответственно счетчика 25 и коммутатора 26 фаз (сва5 речна  головка 2 в исходном состо нии). Таким образом, предлагаемое устройство отличаетс  простотой конструкции и не содержит регулировочных элементов дл  установки в рабочее состо ние, что приводит , к повышению точности и надежно0 сти определени  момента контактировани  сварочного инструмента со свариваемыми детал ми.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  сварки давлением, содержащее сварочную головку, механизм вертикальных перемещений сварочной головки с шаговым приводом, блок управлени 

   шаговым приводом, датчик линейных перемещений , на выход которого последовательно подключены усилитель и фильтр высоких частот, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества СЕ}арки путем надежного Определени  момента контактировани  сва- Ьочного инструмента со свариваемым из- Целием, в него введены аналого-цифровой |1реобразовате;1ь, тактовый генератор, делитель частоты, параллельный регистр, триггер и схема сравнени , причем пр мой Выход триггера подключен к второму входу блока управлени  шаговым приводом, выход фильтра высоких частот подключен к анало

   говому входу аналого-цифрового преобразовател , к тактовому входу которого непосредственно и через делитель частоты к одноименному входу параллельного регистра подключен выход тактового генератора , выход аналого-цифрового преобразовател  подключен к информационному входу параллельного регистра и первому входу схемы сравнени , к второму входу которой подключен выход параллельного регистра , при этом первый выход схемы сравнени  подключен к входу гашени  триггера , а второй выход схемы сравнени  -. к установочному входу триггера.