Стабілізація зварювального зусилля в процесі ультразвукового монтажу дротяних і стрічкових виводів

Анотація

Для підвищення якості мікрозварювання дротових і стрічкових виводів запропоновано методику стабілізації зварювального зусилля шляхом компенсації пружності підвіски ультразвукового перетворювача (УЗП) у циклі ультразвукового / термозвукового монтажу виводу. Проведено аналіз побудови ультразвукових технологічних систем і факторів, що впливають на стабільність процесу мікрозварювання. Для керування зварювальним зусиллям використовується електромагнітний пристрій на основі котушки в полі постійного магніту, при цьому зусилля прямо пропорційно струму, що протікає в котушці. Для компенсації пружності підвіски використовуються дані, отримані при попередньому калібруванні зміни зусилля підвіски у всьому діапазоні перебігу УЗП. При цьому калібрування виконується за відсутності струму, що протікає через котушку. Величина зусилля може зчитуватися з цифрового датчика зусилля. Одночасно значення зусилля порівнюються з оцифрованим сигналом датчика деформації. Отримані дані зберігаються у пам'яті установки приєднання виводів. У циклі приєднання провідника після визначення моменту контактування привод переміщує зварювальну головку по вертикалі на величину заданого перебіга (близько одного діаметра приєднуваного провідника). При цьому відбувається вигин рухомої частини підвіски УЗП і збільшення навантаження, для компенсації якого автоматично зменшується струм через котушку електромагнітного навантаження, що дозволяє зберігати встановлене зусилля на заданому рівні. Аналогічно виконується компенсація зварювального зусилля при зварюванні, з тією різницею, що змінюється вектор зусилля компенсації — зусилля має збільшуватися зі збільшенням деформації провідника. Реалізація запропонованого алгоритму дозволила покращити стабілізацію зварювального зусилля до 20% при зварюванні провідників підвищеного перерізу та покращити якість зварювання. Запропоноване рішення може бути застосовано і в інших ультразвукових технологічних системах мікрозварювання, в тому числі для приєднання провідників діаметром менш ніж 100 мкм.