СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 6/2016

ИНСТРУМЕНТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ 19 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2016 а б а б Рис. 6. Режущая кромка: а – стандартная, б – вариант конструкции режущий кромки Рис. 5. Пятно сварного соединения и поверхность после тестирования на сдвиг: а – для нового инструмента; б – для инструмента после 100 000 сварок конкретного процесса, используемого типа инструмента и особенно от пони- мания термина «качество». В той или иной степени износ может повлиять на внешний вид, отклонение от техноло- гических параметров и механическую прочность разварки. Износ ножа для обрезки проволоки и направляющей для проволоки Помимо инструмента для разварки в число расходных материалов входят нож для обрезки проволоки и направ- ляющая для неё. Качественная и эффек- тивная разварка медной проволокой возможна только при условии, что все расходные материалы имеют пригод- ное для работы состояние. Изначально в операции по развар- ке медной проволокой использова- лись стандартные ножи для обрезки, изготовленные из закалённой стали. Но из-за высокой прочности медной проволоки они быстро изнашива- лись. Ножи из твёрдого сплава показа- ли более продолжительный срок служ- бы. Поскольку эти материалы сложно обрабатывать и формировать, из твёр- дых сплавов были изготовлены толь- ко наконечники для ножа, в то время как его корпус был выполнен из ста- ли. После выполнения 1 млн опера- ций обрезки режущая кромка немного изнашивается, но продолжает хорошо резать. После 1,2 млн операций наблю- дается большой износ, особенно в цент- ре режущей кромки. Тем не менее, срок службы порядка 1 млн операций обрез- ки является достаточно хорошим. При стандартной конструкции ножа для обрезки, режущая кромка скользит вдоль инструмента развар- ки (см. рис. 6а). Роста качества резки и срока службы ножа можно достичь при другом варианте его позициониро- вания относительно инструмента для разварки (см. рис. 6б), когда режущая кромка не контактирует с инструмен- том. Таким образом, она защищена от повреждений, которые могут возник- нуть в результате удара или трения об инструмент разварки. Направляющая для проволоки – ещё один важный расходный элемент. Как и в случае с инструментом для развар- ки, при разварке медной проволокой к направляющей не прилипают остатки материала. Пластик, из которого выпол- нена направляющая, имеет достаточ- но низкое истирание, поскольку сила трения при подаче проволоки и фор- мировании петли невелика. Срок служ- бы направляющей составляет порядка полумиллиона операций сварки и зави- сит от длины цикла, его траектории и регулировки относительно инстру- мента для разварки. При разварке необ- ходимо вертикальное и горизонталь- ное выравнивание, а также выдержка правильного расстояния до инструмен- та разварки. Проволока должна плав- но скользить через отверстие направ- ляющей, которое расположено под V-образной канавкой. Кроме того, тре- ние в верхней части системы подачи проволоки должно быть низким, что- бы уменьшить силу подачи проволоки, и тем самым сократить истирание в той части, где проволока сгибается. К ОНТРОЛЬ ИЗНОСА ИНСТРУМЕНТА Для контроля износа инструмента для разварки и своевременной его заме- ны необходимо собирать и обрабаты- вать соответствующие данные о про- цессах, происходящих в оборудовании. Сбор и обработка технических данных Современные установки для развар- ки проволокой способны отслеживать множество различных технологиче- ских параметров в режиме реально- го времени, например, мощность уль- тразвука, вертикальную деформацию проволоки, резонансную частоту во время процесса разварки. Установка для разварки, используемая в данном исследовании, оснащена интегри- рованной системой контроля каче- ства (PiQC – Process Integrated Quality Control), которая включает в себя мони- торинг дополнительного механическо- го ультразвукового сигнала вибрации, а также сигнала о трении. Износ инструмента для разварки по-разному влияет на различные тех- нологические параметры оборудова- ния. В процессе работы выяснилось, что вертикальная деформация прово- локи особенно чувствительна к изно- су инструмента разварки. Ранее было сказано, что геометрия контактной площадки инструмента для разварки изменяется из-за износа инструмента разварки, что влияет на деформацию проволоки. Рисунок 7 показывает изменение индекса качества в зависимости от деформации проволоки (на основе данных PiQC-системы). Процесс раз- варки является детерминированным и стабильным, но процесс износа и все технологические параметры не постоянны, а подвержены колебаниям. Система PiQC учитывает это и опреде- ляет индекс качества сварки близким к 1 до тех пор, пока колебания сигна- лов не выходят за заданные границы. Для получения достоверных данных об износе необходима фильтрация и сгла- живание технологических параметров. Сигнал об износе должен характери- зовать среднее отклонение от исходно- го состояния. Поскольку износ, как пра- вило, возникает после большого коли- чества сварок, предлагается выполнить дискретизацию данных, используя для расчёта только каждый n-й индекс каче-