[發明專利]一種基于視覺在線監測的超聲波精密封接裝置

在審

• 申請號: 201910161881.8
• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN109648862A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 孫屹博;胡鵬飛;滕天棟
• 申請（專利權）人: 大連交通大學
• 主分類號: B29C65/08
• 分類號: B29C65/08
• 代理公司: 大連優路智權專利代理事務所(普通合伙) 21249
• 代理人: 宋春昕;劉國萃

一種基于視覺在線監測的超聲波精密封接裝置，直線運動導軌上安裝工具頭固定架，工具頭固定架前部安裝超聲波工具頭，超聲波工具頭連接超聲波換能器，超聲波換能器連接超聲波發生器，超聲波發生器連接上位機；直線運動導軌連接驅動電機，驅動電機通過運動控制卡連接上位機；跨越直線導軌前處安裝中空支撐基座，中空支撐基座位于超聲波工具頭一側面上設有待封接零件，中空支撐基座內部中空處安裝攝像頭，攝像頭連接上位機。本發明的基于視覺在線監測的超聲波精密封接裝置，在試驗臺的中空支撐基座定位處安置了攝像頭，用于拍攝記錄微器件在高頻超聲作用下焊接元件界面實時的物態圖形變化，方便進行調整元件參數，封裝的焊接元件界面融合程度更高。

技術領域

本發明涉及微納制造技術領域，特別涉及聚合物封裝技術。

背景技術

目前聚合物微納制造領域的封接方法主要有膠黏接、溶劑鍵合、熱壓封接、激光封接、微波封接和超聲波精密封接等。實時拍攝超聲波封接過程中零件界面物態變化，應用于聚合物微器件超聲波精密封接方法中的過程控制，是一種將超聲波封接技術與圖像處理技術相結合的封接方法，該方法以焊接界面的物態圖形變化作為流程控制的反饋參量，提高了界面熔合效果的可控性。

但目前仍未對聚合物超在聲波熱熔過程中的封接界面的物態變化進行圖像表征，在該方面的理論數據不足，難以建立超聲波精密封接中封接界面圖形變化與聚合物物態之間的聯系，進而制約了在流程控制方面對界面熔合度的精確控制。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于超聲波精密封接裝置，對界面熔合的行為進行觀測，用以精確控制超聲波封接過程，實現高密封性、低形變的界面封接。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種基于視覺在線監測的超聲波精密封接裝置，直線運動導軌7上安裝工具頭固定架19，工具頭固定架19前部安裝超聲波工具頭9，超聲波工具頭9連接超聲波換能器8，超聲波換能器8連接超聲波發生器3，超聲波發生器3連接上位機1；直線運動導軌7連接驅動電機6，驅動電機6通過運動控制卡2連接上位機1；跨越直線導軌7前處安裝中空支撐基座14，中空支撐基座14位于超聲波工具頭9一側面上設有待封接零件11，中空支撐基座14內部中空處安裝攝像頭13，攝像頭13連接上位機1；超聲波工具頭9將振動施加至待封接零件11上，在超聲能量的作用下待封接零件11實現界面熔合，通過攝像頭13安對封接界面物態變化進行實時拍攝，記錄整個封接過程中的封接界面物態的動態圖像變化。

所述中空支撐基座14位于超聲波工具頭9一側面上安裝承載機構15，承載機構15為中空結構，承載機構15的中空位置與中空支撐基座14的中空位置對應，承載機構15上通過加緊機構12固定待封接零件11。

所述中空支撐基座14內位于攝像頭13前部設有高倍鏡。

所述超聲波換能器8通過功率調節器4連接超聲波發生器3。

所述工具頭固定架19上位于超聲波工具頭9的下方安裝位移傳感器10，位移傳感器10通過實時圖像記錄模塊5連接上位機1。

所述攝像頭13通過實時圖像記錄模塊5連接上位機1。

所述超聲波發生器為工作頻率為60kHz變壓變頻數字化智能超聲波發生器。

本發明的基于視覺在線監測的超聲波精密封接裝置，在試驗臺的中空支撐基座定位處安置了攝像頭，用于拍攝記錄微器件在高頻超聲作用下焊接元件界面實時的物態圖形變化，方便進行調整元件參數，封裝的焊接元件界面融合程度更高。

附圖說明

圖1是本發明基于視覺在線監測的超聲波精密封接裝置原理圖。

圖2是本發明基于視覺在線監測的超聲波精密封接裝置整體結構原理圖。

圖3是本發明基于視覺在線監測的超聲波精密封接裝置中空支撐基座部分結構圖。