銦封接是一種重要的連接和密封方式,具有密封性能好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn),常用于金屬與玻璃等非金屬的連接和密封。對(duì)于外殼全部是金屬材料的精密器件來說,銦封接具有相同的優(yōu)點(diǎn)。相比于螺栓等傳統(tǒng)的連接方式,在銦封接過程中需要嚴(yán)格控制溫度、力、時(shí)間等工藝參數(shù),以保證適當(dāng)?shù)你煂雍穸群妥銐虻倪B接強(qiáng)度。手工作業(yè)難以保證封接的質(zhì)量及一致性。研制自動(dòng)化的熱壓封接設(shè)備,有望解決上述問題,并實(shí)現(xiàn)銦封接在精密器件產(chǎn)品中的應(yīng)用。本文針對(duì)精密器件熱壓封接設(shè)備的控制系統(tǒng)進(jìn)行了研制。對(duì)于不同的工藝參數(shù),采用了不同的控制策略。應(yīng)用軟件和硬件相結(jié)合的方法,控制系統(tǒng)能夠自動(dòng)控制銦封接過程中的工藝參數(shù)。設(shè)計(jì)了良好的人機(jī)交互界面,用戶可以方便地實(shí)施精密器件的熱壓封接工藝,并且監(jiān)控該過程。首先,分析了精密器件的熱壓銦封接工藝以及熱壓控制過程的關(guān)鍵技術(shù),并根據(jù)設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)以及設(shè)備的性能指標(biāo)要求,制定出精密器件殼體熱壓封接控制系統(tǒng)的總體方案。針對(duì)熱壓封接工藝的主要工藝參數(shù)分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制單元。其中,溫度控制采用溫度控制器和可控硅移相觸發(fā)器相結(jié)合的方法來無級(jí)調(diào)節(jié)溫度控制裝置的加熱功率。相比于金屬與非金屬的銦封,待封接殼體的兩個(gè)組成部分皆為金屬材料,而金屬都具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能,因此設(shè)計(jì)了兩個(gè)能夠同時(shí)且獨(dú)立地運(yùn)行的溫度控制裝置。壓封力控制采用基于位置的阻抗控制法,利用位移控制裝置和測(cè)力傳感器來實(shí)現(xiàn)壓封力的控制。殼體的熱壓封接工藝中還需要保證精密器件與上溫控裝置的對(duì)準(zhǔn),于是采用了定位擋塊和定位氣缸來確定和調(diào)整精密器件的位置。其次,為控制系統(tǒng)的各個(gè)控制單元設(shè)計(jì)了合適的接口電路,并選擇了合適的硬件。詳細(xì)介紹了每個(gè)控制單元的硬件控制方法。硬件設(shè)計(jì)完成以后,利用LABVIEW開發(fā)環(huán)境開發(fā)出了熱壓封接系統(tǒng)的控制軟件,并設(shè)計(jì)了良好的人機(jī)交互界面�；谀K化的思想,確定了“生產(chǎn)者-消費(fèi)者”模式的程序控制策略,通過事件檢測(cè)來觸發(fā)各個(gè)控制單元的運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了各控制單元程序的交互配合。將控制流程按照順序?qū)懭氤绦虻年?duì)列中,實(shí)現(xiàn)了銦封工藝的自動(dòng)化運(yùn)行。軟件還能夠?qū)崟r(shí)保存熱壓封接過程中的溫度、壓封力以及時(shí)間等工藝數(shù)據(jù)。然后,對(duì)熱壓封接設(shè)備的溫度和壓封力的控制性能進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)表明,設(shè)備的各項(xiàng)控制性能指標(biāo)都能滿足熱壓銦封接作業(yè)的需求。最后,在溫度和壓封力的控制性能指標(biāo)都能滿足技術(shù)指標(biāo)的情況下使用研制的設(shè)備對(duì)待封接的精密器件進(jìn)行了實(shí)際的熱壓銦封接實(shí)驗(yàn)。熱壓完成后對(duì)精密器件進(jìn)行了氣密性測(cè)試和可靠性測(cè)試。結(jié)果表明,熱壓銦封接后的精密器件的密封性能以及可靠性都能夠滿足產(chǎn)品要求。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH136
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究目的和主要研究?jī)?nèi)容
2 殼體熱壓封接系統(tǒng)總體控制方案
    2.1 殼體的熱壓銦封接工藝
        2.1.1 銦及其合金的性質(zhì)
        2.1.2 銦封接技術(shù)
        2.1.3 殼體熱壓封接控制過程需解決的問題
    2.2 殼體熱壓封接設(shè)備結(jié)構(gòu)
    2.3 設(shè)備的控制性能指標(biāo)
    2.4 控制系統(tǒng)的總體方案
    2.5 本章小節(jié)
3 熱壓封接控制系統(tǒng)的硬件組成
    3.1 系統(tǒng)供電模塊
    3.2 熱壓控制模塊
        3.2.1 殼體定位
        3.2.2 溫度控制
        3.2.3 壓封力控制
    3.3 本章小結(jié)
4 熱壓封接控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
    4.1 軟件的設(shè)計(jì)模式和控制流程
    4.2 熱壓封接過程的程序控制
        4.2.1 系統(tǒng)初始化
        4.2.2 數(shù)據(jù)的采集和預(yù)處理
        4.2.3 工藝參數(shù)的控制
    4.3 人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)
    4.4 本章小節(jié)
5 熱壓封接系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)
    5.1 控制系統(tǒng)主要性能指標(biāo)的測(cè)試
        5.1.1 溫度控制性能指標(biāo)的測(cè)試
        5.1.2 壓封力控制性能的測(cè)試
    5.2 殼體的熱壓銦封
    5.3 本章小節(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝

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