自動熱銦壓封設(shè)備的設(shè)計與仿真分析.pdf

1、銦封作為一種軟金屬封接工藝，能夠很好的實現(xiàn)線膨脹系數(shù)相差較大的材料間的非匹配封接，因此廣泛應(yīng)用于玻璃器件與金屬器件的真空封接過程中。隨著銦封技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，對壓封設(shè)備的生產(chǎn)效率、自動化程度以及封接質(zhì)量等方面的要求也越來越高。然而，目前市場中性能較好的壓封設(shè)備通常結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高昂，很難在中小型企業(yè)及科研單位中得到普及。
　　本文研制了一臺可實現(xiàn)玻璃和金屬零件熱銦壓封的自動熱銦壓封設(shè)備。該設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低

2、廉、封接精度和自動化程度較高的特點。設(shè)備主要由熱壓裝置、三自由度作業(yè)機械手和腔體調(diào)整平臺組成，其中熱壓裝置包括壓力位移控制系統(tǒng)和加熱裝置。熱壓裝置為三柱式框架結(jié)構(gòu)，具有足夠的變形剛度和操作空間。壓力位移控制系統(tǒng)采用嚙合傳動形式，由三相步進電機和螺旋升降機組成壓力執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)加壓減壓功能，并由力傳感器和直線位移光柵尺實時測量封接壓力和熱壓頭位置，實現(xiàn)壓力的閉環(huán)控制。加熱裝置由熱壓頭主體和電極適配環(huán)組合而成，可適用于不同形狀的電極零件。三自

3、由度作業(yè)機械手中采用真空吸附的方式實現(xiàn)電極零件的拾取與放置，并集成了柔順機構(gòu)和視覺對準檢測裝置，起到零件保護及位置檢測作用。二自由度腔體調(diào)整平臺用于調(diào)整腔體零件的位置，通過與視覺檢測裝置配合使用，可實現(xiàn)腔體的準確定位。應(yīng)用Ansys Workbench有限元分析軟件對設(shè)備加熱裝置的溫度性能和上下封接平面間的壓力一致性進行了仿真研究，分析了加熱裝置的升溫過程、隔熱零件的隔熱保溫效果以及熱壓面上的溫度均勻性，并通過實驗對熱壓面上不同位置的溫