本發(fā)明涉及微波電子器件的裝配自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種慢波組件管殼擠壓及檢測(cè)的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

行波管是靠連續(xù)調(diào)制電子注的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)放大功能的微波電子管，由電子槍、磁聚焦系統(tǒng)、慢波組件、輸入輸出裝置以及收集極五大部分組成。其中慢波組件是行波管的重要部分，它的作用是提供一個(gè)具有接近于電子運(yùn)動(dòng)速度的軸向傳播速度和足夠強(qiáng)的軸向電磁場(chǎng)的高頻電磁場(chǎng)。此電磁場(chǎng)與電子注相互作用，使信號(hào)得到放大。慢波結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀確定了高頻場(chǎng)的分布和傳播速度，從而決定了電子注與波的互作用效果，因此在螺旋慢波結(jié)構(gòu)行波管中，螺旋慢波組件的擠壓質(zhì)量對(duì)增益、相位的影響不可忽略。因此，慢波組件的制作過(guò)程中，對(duì)螺線的位置、夾持桿的角度、螺線與夾持桿及管殼的配合松緊度都有很高的要求。

行波管慢波組件裝配即將螺旋線、夾持桿裝配到管殼之中，實(shí)現(xiàn)管殼、夾持桿和螺旋線之間的良好接觸。目前常見(jiàn)的方法是采用冷彈壓裝配方式，利用管殼的彈性形變實(shí)現(xiàn)對(duì)夾持桿和螺旋線的夾持固定，這一過(guò)程需要特殊設(shè)備使金屬產(chǎn)生可控的彈性變形。

然而，目前行業(yè)內(nèi)多采用三爪卡盤機(jī)構(gòu)，對(duì)管殼以三方向施力。由于是人工手動(dòng)操作，管殼的擠壓過(guò)程和變形量無(wú)法精確控制，往往容易造成慢波組件的損壞，無(wú)法滿足慢波組件的設(shè)計(jì)裝配需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)上的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種慢波組件管殼擠壓及檢測(cè)的控制系統(tǒng)，以便精確控制和檢測(cè)慢波組件裝配過(guò)程中的管殼擠壓力和管殼形變量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種慢波組件管殼擠壓及檢測(cè)的控制系統(tǒng)，包括：微控制單元、管殼擠壓驅(qū)動(dòng)單元和形變信息檢測(cè)單元，所述微控制單元包括觸摸控制屏和單片機(jī)，所述觸摸控制屏與單片機(jī)連接，所述單片機(jī)分別與管殼擠壓驅(qū)動(dòng)單元和形變信息檢測(cè)單元連接；所述觸摸控制屏用于顯示實(shí)時(shí)壓力及位移傳感器數(shù)據(jù)，響應(yīng)用戶操作，所述單片機(jī)用于保存和利用壓力及位移傳感器的數(shù)據(jù)、與觸摸控制屏通信并發(fā)送指令、驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)及控制電磁鐵通斷。

進(jìn)一步地，所述單片機(jī)包括通信接口單元、數(shù)據(jù)寄存單元和命令發(fā)送單元，所述通信接口單元與數(shù)據(jù)寄存單元和命令發(fā)送單元連接；

所述通信接口單元用于讀取位移傳感器、壓力傳感器、接近開(kāi)關(guān)、電磁鐵的數(shù)據(jù)信號(hào)，接收觸摸控制屏的控制指令并發(fā)送到命令發(fā)送單元；

所述數(shù)據(jù)寄存單元用于保存當(dāng)前時(shí)刻的位移數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)及用戶保存的歷史數(shù)據(jù)；

所述命令發(fā)送單元用于控制電磁鐵和伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

進(jìn)一步地，所述管殼擠壓驅(qū)動(dòng)單元包括伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、電源濾波器、減速箱和管殼擠壓機(jī)械結(jié)構(gòu)，所述電源濾波器與伺服驅(qū)動(dòng)器連接，所述伺服驅(qū)動(dòng)器與伺服電機(jī)連接，所述伺服電機(jī)與減速箱連接，所述減速箱與管殼擠壓機(jī)械結(jié)構(gòu)連接，所述伺服驅(qū)動(dòng)器還與命令發(fā)送單元連接；所述伺服驅(qū)動(dòng)器用于控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，所述伺服電機(jī)通過(guò)減速箱驅(qū)動(dòng)管殼擠壓機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述形變信息檢測(cè)單元包括位移傳感器、位移信號(hào)放大器、壓力傳感器和壓力信號(hào)放大器，所述位移傳感器與位移信號(hào)放大器連接，所述壓力傳感器與壓力信號(hào)放大器連接，所述位移信號(hào)放大器和壓力信號(hào)放大器同時(shí)與通信接口單元連接，所述位移傳感器用于檢測(cè)管殼擠壓過(guò)程中的徑向位移變形，所述壓力傳感器用于檢測(cè)管殼擠壓過(guò)程中外壁所受壓力。

進(jìn)一步地，所述控制系統(tǒng)還包括開(kāi)關(guān)電源組、接近開(kāi)關(guān)和電磁鐵，所述接近開(kāi)關(guān)和電磁鐵與通信接口單元連接，所述開(kāi)關(guān)電源組包括若干電源盒，所述電源盒分別為單片機(jī)、觸摸控制屏、位移傳感器和壓力傳感器供電。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的慢波組件管殼擠壓及檢測(cè)的控制系統(tǒng)可以按照用戶指定的擠壓速度開(kāi)始管殼擠壓動(dòng)作，可以按照用戶預(yù)設(shè)的擠壓終止條件結(jié)束管殼擠壓動(dòng)作，并有一系列保護(hù)功能阻止設(shè)備損壞，實(shí)時(shí)顯示及保存用戶需要的壓力數(shù)據(jù)及位移數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)精確控制和監(jiān)測(cè)慢波組件裝配過(guò)程中的管殼擠壓力和管殼形變量。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的慢波組件管殼擠壓及檢測(cè)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的一種慢波組件管殼擠壓及檢測(cè)的控制系統(tǒng)作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1展示了一種慢波組件管殼擠壓及檢測(cè)的控制系統(tǒng)，包括微控制單元、管殼擠壓驅(qū)動(dòng)單元、形變信息檢測(cè)單元、開(kāi)關(guān)電源組41、接近開(kāi)關(guān)51、電磁鐵61；

所述微控制單元包括：觸摸控制屏11、通信接口單元12、命令發(fā)送單元13、數(shù)據(jù)寄存單元14；

所述管殼擠壓驅(qū)動(dòng)單元包括：伺服驅(qū)動(dòng)器21、伺服電機(jī)22、減速箱23、管殼擠壓機(jī)械結(jié)構(gòu)24、電源濾波器25；

所述形變信息檢測(cè)單元包括：位移傳感器31、位移信號(hào)放大器32、壓力傳感器33、壓力信號(hào)放大器34；

所述位移信號(hào)放大器32通過(guò)RS232接口與通信接口單元12連接；所述壓力信號(hào)放大器34通過(guò)模擬量接口與通信接口單元12連接；所述觸摸控制屏11通過(guò)TTL接口與通信接口單元12連接；所述接近開(kāi)關(guān)51通過(guò)模擬量接口與通信接口單元12連接；所述電磁鐵61通過(guò)模擬量接口與通信接口單元12連接；

為達(dá)到精確控制和監(jiān)測(cè)慢波組件裝配過(guò)程中的管殼擠壓力和管殼形變量，本實(shí)用新型的技術(shù)方案分為兩個(gè)工作步驟；

工作步驟一的目的為擠壓管殼并裝配慢波組件，具體實(shí)施流程為：接通220V外部電源，用戶單擊電機(jī)大量程正轉(zhuǎn)按鈕，驅(qū)動(dòng)擠壓機(jī)械結(jié)構(gòu)不斷擠壓管殼外壁，如若正向接近開(kāi)關(guān)沒(méi)有觸發(fā)單片機(jī)中斷功能，繼續(xù)單擊電機(jī)大量程正轉(zhuǎn)按鈕，此時(shí)觸摸控制屏實(shí)時(shí)顯示壓力傳感器及位移傳感器的數(shù)值，當(dāng)壓力傳感器數(shù)值Fx大于系統(tǒng)預(yù)設(shè)的擠壓預(yù)緊力Fy時(shí)，系統(tǒng)使電機(jī)大量程正轉(zhuǎn)按鈕自動(dòng)失效，同時(shí)壓力傳感器及位移傳感器示數(shù)置零，單片機(jī)控制電磁鐵得電，驅(qū)動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)使得位移傳感器處于測(cè)量工位；接著用戶單擊電機(jī)小量程正轉(zhuǎn)按鈕，同時(shí)不斷嘗試將螺旋線和夾持桿放入管殼，慢波組件裝配成功則系統(tǒng)自動(dòng)結(jié)束擠壓動(dòng)作，如若此過(guò)程中位移傳感器數(shù)值Hx大于擠壓變形最大允許值Hmax，或者壓力傳感器數(shù)值Fx大于擠壓應(yīng)力最大允許值Fmax，或者正向接近開(kāi)關(guān)觸發(fā)，系統(tǒng)自動(dòng)中斷電機(jī)小量程正轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)如若螺旋線和夾持桿未成功放入管殼，用戶可以選擇修改小量程擠壓中斷的預(yù)設(shè)條件，提高擠壓變形及應(yīng)力的最大允許值Hmax和Fmax，繼續(xù)嘗試將螺旋線和夾持桿放入管殼，直至慢波組件裝配成功，系統(tǒng)結(jié)束擠壓動(dòng)作，自動(dòng)記錄此時(shí)的位移傳感器數(shù)值Hx和壓力傳感器數(shù)值Fx。

工作步驟二的目的是讓系統(tǒng)恢復(fù)初始狀態(tài)并抽出裝配好的慢波組件，具體實(shí)施流程為：用戶單擊電機(jī)反轉(zhuǎn)按鈕，驅(qū)動(dòng)擠壓機(jī)械結(jié)構(gòu)松開(kāi)已經(jīng)裝配好的慢波組件，直至反向接近開(kāi)關(guān)觸發(fā)中斷，結(jié)束電機(jī)反轉(zhuǎn)動(dòng)作，與此同時(shí)電磁鐵失電，機(jī)械結(jié)構(gòu)使得位移傳感器處于初始狀態(tài)，最后抽出裝配好的慢波組件，結(jié)束慢波組件的裝配循環(huán)。

綜上所述，本發(fā)明的慢波組件管殼擠壓及檢測(cè)的控制系統(tǒng)可以按照用戶指定的擠壓速度開(kāi)始管殼擠壓動(dòng)作，可以按照用戶預(yù)設(shè)的擠壓終止條件結(jié)束管殼擠壓動(dòng)作，并有一系列保護(hù)功能阻止設(shè)備損壞，實(shí)時(shí)顯示及保存用戶需要的壓力數(shù)據(jù)及位移數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)精確控制和監(jiān)測(cè)慢波組件裝配過(guò)程中的管殼擠壓力和管殼形變量。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。