CN105281006A - 一种用于控制调谐螺杆长度的可调式高精度限位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制调谐螺杆长度的可调式高精度限位装置，包括电动批、双保高精度限位触发传感器、PLC、继电器和电源适配器，调谐螺杆在电动批驱动下，到达指定位置后触发双保高精度限位触发传感器，双保高精度限位触发传感器将调谐螺杆位置触发信号通过PLC传递至继电器，继电器转化成电动批的动作指令，从而实现调谐螺杆的长度控制。本发明使用双保高精度限位触发传感器来控制调谐螺杆长度，保证了调谐螺杆长度的精准定位；同时使用PLC对不同位置的调谐螺杆实施自动化控制，节约了人力成本，大大提高了生产调试效率与精度。

Description

一种用于控制调谐螺杆长度的可调式高精度限位装置

技术领域

本发明属于广泛应用于通信系统和测量仪表中的微波同轴腔滤波器系列产品的生产技术领域，尤其涉及一种用于控制调谐螺杆长度的可调式高精度限位装置。

背景技术

微波同轴腔滤波器系列产品包括微波同轴腔滤波器、双工器和合路器等，是一种至关重要的微波射频器件，广泛应用于卫星通信、中继通信、雷达、电子对抗及微波测量仪表领域。这类器件的主要构成是由结构腔体、盖板、调谐螺杆、谐振杆、容性交叉耦合杆(俗称飞杆)、感性交叉耦合杆(俗称跨线)、射频同轴连接器等主要零部件构成。一般而言，微波同轴腔滤波器系列产品的电性能的生产实现过程主要是在相关零部件焊装基础上借助于网络分析仪通过手动调试调谐螺杆来实现，而调谐螺杆需要在装配过程中就预装在盖板上。微波同轴腔滤波器系列产品手动调试调谐螺杆实际上是一个实时迭代优化的过程，基本调试原理就是在网络分析仪的辅助下，调试技术人员通过往复拧调调谐螺杆改变微波同轴腔滤波器系列产品谐振单元的谐振频率和谐振单元间的耦合量，直到调谐螺杆长度匹配合理，从而使微波同轴腔滤波器系列产品的性能达到设计要求。所以这个过程实际上是一个多次反复拧调调谐螺杆匹配其长度的过程。

在微波同轴腔滤波器系列产品调试生产过程中，调谐螺杆长度的匹配速度决定了调试效率，而往复拧调调谐螺杆产生的金属粉屑量将决定产品关键指标“互调指标”的一次检验合格率和可靠性。如果能做到调谐螺杆长度的快速匹配既减少了调谐螺杆的拧调次数，从而减少了拧调调谐螺杆过程中产生的金属粉屑量，同时又提高了调试效率。所以最好的控制办法就是在调谐螺杆预装配过程中就将其长度精准确定。

由于目前调谐螺杆长度预装控制尚无有效的工艺保证办法，所以解决调试效率和保证产品互调指标一次检验合格率的主要手段是靠调试技术员的经验保证。由于不同产品调谐螺杆的数量各异，有多有少，一般调谐螺杆的数量从数个到数十个不等。因此，复杂的或互调指标要求高的微波同轴腔滤波器系列产品的手动调试一般都是由经验丰富的调试技术人员来完成的。因此，在大批量调试生产过程中，微波同轴腔滤波器系列产品的调试已经成为产业化过程中的瓶颈问题，很难做到高效、高质量的调试，特别是对缺乏经验的调试技术人员来说更是难以掌握。

决定微波同轴腔滤波器系列产品调试效率和产品一次校验合格率的因素就是尽可能的在调谐螺杆预装配阶段就精准控制其匹配长度，从而减少调试阶段调谐螺杆往返调拧对生产效率和产品可靠性的影响。由于不同产品调谐螺杆的数量各异，一般调谐螺杆的数量从数个到数十个不等。根据同行的调试生产手段调研分析，目前在国内行业中尚未发现有用来自动精准调配调谐螺杆的自动化设备主导生产，现有的行业调试生产手段主要沿袭传统的生产调试方式：在焊装成型的半成品基础上，主要通过调试人员借助网络分析仪人工逐个不断的上下往复调节或频繁更换调谐螺杆规格等手工调试方式实现。这种传统的生产方式主要弊端：1)生产效率低；2)同一规格的产品之间对应位置的调谐螺杆的长度工艺一致性差；3)对有互调要求的产品干扰因素大，互调一次检测合格率低，拆盖率高。因为在调试生产过程中，由于调谐螺杆的长度无法事先定位，主要的生产实现手段就是通过调试人员不断上下往复调节或频繁更换调谐螺杆规格来匹配实现，由于不同的调试员的调试技术水平的差异化，导致调试方法的差异化，对同一规格产品，同一位置的调谐螺杆长度也呈现一定的差异化，所以不同的生产调试者调谐螺杆的更换频次也不一样，同一位置的调谐螺杆上下往复的次数等也不一致，并且对那些调谐螺杆上下往复调整次数不同的产品，因调谐螺杆和与支撑调谐螺杆的固定盖板之间的调整摩擦所产生的对互调影响很大的金属粉屑数量也就不等，所以对有互调要求的产品而言，互调的一次合格率就大受影响。

早几年国内有将微波同轴腔滤波器系列产品智能调试作为课题在研究，也有相关论文发表；且在国外也早已有样机，但尚未有实际普及应用推广。一定程度上说明这种智能调试方式还存在不成熟的应用瓶颈。但即使是智能调试得到成功推广，其解决的也仅是用设备替代人来完成调试工作量而已，而没有从根本上改变调谐螺杆的往复拧调工作量，以减少调谐螺杆往复调试过程产生的金属粉屑的产生，而这一过程产生的金属粉屑对产品互调指标是致命的影响。现有的调谐螺杆反向辅助定位的简易工装，对调谐螺杆的尺寸精度和精度一致性要求较高，成本较高；同时还受到调谐螺杆锁紧螺母及防松垫片的严重干扰，调谐螺杆的有效长度精确度很难保证，从目前的实施效果不尽如意，对调试效率和产品可靠性提高不明显。另外，也有一种简易工装，主要实现手段就是通过人工用纯手工预拧去实现，但是这种方法效率非常低，不适用于批量生产。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供用于精准控制调谐螺杆装配长度、提高调试效率和产品关键指标“互调指标”的一次检验合格率和可靠性的一种用于控制调谐螺杆长度的可调式高精度限位装置。

实现本发明目的的技术方案是：一种用于控制调谐螺杆长度的可调式高精度限位装置，包括电动批、双保高精度限位触发传感器、PLC、继电器和电源适配器，电源适配器的输出端分别与PLC电源输入端和继电器电源输入端连接，双保高精度限位触发传感器输出端与PLC的输入端连接，PLC输出端与继电器线圈端口连接，继电器的常闭端口与电动批连接，电动批驱动调谐螺杆与双保高精度限位触发传感器接触。

作为本发明的优化方案，可调式高精度限位装置还包括用于固定并调节双保高精度限位触发传感器位置的传感器定位支撑块，双保高精度限位触发传感器设置于传感器定位支撑块的腔体中。

作为本发明的优化方案，传感器定位支撑块下方安装电气控制箱，PLC、继电器和电源适配器均设置于电气控制箱内。

作为本发明的优化方案，可调式高精度限位装置还包括复位键开关，复位键开关设置于电气控制箱的外表面，复位键开关与PLC的复位控制输入端连接。

作为本发明的优化方案，双保高精度限位触发传感器包括金属限位保护套、按键开关、绝缘介质支撑套和金属支撑套，按键开关的按键帽压配固定在金属限位保护套中，绝缘介质支撑套套接在按键开关的按键帽下方及按键开关的主体轴肩上方，按键开关放置于金属支撑套内腔支撑平台上，金属支撑套套接在绝缘介质支撑套的外部，金属支撑套安装在传感器定位支撑块的腔体中。

作为本发明的优化方案，金属支撑套包含用于调节双保高精度限位触发传感器在传感器定位支撑块内位置的外连接螺纹。

作为本发明的优化方案，金属限位保护套与按键开关的按键帽相接触，金属限位保护套的环状端面与按键开关的主体轴肩接触面均是水平面。

本发明具有积极的效果：1、本发明使用双保高精度限位触发传感器来控制调谐螺杆长度，保证了调谐螺杆长度的精准定位；

2、本发明使用PLC对不同位置的调谐螺杆实施自动化控制；

3、该装置减少了调试过程中调谐螺杆与滤波器盖板摩擦副产生的金属粉屑，提高了互调一次的合格率和可靠性；设备结构简单，易于操控；

4、该装置节约了人力成本，大大提高了调试效率与精度。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明的结构图；

图2是本发明双保高精度限位触发传感器的剖面图。

其中，1、电动批，2、双保高精度限位触发传感器，3、PLC，4、继电器，5、电源适配器，6、调谐螺杆，7、传感器定位支撑块，8、电气控制箱，9、复位键开关，10、电源启动开关，11、盖板，12、双保高精度限位触发传感器锁紧螺母，21、金属限位保护套，22、按键开关，23、绝缘介质支撑套，24、金属支撑套，211、金属限位保护套的环状端面，221、按键开关的主体轴肩接触面，241、金属支撑套内腔支撑平台。

具体实施方式

如图1所示为一种用于控制调谐螺杆长度的可调式高精度限位装置，包括电动批1、双保高精度限位触发传感器2、PLC3、继电器4和电源适配器5，其中电源适配器5分别与PLC3电源输入端和继电器4电源输入端连接，双保高精度限位触发传感器2输出端与PLC3的输入端连接，PLC3输出端与继电器4的线圈端口连接，继电器4的常闭端口与电动批1连接，电动批1驱动调谐螺杆6与双保高精度限位触发传感器2接触。电动批1的作用是驱动调谐螺杆6到达控制位置，并接收来自于继电器4的断电信号；双保高精度限位触发传感器2的作用是控制调谐螺杆6的位置，并将调谐螺杆6位置触发信号传递给PLC3；PLC3的作用是将双保高精度限位触发传感器2传递的调谐螺杆6位置触发信号接收并转换成继电器4的断电触发信号，同时延时控制继电器4的恢复通电功能；继电器4的作用是对电动批1的动作进行控制，实现电动批的断电和通电功能。

该装置还包括用于固定并调节双保高精度限位触发传感器2位置的传感器定位支撑块7，双保高精度限位触发传感器2设置于传感器定位支撑块7的腔体中。传感器定位支撑块7的下方安装电气控制箱8，PLC3、继电器4和电源适配器5设置于电气控制箱8内。该装置还包括复位键开关9，复位键开关9设置于电气控制箱8的外表面，复位键开关9与PLC3对应的复位控制输入端连接，电源启动开关10也设置于电气控制箱8的外表面，电源启动开关10与电源适配器5连接，实现电源的通断。

如图2所示，双保高精度限位触发传感器2包括金属限位保护套21、按键开关22、绝缘介质支撑套23和金属支撑套24，按键开关22的按键帽压配固定在金属限位保护套21中，绝缘介质支撑套23套接在按键开关22的按键帽下方及按键开关22的主体轴肩上方，按键开关22放置于金属支撑套内腔支撑平台241上，借助绝缘介质支撑套23与金属支撑套24压配固定，金属支撑套24套接在绝缘介质支撑套23的外部，金属支撑套24安装在传感器定位支撑块7内，金属支撑套24包含用于调节双保高精度限位触发传感器2在传感器定位支撑块7内位置的外连接螺纹。金属限位保护套21与按键开关22的按键帽压配连接，金属限位保护套的环状端面211与按键开关的主体轴肩接触面221均是水平面，金属限位保护套21与按键开关22主体轴肩接触面配合实现对按键开关的冲击保护。双保高精度限位触发传感器2是将机械触发动作转换为电信号传递给PLC3，实现对继电器4的控制。金属限位保护套21起到保护与限位的双重作用。安装时，先将按键开关22按键帽压入金属限位保护套21中，再将按键开关22与绝缘介质支撑套23连接，然后将带有绝缘介质支撑套23的按键开关22压入并固定于金属支撑套24中，构成双保高精度限位触发传感器2。

实施例

先将配置有对应规格标准长度的调谐螺杆6的盖板11标准件固定在传感器定位支撑块7上，以盖板11标准件为标准来调整对应双保高精度限位触发传感器2的位置，调整时，使用位置调节器，当双保高精度限位触发传感器2达到与标准件对应的位置时，位置调节器的指示灯亮，可以直观的调整双保高精度限位触发传感器2的位置，当双保高精度限位触发传感器2调整到位后，用双保高精度限位触发传感器锁紧螺母12或粘接剂将双保高精度限位触发传感器2位置固定；一个调谐螺杆6对应一个双保高精度限位触发传感器2，借助盖板11标准件和位置调节器，逐一调整安装好双保高精度限位触发传感器2，然后将双保高精度限位触发传感器2的输出端引线与PLC3的输入端对应端口连接并固定，用于传递调谐螺杆6的位置信号指令，通过PLC3转化为继电器4的动作指令；接着将PLC3的输出端口用信号线与继电器4线圈端口对应连接，用来向继电器4传递动作指令，以此控制驱动调谐螺杆6的电动批1的动作。另外将复位键开关9输出端线与PLC3对应复位控制输入端口连接，用于控制调谐螺杆6对应双保高精度限位触发传感器2回到初始控制状态。基本动作顺序为：电动批1在继电器4控制下驱动调谐螺杆6；调谐螺杆6接触并触发双保高精度限位触发传感器2；双保高精度限位触发传感器2将调谐螺杆6的位置触发信号通过PLC3转化为继电器4断电动作指令信号，从而控制驱动调谐螺杆6的电动批1的停止动作，表明该对应的调谐螺杆6达到预期控制长度，此时PLC延时功能同步启动，在设定时间内恢复继电器4的初始动作，电动批1继续通电工作，进入下一个调谐螺杆6的位置控制实现；当顺序驱动定位完所有调谐螺杆6后，通过复位键开关9将所有双保高精度限位触发传感器2恢复初始控制状态，等待进入下一个产品动作。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于控制调谐螺杆长度的可调式高精度限位装置，其特征在于：包括电动批(1)、双保高精度限位触发传感器(2)、PLC(3)、继电器(4)和电源适配器(5)，所述电源适配器(5)的输出端分别与PLC(3)电源输入端和继电器(4)电源输入端连接，所述的双保高精度限位触发传感器(2)输出端与PLC(3)的输入端连接，所述PLC(3)输出端与继电器(4)线圈端口连接，继电器(4)的常闭端口与所述的电动批(1)连接，所述的电动批(1)驱动调谐螺杆(6)与双保高精度限位触发传感器(2)接触。

2.根据权利要求1所述的一种用于控制调谐螺杆长度的可调式高精度限位装置，其特征在于：所述的可调式高精度限位装置包括用于固定并调节双保高精度限位触发传感器(2)位置的传感器定位支撑块(7)，所述的双保高精度限位触发传感器(2)设置于传感器定位支撑块(7)的腔体中。

3.根据权利要求2所述的一种用于控制调谐螺杆长度的可调式高精度限位装置，其特征在于：所述的传感器定位支撑块(7)下方安装电气控制箱(8)，所述的PLC(3)、继电器(4)和电源适配器(5)均设置于电气控制箱(8)内。

4.根据权利要求3所述的一种用于控制调谐螺杆长度的可调式高精度限位装置，其特征在于：所述的可调式高精度限位装置包括复位键开关(9)，所述的复位键开关(9)设置于电气控制箱(8)的外表面，所述的复位键开关(9)与PLC(3)的复位控制输入端连接。

5.根据权利要求2所述的一种用于控制调谐螺杆长度的可调式高精度限位装置，其特征在于：所述的双保高精度限位触发传感器(2)包括金属限位保护套(21)、按键开关(22)、绝缘介质支撑套(23)和金属支撑套(24)，按键开关(22)的按键帽压配固定在金属限位保护套(21)中，所述的绝缘介质支撑套(23)套接在按键开关(22)的按键帽下方及按键开关(22)的主体轴肩上方，所述的按键开关(22)放置于金属支撑套内腔支撑平台(241)上，所述的金属支撑套(24)套接在绝缘介质支撑套(23)的外部，所述的金属支撑套(24)安装在传感器定位支撑块(7)的腔体中。

6.根据权利要求5所述的一种用于控制调谐螺杆长度的可调式高精度限位装置，其特征在于：所述的金属支撑套(24)包含用于调节双保高精度限位触发传感器(2)在传感器定位支撑块(7)内位置的外连接螺纹。

7.根据权利要求5所述的一种用于控制调谐螺杆长度的可调式高精度限位装置，其特征在于：所述的金属限位保护套(21)与按键开关(22)的按键帽相接触，金属限位保护套的环状端面(211)与按键开关的主体轴肩接触面(221)均是水平面。