CN109774046A - 一种天线自动化定量灌封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种天线自动化定量灌封装置，属于灌封装置技术领域，解决了现有灌封自动化程度低、灌封质量差以及各工艺参数无法精确监控及精确定量的问题。该灌封装置包括混合灌封器和控制系统，混合灌封器包括第一供料组件、第二供料组件，用于混合第一料组份、第二料组份的静态混合器；第一供料组件与第二供料组件的结构相同；第一供料组件包括料筒、计量泵组件；第一、第二供料组件的出料口均与静态混合器连接；静态混合器设有混料搅拌组件和出料阀门；控制系统控制计量泵组件将料筒中的组份精确计量后送入静态混合器中进行混料，控制系统控制出料阀门使静态混合器的出料口打开或关闭。本发明实现了天线的自动化定量灌封，提高了灌封效率和质量。

Description

一种天线自动化定量灌封装置

技术领域

本发明涉及灌封装置技术领域，尤其涉及一种天线自动化定量灌封装置。

背景技术

机载天线在随飞机飞行过程中需承受较大空气压力，为了保证天线腔体内的电路部件正常工作，防止由于空气压力造成的天线外罩变形、天线腔体内的电路受损或失效，必须采取一定的措施增强天线抗压能力，其中对天线进行整体灌封就是一种较为有效的方法。对天线腔体进行整体灌封就是用树脂材料将印制板及电子元器件包封在天线腔体中，从而达到加固、抗冲击和提高抗电强度的作用。

用于天线腔体灌封的灌封材料发泡后需具有较好的透波特性、较好的绝缘性、较强的抗冲击能力以及灌封材料需具有密度小和灌封流动性好等特点。所以天线使用的灌封料主要由异氰酸酯和组合聚醚液态料混合而成。当异氰酸酯和组合聚醚按一定比例混合后，会发生剧烈反应发泡变成泡沫，泡沫不断膨胀同时逐步固化形成固态物。所形成的固态物完全固化后便具有较好的强度，不仅能为天线罩提供较好的支撑，对内部电路形成较好的保护，还能改善天线的防水、防潮性能，大幅提高天线性能参数的稳定性。

现有天线灌封过程依赖于工人手工进行操作，生产效率低、产品电气性能一致性差，还存在以下缺点：

1)灌封的发泡料主要由异氰酸酯和组合聚醚液态料混合而成，其中异氰酸酯作为有毒制剂还具有一定的刺激性，尤其是其蒸汽的危害更大；组合聚醚的毒性和腐蚀性相对较弱，但仍会对操作者带来很大的职业伤害。

2)发泡料在混合后的注入速度、环境是影响最终效果的直接因素，目前采用人工选取注入点注入的方式，无法定量，注入速度也不可控；再加之后续在天线腔体内自由发泡，难以控制形态，导致各部位的密度可控性差。另外，发泡料经自由发泡后还需要进行预烘焙(发泡料长定后，将天线放入烘箱，温度设置在某一温度值，预烘一定时间，烘焙结束后随箱冷却至室温)；由于发泡状态不可控，存在缺料现象(凹坑、开口等)，需人工判断补料后再熟化(放入烘箱进行发泡料熟化，温度设置在某一温度值，熟化一定时间，时间到后，关闭烘箱电源，打开箱门随箱冷却至室温)，新补充的发泡料与二次熟化的发泡料结合力较弱，密度一致性差，影响天线的性能。

3)由于现有灌封过程依赖工人手工操，各工艺参数无法精确监控，导致后续质量溯源时没有相关数据，无法保证作业质量以及后期质量提升。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种天线自动化定量灌封装置，用以解决现有天线灌封装置自动化程度低、灌封效率低和灌封质量差以及各工艺参数无法精确监控及精确定量的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面提供一种天线自动化定量灌封装置，包括混合灌封器和控制系统，混合灌封器包括分别提供第一料组份、第二料组份的第一供料组件、第二供料组件，用于混合第一料组份、第二料组份的静态混合器；第一供料组件与第二供料组件的结构相同；第一供料组件包括料筒、用于将料筒内的组份供入静态混合器的计量泵组件；第一、第二供料组件的出料口均与静态混合器连接；静态混合器设有混料搅拌组件和出料阀门；控制系统控制计量泵组件将料筒中的组份精确计量后送入静态混合器中进行混料，并控制出料阀门使静态混合器的出料口打开或关闭。

进一步地，计量泵组件包括计量泵电机和计量泵；计量泵电机为供料组件提供动力，料筒与静态混合器通过供料管道连接，计量泵设于供料管道上。

进一步地，控制系统包括电气系统控制器、外设控制组件和数据库控制系统；电气系统控制器用于控制混合灌封器的移动轨迹及其电气部件的控制以及对外部信号的采集和处理；外设控制组件包扩人机交互装置，用于灌封装置的操作控制、信息录入与显示；数据库控制系统用于控制天线灌封工艺中各组分的注入量、混合时间、注入速度、注入轨迹以及上述工艺参数与灌封密度之间的关系。

进一步地，外设控制组件还包括用于识别天线型号及其序列号的扫码器。

进一步地，混料搅拌组件包括混料电机和混料搅拌头；静态混合器的出料口设有导料管，导料管与出料口可拆卸连接。

进一步地，还包括运行轨道，混合灌封器的底部设有工装组件，工装组件用于支撑混合灌封器，并限制混合灌封器沿运行轨道移动。

进一步地，还包括用于固定混合灌封器各组件的固定板，固定板通过螺栓与工装组件固定连接。

另一方面，还提供一种天线自动化定量灌封方法，利用上述的天线自动化定量灌封装置进行天线灌封，包括如下步骤：

步骤一，外设控制组件识别待灌封天线型号及其序列号，并将待灌封天线型号及其序列号信息传送至数据库控制系统；

步骤二，数据库控制系统调出待灌封天线所需的灌封工艺参数，将工艺参数传送至电气系统控制器；

步骤三，电气系统控制混合灌封器进行天线灌封。

进一步地，步骤三中，电气系统控制器控制计量泵电机将第一、第二料筒中的组份精确计量后送入静态混合器中进行混料，混料后电气系统控制器控制出料阀门打开，将混合料注入天线腔体中，完成天线灌封后，关闭出料阀门。

进一步地，步骤一中，待灌封天线预先设有可识别标签，外设控制组件控制扫码器扫描可识别标签获得待灌封天线型号及其序列号信息。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果之一：

a)本发明提供的天线自动化定量灌封装置，包括混合灌封器和控制系统，控制系统配合混合灌封器能够实现天线灌封从发泡剂混合条件监控、发泡剂自动混合、注入质量和速率全过程的精确控制，从而获得所需密度及透波率的发泡料，使得灌封工艺通过自动化定量手段完成，减少灌封过程中人工操作的不可控因素，提高天线灌封效率和质量，降低调试难度。

b)本发明提供的天线自动化定量灌封装置，设有运行轨道，定量灌封装置可沿轨道进行水平及竖直方向的移动，从而使发泡料在注入天线腔体时，导料管可按预定路径、速度进行注入，能够避免天线腔体内部，部分空间由于结构件、印制板、器件等的阻拦、遮挡，使液态的混合料边流动边发泡熟化，进而导致部分空间中发泡料不能流入，从而大幅提升了天线灌封质量。

c)本发明提供的天线自动化定量灌封方法，数据库控制系统能够实时监控并采集每一次灌封过程中的工艺参数，实现对灌封过程进行精确管控的同时，还能够分析不同的粘度、注入量、注入速度、注入点、注入轨迹和发泡环境条件等参数对成型密度的综合影响和对应关系，建立相应的数学模型并进行定量分析，找出影响灌封质量的关键因素和最优参数组合，并加以优化和控制，最终实现灌封工艺全流程的定量化和自动化，保证灌封密度的均匀性和一致性，从而克服了天线灌封过程中工艺参数无法监控的缺陷，实现了天线灌封工艺参数精确定量，为质量追溯等过程提供数据依据以及为灌封质量改进提供数据支撑，从而持续不断的提高灌封工艺水平。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为实施例中天线自动化定量灌封装置的结构示意图；

图2为实施例中天线自动化定量灌封装置的模型图。

附图标记：

1-第一料筒；2-第一计量泵电机；3-第一计量泵；4-第二料筒；5-第二计量泵电机；6-第二计量泵；7-静态混合器；8-出料阀门；9-导料管；10-固定板。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明的一个具体实施例，公开了一种天线自动化定量灌封装置，如图1所示的结构示意图和图2所示的模型图，包括混合灌封器和控制系统，混合灌封器包括分别提供第一料组份、第二料组份的第一供料组件、第二供料组件，用于混合第一料组份、第二料组份的静态混合器7；第一供料组件与第二供料组件的结构相同；第一供料组件包括第一料筒1、用于将第一料筒1内的组份供入静态混合器7的第一计量泵3组件，第一供料组件的出料口与静态混合器7连接；第二供料组件包括第二料筒4、用于将第二料筒4内的组份供入静态混合器7的第二计量泵6组件，第二供料组件的出料口与静态混合器7连接；静态混合器7设有混料搅拌组件和出料阀门8；控制系统控制计量泵组件将第一料筒1、第二料筒4中的组份精确计量后送入静态混合器7中进行混料，控制系统控制出料阀门8使静态混合器7的出料口打开或关闭。

本实施例中，控制系统包括电气系统控制器、外设控制组件和数据库控制系统；其中，电气系统控制器用于控制混合灌封器的移动轨迹及其电气部件的控制以及对外部信号的采集和处理；优选地，电气系统控制器以专用工业控制机为主控机，配置PLC控制系统和液体流量控制软件，能够实现对混合灌封器移动轨迹及其电气部件的控制以及对外部信号的采集和处理、工艺过程的自动控制等功能。外设控制组件包扩人机交互装置，用于灌封装置的操作控制、信息录入与显示；人机交互装置包括操作按钮、指示灯、触摸屏等组件，提高了操作人员的体验感觉，灌封装置更加智能化。外设控制组件还包括扫码器，扫码器能够识别待封装天线的型号及其序列号信息，进而获取天线的身份信息，并将待封装天线的型号及其序列号信息传送至数据库控制系统。数据库控制系统设有数据库，数据库包含了天线灌封工艺中各工序的工艺参数如各组分的注入量、混合时间、注入速度、注入轨迹等以及上述工艺参数与灌封密度之间的数学关系，数据库控制系统能够实时监控并采集每一次灌封过程中的工艺参数，实现对灌封过程进行精确管控的同时，还能够分析不同的粘度、注入量、注入速度、注入点、注入轨迹和发泡环境条件等参数对成型密度的综合影响和对应关系，建立相应的数学模型并进行定量分析，找出影响灌封质量的关键因素和最优参数组合。工作时，扫码器扫描待封装天线上的可识别标签，如二维码、条形码等，可识别标签记载待封装天线的身份信息，待封装天线的身份信息包括但不限定于天线型号及其序列号信息，扫码器通过扫描可识别标签获得待灌封天线的身份信息，将待封装天线的身份信息传送至数据库控制系统，数据库控制系统调出待灌封天线所需的各组分的注入量、混合时间、注入速度、注入轨迹以及上述工艺参数与灌封密度之间的关系等工艺参数，将该组工艺参数传送至自动化定量灌封装置的电气系统控制器，电气系统控制器控制混合灌封器执行完成天线的灌封。设有扫码器的灌封装置，能够实现自动化识别待灌封天线型号及序列号，从而自动调用相应的灌封数据及程序，减少了手动输入造成的时间浪费及可能存在输入错误，显著提高了工作效率和工作可靠性。同时，可将灌封参数与天线的序列号关联，为后续建立工艺参数与天线指标及产品故障率等大数据分析提供数据支撑。

本实施例中，混料搅拌组件包括混料电机和混料搅拌头，混料搅拌头与混料电机的输出轴连接，混料电机转动带动混料搅拌头进行混料搅拌，混料电机的转速可控，通过控制转速控制搅拌速度，使第一物料组份和第二物料组份混合更加均匀，有助于提升密封均质性。

为了控制混合料注入待灌封天线腔体中的速度，静态混合器7还设置有送料组件，优选地，送料组件为气动送料组件，送料组件能够为混合料注入天线空腔中提供动力，并且能够控制混合料的注入速度，气动送料组件的启动或关闭时机与静态混合器7的出料口打开或关闭同步，完成混料后，打开出料阀门8使静态混合器7的出料口打开，混合料在送料组件的作用下经出料口灌入待封装天线的空腔中。送料组件在控制系统的控制作用下，能够控制混合料的注入速度和注入量，进而控制了混合料在天线腔体中发泡的形态，提高了各部位的密度可控性。

为了减少两组供料的配比误差，提高供料的精确性，计量泵组件包括计量泵电机和计量泵，其中，两组计量泵电机分别为两个料筒中的组份供入静态混合器7提供动力，每个料筒均与静态混合器7通过供料管道连接，计量泵设于供料管道上，计量泵能够精确计量料筒中供入静态混合器7的料组份含量。工作时，第一料组份和第二料组份分别经第一计量泵3和第二计量泵6进入静态混合器7，控制系统通过控制第一计量泵3电机2和第二计量泵6电机5的转速，从而精确控制第一料筒1和第二料筒4中料组份供入静态混合器7的速度及两种料组的配比，实现精确供料，从而获得所需密度及透波率的发泡料。克服了现有技术中，操作者通过电子秤在两个容器中计量两种组分，再倒入另一容器中造成的配比不够精确及部分料粘附在容器壁上导致配比的误差的曾大的缺陷，提高天线灌封后的性能一致性，降低调试难度。

为了提升灌封装置的通用性，静态混合器7的出料口设有导料管9，导料管9与出料口可拆卸连接，优选地，导料管9为漏斗状，导料管9包括连接段和注入管，连接段与出料口螺纹连接，并且注入管的尺寸可调，此结构的导料管9能够满足不同型号天线的灌封，具有广泛的通用性。此外，静态混合器7出料口的导料管9采用可拆卸连接的方式，方便每次灌封后更换导料管9(导料管9一般采用一次性的)，避免第一次灌封后，粘附在管壁的发泡料在导料管9中发泡，堵塞导料管9或影响第二次导料管9出料的速率，从而提升了灌封装置的工作效率和工作可靠性。

本实施例中，天线自动化定量灌封装置还包括运行轨道，混合灌封器的底部设有工装组件，工装组件用于支撑混合灌封器各组件并限制混合灌封器在运行轨道的移动，此结构的灌封装置能够用于自动化生产线，显著提高灌封效率。设有运行轨道的灌封装置，工作时在控制系统的控制下可沿轨道进行水平及竖直方向的移动，从而使发泡料在注入天线腔体时，导料管9可按预定路径、速度进行注入，能够避免天线腔体内部，部分空间由于结构件、印制板、器件等的阻拦、遮挡，使液态的混合料边流动边发泡熟化，进而导致部分空间中发泡料不能流入，从而大幅提升了天线灌封质量。

考虑到灌封时灌封装置的稳定性影响灌封效果，本实施例的天线自动化定量灌封装置还包括用于固定混合灌封器各组件的固定板10，固定板10通过螺栓与工装组件固定连接，此结构的灌封装置，将混合灌封器通过固定板10直接与供料组件的出料口连接，简化了灌封装置结构，提高了灌封装置的稳定性。

利用本实施例中的灌封装置进行天线自动化定量灌封的方法，包括如下步骤：

步骤一，外设控制组件识别待灌封天线型号及其序列号，外设控制组件将待灌封天线型号传送至数据库控制系统。优选地，待灌封天线预先设有可识别标签，优选地，可识别标签为二维码或条形码，可识别标签记载待封装天线的身份信息，待封装天线的身份信息包括但不限定于天线型号及其序列号信息，外设控制组件控制扫码器扫描可识别标签获得待灌封天线的身份信息，将待封装天线的身份信息传送至数据库控制系统。

步骤二，数据库控制系统调出待灌封天线所需的灌封工艺参数，如各组分的注入量、混合时间、注入速度、注入轨迹以及上述工艺参数与灌封密度之间的关系等工艺参数，将上述工艺参数传送至电气系统控制器。

步骤三，电气系统控制器根据接收的灌封所需工艺参数，控制混合灌封器执行完成天线的灌封，具体的，电气系统控制混合灌封器进行天线灌封，电气系统控制器控制计量泵电机将第一料筒1和第二料筒4中的组份精确计量后送入静态混合器7中进行混料，完成混料后，电气系统控制器控制出料阀门8打开，在预置的移动轨迹下将混合料注入天线腔体中，完成天线灌封后，关闭出料阀门8。

与现有技术相比，本实施例提供的天线自动化定量灌封装置，包括混合灌封器和控制系统，控制系统能够实现天线灌封从发泡剂混合条件监控、发泡剂自动混合、注入质量和速率全过程的精确控制，使得灌封工艺通过自动化定量手段完成，减少灌封过程中人工操作的不可控因素，提高天线灌封效率和质量，减少工人与灌封的发泡料接触时间，降低发泡料对操作者带来的职业伤害。数据库控制系统能够实时监控并采集每一次灌封过程中的工艺参数，实现对灌封过程进行精确管控的同时，还能够分析不同的粘度、注入量、注入速度、注入点、注入轨迹和发泡环境条件等参数对成型密度的综合影响和对应关系，建立相应的数学模型并进行定量分析，找出影响灌封质量的关键因素和最优参数组合，并加以优化和控制，最终实现灌封工艺全流程的定量化和自动化，保证灌封密度的均匀性和一致性，从而克服了天线灌封过程中工艺参数无法监控的缺陷，实现了天线灌封工艺参数精确定量，为质量追溯等过程提供数据依据以及为灌封质量改进提供数据支撑，从而持续不断的提高灌封工艺水平。天线自动化定量灌封装置还设有运行轨道，此结构的灌封装置，工作时在控制系统的控制下可沿轨道进行水平及竖直方向的移动，从而使发泡料在注入天线腔体时，导料管9可按预定路径、速度进行注入，能够避免天线腔体内部，部分空间由于结构件、印制板、器件等的阻拦、遮挡，使液态的混合料边流动边发泡熟化，进而导致部分空间中发泡料不能流入，从而大幅提升了天线灌封质量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天线自动化定量灌封装置，其特征在于，包括混合灌封器和控制系统，所述混合灌封器包括分别提供第一料组份、第二料组份的第一供料组件、第二供料组件，用于混合第一料组份、第二料组份的静态混合器；所述第一供料组件与所述第二供料组件的结构相同；

所述第一供料组件包括料筒、用于将所述料筒内的组份供入所述静态混合器的计量泵组件；

所述第一、第二供料组件的出料口均与所述静态混合器连接；

所述静态混合器设有混料搅拌组件和出料阀门；

所述控制系统控制所述计量泵组件将料筒中的组份精确计量后送入所述静态混合器中进行混料，并控制所述出料阀门使所述静态混合器的出料口打开或关闭。

2.根据权利要求1所述的天线自动化定量灌封装置，其特征在于，所述计量泵组件包括计量泵电机和计量泵；

所述计量泵电机为供料组件提供动力，所述料筒与所述静态混合器通过供料管道连接，所述计量泵设于所述供料管道上。

3.根据权利要求1所述的天线自动化定量灌封装置，其特征在于，所述控制系统包括电气系统控制器、外设控制组件和数据库控制系统；

所述电气系统控制器用于控制所述混合灌封器的移动轨迹及其电气部件的控制以及对外部信号的采集和处理；

所述外设控制组件包扩人机交互装置，用于所述灌封装置的操作控制、信息录入与显示；

所述数据库控制系统用于控制天线灌封工艺中各组分的注入量、混合时间、注入速度、注入轨迹以及上述工艺参数与灌封密度之间的关系。

4.根据权利要求3所述的天线自动化定量灌封装置，其特征在于，所述外设控制组件还包括用于识别天线型号及其序列号的扫码器。

5.根据权利要求1所述的天线自动化定量灌封装置，其特征在于，所述混料搅拌组件包括混料电机和混料搅拌头；

所述静态混合器的出料口设有导料管，所述导料管与所述出料口可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的天线自动化定量灌封装置，其特征在于，还包括运行轨道，所述混合灌封器的底部设有工装组件，所述工装组件用于支撑混合灌封器，并限制混合灌封器沿运行轨道移动。

7.根据权利要求6所述的天线自动化定量灌封装置，其特征在于，还包括用于固定混合灌封器各组件的固定板，所述固定板通过螺栓与所述工装组件固定连接。

8.一种天线自动化定量灌封方法，其特征在于，利用权利要求1至7所述的天线自动化定量灌封装置进行天线灌封，包括如下步骤：

步骤一，外设控制组件识别待灌封天线型号及其序列号，并将待灌封天线型号及其序列号信息传送至数据库控制系统；

步骤二，所述数据库控制系统调出待灌封天线所需的灌封工艺参数，将所述工艺参数传送至电气系统控制器；

步骤三，所述电气系统控制所述混合灌封器进行天线灌封。

9.根据权利要求8所述的天线自动化定量灌封方法，其特征在于，步骤三中，所述电气系统控制器控制计量泵电机将第一、第二料筒中的组份精确计量后送入静态混合器中进行混料，混料后所述电气系统控制器控制出料阀门打开，将混合料注入天线腔体中，完成天线灌封后，关闭出料阀门。

10.根据权利要求8或9所述的天线自动化定量灌封方法，其特征在于，步骤一中，待灌封天线预先设有可识别标签，外设控制组件控制扫码器扫描可识别标签获得待灌封天线型号及其序列号信息。