CN113889752A - 一种一体化含天线外壳的制造方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种一体化含天线外壳的制造方法及系统，包括：步骤S1，生产外壳塑胶件；步骤S2，通过激光测量镜头进行预先测距扫描，并生成距离变化曲线；步骤S3，根据外壳塑胶件的外包络和距离变化曲线，通过激光加工出预先选定的射频线路图形；步骤S4，对天线凹槽进行镀前预处理和化镀处理；步骤S5，进行再次测距扫描，直到所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差小于预设的高度差阈值；步骤S6，喷涂处理剂，进行烘烤。本发明能够适应外壳塑胶件的外包络，极大地改善了镀层天线与外壳塑胶件之间的高度差，无需对产品进行喷涂夹具的反复拆装及打磨，极大地简化了加工工艺，有效降低生产成本，并提高生产效率和良品率。

Description

一种一体化含天线外壳的制造方法及系统

技术领域

本发明涉及一种镀层天线加工方法，尤其涉及一种一体化含天线外壳的制造方法，并进一步涉及采用了该一体化含天线外壳的制造方法的一体化含天线外壳的制造系统。

背景技术

随着信息技术的发展和更新，移动通信技术得到了迅速发展，尤其是移动终端的体积和重量也减小了很多，这也促使了移动终端的天线快速发展，对于移动终端产品外壳上的天线来说，现在普遍采用的是激光加工镀层的方式，主要包括下面几种。

第一种方式，激光加工镀层天线制作在电子产品壳体外表面时，对外壳塑胶件二次注塑进行包裹，以实现对于外壳的表面处理。这种当时需要对已经制作好的天线壳体件进行二次注塑，采用二次注塑进行壳体的包裹，此工艺降低了天线性能，越来越多的消费电子产品为了追求极致的外壳设计，将产品内部电路器件堆叠与天线等空间不断进行设计压缩，从而导致产品内部结构空间更加复杂和狭小，这使得天线在这些产品的内壁设计，往往达不到最佳的性能，为了追求更卓越的性能，天线需要制作在塑胶产品的壳体外表面，但如果二次注塑，实际上天线并非在产品外壳的外表面，天线压缩到了一个夹层空间，在二次注塑之后，为了实现产品表面颜色、光泽和耐磨等特性，往往仍然需要进行对产品的喷涂，这使得产品成本高且良品率变低。

第二种方式，激光加工镀层天线制作在电子产品壳体外表面时，对已经制作好的天线壳体进行包布或者包软胶进行天线遮挡，以实现对于外壳的表面处理。这种方式的工艺实用范围天线金属镀层有限，消费电子产品如智能手表和无线耳机等，其ID设计会考虑消费者的视觉以及触觉等因素，导致该工艺无法达到对于表面处理的个性化需求，如：彩色喷涂、UV保护、金属质感油漆和真空镀等效果，所以绝大多数产品不是采用此方法实现，且往往消费电子的很多产品壳体为圆弧状或其他各种形状，包裹可行性受限，即使能够包裹的部分产品，其工艺复杂，良品率低且成本高。

第三种方式，激光加工镀层天线制作在电子产品壳体外表面时，对已经制作好的天线壳体进行多次重复打磨与喷涂，以实现对于外壳的表面处理。这种方式的工艺成本高昂且良品率低下，因为天线在外壳塑胶件表面存在明显的高度差(约20um)，在喷涂过程需要从喷涂夹具上面对产品拆除，而后对喷涂后产品进行打磨，再将产品进行喷涂夹具的装配，再进行喷涂，如此过程需要重复数次，对于喷涂工艺来讲，喷涂自动线对于产品的批量拆装需要耗费大量人工，同时在喷涂后的打磨过程容易对产品造成不良，此工艺大大增加了产品成本，且良品率低下，业界普遍喷涂良品率在75％或以下，且喷涂过程损耗的产品为已经包含激光镀层电性能检测等环节的天线半成品，成本高且不良率也高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够适应外壳塑胶件的外包络，极大地改善镀层天线与外壳塑胶件之间的表面高度差，无需对产品进行喷涂夹具的反复拆装及打磨的一体化含天线外壳的制造方法，以便有效提高生产效率并提高产品的良品率，简化喷涂过程中的工艺，并降低生产成本；在此基础上，还进一步提供采用了该一体化含天线外壳的制造方法的一体化含天线外壳的制造系统。

对此，本发明提供一种一体化含天线外壳的制造方法，包括以下步骤：

步骤S1，通过模具注塑生产出外壳塑胶件；

步骤S2，通过激光测量镜头进行预先测距扫描，并根据预先测距扫描得到的数据与镀层天线相关联生成距离变化曲线；

步骤S3，根据外壳塑胶件的外包络和距离变化曲线，通过激光加工出预先选定的射频线路图形，并在激光加工的过程中，通过激光测量镜头进行二次测距扫描，并根据二次测距扫描的动态反馈数据调整当前所需的切割深度，对激光切割镜头进行协同控制和动态调整，获取外壳塑胶件上与镀层天线外包络一致并与镀层天线厚度要求一致的天线凹槽；

步骤S4，对激光加工完成后的天线凹槽进行镀前预处理和化镀处理，所述化镀处理的过程中，根据所述天线凹槽的深度数据控制所述化镀处理的金属镀层厚度；

步骤S5，通过所述激光测量镜头进行再次测距扫描，判断镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差是否小于预设的高度差阈值，若是，则跳转至步骤S6；若否，则对镀层天线的金属保护层与外壳塑胶件的表面进行抛光处理，并返回通过所述激光测量镜头进行再次测距扫描，直到所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差小于预设的高度差阈值；

步骤S6，喷涂处理剂，并进行烘烤。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S2包括以下子步骤：

步骤S201，通过激光测量镜头对外壳塑胶件的外包络进行预先测距扫描，得到首次测距扫描数据；

步骤S202，输入激光加工关联参数，所述激光加工关联参数包括激光波长、激光频率、激光加工速度和填充间距；

步骤S203，导入预先选定的射频线路图形，根据首次测距扫描数据和射频线路图形计算生成距离变化曲线；

步骤S204，按照距离变化曲线生成激光加工升降平台的升降轨迹和信号指令。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S201中，通过激光测量镜头对外壳塑胶件的外包络进行预先测距扫描的过程中，通过低频信号控制所述激光测量镜头的激光输出功率，接收到的激光反射信号功率会随低频信号的变化而变化，将接收到的激光反射信号的相位与所述激光输出信号的相位进行比较，通过公式

计算出反射面的距离D，其中，C为光速，φ为相移数据，f为低频信号的频率。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S203中，导入预先选定的射频线路图形后，先对射频线路图形进行量化，得到与首次测距扫描数据的位置一一对应的线路数据，然后根据步骤S201得到的首次测距扫描数据，对首次测距扫描数据和对应位置的线路数据进行求和，进而生成距离变化曲线。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S3包括以下子步骤：

步骤S301，根据激光加工升降平台的升降轨迹和信号指令进行激光加工，并在经过第一预设时间之后，通过所述激光测量镜头进行测距扫描；

步骤S302，将步骤S301测距扫描得到的测距扫描数据与所述距离变化曲线进行比较，判断所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值是否小于预设距离阈值，若是，则停止激光加工；若否，则跳转至步骤S303；

步骤S303；根据所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值得到当前所需的切割深度，根据当前所需的切割深度控制所述激光加工进行切割，并在经过第二预设时间之后，通过所述激光测量镜头进行测距扫描，得到当前的测距扫描数据；

步骤S304，再次判断所述距离变化曲线与当前的测距扫描数据之间的差值是否小于预设距离阈值，若是，则停止激光加工；若否，则返回所述步骤S303，直到所述距离变化曲线与当前的测距扫描数据之间的差值小于预设距离阈值，获取外壳塑胶件上与镀层天线外包络一致并与镀层天线厚度要求一致的天线凹槽。

本发明的进一步改进在于，所述第一预设时间大于第二预设时间。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S301和步骤S303通过所述激光测量镜头进行测距扫描的过程中，通过低频信号控制所述激光测量镜头的激光输出功率，接收到的激光反射信号功率会随低频信号的变化而变化，将接收到的激光反射信号的相位与所述激光输出信号的相位进行比较，通过公式

计算出反射面的距离D，其中，A为预设的延迟系数，C为光速，φ为激光反射信号相位与激光输出信号相位之间的相移数据，f为低频信号的频率。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S4包括以下子步骤：

步骤S401，对激光加工完成后的天线凹槽进行镀前预处理，包括水洗和超声波清洗；

步骤S402，根据天线凹槽的深度数据按54％-81.6％的厚度比例进行镀铜处理；

步骤S403，根据天线凹槽的深度数据按18.2％-43.2％的厚度比例进行镀镍处理；

步骤S404，根据天线凹槽的深度数据按0.2％-2.8％的厚度比例进行镀金处理。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S5包括以下子步骤：

步骤S501，根据预设的测量步进，测量当前区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，得到当前区块的表面高度差；

步骤S502，判断所述表面高度差是否小于预设的高度差阈值，若是，则跳转至步骤S504；若否，则跳转至步骤S503；

步骤S503，对镀层天线或外壳塑胶件的高出部分进行抛光处理，在经过第三预设时间之后，测量当前区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，并跳转回所述步骤S502进行判断，直到当前区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差小于预设的高度差阈值；

步骤S504，根据预设的测量步进，测量下一个区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，以下一个区块的表面高度差作为新的表面高度差，返回所述步骤S502进行判断，以此方式依次对每一个区块的表面高度差分别与所述高度差阈值进行对比判断，直至所有区块的表面高度差均小于所述高度差阈值，则跳转至步骤S6。

本发明的进一步改进在于，记录并保存步骤S2至步骤S5的全部数据和控制指令，完成每一次激光加工镀层天线加工过程之后，将该过程的全部数据和控制指令保存至专家数据库中，进行深度学习和训练，并以深度学习和训练的结果作为下一次激光加工操作的控制指令。

本发明还提供一种一体化含天线外壳的制造系统，采用了如上所述的一体化含天线外壳的制造方法，并包括中央控制机柜、高精度旋转工装、激光加工升降平台、激光测量镜头和激光切割镜头，所述外壳塑胶件通过所述高精度旋转工装夹装于所述中央控制机柜上；所述激光加工升降平台设置于所述中央控制机柜上，并位于所述高精度旋转工装的上方；所述激光测量镜头和激光切割镜头设置于所述激光加工升降平台靠近所述高精度旋转工装的一侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：首先，在产品进行激光加工之前，通过激光测量镜头进行预先测距扫描，并根据预先测距扫描得到的数据与镀层天线相关联生成距离变化曲线，使得镀层天线在激光加工过程时能够适应外壳塑胶件的外包络进行切割深度的精准控制；其次，在激光加工的过程中，通过激光测量镜头进行二次测距扫描，并根据二次测距扫描的动态反馈数据调整当前所需的切割深度，进行对激光切割镜头的协同控制和动态调整，以便获取外壳塑胶件上与镀层天线外包络一致并与镀层天线厚度要求一致的天线凹槽；在此基础上，还在化镀处理后通过所述激光测量镜头进行再次测距扫描，直到所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差小于预设的高度差阈值，进而使得镀层天线在进行金属镀层工艺时的镀层表面与外壳塑胶件之间的高度差得到了极大的改善，改善后镀层天线与外壳塑胶件的表面基本趋于平整，或仅存在正负2um内的非常小的高度差，突破了已有激光加工天线技术及相关设备的局限，能够直接用于对于产品的喷涂，无需对产品进行喷涂夹具的反复拆装及打磨，最大限度的降低了喷涂工艺的要求和喷涂的成本，大幅度提高了产品的生产效率及良品率，经试验，本发明在镀层天线产品的生产成本上大约能够降低30％，极大节省了生产成本。

在此基础上，本发明还能够在完全不影响天线电性能与可靠性性能的情况下，利用天线凹槽对镀层天线实现核心镀铜层的保护，进行镀层天线与外壳塑胶件平整度的加工，使得镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差能够再进一步缩小在≤1um(甚至0um)的范围内，对各种表面处理的适应性得到了进一步的提高，使得表面处理成本进一步降低。

附图说明

图1是本发明一种实施例的工作流程示意图；

图2是本发明一种实施例的加工原理示意图；

图3为本发明一种实施例的步骤S1的加工原理示意图；

图4为本发明一种实施例的步骤S2的加工原理示意图；

图5为本发明一种实施例的步骤S3的加工原理示意图；

图6为本发明一种实施例的步骤S4的加工原理示意图；

图7为本发明一种实施例的步骤S5的加工原理示意图；

图8为本发明一种实施例的步骤S6的加工原理示意图；

图9为本发明一种实施例的加工表面细腻程度仿真图；

图10为本发明一种实施例的加工深度仿真图；

图11为现有技术所实现的天线凹槽的示意图；

图12为本发明一种实施例所实现的天线凹槽的示意图；

图13为现有技术所实现的镀层天线的化镀效果示意图；

图14为本发明一种实施例所实现的镀层天线的化镀效果示意图；

图15为本发明另一种实施例的一体化含天线外壳的制造系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，本例提供一种一体化含天线外壳的制造方法，包括以下步骤：

步骤S1，通过模具注塑生产出外壳塑胶件1；

步骤S2，通过激光测量镜头10进行预先测距扫描，发射测距激光5，并根据预先测距扫描得到的数据与镀层天线相关联生成距离变化曲线；

步骤S3，根据外壳塑胶件1的外包络和距离变化曲线，通过激光加工出预先选定的射频线路图形3，即通过激光切割镜头11发射切割激光2，在激光加工的过程中，通过激光测量镜头10进行二次测距扫描，并根据二次测距扫描的动态反馈数据调整当前所需的切割深度，对激光切割镜头11进行协同控制和动态调整，获取外壳塑胶件1上与镀层天线外包络一致并与镀层天线厚度要求一致的天线凹槽；

步骤S4，对激光加工完成后的天线凹槽进行镀前预处理和化镀处理，所述化镀处理的过程中，根据所述天线凹槽的深度数据控制所述化镀处理的金属镀层厚度；

步骤S5，通过所述激光测量镜头10进行再次测距扫描，判断镀层天线与外壳塑胶件1的表面高度差是否小于预设的高度差阈值，若是，则跳转至步骤S6；若否，则对镀层天线的金属保护层与外壳塑胶件1的表面进行抛光处理，并返回通过所述激光测量镜头10进行再次测距扫描，直到所述镀层天线与外壳塑胶件1的表面高度差小于预设的高度差阈值；

步骤S6，喷涂处理剂6，并进行烘烤。

如图3所示，本例所述步骤S1通过模具注塑生产出外壳塑胶件1，外壳塑胶件1通过塑胶模具注塑成型，无须特殊材料，不限材料颜色，外壳塑胶件1可以根据产品功能和特性要求选用性价比最高的原材料，从而提升产品的质量档次和性价比。传统镭雕化镀天线需要选用含有金属离子的添加剂改性材料，该改性材料的特性发生了变化，尤其降低了材料韧性，增加了脆裂性，导致后期极易出现产品喷涂后开裂、跌落开裂等可靠性和耐久性试验NG,极易出现重大品质隐患，同时改性特殊材料需要重新配比、融合导致工艺复杂，综合成本提高，市面上改性材料价格比普通材料贵了高达2-5倍之多。本例可用塑胶材料类型包含但不限于PC、ABS、PC+ABS、LCP、LDS材料或者含玻纤的材料，塑胶颜色包含但不限于白色、黑色、灰色、透明、半透明等添加色粉或色母调配的不同颜色，适用范围广且成本低。

如图4所示，本例所述步骤S2优选包括以下子步骤：

步骤S201，通过激光测量镜头10对外壳塑胶件1的外包络进行预先测距扫描，得到首次测距扫描数据；

步骤S202，输入激光加工关联参数，所述激光加工关联参数包括激光波长、激光频率、激光加工速度和填充间距；

步骤S203，导入预先选定的射频线路图形3，根据首次测距扫描数据和射频线路图形3计算生成距离变化曲线；

步骤S204，按照距离变化曲线生成激光加工升降平台9的升降轨迹和信号指令。

本例所述步骤S201中，通过激光测量镜头10对外壳塑胶件1的外包络进行预先测距扫描的过程中，优选通过低频信号控制所述激光测量镜头10的激光输出功率，接收到的激光反射信号功率会随低频信号的变化而变化，将接收到的激光反射信号的相位与所述激光输出信号的相位进行比较，通过公式

计算出反射面的距离D，其中，C为光速，φ为激光反射信号相位与激光输出信号相位之间的相移数据，f为低频信号的频率。通过这种激光反射信号相位与激光输出信号相位之间的相移数据(即相位差数据)来进行短距离的激光测量，能够有效提高测量的准确性和可实现性，当需要测量的距离D要求变高时，对应将低频信号的频率f增大即可，为进行激光加工之前提供了更为准确和可靠的数据。在实际应用中，本例还可以通过高精度高倍数显微镜测量仪来进行测距扫描。

本例对市面上具有代表性1064nm波长光纤机(红光机)、532nm波长绿光机、355nm波长紫光机设备和各种加工材料，做了大量打样、原理分析研究对比和参数统计；如图9所示，通过355nm波长的紫光机设备加工产品其表面细腻程度明显优于其他设备，如图10所示，通过355nm波长的紫光机设备加工产品其加工深度H能够满足激光设备切割深度范围在5-1000um，最小过孔直径可以达到45um，化镀后镀层几乎完全封闭过孔，肉眼几乎不可见，因此，本例在步骤S202输入355nm波长的紫光机设备的激光加工关联参数，所述激光加工关联参数包括激光波长、激光频率、激光加工速度和填充间距，这些激光加工关联参数的最佳取值可以通过深度学习和训练后得到，也可以根据实际需求进行设置和自定义修改。

本例所述步骤S203中，导入预先选定的射频线路图形3后，先对射频线路图形3进行量化，得到与首次测距扫描数据的位置一一对应的线路数据，然后根据步骤S201得到的首次测距扫描数据，对首次测距扫描数据和对应位置的线路数据进行求和，所述求和指的是将射频线路图形3量化后的数据，分别与对应位置的外壳塑胶件1的外包络距离数据进行相加，进而得到所述激光切割镜头11与天线凹槽底部之间的距离，将距离依次连接起来就可以生成距离变化曲线，所述激光测量镜头10和激光切割镜头11的安装位置优选处于同一水平线上，该距离变化曲线就是当前激光切割镜头11与获取的天线凹槽的底部之间的距离曲线。因此，在步骤S204中，按照距离变化曲线生成激光加工升降平台9的升降轨迹和信号指令。

本例所述步骤S2是用于实现激光加工的预处理过程，用于确保加工过程中激光切割镜头11与塑胶壳件表面之间的距离时刻保持一致，使得激光在不同加工区域获得的能量始终保持一致，最大程度上控制激光加工切割深度的误差，经实验证明，本例在不同区域内的激光加工切割误差可控制在±2um之内，通过后续步骤的配合和优化设计，还能够进一步缩小化镀后镀层天线与外壳塑胶件1表面高度差的累计误差，进而有效降低普通喷涂工艺难度，提升喷涂良品率。

如图11所示，传统激光设备加工表面高低落差较大的塑胶件时，存在高低不同区域激光能量变化导致加工深度不一致，明显中间区域的深度H1＞边缘区域的深度H2，如图13所示，传统激光设备化镀后外壳塑胶件1的表面与镀层天线厚度之间的高度差H3可达到6-12um的误差。

与现有技术相比，本例中间区域的深度H1’和边缘区域的深度H2’的数值可以做到无限接近，如图12所示，可完美解决射频线路图形3与天线凹槽在不同区域误差较大的技术难题，很好地获取外壳塑胶件1上与镀层天线外包络一致并与镀层天线厚度要求一致的天线凹槽，进而能够很好地缩小化镀后镀层天线与外壳塑胶件1表面之间高度差的累计误差，如图14所示。

如图5所示，本例所述步骤S3包括以下子步骤：

步骤S301，根据激光加工升降平台9的升降轨迹和信号指令进行激光加工，并在经过第一预设时间之后，通过所述激光测量镜头10进行测距扫描；

步骤S302，将步骤S301测距扫描得到的测距扫描数据与所述距离变化曲线进行比较，判断所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值是否小于预设距离阈值，若是，则停止激光加工；若否，则跳转至步骤S303；

步骤S303；根据所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值得到当前所需的切割深度，根据当前所需的切割深度控制激光加工，并在经过第二预设时间之后，通过所述激光测量镜头10进行测距扫描，得到当前的测距扫描数据；本例所述切割指的是根据所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值进行的激光加工方式；

步骤S304，再次判断所述距离变化曲线与当前的测距扫描数据之间的差值是否小于预设距离阈值，若是，则停止激光加工；若否，则返回所述步骤S303，直到所述距离变化曲线与当前的测距扫描数据之间的差值小于预设距离阈值，获取外壳塑胶件1上与镀层天线外包络一致并与镀层天线厚度要求一致的天线凹槽。

本例所述第一预设时间为开始进行激光加工开始后，预先设定的激光加工过程中进行距离测量的时间阈值，可以根据实际情况进行自定义设置和调整，比如设置为2秒～3秒；值得一提的是，本例在经过第一预设时间之后，通过所述激光测量镜头10进行测距扫描，并将测距扫描得到的测距扫描数据与所述距离变化曲线进行比较，判断所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值是否小于预设距离阈值，即是否达到了天线凹槽的深度要求，如果达到了，可以直接停止激光加工；如果没有达到，则跳转至步骤S303继续进行激光加工。所述预设距离阈值可以根据实际情况进行自定义设置和调整，一般优选设置为正负2um。本例所述激光加工也可以称为激光切割和激光切削等。

本例所述第二预设时间为经过激光加工后，针对所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值大于预设距离阈值这种情况下，所预先设定的激光加工过程中进行距离测量的时间阈值，可以根据实际情况进行自定义设置和调整，比如设置为1秒～1.5秒；值得一提的是，本例所述第一预设时间大于第二预设时间，因为不需要在刚开始进行激光加工后就进行步骤S301的距离测量，所以第一预设之间一般都会设置在激光加工时间过半且不超过全程激光加工时间的区间之内，而第二预设时间是因为所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值没有达到天线凹槽的深度要求而设置的，此时一般比较接近于完成，因此，所述第一预设时间优选大于第二预设时间，在实际应用中，可以根据步骤S303得到的当前的测距扫描数据与步骤S301得到的测距扫描数据之间的比例，以该比例作为所述第一预设时间与第二预设时间之间的比例，这样的控制更为精准和可靠。

值得一提的是，本例所述步骤S301和步骤S303通过所述激光测量镜头10进行测距扫描的过程中，通过低频信号控制所述激光测量镜头10的激光输出功率，接收到的激光反射信号功率会随低频信号的变化而变化，将接收到的激光反射信号的相位与所述激光输出信号的相位进行比较，通过公式

计算出反射面的距离D，其中，A为预设的延迟系数，C为光速，φ为相移数据，f为低频信号的频率。与所述步骤S2不同，本例所述步骤S301和步骤S303的距离计算公式引入了预设的延迟系数A，所述延迟系数A为根据实际情况和需求进行预先设置的延迟系数，可以根据实际情况或深度学习结果来调整；因为在测量的过程中，可以同步进行激光加工操作，所以引入延迟系数A可以提供精准度，所述延迟系数A优选为1.05至1.25之间的系数。

本例所述外壳塑胶件1装夹到所述中央控制机柜7对应的高精度旋转工装8上，所述激光切割镜头11通过激光加工出预先选定的射频线路图形3，该图形具有粗糙化和特定深度凹槽等满足化镀要求效果，切割深度轨迹满足外壳塑胶件1外包络一致，根据天线调试和金属镀层要求每批次切割深度控制在金属镀层总厚度需求相同范围数值，切割深度范围在5-1000um，误差范围可精准控制在±2um，例如，设计需求中，镀层天线的总厚度需求为18-22um,天线切割槽就按照18-22um进行精准管控，误差控制在±2um。

如图6所示，本例所述步骤S4包括以下子步骤：

步骤S401，对激光加工完成后的天线凹槽进行镀前预处理，包括水洗和超声波清洗；

步骤S402，根据天线凹槽的深度数据按54％-81.6％的厚度比例进行镀铜处理，即镀铜层的厚度优选为天线凹槽深度的54％-81.6％；

步骤S403，根据天线凹槽的深度数据按18.2％-43.2％的厚度比例进行镀镍处理，即镀镍层的厚度优选为天线凹槽深度的18.2％-43.2％；

步骤S404，根据天线凹槽的深度数据按0.2％-2.8％的厚度比例进行镀金处理，即镀金层的厚度优选为天线凹槽深度的0.2％-2.8％。

值得说明的是，首先本例的镀铜、镀镍以及镀金的顺序不可以调换，因为镀铜层是镀层天线的核心层，本例这样的顺序可以确保如果需要进入步骤S5进行打磨，也不会损伤核心层；另外，值得说明的是，镀铜、镀镍和镀金的厚度也不是随意设置或本领域的常规设计，而是与本例整体技术方案相配套的针对性设计，这样实现的镀层天线效果非常好。

本例所述步骤S4用于对外壳塑胶件1进行镀前预处理、化镀铜、化镀镍、化镀金、化镀其它相关金属的化镀处理工艺，该外壳塑胶件1上包括通过激光加工得到的具有粗糙化和特定深度的天线凹槽，以及满足化镀效果的获得天线金属镀层4，该天线金属镀层4为镀层天线的第一镀层，天线金属镀层4的总厚度与天线凹槽的深度数值相同，例如，天线凹槽的深度测量为18-22um，天线金属镀层4的总厚度也需要控制在18-22um，其中，优选为镀铜12-16um，镀镍4-6um，镀金0.05-0.5um。本例还可以进一步对步骤S4的化镀温度、化镀溶液浓度和化镀时间进行精准控制以实现天线金属镀层4的厚度误差进一步缩小，从而进一步缩小天线图形凹槽与镀层厚度的累计误差，如图6所示，实际工作中，天线金属镀层4与外壳塑胶件1之间的高度差存在三种情况，视情况而定是否需要导入下一步骤进行激光加工工序；需要说明的是，图6所示的是放大示意图，将高度差进行了一定程度上的放大，便于描述工作过程，而事实上本例的天线金属镀层4与外壳塑胶件1之间的高度差控制精度非常高。

如图7所示，本例所述步骤S5通过所述激光测量镜头10进行再次测距扫描，判断镀层天线与外壳塑胶件1的表面高度差是否小于预设的高度差阈值，所述预设的高度差阈值指的是预先设置的天线金属镀层4与外壳塑胶件1的表面高度差阈值，优选设置为4um，也可以根据实际情况和需求进行自定义调整；若是，则跳转至步骤S6，若否，则对镀层天线的金属保护层与外壳塑胶件1的表面进行抛光处理，并返回通过所述激光测量镜头10进行再次测距扫描，直到所述镀层天线与外壳塑胶件1的表面高度差小于预设的高度差阈值。所述镀层天线的金属保护层指的是天线金属镀层4中的最外层的保护层，如镀金层或是其他金属层等。所述镀层天线与外壳塑胶件1的表面高度差指的是所述镀层天线的表面与外壳塑胶件1的表面之间的高度差。所述抛光处理优选采用超声波抛光处理或自动3D抛光处理等处理方式，这样设置的理由在于，天线金属镀层4的熔点较高，外壳塑胶件1的熔点较低，本例通过超声波抛光处理或自动3D抛光处理对镀层天线的金属保护层与外壳塑胶件1的表面进行抛光处理，进而能够在所述表面高度差超过预设的高度差阈值的时候，通过抛光处理实现不同熔点的表面整体打磨工序。

更为具体的，本例所述步骤S5包括以下子步骤：

步骤S501，根据预设的测量步进，测量当前区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，得到当前区块的表面高度差；

步骤S502，判断所述表面高度差是否小于预设的高度差阈值，若是，则跳转至步骤S504；若否，则跳转至步骤S503；

步骤S503，对镀层天线或外壳塑胶件的高出部分进行抛光处理，在经过第三预设时间之后，测量当前区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，并跳转回所述步骤S502进行判断，直到当前区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差小于预设的高度差阈值；所述第三预设时间指的是预先设定的抛光处理的时间阈值，可以根据实际情况进行自定义设置和调整，比如设置为0.5秒～1秒；

步骤S504，根据预设的测量步进，测量下一个区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，以下一个区块的表面高度差作为新的表面高度差，返回所述步骤S502进行判断，以此方式依次对每一个区块的表面高度差分别与所述高度差阈值进行对比判断，直至所有区块的表面高度差均小于所述高度差阈值，则跳转至步骤S6。

本例所述步骤S5可以根据高精度高倍数显微镜测量仪测量天线金属镀层4与外壳塑胶件1表面高度差或者试喷遮盖效果，当然，也能够通过前面所述的激光测量镜头10进行测距扫描，进而判定是否需要导入精准打磨工序环节，本例所述的打磨指的是对镀层天线或外壳塑胶件的高出部分进行抛光处理，无需进行现有技术对喷涂夹具的反复拆装操作；如果高度差控制在4um以内，喷涂可以无痕覆盖，就不需要打磨，直接进入喷涂环节，如果试喷无法无痕喷涂覆盖，需要采用3D高精度打磨设备，对天线金属镀层4和外壳塑胶件1表面进行精准打磨，在不破坏天线关键核心金属镀层的前提下，天线金属镀层4的保护层和外壳塑胶件1表面同步被打磨掉2-4um，确保外壳塑胶件1的天线金属镀层4与外壳塑胶件1之间的绝对平整无痕结合，这也是无痕一次性装夹喷涂的核心关键条件。打磨方式包括常规数控机械抛光、激光雕刻、超声波设备打磨和自动3D抛光打磨等。需要说明的是，步骤S5对天线金属镀层4和外壳塑胶件1表面进行精准打磨不是必备步骤，在实际批量运用中，采用本例所述一体化含天线外壳的制造方法后的大多数项目不需要打磨就可以直接进入喷涂环节进行无痕遮盖喷涂，个别特殊项目需要进行此打磨工序提升外壳塑胶件1与镀层天线之间的绝对平整度。

本例优选记录并保存步骤S2至步骤S5的全部数据和控制指令，完成每一次激光加工过程之后，将该过程的全部数据和控制指令保存至专家数据库中，进行深度学习和训练，并以深度学习和训练的结果作为下一次激光加工操作的控制指令。通过将每一次激光加工过程的全部数据和控制指令进行反馈，作为深度学习和训练的源数据，能够快速得到下一次激光加工操作的控制指令，并随着时间的推移，提高控制指令的精准程度。

如图8所示，本例所述步骤S6中，先喷涂处理剂6，并烘烤，所述处理剂6优选为BT-5天线处理剂，保证外壳塑胶件1、天线金属镀层4与处理剂6层具备足够附着力，该处理剂6为镀层天线的第二镀层，覆盖在第一镀层的外侧，为色漆、面漆和真空镀等喷涂工序附着力提供基础，确保产品喷涂可靠性满足客户标准和用户使用场景需求。本例全程采用自动喷涂线一次性装夹普通外壳喷涂工艺完成，无须中途在喷涂自动线取下进行重复的打磨和烘烤。色漆、面漆和真空镀等喷涂工序油漆调配选用常规普通油漆，普通油漆生产和喷涂施工工艺成熟，容易生产及购买，同时喷涂施工无须刻意增加各工序喷涂厚度，降低了油漆的用量，综合成本大大降低，在质量有保证的前提下提升喷涂性价比。

如图15所示，本例还提供一种一体化含天线外壳的制造系统，采用了如上所述的一体化含天线外壳的制造方法，并包括中央控制机柜7、高精度旋转工装8、激光加工升降平台9、激光测量镜头10和激光切割镜头11，所述外壳塑胶件1通过所述高精度旋转工装8夹装于所述中央控制机柜7上；所述激光加工升降平台9设置于所述中央控制机柜7上，并位于所述高精度旋转工装8的上方；所述激光测量镜头10和激光切割镜头11设置于所述激光加工升降平台9靠近所述高精度旋转工装8的一侧。

综上所述，首先，在产品进行激光加工之前，通过激光测量镜头10进行预先测距扫描，并根据预先测距扫描得到的数据与镀层天线相关联生成距离变化曲线，使得镀层天线在激光加工时能够适应外壳塑胶件1的外包络进行切割深度的精准控制；其次，在激光加工的过程中，通过激光测量镜头10进行二次测距扫描，并根据二次测距扫描的动态反馈数据调整当前所需的切割深度，对激光切割镜头11进行协同控制和动态调整，以便获取外壳塑胶件1上与镀层天线外包络一致并与镀层天线厚度要求一致的天线凹槽，如图12所示；在此基础上，还在化镀处理后通过所述激光测量镜头10进行再次测距扫描，直到所述镀层天线与外壳塑胶件1的表面高度差小于预设的高度差阈值，进而使得镀层天线在进行金属镀层工艺时的镀层表面与外壳塑胶件1之间的高度差得到了极大的改善，如图14所示，改善后镀层表面与外壳塑胶件1基本趋于平整，或仅存在正负2um内的非常小的高度差。

因此，本例很好地突破了已有激光加工天线技术及相关设备的局限，能够直接用于对于包含天线的外壳产品进行喷涂，无需对产品进行喷涂夹具的反复拆装及打磨，最大限度的降低了喷涂工艺的要求和喷涂的成本，大幅度提高了产品的生产效率及良品率，经试验，本例在镀层天线产品的生产成本上大约能够降低30％，极大节省了生产成本。

在此基础上，本例还能够在完全不影响天线电性能与可靠性性能的情况下，利用天线凹槽对镀层天线实现镀铜层(镀铜层为镀层天线的核心层)的保护，进行镀层天线外与外壳塑胶件1之间平整度的激光加工，使得镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差能够再进一步缩小在≤1um(甚至0um)的范围内，对各种表面处理的适应性得到了进一步的提高，使得表面处理成本进一步降低。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种一体化含天线外壳的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，通过模具注塑生产出外壳塑胶件；

步骤S2，通过激光测量镜头进行预先测距扫描，并根据预先测距扫描得到的数据与镀层天线相关联生成距离变化曲线；

步骤S3，根据外壳塑胶件的外包络和距离变化曲线，通过激光加工出预先选定的射频线路图形，在激光加工的过程中，通过激光测量镜头进行二次测距扫描，并根据二次测距扫描的动态反馈数据调整当前所需的切割深度，对激光切割镜头进行协同控制和动态调整，获取外壳塑胶件上与镀层天线外包络一致并与镀层天线厚度要求一致的天线凹槽；

步骤S4，对激光加工完成后的天线凹槽进行镀前预处理和化镀处理，所述化镀处理的过程中，根据所述天线凹槽的深度数据控制所述化镀处理的金属镀层厚度；

步骤S5，通过所述激光测量镜头进行再次测距扫描，判断镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差是否小于预设的高度差阈值，若是，则跳转至步骤S6；若否，则对镀层天线的金属保护层与外壳塑胶件的表面进行抛光处理，并返回通过所述激光测量镜头进行再次测距扫描，直到所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差小于预设的高度差阈值；

步骤S6，喷涂处理剂，并进行烘烤。

2.根据权利要求1所述的一体化含天线外壳的制造方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下子步骤：

步骤S201，通过激光测量镜头对外壳塑胶件的外包络进行预先测距扫描，得到首次测距扫描数据；

步骤S202，输入激光加工关联参数，所述激光加工关联参数包括激光波长、激光频率、激光加工速度和填充间距；

步骤S203，导入预先选定的射频线路图形，根据首次测距扫描数据和射频线路图形计算生成距离变化曲线；

步骤S204，按照距离变化曲线生成激光加工升降平台的升降轨迹和信号指令。

3.根据权利要求2所述的一体化含天线外壳的制造方法，其特征在于，所述步骤S201中，通过激光测量镜头对外壳塑胶件的外包络进行预先测距扫描的过程中，通过低频信号控制所述激光测量镜头的激光输出功率，接收到的激光反射信号功率会随低频信号的变化而变化，将接收到的激光反射信号的相位与所述激光输出信号的相位进行比较，通过公式

计算出外壳塑胶件反射面的距离D，其中，C为光速，φ为相移数据，f为低频信号的频率。

4.根据权利要求2所述的一体化含天线外壳的制造方法，其特征在于，所述步骤S203中，导入预先选定的射频线路图形后，先对射频线路图形进行量化，得到与首次测距扫描数据的位置一一对应的线路数据，然后根据步骤S201得到的首次测距扫描数据，对首次测距扫描数据和对应位置的线路数据进行求和，进而生成距离变化曲线。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一体化含天线外壳的制造方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下子步骤：

步骤S301，根据激光加工升降平台的升降轨迹和信号指令进行激光加工，并在经过第一预设时间之后，通过所述激光测量镜头进行测距扫描；

步骤S302，将步骤S301测距扫描得到的测距扫描数据与所述距离变化曲线进行比较，判断所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值是否小于预设距离阈值，若是，则停止激光加工；若否，则跳转至步骤S303；

步骤S303；根据所述距离变化曲线与测距扫描数据之间的差值得到当前所需的切割深度，根据当前所需的切割深度控制激光加工，并在经过第二预设时间之后，通过所述激光测量镜头进行测距扫描，得到当前的测距扫描数据；

步骤S304，再次判断所述距离变化曲线与当前的测距扫描数据之间的差值是否小于预设距离阈值，若是，则停止激光加工；若否，则返回所述步骤S303，直到所述距离变化曲线与当前的测距扫描数据之间的差值小于预设距离阈值，获取外壳塑胶件上与镀层天线外包络一致并与镀层天线厚度要求一致的天线凹槽。

6.根据权利要求5所述的一体化含天线外壳的制造方法，其特征在于，所述第一预设时间大于第二预设时间。

7.根据权利要求5所述的一体化含天线外壳的制造方法，其特征在于，所述步骤S301和步骤S303通过所述激光测量镜头进行测距扫描的过程中，通过低频信号控制所述激光测量镜头的激光输出功率，接收到的激光反射信号功率会随低频信号的变化而变化，将接收到的激光反射信号的相位与所述激光输出信号的相位进行比较，通过公式

计算出外壳塑胶件反射面的距离D，其中，A为预设的延迟系数，C为光速，φ为激光反射信号相位与激光输出信号相位之间的相移数据，f为低频信号的频率。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的一体化含天线外壳的制造方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下子步骤：

步骤S401，对激光加工完成后的天线凹槽进行镀前预处理，包括水洗和超声波清洗；

步骤S402，根据天线凹槽的深度数据按54％-81.6％的厚度比例进行镀铜处理；

步骤S403，根据天线凹槽的深度数据按18.2％-43.2％的厚度比例进行镀镍处理；

步骤S404，根据天线凹槽的深度数据按0.2％-2.8％的厚度比例进行镀金处理。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的一体化含天线外壳的制造方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下子步骤：

步骤S501，根据预设的测量步进，测量当前区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，得到当前区块的表面高度差；

步骤S502，判断所述表面高度差是否小于预设的高度差阈值，若是，则跳转至步骤S504；若否，则跳转至步骤S503；

步骤S503，对镀层天线或外壳塑胶件的高出部分进行抛光处理，在经过第三预设时间之后，测量当前区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，并跳转回所述步骤S502进行判断，直到当前区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差小于预设的高度差阈值；

步骤S504，根据预设的测量步进，测量下一个区块范围内所述镀层天线与外壳塑胶件的表面高度差，以下一个区块的表面高度差作为新的表面高度差，返回所述步骤S502进行判断，以此方式依次对每一个区块的表面高度差分别与所述高度差阈值进行对比判断，直至所有区块的表面高度差均小于所述高度差阈值，则跳转至步骤S6。

10.根据权利要求1至4任意一项所述的一体化含天线外壳的制造方法，其特征在于，记录并保存步骤S2至步骤S5的全部数据和控制指令，完成每一次激光加工过程之后，将该过程的全部数据和控制指令保存至专家数据库中，进行深度学习和训练，并以深度学习和训练的结果作为下一次激光加工操作的控制指令。

11.一种一体化含天线外壳的制造系统，其特征在于，采用了如权利要求1至10任意一项所述的一体化含天线外壳的制造方法，并包括中央控制机柜、高精度旋转工装、激光加工升降平台、激光测量镜头和激光切割镜头，所述外壳塑胶件通过所述高精度旋转工装夹装于所述中央控制机柜上；所述激光加工升降平台设置于所述中央控制机柜上，并位于所述高精度旋转工装的上方；所述激光测量镜头和激光切割镜头设置于所述激光加工升降平台靠近所述高精度旋转工装的一侧。

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