一种多层阵列焊接结构的尺寸快速检验装置的制作方法

1.本发明涉及多层阵列焊接结构技术领域，尤其是涉及一种多层阵列焊接结构的尺寸快速检验装置。


背景技术：

2.如图1、图2所示，现有的多层阵列焊接结构主要是由极靴11、隔环12、三通13、芯杆14等零件组成；其中，极靴11与隔环12间隔排列，形成多层阵列结构，在该结构的一端还单独设有三通13，在该结构两端的端部还分别设有芯杆14，以上部件通常使用钎焊的方式进行连接，通过金铜焊料、银铜焊料或其他硬钎料焊接至气密状态，形成多层阵列焊接结构。多层阵列焊接结构主要应用于微波/电子及磁场传输通道中，该结构为传输通道的中间工序焊接部件，后续可通过其它零件的装配及本结构的加工得到最终的微波/电子及磁场传输通道。
3.多层阵列焊接结构功能的实现主要由两个方面组成：1)微波/电子通道：通过对多层阵列焊接结构内孔进行加工，得到符合微波传输设计尺寸的内孔，后续通过装配螺旋线或折叠波导等结构，形成微波传输通道，同时螺旋线与折叠波导也是中空结构，电子从其内孔中穿过，与微波进行相互作用，进行能量交换；2)磁场通道：多层阵列焊接结构的极靴与隔环交替排列形成阵列结构，因此形成了若干个间隙，而极靴通常为导磁极佳的纯铁材料，隔环通常为无磁的不锈钢或者镍铜合金材料，通过在隔环的圆周外侧与极靴之间的空隙安装永磁体，磁场沿极靴与隔环内部通过，可沿轴向形成周期排列的聚焦磁场，通过调节磁场强度，与内部通过的电子束进行互作用，抵消电子束的发散，可以得到沿轴向直径均匀的电子束，有利于进行微波与电子的能量交换。
4.为了保障微波/电子及磁场通道的功能，对多层阵列焊接结构机械尺寸的要求极高。由于多层阵列焊接结构机械尺寸的超差容易造成微波场、电场、磁场之间的分布不稳定，对最终功能会造成极大的影响，需要对多层阵列焊接结构的机械尺寸进行精确、快速的测量。目前，多层阵列焊接结构尺寸的主要测量方法包括手动测量法、光学测量法、三坐标测量法；其中，手动测量法主要通过高精度的测量卡尺与千分尺进行尺寸公差的测量，通过塞尺、塞规等进行形位公差的测量；光学测量法主要通过高精度的光学测量仪，通过对多层阵列焊接结构轮廓的选取及测量来进行机械尺寸的测量；三坐标测量法主要利用高精度的三坐标测量仪，通过机械接触的方法进行机械尺寸的测量。
5.针对手动测量法，通过测量工具及塞尺、塞规等进行机械尺寸的测量，对测量手法的要求较高，由于极靴间距的实际尺寸较小，通常仅有若干毫米，且为平行平面，测量工具进行测量时较难测得尺寸真值，测量的重复性较差，同时使用塞尺、塞规进行测量时，若出现尺寸选择不当、已发生锁死等情况，容易造成塞尺、塞规与零件报废。
6.针对光学测量法，通过光学测量仪进行测量，需要将零件安放在测量仪表面，一次测量仅测得该放置状态下投影平面的尺寸，无法真实地代表多层阵列焊接结构这一回转体零件的综合尺寸测量结果，实际测量过程中可以旋转工件进行多角度的测量，以无限逼近
工件实际的尺寸，此时需要多次重复测量，测量的效率较低。
7.针对三坐标测量法，通过三坐标测量仪进行测量，三坐标测量仪通过测量头与工件进行接触得到测量结果，尺寸测量结果较为精确，但同样存在取点测量的问题，增加测量点位可以使结果无限逼近工件实际的尺寸，三坐标测量仪的测量效率相较于光学测量仪较低，增加测量点位同样会大大降低测量效率。
8.鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种多层阵列焊接结构的尺寸快速检验装置，能够快速地对多层阵列焊接结构的尺寸进行实时原位测量，测量的效率和准确性高，可适用于不同尺寸的多层阵列焊接结构。
10.本发明提供一种多层阵列焊接结构的尺寸快速检验装置，包括固定装置、检测装置、第一驱动装置、第二驱动装置和数据处理单元，固定装置能够对多层阵列焊接结构进行固定，检测装置能够对多层阵列焊接结构的尺寸进行检测，第一驱动装置能够驱动多层阵列焊接结构旋转，第二驱动装置能够驱动检测装置沿着多层阵列焊接结构的外轮廓进行运动，数据处理单元能够采集检测装置检测的数据并对数据进行处理以获取多层阵列焊接结构的尺寸。
11.进一步地，固定装置包括两个相对设置的弹簧夹头，两个弹簧夹头能够对多层阵列焊接结构两端的极靴进行顶紧并对多层阵列焊接结构两端的芯杆进行夹紧。
12.进一步地，第一驱动装置包括两个同步电机，两个弹簧夹头分别安装在两个夹头座上，两个同步电机能够驱动两个夹头座进行同步旋转。
13.进一步地，检测装置为千分表。
14.进一步地，千分表的测量精度为0.001mm。
15.进一步地，第二驱动装置能够驱动检测装置在与多层阵列焊接结构轴向平行的x轴和与多层阵列焊接结构径向平行的y轴与上进行运动。
16.进一步地，本发明的尺寸快速检验装置还包括控制单元，控制单元能够对第一驱动装置和第二驱动装置进行控制。
17.进一步地，数据处理单元通过内置公式对数据进行计算以获取多层阵列焊接结构的尺寸。
18.进一步地，多层阵列焊接结构的尺寸包括尺寸公差和形位公差中的至少一种。
19.进一步地，尺寸公差包括极靴间的间距尺寸、每个极靴的外径尺寸和每个隔环的外径尺寸中的至少一种；形位公差包括每个极靴之间的平行度、极靴外径与隔环外径之间的同心度和整体极靴外径的圆柱度中的至少一种。
20.本发明的多层阵列焊接结构的尺寸快速检验装置通过固定装置对多层阵列焊接结构进行固定，通过第一驱动装置驱动多层阵列焊接结构旋转，通过第二驱动装置驱动检测装置沿着多层阵列焊接结构的外轮廓进行运动以对多层阵列焊接结构的尺寸进行测量，同时数据处理单元采集检测装置检测的数据并对数据进行处理得到多层阵列焊接结构的尺寸测量结果，能够实现对多层阵列焊接结构的尺寸的快速、实时、原位测量，测量的效率和准确性高，可适用于不同尺寸的多层阵列焊接结构。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为多层阵列焊接结构的主视图；
23.图2为图1的a-a剖面图；
24.图3多层阵列焊接结构的的尺寸示意图；
25.图4为多层阵列焊接结构的尺寸快速检验装置的结构示意图；
26.图5为图4的a处放大图。
27.附图标记说明：
28.1：多层阵列焊接结构；11：极靴；12：隔环；13：三通；14：芯杆；
29.2：弹簧夹头；3：夹头座；4：千分表；41：测量头。
具体实施方式
30.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
31.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
32.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.实施例1
34.结合图1至图5所示，本实施例多层阵列焊接结构的尺寸快速检验装置，包括固定装置、检测装置、第一驱动装置、第二驱动装置和数据处理单元，固定装置能够对多层阵列焊接结构1进行固定，检测装置能够对多层阵列焊接结构1的尺寸进行检测，第一驱动装置能够驱动多层阵列焊接结构1旋转，第二驱动装置能够驱动检测装置沿着多层阵列焊接结构1的外轮廓进行运动，数据处理单元能够采集检测装置检测的数据并对数据进行处理以获取多层阵列焊接结构1的尺寸。
35.如图1、图2所示，现有的多层阵列焊接结构1主要是由极靴11、隔环12、三通13、芯杆14等零件组成；其中，极靴11与隔环12间隔排列形成多层阵列结构，在结构的一端还设有三通13，在结构的两端端部还分别设有芯杆14。
36.固定装置主要用于对多层阵列焊接结构1进行固定，对其结构不作严格限制，可以采用本领域常规的固定结构。在本实施例中，固定装置包括两个相对设置的弹簧夹头2，两个弹簧夹头2能够对多层阵列焊接结构1两端的极靴11进行顶紧并对多层阵列焊接结构1两
端的芯杆14进行夹紧。两个弹簧夹头2在安装前应当进行调试，两个弹簧夹头2的中心孔同心度应优于φ0.005mm。
37.第一驱动装置主要用于驱动多层阵列焊接结构1进行旋转，对其结构不作严格限制，可以采用本领域常规的驱动装置。在本实施例中，第一驱动装置包括两个同步电机(未图示)，两个弹簧夹头2分别安装在两个夹头座3上，两个同步电机能够驱动两个夹头座3进行同步旋转。多层阵列焊接结构1的两端分别通过同步电机驱动进行旋转，能够防止多层阵列焊接结构1受到扭转力的作用导致损伤。
38.检测装置主要用于对多层阵列焊接结构1的尺寸进行检测；结合图3所示，多层阵列焊接结构1的尺寸包括尺寸公差和形位公差中的至少一种；其中，尺寸公差包括极靴间的间距尺寸、每个极靴的外径尺寸和每个隔环的外径尺寸中的至少一种，具体包括：
①
极靴间的间距尺寸a(三通处)
②
极靴间的间距尺寸b(隔环处)，
③
每个极靴的外径尺寸φc，
④
每个隔环的外径尺寸φd；形位公差包括每个极靴之间的平行度、极靴外径与隔环外径之间的同心度和整体极靴外径的圆柱度中的至少一种，具体包括：
①
每个极靴之间的平行度；
②
极靴外径与隔环外径之间的同心度；
③
整体极靴外径的圆柱度。
39.在本实施例中，检测装置为千分表4，例如为高精度千分表，测量精度为0.001mm，千分表4具有数据通信功能，能够将检测的数据传输至数据处理单元进行处理。
40.第二驱动装置主要用于驱动检测装置沿着多层阵列焊接结构1的外轮廓进行运动。在本实施例中，第二驱动装置能够驱动检测装置在与多层阵列焊接结构1轴向平行的x轴和与多层阵列焊接结构1径向平行的y轴与上进行运动；具体地，第二驱动装置可以采用直线电机或丝杠，直线电机或丝杠可以进行x轴和y轴的移动，以满足千分表4的测量头41在多层阵列焊接结构1表面进行移动；可以理解，直线电机或丝杠应与多层阵列焊接结构1的轴线完全平行，即千分表4的测量头41在x轴移动轨迹应与多层阵列焊接结构1的轴线完全平行。
41.本实施例的尺寸快速检验装置还包括控制单元(未图示)，控制单元能够对第一驱动装置和第二驱动装置进行控制。具体地，控制单元可以利用软件对同步电机以及直线电机或丝杠的运动进行编程控制，以满足不同规格多层阵列焊接结构1的测量要求。
42.数据处理单元主要用于采集检测装置检测的数据并对数据进行处理以获取多层阵列焊接结构1的尺寸；具体地，数据处理单元可以通过内置公式对数据进行计算以获取多层阵列焊接结构1的尺寸，并最终输出测量结果表格。
43.本实施例的多层阵列焊接结构的尺寸快速检验装置通过固定装置对多层阵列焊接结构1进行固定，通过第一驱动装置驱动多层阵列焊接结构1旋转，通过第二驱动装置驱动检测装置沿着多层阵列焊接结构1的外轮廓进行运动以对多层阵列焊接结构1的尺寸进行测量，同时数据处理单元采集检测装置检测的数据并对数据进行处理得到多层阵列焊接结构1的尺寸测量结果，能够实现对多层阵列焊接结构1的尺寸的快速、实时、原位测量，测量的效率和准确性高，可适用于不同尺寸的多层阵列焊接结构。
44.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术
方案的范围。

技术特征：
1.一种多层阵列焊接结构的尺寸快速检验装置，其特征在于，包括固定装置、检测装置、第一驱动装置、第二驱动装置和数据处理单元，固定装置能够对多层阵列焊接结构进行固定，检测装置能够对多层阵列焊接结构的尺寸进行检测，第一驱动装置能够驱动多层阵列焊接结构旋转，第二驱动装置能够驱动检测装置沿着多层阵列焊接结构的外轮廓进行运动，数据处理单元能够采集检测装置检测的数据并对数据进行处理以获取多层阵列焊接结构的尺寸。2.根据权利要求1所述的尺寸快速检验装置，其特征在于，固定装置包括两个相对设置的弹簧夹头，两个弹簧夹头能够对多层阵列焊接结构两端的极靴进行顶紧并对多层阵列焊接结构两端的芯杆进行夹紧。3.根据权利要求2所述的尺寸快速检验装置，其特征在于，第一驱动装置包括两个同步电机，两个弹簧夹头分别安装在两个夹头座上，两个同步电机能够驱动两个夹头座进行同步旋转。4.根据权利要求1所述的尺寸快速检验装置，其特征在于，检测装置为千分表。5.根据权利要求4所述的尺寸快速检验装置，其特征在于，千分表的测量精度为0.001mm。6.根据权利要求1所述的尺寸快速检验装置，其特征在于，第二驱动装置能够驱动检测装置在与多层阵列焊接结构轴向平行的x轴和与多层阵列焊接结构径向平行的y轴与上进行运动。7.根据权利要求1所述的尺寸快速检验装置，其特征在于，还包括控制单元，控制单元能够对第一驱动装置和第二驱动装置进行控制。8.根据权利要求1所述的尺寸快速检验装置，其特征在于，数据处理单元通过内置公式对数据进行计算以获取多层阵列焊接结构的尺寸。9.根据权利要求1所述的尺寸快速检验装置，其特征在于，多层阵列焊接结构的尺寸包括尺寸公差和形位公差中的至少一种。10.根据权利要求1所述的尺寸快速检验装置，其特征在于，尺寸公差包括极靴间的间距尺寸、每个极靴的外径尺寸和每个隔环的外径尺寸中的至少一种；形位公差包括每个极靴之间的平行度、极靴外径与隔环外径之间的同心度和整体极靴外径的圆柱度中的至少一种。

技术总结
本发明提供了一种多层阵列焊接结构的尺寸快速检验装置。本发明的多层阵列焊接结构的尺寸快速检验装置包括固定装置、检测装置、第一驱动装置、第二驱动装置和数据处理单元，固定装置能够对多层阵列焊接结构进行固定，检测装置能够对多层阵列焊接结构的尺寸进行检测，第一驱动装置能够驱动多层阵列焊接结构旋转，第二驱动装置能够驱动检测装置沿着多层阵列焊接结构的外轮廓进行运动，数据处理单元能够采集检测装置检测的数据并对数据进行处理以获取多层阵列焊接结构的尺寸。本发明的尺寸快速检验装置能够快速地对多层阵列焊接结构的尺寸进行实时原位测量，测量的效率和准确性高，可适用于不同尺寸的多层阵列焊接结构。可适用于不同尺寸的多层阵列焊接结构。可适用于不同尺寸的多层阵列焊接结构。


技术研发人员：王庆祥 刘建成 孙殿义 段瑞 谢楠 魏金朝
受保护的技术使用者：齐鲁产研科技创新（北京）有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/8/1