一种环行器组装工艺的制作方法

本发明涉及环行器的生产加工技术领域，尤其涉及一种环行器组装工艺。

背景技术：

环行器是将进入其任一端口的入射波，按照由静偏磁场确定的方向顺序传入下一个端口的多端口器件，突出特点是单向传输高频信号能量。它控制电磁波沿某一环行方向传输。这种单向传输高频信号能量的特性，多用于高频功率放大器的输出端与负载之间，起到各自独立，互相“隔离”的作用。负载阻抗在变化甚至开路或短路的情况下都不影响功放的工作状态，从而保护了功率放大器。

环行器的腔壳内部设置了层叠组件，所述的层叠组件包括中心导体、位于中心导体上下侧的铁氧体基片等多个层状部件，环行器的体积小，组装难度大，现有技术中通常采用人工组装或者是非标自动化设备组装，组装效率低下，组装精度低、一致性差，制成的环行器质量较差，性能难以满足要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种环行器组装工艺，解决目前技术中的环行器的组装方式效率低下，组装精度低、一致性差，影响环行器质量的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种环行器组装工艺，步骤包括：

a、将预装了pin针的环行器腔壳放置入用于定位环行器腔壳的组装治具中；

b、采用贴片机将层叠组件的各部件组装入装载在组装治具上的环行器腔壳内得到环行器半成品一；

c、端盖由端盖装配机构安放到环行器半成品一上并与环行器腔壳固接得到环行器半成品二；

d、采用ccd视觉定位识别环行器半成品二的pin针与层叠组件中的中心导体的连接处并通过点焊料机构点涂上焊料得到环行器半成品三；

e、装载着环行器半成品三的组装治具送入回流焊设备中进行回流焊加工得到环行器成品。

本发明所述的环行器组装工艺首先利用组装治具将环行器腔壳精确定位放置，从而使得后续的组装工序具有高精度的定位基准，采用贴片机对层叠组件的各部件进行贴片组装，组装精度高、组装一致性好，提高生产稳定性，大大提高了组装效率，降低了人工劳动强度，端盖的装配也采用设备进行自动加工，提高生产效率，并且通过视觉定位的方式来进行焊料的点涂，取代传统的人工操作，点涂位置精度高、焊料点涂量控制精度高，从而保障pin针与中心导体的连接可靠性，最终通过回流焊的方式完成焊接，整个组装过程自动化程度高，极大的提高生产效率，增加产能，增大生产经济效益。

进一步的，所述的步骤c得到的环行器半成品二先进行pin针共面度调整后再进行步骤d，所述的pin针共面度调整为通过顶推机构顶推pin针以使所有pin针的底面达到齐平。环行器的pin针是用于与外部电路焊接连接的，如果pin针出现高度不一致的状况，则在应用时会出现虚焊的状况。电连接可靠性差，严重影响使用稳定性。

进一步的，所述的步骤c中端盖与环行器腔壳通过铆接方式连接，所述的端盖装配机构采用铆接机构；或者，端盖与环行器腔壳通过螺纹方式连接，所述的端盖装配机构采用旋拧机构，不同连接方式的环行器能满足不同的应用需求，铆接方式的结构稳定性更好，螺纹方式的结构易于加工。

进一步的，所述的组装治具由输送带装置输送并在输送带装置的沿途对环行器腔壳依次进行各项工序步骤的加工，端盖与环行器腔壳通过铆接方式连接时，环行器半成品一被从组装治具提取到铆接机构的底座上进行铆接连接，铆接连接完成后再放回到组装治具上，端盖与环行器腔壳通过螺纹方式连接时，旋拧机构直接将端盖放置到组装治具上的环行器半成品一上进行端盖旋拧装配。由于铆接方式需要较大的作用力才能完成，如果直接在组装治具上实施铆接加工，则会导致组装治具、输送带装置受损，而螺纹方式的装配所需施加的作用力较小，不会对组装治具、输送带装置造成破坏性的影响，因此可将环行器半成品一从组装治具上提取出来进行端盖装配，从而实施螺纹连接方式的端盖装配机构的结构更加精简，占用体积小，实施成本更低。

进一步的，所述的步骤d的点焊料机构采用螺杆阀，控制精度高，确保点涂焊料的量达到毫克精度。

进一步的，所述步骤e中的回流焊设备沿着输送方向设置有若干的温区，并且温区的温度沿着输送方向逐渐升高，提高焊接质量。

进一步的，所述的组装治具包括治具主体，所述的治具主体上开设有用于放置环行器腔壳的定位槽，所述的定位槽包括与环行器腔壳外壁匹配的中心槽部以及从中心槽部的边缘向径向外侧延伸的外延槽部，所述中心槽部的底面为与环行器腔壳底部贴合的承载面，所述外延槽部的底面设置有与预装在环行器腔壳上的pin针配合的定位孔。组装治具能够精确的定位放置环行器腔壳，环行器腔壳上预先组装上pin针，然后置入定位槽中，中心槽部对环行器腔壳的中心位置进行定位，保障环行器腔壳中心位置的精确，从而确保在将铁氧体基片、匀磁片、温度补偿片等圆形的部件组装入腔壳内的精确度，避免出现部件无法装入的状况，同时再利用外延槽部中的定位孔与pin针定位配合，从而实现对环行器腔壳的周向定位，使得环行器腔壳无法进行周向旋转，从而使得在组装中心导体时中心导体的端部能够对准环行器腔壳的缺口处，确保中心导体的端部能精确的与pin针对接，避免出现中心导体与环行器腔壳发生干涉而无法装入。组装治具实现了环行器腔壳的高精度定位放置，为后续组装工序实现高精度装配提供了高精度的基准，使得能够采用贴片机来将层叠组件的各部件精确装配到环行器腔壳内，也能够精确的装配端盖，也确保了上焊料时的精确定位，有效提高装配效率，降低人工劳动强度，装配精度高、一致性好，有效提高环行器的质量，满足高性能的要求。

进一步的，所述的治具主体上还固定连接有垫板，利用垫板能加强治具主体的结构强度，保障治具主体的结构稳定性从而保障对环行器腔壳的定位精度，并且环行器的pin针与中心导体需要焊接连接，采用本发明所述的环行器组装治具完成各部件的装配后在pin针与中心导体的连接处点上锡膏，然后通过回流焊的方式进行焊接连接，因此治具主体会处在加热环境中，治具主体直接与热源接触容易出现局部温度过高而变形的状况，利用垫板将治具主体与热源间隔开，能使得治具主体受热更加均匀，避免治具主体局部温度过高而变形，从而保障治具主体具有长效而稳定的定位精度，从而保障环行器的组装精度和一致性，保障环行器的生产质量。所述的垫板采用合成石制成，结构强度高，耐用性好，使用寿命长，能有效避免治具主体局部温度过高，并且垫板为镂空框架结构，能够减轻环行器组装治具的整体重量，同时也避免垫板过度的隔绝热量，确保治具主体以及环行器能有效被加热，从而使得pin针与中心导体之间的锡膏能有效被加热而熔融，进而使得pin针与中心导体能通过焊料稳固的连接，提高电连接稳定性，避免出现虚焊的状况，保障环行器的质量。

进一步的，所述的治具主体包括由上至下依次层叠固定在一起的板层一、板层二和板层三，所述的板层一、板层二上开设同时贯穿两者的贯穿孔以构成中心槽部，所述的板层三构成中心槽部的底面，所述的板层一上在中心槽部的边缘处还开设有贯穿孔以构成外延槽部，所述板层二上在外延槽部对应位置处开设贯穿孔以构成定位孔。采用上述结构能使得定位槽的加工更加便捷、精度高，由于环行器结构尺寸小，从而定位槽的尺寸小，中心槽部与外延槽部之间还具有深度差，如果治具主体为一个整块结构，然后通过铣床加工的方式铣出定位槽，则加工难度大，加工出的定位槽精度难以满足要求，并且一旦定位槽出现受损则需要更换整个治具主体，而采用板层一、板层二和板层三组合构成治具主体的方式，首先加工方便，板层一、板层二和板层三只需选择预设厚度的板材即可，无需控制铣削深度，直接对板层一、板层二进行贯穿的加工，板层一、板层二和板层三组合在一起后即可形成所需的定位槽，并且利用板层二的厚度形成中心槽部与外延槽部之间的深度差，此种方式能够极大的提高定位槽的定位精度，此种结构的治具主体加工方便、效率高，并且在板层一、板层二和板层三中任一者出现受损时只需更换一者即可，能够降低维护的成本。

进一步的，所述板层一上开设有镂空通孔一，所述板层二、板层三上设置有同时贯穿两者的镂空通孔二，所述的镂空通孔一的口径大于镂空通孔二的口径，并且镂空通孔二在镂空通孔一的区域内间隔设置有若干个，能够减轻治具主体的重量，降低输送带装置输送组装治具的功耗，并且在进行回流焊时镂空通孔一、镂空通孔二能够供热量流动通过，从而有利于加热的均匀性，从而提高pin针与中心导体之间的焊接效果，提高电连接稳定性，避免出现虚焊的状况。

与现有技术相比，本发明优点在于：

本发明所述的环行器组装工艺能够精确的定位放置环行器腔壳，从而能够采用贴片机等自动化设备来实现自动化的高精度装配，提高组装一致性，生产稳定性好，装配效率高，降低人工劳动强度，能有效提高环行器的组装质量，满足高性能的要求，极大的提高生产效率，增加产能，增大生产经济效益。

附图说明

图1为环行器组装治具的整体结构示意图；

图2为图1中细节c的示意图；

图3为定位槽的结构示意图；

图4为定位槽的剖面结构示意图；

图5为环行器腔壳一种实施方式的结构示意图；

图6为环形器腔壳与定位槽的配合结构示意图；

图7为环行器的分解结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明实施例公开的一种环行器组装工艺，能对环行器腔壳进行精确的定位，便于层叠组件的各部件精确的装配如腔壳内，提高装配效率，提高装配精度和一致性，从而提高环行器的生产质量，保障环行器的使用性能。

如图1至图7所示，一种环行器组装治具，包括治具主体1，所述的治具主体1上开设有用于放置环行器腔壳a的定位槽2，所述的定位槽2包括与环行器腔壳外壁匹配的中心槽部21以及从中心槽部21的边缘向径向外侧延伸的外延槽部22，所述中心槽部21的底面为与环行器腔壳a底部贴合的承载面，所述外延槽部22的底面设置有与预装在环行器腔壳a上的pin针a1配合的定位孔23，如图5所示，在环行器腔壳a中预先置入定位介质件a2，定位介质件a2具有从环行器腔壳a壁面的缺口向径向外侧突出的凸部，pin针a1预装在凸部上，环行器腔壳a放置入定位槽2中时，定位介质件a2的凸部处于外延槽部22中，并且凸部上的pin针a1插入定位孔23中；

所述的治具主体1上还固定连接有垫板3，所述的垫板3与定位槽2分别位于治具主体1的两对侧，在本实施例中，定位槽2设置在治具主体1顶面，则垫板3设置在治具主体1的底面，所述的垫板3采用合成石制成，并且为镂空框架结构，放置了环行器腔壳的组装治具整体放置在输送装置上由其输送，垫板3直接与输送装置接触，输送装置带动组装治具依次通过层叠组件装配工位、端盖装配工位、上焊料工位以及回流焊工位，最终完成整个环行器的组装。垫板能加强治具主体的结构强度，保障治具主体的结构稳定性从而保障对环行器腔壳的定位精度，同时，在回流焊的过程中，利用垫板能将治具主体与热源间隔开，避免治具主体局部温度过高而变形，保障治具主体具有稳定的定位精度，使得治具主体受热更加均匀，保障pin针与中心导体的焊接质量。

在本实施例中，所述的治具主体1包括由上至下依次层叠固定在一起的板层一11、板层二12和板层三13，垫板3设置在板层三13的底面，所述的板层一11、板层二12上开设同时贯穿两者的贯穿孔以构成中心槽部21，所述的板层三13构成中心槽部21的底面，板层三13与环行器腔壳a的底面接触进而承载整个环行器腔壳a，板层三13具有良好的平整度，从而能确保环行器腔壳a放置平稳，同时也利用板层三13的平整度提高了环行器腔壳a放置的精度，进而保障利用贴片机放置层叠组装的精度，所述的板层一11上在中心槽部21的边缘处还开设有贯穿孔以构成外延槽部22，所述板层二12上在外延槽部22对应位置处开设贯穿孔以构成定位孔23，定位孔23的底面为板层三13，该定位孔23的口径与环行器腔壳a上的pin针a1直径匹配，从而中心槽部21的深度为板层一11、板层二12的厚度之和，外延槽部22的深度为板层一11的厚度，而定位孔23的深度为板层二12的厚度，板层一11、板层二12和板层三13的厚度根据实际所需装配的环行器进行选择，板层一11、板层二12和板层三13为简单的平板材料，能有效保障净度，板层一11、板层二12直接进行贯穿孔的加工，无需控制铣削深度，然后板层一、板层二和板层三组合在一起后即可形成中心槽部21、外延槽部22以及定位孔23，并且中心槽部21、外延槽部22以及定位孔23的深度精度完全满足设计要求，从而提高对环行器腔壳的定位精度，并且板层一11、板层二12和板层三13通过间隔分布的若干螺栓固定连接为一体，有效保障定位精度，装拆方便，维护更换成本低。

所述治具主体1上还开设有贯穿治具主体1的镂空通孔4，减轻治具主体的重量，并且在进行回流焊时镂空通孔能够供热量流动通过，有利于加热的均匀性，提高pin针与中心导体之间的焊接稳定性，具体的，板层一11上开设有镂空通孔一41，所述板层二12、板层三13上设置有同时贯穿两者的镂空通孔二42，所述的镂空通孔一41的口径大于镂空通孔二42的口径，并且镂空通孔二42在镂空通孔一41的区域内间隔设置有若干个，镂空通孔一41与镂空通孔二42一起构成镂空通孔4，在本实施例中，镂空通孔一41为整体呈矩形的通孔，而镂空通孔二42为圆形的通孔，板层一11的厚度是大于板层二12和板层三13的，因此镂空通孔一41的口径较大也不会破坏板层一11的结构稳定性，而板层二12和板层三13的厚度较薄，若果镂空通孔二42尺寸过大则会破坏板层二12和板层三13的结构稳定性，因此采用镂空通孔一41的口径大于镂空通孔二42的口径的方式。

在板层一11上还设置有贴片识别部5，所述的贴片识别部5为在板层一11上开设的圆形槽孔，在利用贴片机将层叠组件的各部件组装入环行器腔壳a时利用贴片识别部5进行定位，保障部件的放置精度，在本实施例中，所述的治具主体1上间隔设置有若干的定位槽2，具体的，定位槽2呈纵横矩阵分布，在每个定位槽2的两侧都分别设置有一个与之配对的贴片识别部5，从而能对每个定位槽2的所在位置分别进行定位，进一步提高部件的放置精度。如果治具主体1上仅设置单个的贴片识别部5而定位槽2又间隔设置了若干个，则会出现间隔设置的若干定位槽2导致位置误差累计增大，距离贴片识别部5较远的定位槽2的位置偏差会较大，会出现贴片机难以将层叠组件的各部件装配入环行器腔壳a的状况，本实施例采用每个定位槽2分别具有与之配对的贴片识别部5的方式，提高了对每个定位槽2中的环行器腔壳a的装配精确度。

实施例一

一种尺寸型号为7mm的环行器组装工艺，步骤主要包括：

a、将pin针a1装到定位介质件a2上，定位介质件a2置入到环行器腔壳中，定位介质件a2的凸部从环行器腔壳a壁面的缺口向径向外侧突出，pin针a1位于凸部上，从而得到预装了pin针的环行器腔壳；

然后将预装了pin针的环行器腔壳放置入组装治具的定位槽中，环行器腔壳处于心槽部21中，而定位介质件a2的凸部位于外延槽部22，并且pin针a1插入定位孔23中，进而实现了环行器腔壳的精确定位放置；

所述的组装治具由输送带装置输送并在输送带装置的沿途对环行器腔壳依次进行后续的各项工序加工；

b、层叠组件a3包括中心导体、铁氧体基片、匀磁片、温度补偿片等等部件，采用贴片机将层叠组件的各部件组装入装载在组装治具上的环行器腔壳内得到环行器半成品一；

贴片机的贴片组装精度可以达到±0.035mm，可以是先将单个环行器所有层叠组件贴片组装完成再进行下一个环行器的贴片组装，也可以是将同一部件在所有的环行器腔壳内放置完成后再进行下一部件的放置，第二种方式的生产效率更高；

c、端盖由端盖装配机构安放到环行器半成品一上并与环行器腔壳固接得到环行器半成品二；

在本实施例中，端盖与环行器腔壳通过铆接方式连接，所述的端盖装配机构采用铆接机构，环行器半成品一通过提料机构被自动的从组装治具上提取到铆接机构的底座上，然后端盖通过端盖供料机构自动的放置到环行器半成品一上，结构铆接机构进行铆接加工将端盖环行器腔壳固接，铆接连接完成后再通过回送机构将环行器半成品二放回到组装治具上，组装治具再继续由输送带装置向后续工序继续输送；

环行器半成品二先进行pin针共面度调整后再进行下一工序步骤，所述的pin针共面度调整为通过顶推机构顶推pin针以使所有pin针的底面达到齐平；

d、采用ccd视觉定位识别环行器半成品二的pin针与层叠组件中的中心导体的连接处并通过点焊料机构点涂上焊料得到环行器半成品三，采用ccd视觉定位识别能确保点涂焊料位置的精确性，位置精度可达到±0.02mm，点焊料机构采用螺杆阀，确保点涂焊料的量达到毫克精度，从而保障pin针与中心导体的焊接质量；

e、装载着环行器半成品三的组装治具送入回流焊设备中进行回流焊加工得到环行器成品；

所述回流焊设备沿着其输送方向设置有若干的温区，并且温区的温度沿着输送方向逐渐升高，具体的，回流焊设备的温区沿着输送方向一共设置有8个，温度依次是170℃、180℃、180℃、190℃、210℃、245℃、270℃、275℃，回流焊设备的输送速度为0.7米/分钟。

实施例二

一种尺寸型号为10mm的环行器组装工艺，步骤主要包括：

a、将pin针a1装到定位介质件a2上，定位介质件a2置入到环行器腔壳中，定位介质件a2的凸部从环行器腔壳a壁面的缺口向径向外侧突出，pin针a1位于凸部上，从而得到预装了pin针的环行器腔壳；

然后将预装了pin针的环行器腔壳放置入组装治具的定位槽中，环行器腔壳处于心槽部21中，而定位介质件a2的凸部位于外延槽部22，并且pin针a1插入定位孔23中，进而实现了环行器腔壳的精确定位放置；

所述的组装治具由输送带装置输送并在输送带装置的沿途对环行器腔壳依次进行后续的各项工序加工；

b、层叠组件包括中心导体、铁氧体基片、匀磁片、温度补偿片等等部件，采用贴片机将层叠组件的各部件组装入装载在组装治具上的环行器腔壳内得到环行器半成品一；

贴片组装的过程中，将同一部件在所有的环行器腔壳内放置完成后再进行下一部件的放置；

c、端盖由端盖装配机构安放到环行器半成品一上并与环行器腔壳固接得到环行器半成品二；

在本实施例中，端盖与环行器腔壳通过螺纹方式连接，所述的端盖装配机构采用旋拧机构，旋拧机构主要由伺服电机和由伺服电机驱动的旋拧头构成，端盖上开设有用于旋拧的插孔，旋拧头与插孔对接，然后伺服电机带动旋拧头转动，进而将端盖与环行器半成品一的环行器腔壳旋紧连接，此加工过程无需将环行器半成品一从组装治具上提取出来，直接在环行器半成品一处于组装治具上的状况进行；

环行器半成品二先进行pin针共面度调整后再进行下一工序步骤，所述的pin针共面度调整为通过顶推机构顶推pin针以使所有pin针的底面达到齐平；

d、采用ccd视觉定位识别环行器半成品二的pin针与层叠组件中的中心导体的连接处并通过点焊料机构点涂上焊料得到环行器半成品三，采用ccd视觉定位识别能确保点涂焊料位置的精确性，点焊料机构采用螺杆阀，确保点涂焊料的量达到毫克精度，从而保障pin针与中心导体的焊接质量；

e、装载着环行器半成品三的组装治具送入回流焊设备中进行回流焊加工得到环行器成品；

所述回流焊设备沿着其输送方向设置有若干的温区，并且温区的温度沿着输送方向逐渐升高，具体的，回流焊设备的温区沿着输送方向一共设置有8个，温度依次是170℃、180℃、180℃、190℃、210℃、245℃、270℃、275℃，回流焊设备的输送速度为0.7米/分钟。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。