[一]、金屬外殼自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
金屬外殼自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)控制系統(tǒng)屬于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)范疇，目前金屬外殼自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)控制系統(tǒng)包含工位控制系統(tǒng)和搬運(yùn)裝置控制系統(tǒng)，工位控制系統(tǒng)主要是指工序中單機(jī)控制系統(tǒng)，包括壓力機(jī)、攻絲機(jī)和放置螺釘裝置的控制系統(tǒng)，相對(duì)簡(jiǎn)單、容易設(shè)計(jì)。搬運(yùn)裝置控制系統(tǒng)主要是指搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)，機(jī)械手需要速度適宜搬運(yùn)待加工的金屬外殼到工位指定位置，因此機(jī)械手控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)性能穩(wěn)定伺服電機(jī)加減速控制算法和優(yōu)良的位置閉環(huán)控制算法。其中目前常見(jiàn)的伺服電機(jī)加減速控制算法有z型曲線(xiàn)加減速算法、指數(shù)曲線(xiàn)加減速算法、s型曲線(xiàn)加減速算法等。較常用的位置閉環(huán)控制算法為PID控制算法，由于機(jī)械手控制比較復(fù)雜，單一控制算法往往難以達(dá)到定位精度要求，現(xiàn)在新型的控制算法有模糊PID控制算法、自適應(yīng)PID控制算法和前饋+PID復(fù)合控制算法等。
目前常采用可編程邏輯控制器(PLC)或者嵌入式控制器來(lái)控制金屬外殼的生產(chǎn)過(guò)程，因此其控制系統(tǒng)主要有兩種如下：
1)目前常用的控制系統(tǒng)是以小型PLC為主流控制器，根據(jù)功能需要增添擴(kuò)展模塊。工藝嚴(yán)格，軟硬件抗干擾能力優(yōu)良，優(yōu)良性高，通用性好。
2)嵌入式工業(yè)控制器為核心的控制系統(tǒng)。嵌入式工業(yè)控制器主要是指以8位和16位單片機(jī)、32位控制器為核心控制芯片，搭配外圍電路模塊。嵌入式控制器優(yōu)良性不如PLC，可以根據(jù)產(chǎn)品需要，對(duì)軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提高其優(yōu)良性。與小型PLC比較，嵌入式控制器具有：運(yùn)算處理能力好、能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的加減速控制算法和閉環(huán)控制算法；系統(tǒng)成本降低(相對(duì)相同性能指標(biāo)的PLC)；易于將過(guò)程控制、邏輯控制以及運(yùn)動(dòng)控制等合為一體；在工業(yè)4.0大背景下，自動(dòng)控制技術(shù)向著智能化和網(wǎng)絡(luò)化速度適宜發(fā)展，嵌入式控制器在這方面具有的優(yōu)點(diǎn)。
[二]、微波器外殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求
TR組件目前常用的高功率發(fā)熱芯片主要有GaAs，GaN和LTCC，其中典型的整體微波器殼體TR組件的幾乎都為封閉式盒體結(jié)構(gòu)。GaAs，GaN芯片直接或間接(有過(guò)渡層)焊接在殼體上，然后和印制板進(jìn)行鍵合，然后整個(gè)盒體進(jìn)行密封裝。
該種形式TR的氣密封裝形式簡(jiǎn)便，但是厚度受限，一般不低于5mm。我所目前常用微波、毫米波TR組件主要是Ku，K，Ka頻段，半波長(zhǎng)在5~11毫米。當(dāng)TR組件的厚度受限時(shí)，就采用局部氣密封裝的形式，將天線(xiàn)和TR做成LTCC然后將LTCC焊接在TR背板上，對(duì)LTCC進(jìn)行局部氣密封。
相控陣毫米波導(dǎo)引頭TR組件由于厚度受限，設(shè)計(jì)采用局部氣密封裝方式。相控陣毫米波導(dǎo)引頭天線(xiàn)的間距為9mm，TR組件封裝外殼典型結(jié)構(gòu)為間距9mm的磚式結(jié)構(gòu)。雙面焊接LTCC基板，單面焊接2片，該TR背板上要同時(shí)集成LTCC及收發(fā)電路，中間還有部分波導(dǎo)，尺寸小，器件集成度好，安裝定位要素多，精度要求高。該TR背板不僅是所有元器件的安裝載體，也是整個(gè)TR抵抗環(huán)境應(yīng)力破壞的基體，對(duì)設(shè)計(jì)該背板的材料除應(yīng)與LTCC進(jìn)行熱匹配外，還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度抵抗沖擊、振動(dòng)等環(huán)境因素的破壞。
為了與芯片的熱膨脹系數(shù)相匹配以減少工作時(shí)芯片受熱應(yīng)力破壞的可能，應(yīng)根據(jù)芯片的熱膨脹系數(shù)選擇與之相近的硅鋁合金復(fù)合材料，硅鋁合金復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)目前外洋有5，6，7，9，11，13，15，17等規(guī)格，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家的產(chǎn)品還不能全部覆蓋外洋的規(guī)格。由于加工性能和采購(gòu)周期的限制，結(jié)合對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)使用情況的調(diào)研結(jié)果，對(duì)膨脹系數(shù)為9和11兩種規(guī)格的材料進(jìn)行了相關(guān)的驗(yàn)證。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，膨脹系數(shù)為9和11的硅鋁合金復(fù)合材料材料LTCC封裝的TR組件殼體的要求
除上述電路總體要求外，由于相控陣毫米波導(dǎo)引頭項(xiàng)目TR組件外殼采用新型封裝材料硅鋁合金復(fù)合材料為基體材料，因其高脆性特點(diǎn)，結(jié)合氣密封裝性與環(huán)境適應(yīng)性要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需保護(hù)其加工工藝性、鍍覆性能、焊接性能以及使用性能等。