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提升竞争力,介质滤波器调试自动化势在必行

于制造业来说,疫情对传统劳动密集型企业影响最大,人员短缺影响企业复工复产。在陶瓷介质滤波器生产过程中,最依赖人力的环节莫过于调试。一直以来,介质滤波器的调试基本都是工人手持磨头对滤波器的表面银层进行去除,通过网络分析仪对滤波器性能的变化进行实时监测,然后不断地根据图形的变化进行调试工作,最终实现滤波器的性能。 


此外,在介质滤波器实际大量生产中,由于生产装配等误差因素影响,每只介质滤波器必须通过熟练工人完全调试,才能实现介质滤波器性能的一致性和稳定性,银层的去除量对影响滤波器的性能,因此调试工作需要工人的工作熟练程度以及实际操作经验积累,在这方面,传统的介质滤波器生产厂商占有优势,而对于刚涉入的企业来说,培养经验丰富的调试员存在一定的周期和难度,不仅浪费人力,工作效率低下,且调试效果因人而异,不能保证调试质量,人工调试带来的生产成本和产能瓶颈也大大阻碍了介质滤波器规模化生产。自动化的调试方案成为大家讨论的热点。


调试自动化是业内非常关注的难题。介质滤波器的陶瓷介质体上设有多个谐振孔,介质体表面全部或部分覆盖银层,在特定位置表面去除一定面积的银层可改变滤波器的频率或者耦合起到调谐的作用。


图   镀银的陶瓷介质体


自动化的调试是将介质滤波器固定于调试平台上,通过网络分析仪读取介质滤波器的实时监测性能,数据传入计算机,将实时监测性能与目标性能进行比对,通过调试算法软件对数据进行分析,产生控制信号,驱动去除装置定位于对应谐振孔的位置处,根据控制信号设定的银层去除量,去除定量的谐振孔表面的银层,直至实时监测性能与目标性能相匹配。


图    某专利:一种介质滤波器自动调试方法、装置及系统 (CN 110676553 A)


当然,这其中的去除装置方面我们之前也讨论过,不外乎两种方法,一种就是机械磨削,就是通过伺服驱动装置控制磨头来回运动对银层进行去除,还必须精确控制磨头的打磨力度,确保较好的调试效果,所以可安装压力传感器实现磨头打磨力度的精确控制,确保介质滤波器自动调试的稳定性,机械设备代替了人工进行调试工作。另一种就是采用激光设备,控制装置在对数据进行分析后控制激光设备烧蚀位置及烧失量,去除对介质滤波器的银层以改变频率或者耦合,起到调谐的作用,非接触式加工,调试效率高、成本低。更多激光相关内容查看前文《激光在陶瓷介质滤波器中的应用》。


当然,去除装置可以不止一个,可多个同时进行调谐,此外,也少不了自动上下料装置、伺服驱动装置、机器人等之类的配合,这样一个自动化装置就可以大大提升滤波器调试的效率,提升产能,降低生产成本,实现介质滤波器大规模生产。


针对调试自动化,有业内人士表示,激光调试方案仅需要3~5S,自动上下料,优化以后有望做到2S,当然也要滤波器本身优化的很好,介质滤波器工艺不好的话,调试过程中数据会跳变。对于调试软件算法跟不上这个问题,业内人士表示算法计算大约只需要0.2S,包括从仪器读数据,激光执行机构很快,而且不是所有的孔都要调试。当然也有人表示这只是理论值,实现不太可能,实际上,3.5G介质滤波器的自动化调试时间可达1~1.5min,2.6G的自动化目前是各个企业攻克的目标,自动化调试未来的发展将在于激光调谐,今后调试自动化的效率是否还能再提高,我们拭目以待。


如今,5G建设按下加速键,三大运营商密集发布5G采购计划,面对高达千亿的5G基建大单,通信设备厂商将直接受益,对滤波器厂商来说也是一大机遇,自动化产线更有助于企业提升竞争力,抓住机遇。


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