CN115091187A - 一种太赫兹行波管高精度对准工装及对准装配方法 - Google Patents

一种太赫兹行波管高精度对准工装及对准装配方法 Download PDF

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李新义
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
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Abstract

本发明涉及一种太赫兹行波管高精度对准工装及对准装配方法，属于电子设备领域。电子枪工装、慢波结构工装均包括调平工装，多轴精密位移平台，底座，组合成直角形状的两个等高块，基座；底座的同一水平面上布置多轴精密位移平台及组合成直角形状的两个等高块；位于多轴精密位移平台的上端部设有调平工装；所述调平工装内布置电子枪或慢波结构；电子枪工装与慢波结构工装中电子枪与慢波结构相对布置且置于基座上。本发明利用激光测量仪和两个等高块补偿电子枪非接触测量不同高度的误差，通过激光测量仪和工装模具，使电子枪和慢波***的对中精度达到微米量级，进而提高行波管工作可靠性和稳定性。

Description

一种太赫兹行波管高精度对准工装及对准装配方法
技术领域
本发明涉及一种太赫兹行波管高精度对准工装及对准装配方法，属于电子设备领域。
背景技术
针对于太赫兹行波管，其零部件结构尺寸极大地减小，进入微米尺度，急剧减小的结构尺寸导致所能提供的电子注尺寸减小，倘若电子枪与慢波结构无法实现高精度对准，电子就不会按照预设轨迹前进，难以实现太赫兹行波管要求的输出功率及电性能指标，影响行波管工作可靠性。对于带状电子注而言，有两方面的困难，第一，带状电子注无法采用圆形电子注孔轴式的对中形式，难以确定其中心坐标；第二，由于尺寸小、带状电子注，只能采取非接触式测量的方式进行测量，高度上存在无法避免的测量误差。因此亟待开发一种高精度对准工装来满足于太赫兹行波管高精度对中的应用需求。
发明内容
本发明提供了一种太赫兹行波管高精度对准工装及对准装配方法，助机械和光学技术，结合带状电子注电子枪和慢波***结构，通过激光测量仪和工装模具，使电子枪和慢波***的对中精度达到微米量级，进而提高行波管工作可靠性和稳定性。
本发明采用如下技术方案：
本发明所述的太赫兹行波管高精度对准工装，包括电子枪工装及慢波结构工装；所述电子枪工装、慢波结构工装均包括调平工装，多轴精密位移平台，底座，组合成直角形状的两个等高块，基座；所述底座的同一水平面上布置多轴精密位移平台及组合成直角形状的两个等高块；位于多轴精密位移平台的上端部设有调平工装；所述调平工装内布置电子枪或慢波结构；
所述电子枪工装与慢波结构工装中电子枪与慢波结构相对布置且置于基座上。
本发明所述的太赫兹行波管高精度对准工装，所述调平工装上用于调节电子枪阴极面水平角度；所述调平工装包括电子枪装配底座、电子枪装配开缝套筒、电子枪装配调节座、调节螺钉；所述电子枪装配底座内设有腔体，腔体内设有同心布置的电子枪装配调节座；所述电子枪装配调节座内设有用于安装电子枪的电子枪装配开缝套筒；所述电子枪装配调节座内设有纵向及横向布置的调节螺钉。
本发明所述的太赫兹行波管高精度对准工装，所述电子枪装配底座还设有横向布置的调节螺钉，该调节螺钉用于调节电子枪装配调节座。
本发明所述的太赫兹行波管高精度对准工装的装配方法，对准装配步骤如下：
步骤一、准备用于安装电子枪工装、慢波结构的底座；分别在底座上安装固定两个等高块及多轴精密位移平台；
步骤二、分别在多轴精密位移平台上安装调平工装，调平工装内安装电子枪及慢波结构；
步骤三、通过调平工装将电子枪的阴极上表面调水平，水平面精度控制在2微米内；
步骤四、电子枪工装中以相互垂直的两个等高块作为X、Y轴坐标系；采用激光测量仪校准电子枪的阴极在该X、Y轴坐标系中的位置；
步骤五、通过调平工装将慢波结构电子注通道垂直定位面调水平，将电子注通道孔的两个垂直侧面分别平行于定两个等高块的垂面；该定位面是指与电子枪相对的平面，垂直于电子注通道孔，注通道孔的位置位于慢波的中心出；
步骤六、慢波结构工装中以相互垂直的两个等高块作为X、Y轴坐标系，采用激光测量仪校准慢波结构中电子柱通道的孔在该X、Y轴坐标系中的位置；
步骤七、将步骤四及步骤六中电子枪的阴极及慢波结构的电子注通道的中心坐标保持一致；
步骤八、将步骤八中电子枪及慢波结构翻转90°，且布置在基座上；在基座上滑动贴合实现太赫兹行波管带状电子注电子枪中阴极与慢波对准的装配。
本发明所述的太赫兹行波管高精度对准工装的装配方法，步骤一中两个等高块的高度差在±0.5mm内；两个等高块相互垂直且之间的夹角为90°±5′。
有益效果
本发明采用调平工装调节电子枪水平，采用多轴精密位移平台确定调平工装的三个坐标，实现了电子枪X轴坐标、Y轴坐标和R轴坐标的确定。
本发明利用激光测量仪和两个等高块补偿电子枪非接触测量不同高度的误差。根据太赫兹行波管稳定性工作的要求，借助机械和光学技术，结合带状电子注电子枪和慢波***结构，通过激光测量仪和工装模具，使电子枪和慢波***的对中精度达到微米量级，进而提高行波管工作可靠性和稳定性。
附图说明
图1是本发明的电子枪调平结构示意图；
图2是本发明的电子枪调平结构的俯视示意图；
图3是图1中A处结构示意图；
图4是本发明的电子枪调平工装与慢波调平工装布置示意图。
图中1-调平工装，2-多轴精密位移平台，3-底座，4-等高块一，5-等高块二，6-电子枪装配底座，7-电子枪装配开缝套筒，8-电子枪装配调节座，9-调节螺钉，10-基座，11-阴极。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
如图1所示：一种可精确对准电子枪与慢波结构的工装及装配方法，其特征在于：它包括调平工装1两套、多轴精密位移平台2两套、底座3、等高块一4、等高块二5，其中调平工装包括电子枪装配底座6、电子枪装配开缝套筒7、电子枪装配调节座8、调节螺钉9三个。具体的装配方式如图所示。
了更加详细的描述本申请，太赫兹行波管高精度对准工装及其装配方法，其特征包括如下步骤：
1、将多轴精密位移平台2装配在底座3上，再将调平工装1装配在多轴精密位移平台2上；
2、借助三个调节螺钉，将电子枪中阴极11面调水平，精度控制在2微米内；该电子枪的阴极11为正方形，以边缘部作为配平参照。
3、测量从底座端面到电子枪中阴极11面的距离，并将等高块1和等高块2的高度调节与其一致（高度在±0.5mm内），借助销钉和螺杆将等高块一和等高块二安装在底座3上，保证两个等高块互相垂直，夹角为90°±5′；
4、调节多轴精密位移平台R坐标，借助激光测量仪将阴极11的两个边缘分别与X、Y轴（等高块的两个垂直面）平行，平行度控制在2微米以内；
5、采用激光测量仪，测量电子枪中阴极11相对于等高块的中心坐标；
6、重复步骤1将另一个多轴精密位移平台2装配在底座3上，再将慢波结构调平工装装配在多轴精密位移平台2上；
7、借助调节螺钉将慢波结构的电子注通道的垂直面调水平，精度控制在2微米内；
8、测量从底座端面到慢波结构电子注通道垂直定位面的距离，并将两个等高块的高度调节与其一致（高度在±0.5mm内），借助销钉和螺杆将等高块1和等高块2安装在底座3上，保证两个等高块互相垂直，夹角为90°±5′；
9、调节多轴精密位移平台R坐标，借助激光测量仪将慢波结构电子注通道孔的两个垂直侧面分别与X、Y轴（等高块的两个垂直面）平行，平行度控制在2微米以内；
10、采用激光测量仪，测量慢波结构电子注通道相对于等高块的中心坐标；
11、调节多轴精密位移平台的X、Y轴，使慢波结构的电子注通道与电子枪中阴极11中心坐标一致，精度控制在2微米内；
12、将两个中心坐标一致的工装翻转90°，在一个具有垂直的基座10上滑动至贴合，这样即可实现太赫兹行波管带状电子注电子枪中阴极11与慢波对准的装配。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种太赫兹行波管高精度对准工装，其特征在于：包括电子枪工装及慢波结构工装；所述电子枪工装、慢波结构工装均包括调平工装，多轴精密位移平台，底座，组合成直角形状的两个等高块，基座；所述底座的同一水平面上布置多轴精密位移平台及组合成直角形状的两个等高块；位于多轴精密位移平台的上端部设有调平工装；所述调平工装内布置电子枪或慢波结构；
所述电子枪工装与慢波结构工装中电子枪与慢波结构相对布置且置于基座上。
2.根据权利要求1所述的太赫兹行波管高精度对准工装，其特征在于：所述调平工装上用于调节电子枪阴极面水平角度；所述调平工装包括电子枪装配底座、电子枪装配开缝套筒、电子枪装配调节座、调节螺钉；所述电子枪装配底座内设有腔体，腔体内设有同心布置的电子枪装配调节座；所述电子枪装配调节座内设有用于安装电子枪的电子枪装配开缝套筒；所述电子枪装配调节座内设有纵向及横向布置的调节螺钉。
3.根据权利要求2所述的太赫兹行波管高精度对准工装，其特征在于：所述电子枪装配底座还设有横向布置的调节螺钉，该调节螺钉用于调节电子枪装配调节座。
4.利用权利要求1至3任意一项所述的太赫兹行波管高精度对准工装的装配方法，其特征在于：对准装配步骤如下：
步骤一、准备用于安装电子枪工装、慢波结构的底座；分别在底座上安装固定两个等高块及多轴精密位移平台；
步骤二、分别在多轴精密位移平台上安装调平工装，调平工装内安装电子枪及慢波结构；
步骤三、通过调平工装将电子枪的阴极上表面调水平，水平面精度控制在2微米内；
步骤四、电子枪工装中以相互垂直的两个等高块作为X、Y轴坐标系；采用激光测量仪校准电子枪的阴极在该X、Y轴坐标系中的位置；
步骤五、通过调平工装将慢波结构电子注通道垂直定位面调水平，将电子注通道孔的两个垂直侧面分别平行于定两个等高块的垂面；
步骤六、慢波结构工装中以相互垂直的两个等高块作为X、Y轴坐标系，采用激光测量仪校准慢波结构中电子柱通道的孔在该X、Y轴坐标系中的位置；
步骤七、将步骤四及步骤六中电子枪的阴极及慢波结构的电子注通道的中心坐标保持一致；
步骤八、将步骤八中电子枪及慢波结构翻转90°，且布置在基座上；在基座上滑动贴合实现太赫兹行波管带状电子注电子枪中阴极与慢波对准的装配。
5.根据权利要求4所述的太赫兹行波管高精度对准工装的装配方法，其特征在于：步骤一中两个等高块的高度差在±0.5mm内；两个等高块相互垂直且之间的夹角为90°±5′。
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