[发明专利]一种变频微波加热装置

说明书

本发明提供了一种变频微波加热装置，包括机器人、第一控制器、执行器、一路或多路微波天线、电源和若干电缆；所述执行器包括壳体，微波衰减器，变频微波发生器以及功率放大器。采用上述技术方案后，本申请的变频微波加热装置产生的微波能量集中在微波天线端的小范围点状区域内，能够瞬间在小范围空间内产生大功率、高能量密度的微波电磁场环境，对材料进行定点、逐点微波加热，在极短的时间内就能完成干燥固化。此外，本申请的变频微波加热装置具备体积小、重量轻、便于机器人握持操作等特性，完全满足工业产品自动化批量生产的使用需求，并且借助该装置，能够实现微波热处理由离线操作转变为在线操作的生产工艺革新。

技术领域

本发明涉及工业自动化制造技术领域，尤其涉及在工业制造环节中，对材料进行快速加热干燥固化的热处理。

背景技术

微波加热是指，材料处于微波环境下，材料内部会形成偶极子或已有偶极子重新排列，并且随着高频交变电磁场以每秒数亿次的频率高速摆动，这样就照成材料分子在电磁场作用下不停的重新排列，过程中就必须克服分子间原有的热运动和分子作用力的阻碍，从而产生类似宏观物体相互运动中出现的摩擦现象。因此，微波加热过程可以简单概括为，电磁场能量在材料内部转化成热能，导致材料自身发热升温的过程。

传统微波加热设备，通常是一种加热炉形式的设备，具备一定大小的封闭腔体，设备能够在腔体内部产生电磁场环境。热处理过程是将待处理的工件送入微波加热炉腔体内部电磁场环境中，设定加热时间，完成热处理过程。由于腔体大小有限，这种类型的微波加热设备只能用于处理体积较小的工件，对于超长、超宽的工件无能为力，如：车身内饰材料粘接、车身油漆干燥，等等。此外，在自动化流水线生产情况下，各类产品结构组件粘接胶合环节中，工艺要求往往仅限于几个关键点位置的材料快速干燥固化，而非材料整体干燥固化，这种情况下，将胶合组件整体放入微波加热炉内进行热处理，明显效率过低，干燥固化时间过长，难以达到生产工艺要求。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种变频微波加热装置，包括机器人、第一控制器、执行器、一路或多路微波天线、电源和若干电缆；

所述执行器包括：

壳体，所述壳体的一端连接于所述机器人的操作臂，所述壳体的另一端连接所述一路或多路微波天线；

微波衰减器，所述微波衰减器用于对变频微波发生器产生的变频微波信号进行衰减，并传输至功率放大器；

变频微波发生器，所述变频微波发生器用于通过频率合成的方式，在第一控制器的控制下按要求产生变频微波信号，所述变频微波是指微波信号频率在特定波段范围内随时间不停变化，且多个频率同时存在的具有一定带宽的频谱，所述变频微波采用频率合成技术获得，所述频率合成技术是指将一个或多个基准频率变换成一个或多个合乎要求的所需频率的技术；以及

功率放大器，所述功率放大器用于对衰减后的变频微波信号进行功率放大，输出大功率的变频微波信号；

所述机器人、所述第一控制器、所述执行器、所述一路或多路微波天线和所述电源之间分别通过所述电缆相互连接；所述机器人包括操作臂和第二控制器，所述第一控制器和所述第二控制器之间通信连接，所述第二控制器用于控制所述机器人的操作臂操作动作；所述第一控制器用于控制所述变频微波发生器的启动和关闭；所述一路或多路微波天线用于当工作时，将大功率的变频微波信号辐射出去，从而在微波天线的前方小范围区域内形成电磁场并照射到待加热对象上。

所述变频微波加热装置能够对材料进行定点、逐点微波加热。

进一步地，所述功率放大器输出100W-250W的变频微波信号。

进一步地，所述第一控制器是以ARM为处理器的嵌入式控制器，主频600MHz，双核，内存4G。

进一步地，所述衰减器的衰减范围为0～33dB。