專利名稱：真空磁控濺射工件的自動排布、翻面、收集裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在高溫真空箱體內(nèi)工件的自動連續(xù)排布、翻面、收集裝置，特別是用于真空磁控濺射鍍膜工件的自動排布、翻面和收集裝置。
背景技術：
目前，真空磁控濺射涂覆技術由于涂膜致密質(zhì)量好、加工過程對環(huán)境影響小，是一種快速發(fā)展的新型表面處理技術。已經(jīng)在金屬和非金屬工件的表面裝飾、防腐、耐磨等加工中獲得應用，然而，由于磁控濺射加工需要在高溫、真空條件下工作，不能使用通常的方法進行工件的自動連續(xù)排布、翻面和收集，對于所有表面都需要無遺漏全涂覆的工件，目前只能在非真空條件下人工布料，涂完一面需要解除真空人工翻轉(zhuǎn)后，再建立真空噴涂另一面， 因此工作效率非常低，影響了這項技術的更廣泛應用。CN101985737A公開一種太陽能集熱板芯片真空磁控鍍膜生產(chǎn)線，它采用模塊結(jié)構(gòu)水平掛式逐塊運送單面濺射，無須翻面，也無須無損收集包裝，與本發(fā)明要解決的技術問題相距甚遠。為提高真空磁控濺射涂覆的生產(chǎn)效率，降低加工成本，需要能夠一次性在真空設備中裝入大批量的工件，在加工的同時實現(xiàn)工件的自動排布、翻轉(zhuǎn)、和收集。對于一些易損工件或涂覆膜需要后處理提高牢度的工件還需要實現(xiàn)自動的無損收集。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術現(xiàn)狀而提供一種能夠在高溫真空條件下工作的工件連續(xù)排布、翻面、無損收集裝置。所述裝置應用于金屬或非金屬工件的真空磁控濺射涂覆和其它表面處理加工。本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案為真空磁控濺射工件的自動排布、翻面、收集裝置，它包括真空腔體、磁控濺射靶和自動控制系統(tǒng)，其特征還包括設在磁控濺射靶下方的工件濺射傳送機，設在工件濺射傳送機前端的工件托盤、工件抓取排布機構(gòu)和工件托盤升降機構(gòu)，所述工件抓取排布機構(gòu)設在工件托盤的上方，工件托盤升降機構(gòu)連接在工件托盤的下方；所述工件濺射傳送機包括第一段工件傳送帶和第二段工件傳送帶，在第一和第二段傳送帶之間設輥式翻面棘輪，在第二段傳送帶后端設包括卷取蝸輪、柔性帶、卷取蝸桿、轉(zhuǎn)向輥和儲帶輪的卷帶式工件收集機構(gòu)，卷取蝸輪牽引儲帶輪卷繞柔性帶卷緊工件形成收集圈筒。所述工件托盤設有用于工件定位的槽、孔。所述工件托盤可以由金屬或非金屬材料制作。所述工件托盤升降機構(gòu)包括升降蝸輪、升降蝸桿、傳動齒輪、升降絲桿和傳動輪， 升降蝸桿與升降蝸輪嚙合傳動帶動傳動齒輪，傳動齒輪和絲桿傳動輪帶動絲桿升降。所述工件抓取排布機構(gòu)包括電動機驅(qū)動的工件抓取機和往復行走機構(gòu)。所述工件
3抓取機包括抓取蝸輪、抓取蝸桿、抓取絲桿和工件抓夾，往復行走機構(gòu)包括導輪和導軌。工件抓取排布機構(gòu)能夠一次抓取、運送一個或多個相同或不相同的工件到第一段傳送帶上。所述濺射傳送機包括由電動機驅(qū)動的主動輪，由主動輪帶動的第一和第二段工件傳送帶，傳送帶的表面根據(jù)需要可以是平面、卷曲、有槽或安裝構(gòu)件，用于輸送工件并使工件在輸送過程中得到充分濺射加工。所述濺射傳送機的工件傳送帶采用不會在高溫真空條件下?lián)]發(fā)有害物質(zhì)的金屬或非金屬材料。所述輥式翻面棘輪是由電動機驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)輥棘輪。輥棘輪外周面上設斜向棘齒， 在棘齒之間設收納工件的斜向槽，第一段傳送帶與輥式翻面棘輪面接觸，使工件能夠準確各自落入斜向槽中。在第二段傳送帶與輥式翻面棘輪之間安裝帶斜坡的滑塊，將工件由輥式翻面棘輪的斜向槽內(nèi)平滑轉(zhuǎn)移到第二段帶式輸送帶的第一排指定位置上。所述卷帶式工件收集機構(gòu)用于收集濺射加工后的工件，包括電動機、卷取蝸輪、卷取蝸桿、柔性帶、轉(zhuǎn)向輥和儲帶輪。工件經(jīng)第二段濺射涂覆后從第二段傳送帶末端掉落到柔性帶上。所述柔性帶可以是金屬帶或非金屬帶，卷取蝸輪按設定程序轉(zhuǎn)動將工件收集到卷帶之間并被逐行收卷包攏。所述卷帶式工件收集機構(gòu)可以跟蹤傳送帶運動速度，使工件在柔性帶上排布均勻并被卷攏成圈筒，完成一個批次的工件收集后，可以移出真空箱體，取出工件。本發(fā)明的裝置根據(jù)需要可以用于常溫到300°C的溫度和從常壓到10-11 高真空的條件下工作，選擇不同的結(jié)構(gòu)尺寸，所處理的工件大小可以從不足1克到數(shù)十千克，每裝料一次可以處理工件數(shù)克到數(shù)千千克。在封閉的真空腔體內(nèi)按照系統(tǒng)設定程序自動地實現(xiàn)工件的連續(xù)排布、翻面及無損收集。本套裝置不會在高溫真空條件下產(chǎn)生有害濺射涂覆的揮發(fā)物。預先將工件按一定規(guī)則裝入工件托盤，將工件托盤從裝料門推上工件托盤升降機構(gòu)。工件抓取排布機構(gòu)按規(guī)則抓取工件放入第一段工件傳送帶的指定位置，抓取機構(gòu)可以一次抓取一個或數(shù)個工件。當上層工件抓取完之后，工件托盤按規(guī)則上升一個節(jié)距。工件按規(guī)則排布于第一段工件傳送帶上，工件隨傳送帶運動并接受濺射涂覆加工，工件到達第一段傳送帶的末端落入輥式翻面棘輪。所述輥式翻面棘輪是一個表面設有斜向棘齒和斜向槽的圓柱輥，落入翻面棘輪的工件隨著機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)翻面，工件翻面后被送入第二段工件傳送帶，隨著傳送帶運動完成所有表面的濺射噴涂加工，被卷帶式無損收集機收集圈筒。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比在于在高溫真空條件下實現(xiàn)了批量工件的自動排布、自動傳送、自動翻面及無損收集。解決了以往在真空濺射涂覆設備中，工件需要人工逐個排掛，一次裝料能夠加工的工件數(shù)量非常少，尤其那些需要所有表面全涂覆的工件需要二次濺射，效率低、能耗大、成本高。采用本發(fā)明后無論是局部涂覆還是全面涂覆的工件都可以經(jīng)過一次裝料完成，本發(fā)明的裝置可以根據(jù)需要設計，使一次可以裝入足夠多的工件，這就大大提高了涂覆工作效率，降低了真空消耗的能源，使得加工成本得以降低，使真空濺射涂覆技術能夠在更大范圍推廣。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)裝置的示意圖。圖2為圖1中A—A剖面圖，即工件托盤升降機和工作抓取排布機結(jié)構(gòu)圖。
圖3為輥式翻面棘輪和工件放大側(cè)視圖。圖如為卷帶式工件收集機構(gòu)結(jié)構(gòu)側(cè)視圖，其中圖4b為圖如的主視圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述。如圖1所示，本實施例為用于對永磁體如鐵氧體或釹鐵硼表面涂鍍流水線，結(jié)構(gòu)包括工件托盤升降機構(gòu)1、工件托盤2、工件抓取排布機構(gòu)4、第一段工件傳送帶5、輥式翻面棘輪7、第二段工件傳送帶8、卷帶式工件收集機構(gòu)9，真空腔體10、自動控制系統(tǒng)11、抽真空系統(tǒng)12。在工件裝入加工設備之前，預先按規(guī)則碼放在工件托盤2上，此托盤2放在特制的支架上，打開真空腔體10的進料門，將工件托盤2和工件3 —起推到工件托盤升降機構(gòu)1 上并鎖緊，工件3可有規(guī)則地疊放成η行*m列*/層。所述工件3形狀可以是規(guī)則的幾何形體或不規(guī)則形體，重量可以從數(shù)克到數(shù)十千克。所述工件托盤2可以由金屬或非金屬材料制作，其上可以有槽、孔等用于工件定位的構(gòu)造。參看圖2所示，所述工件托盤升降機構(gòu)1包括升降蝸輪觀、升降蝸桿沈、傳動齒輪 27和四、升降絲桿25和升降絲桿傳動輪30，升降蝸桿沈與升降蝸輪28嚙合傳動，升降蝸輪洲帶動傳動齒輪27和四轉(zhuǎn)動，并由傳動齒輪27和四帶動左、右、前、后四個絲桿傳動輪30帶動升降絲桿25升降，工件托盤升降機構(gòu)1支撐工件托盤2和工件3按設計要求升高或降低。所述工件托盤2可以和升降機構(gòu)1鎖定防止移動。所述工件抓取排布機構(gòu)4包括工件抓取機17和橫向往復行走機構(gòu)18。所述工件抓取機17包括抓取蝸桿22、抓取蝸輪21、抓取絲桿23和工件抓夾M，抓取蝸桿22與抓取蝸輪21嚙合的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為帶動抓取絲桿23作上下直線運動，抓取絲桿23連接工件抓夾24觸碰工件3并定位收緊夾取工件3。橫向往復行走機構(gòu)18包括導向輪31和導軌32， 導向輪31沿導軌32移動帶動工件抓取機17移動到第一工件傳送帶5上方，抓取蝸桿22 反轉(zhuǎn)抓取蝸輪21轉(zhuǎn)動使抓取絲桿23下降，工件抓夾M松開工件并使工件3落入第一段傳送帶5第一排位置，本實施例每次抓放一排四塊。一套裝置可以包括1個或數(shù)個工件抓取排布機構(gòu)，可以一次抓取、排布1個或數(shù)個工件。工件抓取排布機構(gòu)4按照濺射涂覆工作的要求設定抓取排布的速度和節(jié)奏，速度和節(jié)奏可由自動控制系統(tǒng)11在一定范圍調(diào)整。所述第一段工件傳送帶5和第二段工件傳送帶8是由電動機驅(qū)動的機械裝置，電動機驅(qū)動主動輪帶動工件傳送帶傳送工件3，所述濺射傳送機的傳送帶可以是金屬帶或非金屬帶，所用材料不會在高溫真空條件下產(chǎn)生有害濺射涂覆的揮發(fā)性物質(zhì)，帶的表面可以是平面、網(wǎng)狀、有槽、紋或安裝構(gòu)件。傳送帶在傳送過程中使工件得到濺射加工。工件3可以單排也可以多排地排布于傳送帶上。工件3隨傳送帶運動，傳送速度由自動控制系統(tǒng)11 調(diào)節(jié)控制到達左端后滑入輥式翻面棘輪7。參看圖3所示，輥式翻面棘輪7由電動機驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)輥式棘輪。輥式翻面棘輪7外周面設棘齒15，在棘齒之間設收納工件的斜向槽15a，輥式翻面棘輪7設在第一段工件傳送帶5末端與第二段工件濺射傳送帶8始端的被動輪14、13之間，在第一段工件傳送帶5末端與輥式翻面棘輪7面接觸以限定工件3準確進入斜向槽15a內(nèi)。在第二段工件傳送帶8 始端與輥式翻面棘輪7接觸面的兩側(cè)設斜向滑塊16，此滑塊設計恰當?shù)膬A角使工件順利滑下并保持適當間距，準確進入第二段工件傳送帶8的始端位置。所述第二段工件傳送帶8，其主體結(jié)構(gòu)和第一段工件傳送帶5基本相同，工件隨第二段工件傳送帶8運動的同時，被翻轉(zhuǎn)的一面在傳送過程中也得到濺射加工。工件到達傳送機尾端后，落入卷帶式工件收集機9中。參看圖4所示，所述卷帶式工件收集機構(gòu)9適用于對永磁體易碎工件無損收集包裝，包括底座40、電機45、卷取蝸輪46、卷取蝸桿44、收集輥41、柔性帶47、轉(zhuǎn)向輥43和儲帶輪42，電機45帶動卷取蝸桿44嚙合卷取蝸輪46邊轉(zhuǎn)動邊由收集輥41將工件3卷進柔性帶47拉緊綁成卷筒。收集輥41上的柔性帶47卷取速度可以根據(jù)工件落入的節(jié)奏，由自動控制系統(tǒng)11控制程序設定。收集機的儲量需要和裝料量匹配，收集完一個批次的工件后， 收集輥41和收集圈筒同時移到真空腔體10外取出工件和收集輥。所述的自動控制系統(tǒng)11由專門設計的微電腦控制系統(tǒng)進行實時控制。所述的真空腔體10內(nèi)的真空度依被加工的工件要求由微電腦和抽真空系統(tǒng)12調(diào)節(jié)控制。
權(quán)利要求
1.真空磁控濺射工件的自動排布、翻面、收集裝置，它包括真空腔體、磁控濺射靶和自動控制系統(tǒng)，其特征還包括設在磁控濺射靶下方的工件濺射傳送機，設在工件濺射傳送機前端的工件托盤、工件抓取排布機構(gòu)和工件托盤升降機構(gòu)，所述工件抓取排布機構(gòu)設在工件托盤的上方，工件托盤升降機構(gòu)連接在工件托盤的下方；所述工件濺射傳送機包括第一段工件傳送帶和第二段工件傳送帶，在第一和第二段工件傳送帶之間設輥式翻面棘輪，在第二段工件傳送帶后端設包括卷取蝸輪、柔性帶、卷取蝸桿、轉(zhuǎn)向輥和儲帶輪的卷帶式工件收集機構(gòu)，卷取蝸輪牽引儲帶輪卷繞柔性帶卷緊工件形成收集圈筒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空磁控濺射工件的自動排布、翻面、收集裝置，其特征是所述工件托盤升降機構(gòu)(1)包括升降蝸輪(28)、升降蝸桿(26)、傳動齒輪(27、四)、升降絲桿 (25)和升降絲桿傳動輪(30)，升降蝸桿(26)與升降鍋輪(28)嚙合傳動，升降蝸輪(28)帶動傳動齒輪(27和四)轉(zhuǎn)動，并由傳動齒輪(27和四)帶動左、右、前、后四個絲桿傳動輪(30 ) 帶動升降絲桿(25)升降。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空磁控濺射工件的自動排布、翻面、收集裝置，其特征是所述工件抓取排布機構(gòu)(4)包括工件抓取機(17)和橫向往復行走機構(gòu)(18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空磁控濺射工件的自動排布、翻面、收集裝置，其特征是所述工件抓取機(17)包括抓取蝸桿(22 )、抓取蝸輪(21)、抓取絲桿(23 )和工件抓夾(24 )，抓取蝸桿(22)與抓取蝸輪(21)嚙合回轉(zhuǎn)帶動抓取絲桿(23)上下直線運動，抓取絲桿(23)連接的工件抓夾(24 )觸碰工件(3 )并定位收緊夾取工件(3 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空磁控濺射工件的自動排布、翻面、收集裝置，其特征是所述橫向往復行走機構(gòu)(18)包括導向輪(31)和導軌(32)，導向輪(31)沿導軌(32)移動帶動工件抓取機(17 )移動到第一段工件傳送帶(5 )上方。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空磁控濺射工件的自動排布、翻面、收集裝置，其特征是所述第一段工件傳送帶(5)和第二段工件傳送帶(8)由電動機驅(qū)動主動輪帶動工件傳送帶傳送工件(3 )，并在傳送過程中濺射加工工件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空磁控濺射工件的自動排布、翻面、收集裝置，其特征是所述輥式翻面棘輪(7)外周面設傾斜的棘齒(15)，在所述棘齒(15)之間設收納工件(2)的斜向槽(1^0。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空磁控濺射工件的自動排布、翻面、收集裝置，其特征是所述第一段傳送帶(5)末端與輥式翻面棘輪(7)面接觸，限定工件(3)準確滑入斜向槽(1 ) 內(nèi)，在第二傳送帶(8)始端與輥式翻面棘輪(7)接觸面的兩側(cè)設帶斜坡的滑塊(16)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空磁控濺射工件的自動排布、翻面、收集裝置，其特征是所述卷帶式工件收集機構(gòu)(9)包括底座(40)、電機(45)、卷取蝸輪(46)、卷取蝸桿(44)、收集輥(41)、柔性帶(47)、轉(zhuǎn)向輥(43)和儲帶輪(42)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的真空磁控濺射工件的自動排布、翻面、收集裝置，其特征是所述電機(45)帶動卷取蝸桿(44)嚙合卷取蝸輪(46)邊轉(zhuǎn)邊由收集輥(41)將工件(3)卷進柔性帶(47)拉緊成圈筒。
全文摘要
真空磁控濺射工件的自動排布、翻面、收集裝置，包括真空腔體、磁控濺射靶和自動控制系統(tǒng)，還包括設在磁控濺射靶下方的工件濺射傳送機，設在工件濺射傳送機前端的工件托盤、工件抓取排布機構(gòu)和工件托盤升降機構(gòu)，設在工件濺射傳送機中間的輥式翻面棘輪，設在工件濺射傳送機末端的卷帶式工件收集機構(gòu)。解決了在高溫真空條件下工件需要自動翻面進行全涂覆的技術難題，特別適于永磁體類易碎產(chǎn)品表面在傳送過程中批量完成所有表面的濺射噴涂加工，并被卷帶式無損收集機收集成圈筒。提高涂覆質(zhì)量，降低能源消耗和加工成本，使真空磁控技術在更大范圍推廣應用。
文檔編號C23C14/56GK102392224SQ201110372498
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者代文剛, 周暾, 張學士, 王育平, 趙惠芬 申請人:寧波科田磁業(yè)有限公司, 寧波金田銅業(yè)(集團)股份有限公司