CN101139699A - 一种量产真空镀膜系统结构及其工件传输系统 - Google Patents

一种量产真空镀膜系统结构及其工件传输系统 Download PDF

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Abstract

本发明总体采用组合式多真空仓结构，其中至少包括2个或2个以上的真空仓，各仓至少具有镀膜或辅助处理中的一种功能，所述的各镀膜仓中至少有一个仓中能使工件沿环形轨道连续运行多圈以便于镀厚膜，各辅助处理仓可以实现镀膜之外的各种辅助处理；相邻真空仓之间通过自动真空闸门连接，能实现仓间流程控制和实时分配各单元的工作时间和舱位；采用一种柔性输送带在真空条件下沿导轨运行，能自动交换或输送工件，以保证实施节拍式连续化或自动连续化的大批量的镀膜生产线的需要。

Description

一种量产真空镀膜系统结构及其工件传输系统
技术领域
本发明涉及真空镀膜系统，特别是用于量产的一种真空镀膜系统中真空仓的结构、布局及工件的传输系统和连续镀膜方法。
背景技术
提高质量和增加产量日渐成为现代工业产品降低成本并提高效益的重要途径，其中大批量工件需要真空沉积高质量的膜层，而且往往需要增加膜层厚度因而需要经过重复循环镀膜来实现，已成为急待解决的关键技术问题。但是现有镀膜系统大多采用单机单仓工作模式，真空镀膜系统从大气到高真空不断循环带来沉重的排气负担，降低了生产效率；现有工件的装载通常采用无传输的装、卡方式，基本以齿轮啮合使工件架上的工件旋转，每种工况只完成一个镀膜程序。这就束缚了产品的批量生产，造成膜层缺陷和性能的一致性差；同时，也难以实施节拍式连续化或自动连续化的大批量的镀膜生产工艺，生产效率低导致生产成本高。
CN1566398A公开了一种连续式真空装饰镀覆的方法，将物品置于普通的连续输送带上，一个接一个地送入低真空仓体、高真空镀膜仓体中进行镀膜。这种真空镀膜装置涉及的被镀工件采用普通的带式输送方式，适应的真空镀膜设备类型受限，传输效率需进一步提高。
ZL200520147087.1我们公开了一种互套双仓结构：将前处理仓、后处理仓与镀膜产品的转移仓合为一辅助仓，然后与镀膜仓形成互套双仓结构；开启设置在两仓隔壁上的高真空阀门，两仓连通，可以在真空条件下，在该两仓之间进行工件换位；关闭该阀门两仓隔离，在镀膜仓进行镀膜的同时，在辅助仓内进行工件前处理、镀膜产品后处理及其进出镀膜系统的转移等，均不影响镀膜仓的正常工作。
ZL200520130173.1我们公开了一种2个或多个镀膜仓共用一个或多个移动式切换仓，进行待镀膜工件和镀膜产品切换的真空镀膜系统，其中镀膜仓具有高真空排气装置、切换仓具有真空排气装置；移动式切换仓可分别与各个镀膜仓对接；镀膜仓和切换仓分别设有相互匹配的对接口；在切换仓内设有两个可放置工件架的工位，并以一移动换位机构连接。该系统适于大批量生产，避免镀膜仓从大气压至高真空不断循环带来的排气负担和污染，提高生产效率，降低成本。
后两个专利从不同角度都向量产前进了一步，并为其进一步发展积累了一定基础；但是，仍有一定的局限性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种新型真空镀膜系统结构及其工件的高效传输系统，可靠地实现大批量真空镀膜生产及其相关处理。
为了增大镀膜机的处理量，单纯扩大镀膜仓的容积受到一定的限制，而增加镀膜仓的数量，并通过辅助仓进行协调和工件周转，是一有效途径，有广泛的发展空间。
本发明基于大批量工件，在真空镀膜工艺的不同阶段，对于其工作环境条件(真空度、气氛和温度等)的不同要求，采用如下的仓体结构和多仓空间布局：这种新型真空镀膜系统总体采用组合式多真空仓结构，其中至少包括两仓或2个以上的真空仓，各真空仓至少具有镀膜或辅助处理中的一种功能；所述的各镀膜仓中至少有一个真空仓中能使工件沿环形轨道连续运行多圈以便于镀厚膜；各辅助处理仓可以实现镀膜之外的各种辅助处理；相邻真空仓之间通过自动真空闸门连接，实现仓间流程控制；采用一种柔性输送带在真空条件下沿导轨运行，能自动交换或输送工件。
为了适应大批量工件快速沉积厚膜的需要，在一个镀膜仓中，以工件在圆筒形空间内运转，在其内、外布置面对工件的两图靶群，在柔性板形工件的单面或双面、分离工件的各表面均匀地沉积厚膜；也可以使工件转一周以上以增加沉积时间，从而在工件的单面或双面获得均匀的厚膜层。
所述的多真空仓采用标准化的模块设计，任一仓体可单独使用，可作为真空镀膜仓以实现不同的镀膜工艺制程；也可用作辅助处理仓以分别实现镀膜之外的各种辅助处理功能，其中包括待镀膜工件进入仓、镀膜前预抽真空和预热等预处理，镀膜产品的真空钝化等后处理和产品出仓；在所述的多仓之间，可以根据生产线结构的需要任意组合和联接。
在所述的真空仓连用时，可以在相邻的单元仓体之间设置真空通道，其中安装至少一个自动真空闸门；当一个闸门打开时，工件架只能单向进入或者单向退出相关仓；当两个自动闸门同时打开时，容许不同的工件架同时分别进、出相关仓；工件在相邻的真空仓之间切换时，是在真空条件下(10-4Pa-1000Pa)完成的。
当多仓连用时，可根据每仓制程的时间不同，由自动闸门实时分配各单元的工作时间和舱位。
自动真空闸门关闭时，真空通道封闭，各真空仓独立工作，分别完成不同的镀膜制程或处理。
自动真空闸门能以不同结构连接所述的真空仓，可以构成含不同功能仓串联、并联和/或混联及其不同流程的组合式连续镀膜生产线。
采用一种柔性传输工件的装置，其中包括动力驱动系统、导轨和输送带，输送带沿导轨运行自动柔性地输送工件；导轨在真空镀膜仓中是圆弧或环形，在真空过渡仓中为环形或适宜曲率的曲线形状和/或直线形状；输送带在其宽度方向上的一部分进入导轨内部，而其外露在开口外的另一部分用于携带工件，输送带在宽度方向保持刚性，在厚度方向上显示出柔性，以匹配组合式连续镀膜及其相关处理的生产线工艺流程。
所述的自动真空闸门及其连接的多仓组合式连续镀膜生产线的真空系统，可以通过工控机、PLC(可编程序控制器)或工控机+PLC，实现节拍式或连续化镀膜及其相关处理工艺过程的自动协调和可靠地控制。
按照本发明的一种量产真空镀膜系统结构及其工件传输系统，易于实现批量工件在各种功能的真空仓中的高效交替转换，可靠而且自动地实现节拍式或连续式大批量真空镀膜生产及其相关处理。
附图说明
图1.是三仓(A、B、C)串联使用时的仓体和自动真空阀门布局示意图，其中A、B、C为3个独立仓体，在相邻的连用两仓A与B和B与C之间，分别通过真空通道中的自动真空阀门a-b和b-c连接。
图2.是本发明中导轨、工件输送带及其驱动装置示意图，其中：1-电动机；2-链轮；3-输送带；4-导轨。
图3.多仓连用时仓的串联、并联和或混联布局示意图：3a-N个独立仓体串联，3b-4个独立仓体并联和3c-5个个独立仓体混联(即串联和并联共存)。其中1、2、3、...N分别为N个独立仓体，-表示待镀膜工件进入仓，-表示镀膜产品出仓。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的量产真空镀膜系统及工件的传输系统和连续镀膜方法，作进一步详细说明，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
本发明首先在总体上采用组合式多真空仓结构，其中至少包括2个或2个以上的真空仓，各仓至少具有镀膜或辅助处理中的一种功能，所述的各镀膜仓中至少有一个仓中能使工件沿环形轨道连续运行多圈以便于镀厚膜，各辅助处理仓可以实现镀膜之外的各种辅助处理；相邻真空仓之间通过自动真空闸门连接实现仓间流程控制；采用一种柔性输送带在真空条件下沿导轨运行，能自动交换或输送工件，以保证实施连续化的大批量镀膜生产线的需要。
在一个镀膜仓中，以工件在圆筒形空间内运转，柔性板形工件采用公转，散装工件采用公转+自传，在其内、外布置面对工件的两圈靶群，在柔性板形工件的单面或双面、分离工件的各表面均匀地沉积厚膜；也可以使工件转一周以上以增加沉积时间，从而在工件的单面或双面获得均匀的厚膜。
所述的多真空仓采用标准化的模块设计，任一仓体可单独使用，可作为真空镀膜仓以实现不同的镀膜工艺制程；也可用作辅助处理仓以分别实现镀膜之外的各种辅助处理功能，其一中包括待镀膜工件进入仓、镀膜前预抽真空和预热等，镀膜产品的真空钝化等后处理和产品出仓。
在所述的真空仓连用时，可以在相邻的单元仓体之间设置真空通道，其中安装至少一个自动真空闸门，如图1所示，A、B、C三仓串联，在相邻的连用两仓A与B和B与C之间，分别通过真空通道及其中的自动真空阀门a-b和b-c连接；当一个闸门打开时，工件架只能单向进入或者单向退出相关仓；当两个自动闸门同时打开时，容许不同的工件架同时分别进、出相关仓；工件在相邻的真空仓之间切换时，是在真空条件下(10-4Pa-1000Pa)完成的。
当多仓连用时，可根据每仓制程的时间不同，由自动闸门实时分配各单元的工作时间和舱位。例如用A、B、C各单元连用镀多层膜，其中B的处理量大于A和C的处理量，在A和C分别完成第一制程后，进入B完成下一制程；或者A、B、C的处理量相当，由A、B、C依序分别镀不同的膜层，然后再进行后续几轮循环，从而得到所期望的多层薄膜。
自动真空闸门关闭时，真空通道封闭，各真空仓独立工作，分别完成不同的镀膜制程或处理。
如图2所示，采用一种柔性传输工件系统，其中包括动力驱动系统(电动机1和链轮2)、导轨4和输送带3，输送带3沿导轨4运行自动输送工件；导轨在真空镀膜仓中是圆弧或环形，在真空过渡仓中为环形或适宜曲率的曲线形状和/或直线形状；输送带在宽度方向上的一部分进入导轨内部，输送带外露在开口下方的另一部分用于携带工件，输送带在宽度方向保持刚性，在厚度方向上显示出柔性，以匹配组合式连续镀膜及其相关处理的生产线工艺流程。
如图3所示，自动真空闸门能以不同结构连接所述的多真空仓，如图3所示：3a-N个独立仓体串联、3b-4个独立仓体并联，和3c-5个个独立仓体混联(即串联和并联共存)；组合式连续镀膜生产线可以包含不同流程的镀膜仓和处理仓。
所述的自动真空闸门及其连接的多仓组合式连续镀膜生产线真空系统可以通过工控机、PLC(可编程序控制器)或工控机+PLC，实现节拍式或连续化镀膜及其相关处理工艺过程的自动协调和可靠地控制。
按照本发明的一种量产真空镀膜系统结构及其工件传输系统，实现了批量工件在各种功能的真空仓中的高效交替转换，可靠而且自动地实现了节拍式或连续式大批量真空镀膜生产及其相关处理，生产效率提高、成本降低。

Claims (10)

1.一种量产真空镀膜机结构及其工件传输系统，其特征在于：一种组合式多仓真空镀膜系统，至少包括两仓或2个以上的真空仓，各真空仓至少具有一种功能，其中至少有一个真空仓中能使工件沿环形轨道运动多圈；相邻真空仓之间通过自动真空闸门连接实现仓间流程控制；采用一种柔性输送带在真空条件下沿导轨运行，自动交换或输送工件。
2.根据权利要求1，所述的各真空仓的特征在于：各仓可以独立地分别进行不同的工艺过程，和实现不同的功能：工件进、出，真空镀膜，镀膜前、后的真空处理；其中，在真空镀膜工艺过程中，工件可以在镀膜仓中沿环形轨道运动多圈。
3.根据权利要求1和2，所述的多真空仓的特征在于：采用标准化的模块设计，任一仓体可单独使用，作镀膜机，也可用作辅助处理仓；在所述的多仓之间，可以根据生产线结构的需要任意组合和联用。
4.根据权利要求1和3，在所述的真空仓连用时，可以设置自动真空闸门，其特征在于：在相邻单元的仓体之间，设置真空通道，其中设置自动真空闸门。
5.根据权利要求1和4，所述的自动真空闸门的工作特征在于：当一个闸门打开时，工件架只能单向进入或者退出相关仓；当两个自动闸门同时打开时，容许不同的工件架同时分别进、出相关仓；工件在相邻的真空仓之间切换时，是在真空条件下(10-4Pa-1000Pa)完成的。
6.根据权利要求1、3和4，所述的自动真空闸门的工作特征还在于：自动真空闸门关闭时，真空通道封闭，各真空仓独立工作，分别完成不同的镀膜制程或辅助处理。
7.根据权利要求1和3-6，所述的自动真空闸门的功能特征在于：当多仓连用时，可根据每仓制程的时间不同，由该自动闸门实时分配各单元的工作时间和舱位。
8.根据权利要求1和4，所述的自动真空闸门的特征还在于：自动真空闸门能以不同结构连接所述的真空仓，可以构成含不同功能仓串联、并联和/或混联及其不同流程的组合式连续镀膜生产线。
9.根据权利要求1和7，工件输送系统的特征在于：采用一种柔性输送带沿导轨运行自动柔性地输送工件，以匹配组合式连续镀膜及其相关处理生产线的工艺流程。
10.根据权利要求1-9，所述的自动真空闸门及其连接的多仓真空系统的特征在于：组合式连续镀膜生产线可以通过工控机、PLC(可编程序控制器)或工控机+PLC，实现节拍式或连续化镀膜及其相关处理工艺过程的自动协调和可靠控制。
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