CN103103490B - 一种环形的在旋转中可交替切换支点的工件支撑机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环形的在旋转中可交替切换支点的工件支撑机构，属于真空镀膜设备的辅助结构设计领域。该机构包括：安装在镀膜机底板上的底座，通过轴承安装在底座上镀膜机真空腔内的环形旋转支撑组件，设置在环形旋转支撑组件外侧的驱动组件，该驱动组件驱动环形旋转支撑组件旋转；固定在环形旋转支撑组件上的一组固定支撑柱组件和一组活动支撑柱组件，固定支撑柱组件的上端和活动支撑柱组件的上端为支撑工件的支点；活动支撑柱组件在随环形旋转支撑组件旋转的同时，上端能上下移动，使固定支撑柱组件与活动支撑柱组件交替支撑工件，从而实现无遮挡的全部表面镀膜的技术，且本发明的机构还具有运行平稳，结构简单易维护，可精确控制的特点。
Description
技术领域
本发明属于环形的工件支撑机构设计领域，特别涉及一种真空镀膜设备的在旋转中可切换支点的工件支撑机构结构。
背景技术
在一般传统的镀膜设备中，工件多采用悬挂，内孔支撑，摆放等方式，支撑机构带动工件旋转的过程中完成工件的表面镀膜。通常被挂装或支撑部位都有局部的未镀表面。但在一些特殊的行业，有一些特殊要求的工件，这些工件要求一次装载下完成全部所有表面的镀膜，不可有被遮挡的未镀到的部位，即支撑工件的支撑点必须在镀膜过程中进行切换。并且由于特殊需要，工件的下方也就是支撑机构的中心被其它装置占用，因此该支撑机构必须是环形的。在其它加工设备的工作支撑机构也存在同样要求的情况。目前尚无报导满足上述要求的工件支撑机构。
发明内容
本发明的目的是为了解决工件在旋转工作中需要做支点切换的问题，设计出一种环形的在旋转中可交替切换支点的工件支撑机构；从而实现无遮挡的全部表面镀膜的技术，且本发明的机构还具有运行平稳，结构简单易维护，可精确控制的特点。
本发明的技术解决方案是：一种环形的在旋转中可交替切换支点的工件支撑机构，其特征在于，该机构包括：安装在镀膜机底板上的底座，通过轴承安装在底座上镀膜机真空腔内的环形旋转支撑组件，设置在环形旋转支撑组件外侧的驱动组件，该驱动组件驱动环形旋转支撑组件旋转；固定在环形旋转支撑组件上的一组固定支撑柱组件和一组活动支撑柱组件，该固定支撑柱组件的上端和活动支撑柱组件的上端为支撑工件的支点；该活动支撑柱组件在随环形旋转支撑组件旋转的同时，上端能上下移动，使固定支撑柱组件与活动支撑柱组件交替支撑工件，实现工件在旋转中支点的自动切换。
所述的环形旋转支撑组件可由上环形齿轮盘、下环形齿轮盘及固定在下环形齿轮盘上的带有交替相接且园滑过渡的上坡和下坡曲面环形轨道所组成；所述活动支撑柱组件的下端沿环形轨道旋转且实现上下移动。
所述的固定支撑组件可由多个的固定支撑柱组成，均布在上环形齿轮盘上，每个支撑柱由依次相连的工件托板，固定柱和底板组成；工件托板固定在固定柱的上端作为支撑工件的支点，下端与底板相连，底板固定在上环形齿轮盘上。
所述的活动支撑组件可由多个活动支撑柱组成，均布在上环形齿轮盘上且与固定支撑柱相间分布，每个支撑柱由工件托板活动柱，导向套和滚动轮组成，工件托板固定在活动柱的上端作为支撑工件的支点，导向套固定在上环形齿轮盘上开有相应的通孔处，活动柱套在导向套内，滚动轮固定在活动柱的下端；滚动轮通过上环形齿轮盘上导向套内的通孔置于环形轨道上。
所述的驱动组件可能性为结构基本相同的两组驱动组件，分别设置在环形旋转支撑组件的外侧，每组组件由分别与上、下环形齿轮盘啮合的传动上齿轮，磁流体密封件，传动下齿轮，主动齿轮及带减速机的伺服电机所组成；通过调整电机转速使上、下环形齿轮盘的转速不同；其中两磁流体密封件安装在镀膜机底板下，两个上齿轮置于镀膜机真空腔内。
本发明的特点及效果在于：
本发明机构的驱动轴设计在两侧不在中心，整套机构为一环形机构，因此中心位置可以放置其它装置，解决了中心位置被占用的问题。本发明可以使工件按一定的速度由两组支撑柱组件切换支撑，切换的速度或次数由环形旋转支撑组件相对转速决定。所述工件支点切换时工件不需要停止转动，因此避免了支撑点交替切换时可能带给工件的转动的启停、晃动、抖动、闯动等外力的干扰。且本发明的机构还具有运行平稳，结构简单易维护的特点。
本实施例结构可升降活动支撑柱组件底部安装有滚动轮，在环形轨道上缓慢稳定行走，在举起工件时不会有抖动和晃动。所述环形轨道的底面和顶面的高度差决定了活动支撑柱上升和下降的距离。所述环形轨道的上行坡度和下行坡度可以相同也可以不同。坡度相同时活动支撑柱的上坡下坡速度相同，坡度不同时活动支撑柱上升和下降的速度不同。所述上、下环形齿轮盘之间保持同心和水平固定，并保持相互之间可以自由转动。可采用一个滚动轴承进行连接和支撑。所述的下环形齿轮盘和机构底座之间保持水平固定，并保持环形下齿轮盘的自由转动。可采用另外一个滚动轴承进行连接和支撑。所述上、下环形齿轮盘分别由两组独立的电机驱动，通过对电机转速的控制使工件转速和支点切换速度或次数得到精确控制。通过程序设定可以实现电机缓启动，缓停止来保证运行的平稳，且可精确控制。
附图说明
图1为本发明一种环形的在旋转中可交替切换支点的工件支撑机构实施例的立体图；
图2为图1的工件支撑机构的剖视图；
图3为本实施例的活动支撑柱组件与环形轨道的立体图。
图4为本实施例的固定支撑柱组件的部件组装图。
图5为本实施例的活动支撑柱组件的部件组装图。
图6为本实施例的下环形齿轮盘的驱动轴组件的部件组装图。
图7为本实施例的上环形齿轮盘的驱动轴组件的部件组装图。
具体实施方式
本发明提出的一种环形的在旋转中可交替切换支点的工件支撑机构，结合附图及实施例子进一步说明如下：
本发明的一种实施例是一个用于真空离子镀膜机的工件支撑机构，其结构如图1，图2所示，该机构包括：安装在镀膜机底板8上的底座9，通过轴承10安装在底座上镀膜机真空腔内的环形旋转支撑组件，该环形旋转支撑组件由上环形齿轮盘4、下环形齿轮盘5及固定在下环形齿轮盘上的带有交替相接且园滑过渡的上坡和下坡曲面环形轨道6所组成（见图3），设置在环形旋转支撑组件外侧的两组驱动组件1、7，两组驱动组件以不同速率分别驱动上环形齿轮盘4、下环形齿轮盘5旋转；固定在环形旋转支撑组件上的一组固定支撑柱组件2和一组活动支撑柱组件3，该固定支撑柱组件2的上端和一组活动支撑柱组件3的上端为支撑工件11的支点；活动支撑柱组件3的下端沿环形轨道6旋转且实现上下移动，使固定支撑柱组件2与活动支撑柱组件3交替支撑工件11，实现工件11在旋转中支点的自动切换。
本实施例的固定支撑组件由3个固定支撑柱组成，均布在上环形齿轮盘4上，每个支撑柱由依次相连的工件托板12，固定柱13和底板14组成；工件托板12固定在固定柱13的上端作为支撑工件的支点，下端与底板14相连，底板14与固定在上环形齿轮盘4上，如图4所示。
本实施例的活动支撑组件由3个活动支撑柱组成，均布在上环形齿轮盘4上且与固定支撑柱相间分布，每个支撑柱由工件托板12活动柱15，导向套16和滚动轮17组成，工件托板12固定在活动柱15的上端作为支撑工件的支点，导向套16固定在上环形齿轮盘4上开有相应的通孔处，活动柱15套在导向套16内，滚动轮17固定在活动柱15的下端，如图5所示；滚动轮17通过上环形齿轮盘4上导向套16内的通孔置于环形轨道6上，如图3所示。
本实施例的两组驱动组件1、7,结构基本相同，由分别与上、下环形齿轮盘啮合的传动上齿轮18，长轴磁流体密封件23（S30Y-2Z-A），短轴磁流体密封件19（S30Y-2Z-B）、传动下齿轮20，主动齿轮21，带减速机的伺服电机22组成；不同之处是驱动上、下环形齿轮盘的两个伺服电机的转速不同，使上、下环形齿轮盘的转速不同；磁流体密封件的型号不同（轴的长度不同），使与不同高度的上、下环形齿轮盘相匹配；如图6所示，其中长、短轴磁流体密封件安装在镀膜机底板8下，两个上齿轮18置于镀膜机真空腔内。
本实施例中，环形旋转支撑组件的两个环形齿轮盘直径为609mm略大于工件的直径。
本实施例的固定支撑组件与活动支撑组件中的固定柱与活动柱数目相同，具体数目根据工件的尺寸而定，能使工件旋转中平稳即可。本实施例中环形轨道6的最高位与最低位的距离40mm即是活动支撑柱上下位移的最大距离，环形轨道6的上行坡度为25度小于下行坡度30度，因此活动支撑柱3的上行速度小于下行速度。较小的上行坡度可以减小推动活动支撑柱上行时需要的力矩，因此选用小坡度。而下行时由于重力原因力矩小，所以下行坡度可选用较大的。
本实施例环形旋转支撑组件中心位置为放置其它装置保留不可占用，因此两套驱动轴组件1、7设计在两侧不在中心，整套机构为一环形机构。
本机构采用了两套带减速机的伺服电机22来控制上、下环形齿轮盘4、5的转速，使工件11转速和支点切换速度或次数得到精确控制。利用镀膜机的控制系统设定使电机22缓启动，缓停止来保证运行的平稳。本实施例中上环形齿轮盘的转速设定为从0.5转/分到4.5转/分每0.5转/分一档共9档转速，对应的电机转速为260转/分到2340转/分。支点切换次数设定为1分钟/次、2分钟/次、3分钟/次、4分钟/次、5分钟/次、7分钟/次、10分钟/次、15分钟/次、20分钟/次共9档，对应的两个电机的转速差为173转/分、86.5转/分、57.67转/分、43.25转/分、34.6转/分、24.7转/分、17.3转/分、11.53转/分、8.65转/分。
本实施例的工作过程为：在镀膜机工作时，两组驱动轴组件1、7分别带动上、下两个环形齿轮盘4、5旋转。上环形齿轮盘4的转动决定了工件11的转速。当上、下两个环形齿轮盘4、5形成相对转动时，活动柱15沿带有交替相接且园滑过渡的上坡和下坡曲面环形轨道6行走，见图3。当活动支撑柱组件3的上端行至低于固定支撑柱2的上端时，工件11由固定支撑柱组件2支撑。当活动支撑柱组件3的上端行至高于固定支撑柱组件2的上端时，工件11由活动支撑柱组件3支撑，见图2。工件11的支撑点在两组支撑柱组件上轮流切换，因而实现没有遮挡的镀膜过程。
活动支撑柱组件3行走至最高位时，工件11的位置也升到最高位，活动支撑柱组件3行走至低于固定支撑柱组件时，工件被固定支撑柱2支撑，此时工件处于最低位。
本发明说明书中未做详细论述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (4)
1.一种环形的在旋转中可交替切换支点的工件支撑机构，其特征在于，该机构包括：安装在镀膜机底板上的底座，通过轴承安装在底座上镀膜机真空腔内的环形旋转支撑组件，设置在环形旋转支撑组件外侧的驱动组件，该驱动组件驱动环形旋转支撑组件旋转；固定在环形旋转支撑组件上的一组固定支撑柱组件和一组活动支撑柱组件，该固定支撑柱组件的上端和活动支撑柱组件的上端为支撑工件的支点；该活动支撑柱组件在随环形旋转支撑组件旋转的同时，上端能上下移动，使固定支撑柱组件与活动支撑柱组件交替支撑工件，实现工件在旋转中支点的自动切换；所述的环形旋转支撑组件由上环形齿轮盘、下环形齿轮盘及固定在下环形齿轮盘上的带有交替相接且圆滑过渡的上坡和下坡曲面环形轨道所组成；所述活动支撑柱组件的下端沿环形轨道旋转且实现上下移动。
2.如权利要求1所述的支撑机构，其特征在于，所述的固定支撑组件由多个固定支撑柱组成，均布在上环形齿轮盘上，每个支撑柱由依次相连的工件托板，固定柱和底板组成；工件托板固定在固定柱的上端作为支撑工件的支点，下端与底板相连，底板固定在上环形齿轮盘上。
3.如权利要求2所述的支撑机构，其特征在于，所述的活动支撑组件由多个活动支撑柱组成，均布在上环形齿轮盘上且与固定支撑柱相间分布，每个支撑柱由工件托板活动柱，导向套和滚动轮组成，工件托板固定在活动柱的上端作为支撑工件的支点，导向套固定在上环形齿轮盘上开有相应的通孔处，活动柱套在导向套内，滚动轮固定在活动柱的下端；滚动轮通过上环形齿轮盘上导向套内的通孔置于环形轨道上。
4.如权利要求3所述的支撑机构，其特征在于，所述的驱动组件为结构相同的两组驱动组件，分别设置在环形旋转支撑组件的外侧，每组组件由分别与上、下环形齿轮盘啮合的传动上齿轮，磁流体密封件，传动下齿轮，主动齿轮及带减速机的伺服电机所组成；通过调整电机转速使上、下环形齿轮盘的转速不同；其中两磁流体密封件安装在镀膜机底板下，两个上齿轮置于镀膜机真空腔内。
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