CN103264920B - 具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置及其方法 - Google Patents

Abstract

一种具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置，包括电驱动件、纠偏执行机构和控制系统，纠偏执行机构设置于真空环境中，电驱动件和控制系统设置于常压环境中，纠偏执行机构包括导向轮机构、纠偏传感器和连接杆，电驱动件和导向轮机构通过连接杆连接，电驱动件与纠偏传感器均与控制系统电连接，纠偏传感器检测卷性材料的偏移方向并输出相应的偏移信号，控制系统接收纠偏传感器输出的偏移信号而控制电驱动件驱动连接杆的运动，通过连接杆的运动而调整导向轮机构的方向，从而达到卷性材料张力调整等纠偏的目的；同时避免电驱动件受到真空等离子的腐蚀作用，也解决了电驱动件设置于真空环境中散热不好的问题，提高了纠偏装置的使用寿命。

Description

具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置及其方法

技术领域

本发明涉及等离子处理设备技术领域，特别是涉及一种具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置及其方法。

背景技术

等离子处理设备广泛应用于等离子清洗、刻蚀、等离子镀、等离子涂覆、等离子灰化和表面活化和改性等场合。通过等离子处理设备的处理，能够改善材料的润湿能力，使多种材料能够进行涂覆和镀等操作，增强粘合力与键合力，同时可以去除油污、油脂和有机污染物。

卷性等离子处理设备是用来处理柔性卷是电路板和卷性电子材料，如电路板覆盖膜等。一般的卷性等离子处理设备有两种，一种是没有调整张力的纠偏装置，从而导致收料齐整度不够，使产品的质量受到影响；另一种是有调整张力的纠偏装置，然而由于卷性等离子处理设备是在真空等离子环境中工作，纠偏装置会受到等离子的腐蚀作用，从而降低纠偏装置的使用寿命。

发明内容

基于此，有必要针对等离子造成对纠偏装置腐蚀而影响其使用寿命的问题，提供一种解决上述问题的具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置及其方法。

一种具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置，包括电驱动件、纠偏执行机构和控制系统，所述纠偏执行机构设置于隔离框架形成的真空环境中，所述电驱动件和所述控制系统设置于常压环境中，所述纠偏执行机构包括导向轮机构、纠偏传感器和连接杆，所述电驱动件和所述导向轮机构通过所述连接杆连接，所述电驱动件与所述纠偏传感器均与所述控制系统电连接，所述纠偏传感器检测卷性材料的偏移方向并输出相应的偏移信号，所述控制系统接收所述纠偏传感器输出的偏移信号而控制所述电驱动件调整所述导向轮机构的方向，以使所述纠偏执行机构调整卷性材料的位置。

在其中一个实施例中，所述导向轮机构包括：

导正棍；

固定板，安装有第一固定座和第二固定座和第一固定杆和第二固定杆，所述第一固定杆和所述第二固定杆分别固定安装于所述第一固定座和所述第二固定座；

轴承，所述轴承包括第一直线轴承、第二直线轴承、第一万向轴承、第二万向轴承和第三万向轴承，所述第一直线轴承和第二直线轴承固定于所述固定板，所述连接杆滑设于所述第一直线轴承和所述第二直线轴承内，所述第一万向轴承固定套设于所述连接杆并设置于所述第一直线轴承和所述第二直线轴承之间，且所述第一万向轴承与所述导正棍固定连接，所述第二万向轴承和所述第三万向轴承均固定安装于所述导正棍，所述第一固定杆和所述第二固定杆分别滑设于所述第二万向轴承和所述第三万向轴承内，且所述第一万向轴承、所述第二万向轴承和所述第三万向轴承呈三角形形状设置。

在其中一个实施例中，所述导正棍包括底板、两侧板和两导向轴，所述两侧板固定安装于所述底板两侧；所述两导向轴均安装于所述两侧板，且分别安装于所述两侧板的两端；所述三个万向轴承均固定安装于所述底板一侧。

在其中一个实施例中，所述第一万向轴承、所述第二万向轴承和所述第三万向轴承呈正三角形形状设置，且所述第一万向轴承、所述第二万向轴承和所述第三万向轴承构成的正三角形位于所述底板的中心。

在其中一个实施例中，所述导向轮机构不工作时，所述第一万向轴承位于所述第一直线轴承和所述第二直线轴承中间。

在其中一个实施例中，所述电驱动件包括电机和驱动缸，所述驱动缸安装于所述电机，所述驱动缸与所述连接杆通过密封法兰密封连接。

在其中一个实施例中，所述驱动缸为直线式驱动缸或者旋转式驱动缸。

在其中一个实施例中，还包括安装架，所述纠偏传感器通过所述安装架安装于所述导向轮机构。

一种具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏方法，包括以下步骤：

检测卷性材料的偏移方向并输出相应的偏移信号；

接收所述偏移信号并控制位于常压环境中的电驱动件的驱动；

调整导向轮机构的方向。

在其中一个实施例中，所述驱动导向轮机构运动而调整导向轮机构的方向具体步骤为：

横向直线运动或纵向直线运动；

沿异于横向方向或纵向方向且两个不平行方向运动；

于同一水平面上摆动。

上述具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置及其方法，卷性材料经过真空等离子的处理后经过导向轮机构，当卷性材料各处的张力发生变化产生偏移或者卷性材料两端位置偏移时，通过纠偏传感器采集卷性材料的偏移方向并输出相应的偏移信号，控制系统接收纠偏传感器输出的偏移信号而控制电驱动件驱动连接杆的运动，通过连接杆的运动而调整导向轮机构的方向，从而达到卷性材料张力调整等纠偏的目的；同时由于电驱动件与控制系统设置于常压环境中，避免设置于真空等离子环境中而受到等离子的腐蚀作用，也解决了电驱动件设置于真空环境中散热不好的问题，提高了纠偏装置的使用寿命。

附图说明

图1为具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置结构示意图；

图2为具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置另一视角结构示意图；

图3为具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置工作状态结构示意图；

图4为图2中C的放大示意图；

图5为导正棍的结构示意图；

图6为具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置另一视角结构示意图；

图7为具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置另一视角结构示意图；

图8为具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置另一工作状态结构示意图；

图9为纠偏传感器安装于安装架的结构示意图；

图10为具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏方法流程图。

具体实施方式

请参阅图1至图3，一种具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置100，包括电驱动件110、纠偏执行机构和控制系统160，所述纠偏执行机构设置于真空环境中，所述电驱动件110和所述控制系统160设置于常压环境中。纠偏执行机构通过隔离框架500与常压环境隔离，而设置于真空腔室200中。纠偏执行机构安装于位于真空腔室中隔离框架500的一端，电驱动件110安装于位于常压环境中隔离框架500的另一端。

所述纠偏执行机构包括导向轮机构120、纠偏传感器140和连接杆130，所述电驱动件110和所述导向轮机构120通过所述连接杆130连接，所述电驱动件110与所述纠偏传感器140均与所述控制系统160电连接，所述纠偏传感器140检测卷性材料400的偏移方向并输出相应的偏移信号，所述控制系统160接收所述纠偏传感器140输出的偏移信号而控制所述电驱动件110调整所述导向轮机构120的方向，以使所述纠偏执行机构调整卷性材料400的位置。

请参阅图1、图2和图4，具体地，所述电驱动件110包括电机和驱动缸112，所述驱动缸112安装于所述电机，所述驱动缸112与所述连接杆130通过密封法兰170密封连接。驱动缸112通过安装板180安装于位于常压环境中隔离框架500的一端，并通过密封法兰170与连接杆130密封连接，而进一步将真空环境与常压环境隔离开，防止常压环境中的气体流向真空环境中，进一步维持真空腔室的真空环境，以便于真空等离子对卷性材料的处理。本实施例中的密封法兰170设置于连接杆130位于真空环境的一端，从而更便于将驱动缸112与连接杆130安装于隔离框架500。可以理解，在其它实施例中，密封法兰170也可以设置于连接杆130位于常压环境的一端。所述驱动缸112可以为直线式驱动缸或者旋转式驱动缸。

请参阅图3和图5，本实施例中，所述导向轮机构120包括导正棍、固定板123和轴承。所述导正棍包括底板1211、两侧板1212和两导向轴1213，所述两侧板1212固定安装于所述底板1211两侧；所述两导向轴1213均安装于所述两侧板1212，且分别安装于所述两侧板1212的两端。两导向轴1213包括第一导向轴1213A和第二导向轴1213B。卷性材料400从入料轴310输出，经过真空等离子处理后，先后从第一导向轴1213A和第二导向轴1213B经过，然后输入至出料轴320。本实施例中，卷性材料400从入料轴310至第一导向轴1213A以及卷性材料400从第二导向轴1213B至出料轴320的距离比较短，从而使整个纠偏执行机构的结构紧凑，并且卷性材料400从入料轴310至第一导向轴1213A的方向与卷性材料400从第一导向轴1213A至第二导向轴1213B的方向保持相对垂直，以及卷性材料400从第一导向轴1213A至第二导向轴1213B的方向与卷性材料400从第二导向轴1213B至出料轴320的方向亦保持相对垂直，从而更加精确的对卷性材料400进行收放。

请参阅图6和图7，所述固定板123安装有第一固定座1231A、第二固定座1231B、第一固定杆1232A和第二固定杆1232B，所述第一固定杆1232A和第二固定杆1232B分别固定安装于所述第一固定座1231A和第二固定座1231B。第一固定座1231A和第二固定座1231B均可通过螺钉固定安装于固定板123，第一固定杆1232A和第二固定杆1232B呈倒八字形结构设置。

所述轴承包括第一直线轴承1221A、第二直线轴承1221B、第一万向轴承1222，第二万向轴承1223和第三万向轴承1224，所述第一直线轴承1221A和所述第二直线轴承1221B固定于所述固定板123，所述连接杆130滑设于所述第一直线轴承1221A和第二直线轴承1221B内，所述第一万向轴承1222固定套设于所述连接杆130并设置于所述第一直线轴承1221A和所述第二直线轴承1221B之间，且所述第一万向轴承1222与所述导正棍固定连接，所述第二万向轴承1223和所述第三万向轴承1224均固定安装于所述导正棍的底板1211一侧，所述第一固定杆1232A和所述第二固定杆1232B分别滑设于所述第二万向轴承1223和所述第三万向轴承1224内，且所述第一万向轴承1222、所述第二万向轴承1223和所述第三万向轴承1224呈三角形形状设置。

请参阅图2、图3、图6至图8，当纠偏传感器140检测到卷性材料400有偏移时，采集与卷性材料400偏移方向相应的偏移信号，并输出至控制系统160，当驱动缸112为直线式驱动缸时，控制系统160控制电机带动驱动缸112作直线运动，通过驱动缸112带动连接杆130于第一直线轴承1221A和第二直线轴承1221B内做横向直线运动，通过连接杆130的运动带动第一万向轴承1222于第一直线轴承和第二直线轴承1221之间做横向直线运动，从而导正棍也跟随做横向直线运动；同理，当驱动缸112为旋转式驱动缸时，通过驱动缸112带动连接杆130于第一直线轴承1221A和第二直线轴承1221B内做旋转运动，从而带动第一万向轴承1222垂直于连接杆方向的滚动，从而导正棍做纵向直线运动。

通过第一万向轴承1222的运动带动第二万向轴承1223和第三万向轴承1224分别于第一固定杆1232A和第二固定杆1232B上滑动，从而导正棍沿异于横向或纵向方向运动，具体的运动情况根据相应的偏移信号而定。通过第一万向轴承1222、第二万向轴承1223和第三万向轴承1224的运动，从而带动导正棍于同一水平面上摆动，即相当于导正棍随第一万向轴承1222、第二万向轴承1223和第三万向轴承1224构成的三角形的摆动而摆动，导正棍摆动的幅度根据相应的纠正传感器采集到卷性材料400偏移方向的偏移信号而定，以适当调整导向轮机构120的方向，从而达到卷性材料400张力调整等纠偏卷性材料位置的目的。

本实施例中，所述第一万向轴承1222、所述第二万向轴承1223和所述第三万向轴承1224呈正三角形形状设置，且所述第一万向轴承1222、所述第二万向轴承1223和所述第三万向轴承1224构成的正三角形位于底板1211的中心。这样导正棍摆动时更加平稳，从而可以更加可靠而精确地调整卷性材料400的偏移方向。可以理解，在其它的实施例中，所述第一万向轴承1222、所述第二万向轴承1223和所述第三万向轴承1224呈等腰三角形形状等其它三角形形状的设置，这并不影响调整卷性材料400位置的目的。

本实施例中，所述导向轮机构120不工作时，所述第一万向轴承1222设置于所述第一直线轴承1221A和第二直线轴承1221B中间。在调整完导向轮机构120方向后，导向轮机构120回到平衡位置以自动摆正，第一万向轴承1222设置于第一直线轴承1221A和第二直线轴承1221B中间可以使导向轮机构120回位更加精确，以更利于卷性材料400的收放。可以理解，第一万向轴承1222不设置于第一直线轴承1221A和第二直线轴承1221B中间，并不影响导向轮机构120调整方向而达到调整卷性材料400位置的目的。

请参阅3和图9，纠偏传感器140为U形结构，使卷性材料400的边缘经过纠偏传感器140的U形槽内即可对卷性材料400的偏移方向进行检测。纠偏传感器140为红外线对变感应装置，即纠偏传感器140通过发射红外线至卷性材料400，发出的红外线遇到卷材边缘的部分被反射回，纠偏传感器140接收反射回的红外线，纠偏传感器140通过接收端计算发射端发出的红外线总量与接收到红外线总量的差值大小即可精确确定卷性材料400边缘所在的位置，以此检测卷性材料400的偏移方向。本实施例中，纠偏传感器140采用独特设计的光学系统，增强了底色为金色或银色等高反光率物料上线记的识别能力；另外，纠偏传感器140内部增加了新型的检测电路，因而不会受到等离子光或者现场强烈照明光扰的影响。

请参阅图1、图5和图9，本实施例中，具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置还包括安装架150，所述纠偏传感器140通过所述安装架150安装于所述导向轮机构120。具体可以将纠偏传感器140安装于导向轮机构120的两侧板1212中的其中之一。通过将纠偏传感器140安装于导向轮机构120更便于纠偏传感器140检测卷性材料400偏移方向。可以理解，纠偏传感器140也可以安装于其它位置，只要可通过纠偏传感器140检测卷性材料400的偏移方向即可。

请参阅图10，一种具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏方法，包括以下步骤：

步骤S110，检测卷性材料的偏移方向并输出相应的偏移信号。可通过纠偏传感器检测卷性材料的偏移方向，并输出相应的偏移信号。纠偏传感器为U形结构，使卷性材料的边缘经过纠偏传感器的U形槽内即可对卷性材料的偏移方向进行检测。

步骤S120，接收所述偏移信号并控制位于常压环境中的电驱动件的驱动。通过控制系统接收纠偏传感器输出的偏移信号，并以此而控制电驱动件驱动连接杆的运动，电驱动件可驱动连接杆直线运动或者旋转运动。电驱动件由于位于常压环境中，因而可避免受到真空等离子的腐蚀作用，以及解决电驱动件在真空环境中散热不好的问题，提高电驱动件的使用寿命。

步骤S130，调整导向轮机构的方向。通过连接杆的运动，即可带动导向轮机构的运动，具体根据纠偏传感器发出相应的偏移信号而调整导向轮机构的方向，以达到卷性材料张力调整等纠偏卷性材料偏移位置的目的。

在步骤S130中，所述驱动导向轮机构运动而调整导向轮机构的方向具体步骤为：横向直线运动或纵向直线运动；沿异于横向方向或纵向方向且两个不平行方向运动；于同一水平面上摆动。驱动连接杆于第一直线轴承和第二直线轴承内运动以带动第一万向轴承运动，第一万向轴承在第一直线轴承和第二直线轴承之间运动，从而导正棍横向直线运动或纵向直线运动；通过第一万向轴承的运动即可带动第二万向轴承和第三万向轴承分别于第一固定杆和第二固定杆上滑动，此时导正棍沿异于横向方向或纵向方向且两个不平行方向运动；由于第一万向轴承、第二万向轴承和第三万向轴承均呈三角形形状地固定安装于导正棍，通过第一万向轴承、第二万向轴承和第三万向轴承的运动即可带动导正棍于同一水平面上摆动，以调整导向轮机构的方向，导正棍摆动的幅度大小根据纠偏传感器采集到卷性材料的偏移方向而确定，从而达到卷性材料张力调整等纠偏调整卷性材料偏移位置的目的。

上述具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置100及其方法，卷性材料400经过真空等离子的处理后经过导向轮机构120，当卷性材料400各处的张力发生变化产生偏移或者卷性材料400两端位置偏移时，通过纠偏传感器140采集卷性材料400的偏移方向并输出相应的偏移信号，控制系统160接收纠偏传感器140输出的偏移信号而控制电驱动件110驱动连接杆130的运动，通过连接杆130的运动而调整导向轮机构120的方向，从而达到卷性材料400张力调整等纠偏的目的；同时由于电驱动件110与控制系统160设置于常压环境中，避免设置于真空等离子环境中而受到等离子的腐蚀作用，也解决了电驱动件设置于真空环境中散热不好的问题，提高了纠偏装置的使用寿命。

另外，安装于等离子环境中的电驱动件110使用寿命一般只有一个月，而安装于常压环境中的电驱动件使用寿命一般可达五至十五年，并且电驱动件110的成本比较高，如果更换电驱动件110要花费很大成本，而若电驱动件在等离子环境中突然损坏，对产品的损失更大。因而将电驱动件110与纠偏执行机构分别安装于常压环境与真空环境中，提高了纠偏装置的使用寿命，降低了成本。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置，其特征在于，包括电驱动件、纠偏执行机构和控制系统，所述纠偏执行机构设置于隔离框架形成的真空环境中，所述电驱动件和所述控制系统设置于常压环境中，所述纠偏执行机构包括导向轮机构、纠偏传感器和连接杆，所述电驱动件和所述导向轮机构通过所述连接杆连接，所述电驱动件与所述纠偏传感器均与所述控制系统电连接，所述纠偏传感器检测卷性材料的偏移方向并输出相应的偏移信号，所述控制系统接收所述纠偏传感器输出的偏移信号而控制所述电驱动件调整所述导向轮机构的方向，以使所述纠偏执行机构调整卷性材料的位置；

所述导向轮机构包括：

导正棍；

固定板，安装有第一固定座、第二固定座、第一固定杆和第二固定杆，所述第一固定杆和所述第二固定杆分别固定安装于所述第一固定座和所述第二固定座；

轴承，所述轴承包括第一直线轴承、第二直线轴承、第一万向轴承、第二万向轴承和第三万向轴承，所述第一直线轴承和所述第二直线轴承均固定于所述固定板，所述连接杆滑设于所述第一直线轴承和所述第二直线轴承内，所述第一万向轴承固定套设于所述连接杆并设置于所述第一直线轴承和所述第二直线轴承之间，且所述第一万向轴承与所述导正棍固定连接，所述第二万向轴承和所述第三万向轴承均固定安装于所述导正棍，所述第一固定杆和所述第二固定杆分别滑设于所述第二万向轴承和所述第三万向轴承内，且所述第一万向轴承、所述第二万向轴承和所述第三万向轴承呈三角形形状设置。

2.根据权利要求1所述的具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置，其特征在于，所述导正棍包括底板、两侧板和两导向轴，所述两侧板固定安装于所述底板两侧；所述两导向轴均安装于所述两侧板，且分别安装于所述两侧板的两端；所述三个万向轴承均固定安装于所述底板一侧。

3.根据权利要求2所述的具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置，其特征在于，所述第一万向轴承、所述第二万向轴承和所述第三万向轴承呈正三角形形状设置，且所述第一万向轴承、所述第二万向轴承和所述第三万向轴承构成的正三角形位于所述底板的中心。

4.根据权利要求3所述的具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置，其特征在于，所述导向轮机构不工作时，所述第一万向轴承位于所述第一直线轴承和所述第二直线轴承中间。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置，其特征在于，所述电驱动件包括电机和驱动缸，所述驱动缸安装于所述电机，所述驱动缸与所述连接杆通过密封法兰密封连接。

6.根据权利要求5所述的具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置，其特征在于，所述驱动缸为直线式驱动缸或者旋转式驱动缸。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置，其特征在于，还包括安装架，所述纠偏传感器通过所述安装架安装于所述导向轮机构。

8.一种利用如权利要求1-7任意一项所述的具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置进行在真空等离子环境中调整张力的纠偏方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测卷性材料的偏移方向并输出相应的偏移信号；

接收所述偏移信号并控制位于常压环境中的电驱动件的驱动；

调整导向轮机构的方向。

9.根据权利要求8所述的利用具有在真空等离子环境中调整张力的纠偏装置进行在真空等离子环境中调整张力的纠偏方法，其特征在于，所述调整导向轮机构的方向具体步骤为：

横向直线运动或纵向直线运动；

沿异于横向方向或纵向方向且两个不平行方向运动；

于同一水平面上摆动。