CN108300974B - Pvd滚镀装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了PVD滚镀装置及方法，包括镀膜室和设备室，镀膜室和设备室之间由隔板隔离，隔板上穿设有从设备室延伸到镀膜室的主轴，设备室内设置有转动驱动装置，主轴被配置为能在转动驱动装置的驱动下转动；镀膜室内设置有上平移平台、上升降支撑柱、磁控靶组件、第一托盘、第二托盘、机械臂和多个下升降支撑柱在镀膜室内。与现有技术相比，不再需要给小尺寸的工件制作夹具或者挂具，也不再需要对小尺寸工件进行装夹，可直接将大量的小尺寸工件放置在托盘内进行真空镀膜，不仅成本低，而且效率高。

Description

PVD滚镀装置及方法

技术领域

本发明涉及镀膜技术领域，具体而言，涉及PVD滚镀装置及方法。

背景技术

为改变工件的表面特性，例如颜色、防腐性等，需要工件的表面制作膜层。PVD(Physical Vapor Deposition)-物理气相沉积，指利用物理过程实现物质转移，将原子或分子由源转移到基材表面上的过程，它的作用是可以使某些有特殊性能(强度高、耐磨性、散热性、耐腐性等)的微粒喷涂在性能较低的母体上，使得母体具有更好的性能。PVD因需要在真空条件下制作，因此也称真空镀膜。在真空镀膜行业，现有技术中，工件主要是通过夹具或者挂架装载，装载量不大，成本较高。对于尺寸很小的零件，由于零部件的外表面积过小，难以用夹具或者挂架装载。即使是一些外表面比较规则或者工件恰好有便于悬挂的孔的小型工件，在镀膜室内逐个挂载这些小型零件也很费时，导致工件装载与取出的效率极低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了PVD滚镀装置及方法，用于解决前述技术问题。

具体地，其技术方案如下：

一种PVD滚镀装置，包括镀膜室和设备室，所述镀膜室和所述设备室之间由隔板隔离，所述隔板上穿设有从所述设备室延伸到所述镀膜室的主轴，所述设备室内设置有转动驱动装置，所述主轴被配置为能在所述转动驱动装置的驱动下转动；

所述镀膜室内设置有上平移平台、上升降支撑柱、磁控靶组件、第一托盘、第二托盘、机械臂和多个下升降支撑柱，所述第一托盘和所述第二托盘被配置为能相互扣合并锁紧，所述第一托盘与所述主轴可拆卸连接并能随所述主轴转动，所述机械臂的尾端固定于所述镀膜室的侧壁，所述机械臂的首端被配置为能够抓起并移动所述第一托盘和所述第二托盘，所述下升降支撑柱设置在所述镀膜室的底部并被配置为能竖直伸缩；

所述磁控靶组件包括靶材箱和由所述靶材箱的底面伸出的多个靶材，所述靶材箱的顶部固定于所述上升降支撑柱，所述上升降支撑柱固定于所述上平移平台，所述上平移平台固定于所述镀膜室的顶部。

在优选的实施方式中，所述设备室设置有L型支撑架，所述L型支撑架包括水平段和竖直段，所述水平段固定于所述隔板，所述主轴可转动地穿设在所述竖直段上。

在优选的实施方式中，所述主轴在位于所述设备室内的一端具有配重环。

在优选的实施方式中，所述配重环同轴固定在所述主轴上，所述配重环的外周面设置有若干个标定片，所述竖直段上固定有光电传感器，所述光电传感器与所述标定片配合以检测所述主轴的转动角度。

在优选的实施方式中，所述机械臂包括多个顺次铰接的转动关节，相邻的所述转动关节之间的结合部设置有用于使相邻的所述转动关节能够相对转动的伺服电机；

位于尾端的所述转动关节与所述镀膜室的侧壁之间也设置有伺服电机，使位于尾端的所述转动关节能够相对于所述镀膜室转动。

在优选的实施方式中，所述第一托盘具有锁槽，所述锁槽包括连为一体的直槽段和沟槽段，所述主轴的端部外周面对称地设置有锁柱，所述锁柱从所述直槽段进入所述沟槽段时所述第一托盘与所述主轴可拆卸地连接在一起。

在优选的实施方式中，所述第一托盘的正面为凸起面，所述第二托盘的正面为凹陷面，所述第一托盘和所述第二托盘扣合在一起时，所述凸起面和所述凹陷面在外边缘处相互抵接；

所述第一托盘和所述第二托盘之间设置有快速锁紧装置。

一种PVD滚镀方法，使用前述任一实施方式所述的滚镀装置，进行以下操作：

S1：将盛放有工件的第一托盘放入所述镀膜室，并与所述主轴固定；

S2：对所述镀膜室抽真空，启动所述磁控靶组件，对所述工件进行磁控溅射镀膜；

S3：驱动所述机械臂，将固定于所述机械臂首端的第二托盘扣合在所述第一托盘的顶部，使所述第一托盘和所述第二托盘之间的所述工件被夹紧，所述机械臂松开所述第二托盘后复位；

S4：启动所述转动驱动装置，使所述主轴带动所述第一托盘和所述第二托盘上下交换位置，使下升降支撑柱托住所述第二托盘，然后使所述第一托盘与所述主轴和所述第二托盘分离，并利用所述机械臂首端抓取所述第一托盘后将所述第一托盘倾斜或竖直放置在靠近所述镀膜室侧壁的区域；

S5：启动所述磁控靶组件，对位于所述第二托盘内的所述工件进行磁控溅射镀膜。

在优选的实施方式中，在S2和/或S5中，启动所述磁控靶组件时，启动所述上平移平台，使所述磁控靶组件在水平面内移动；

和/或，在所述机械臂启动前，所述上平移平台带动所述磁控靶组件向远离所述机械臂的一侧移动，所述上升降支撑柱带动所述磁控靶组件向上移动。

在优选的实施方式中，在S2中，对工件进行磁控溅射镀膜时，多次沿顺时针和逆时针方向交替启动转动驱动装置，带动所述第一托盘最终相对于水平面倾斜晃动，且倾斜角度小于10度；

和/或，在S5中，对工件进行磁控溅射镀膜时，多个所述下升降支撑柱交替上升或下降，带动所述第二托盘相对于水平面倾斜晃动，且倾斜角度小于10度。

本发明至少具有以下有益效果：

根据本发明提供的PVD滚镀装置及方法，在镀膜室内，能够将多个小尺寸的工件放置在第一托盘进行第一次真空镀膜，然后可以利用机械臂将第二托盘扣合在第一托盘上，夹紧第一托盘和第二托盘之间的工件，待主轴转动使第一托盘和第二托盘上下交换位置后，工件位于第二托盘内，且工件之前的下表面变成了上表面，利用机械臂取走第一托盘后，再次对工件进行镀膜，可使工件获得完成的表面PVD层。与现有技术相比，不再需要给小尺寸的工件制作夹具或者挂具，也不再需要对小尺寸工件进行装夹，可直接将大量的小尺寸工件放置在托盘内进行真空镀膜，不仅成本低，而且效率高，使得本发明提供的PVD滚镀装置及方法在整体上相对于现有技术具有显著的进步。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例中镀膜室内的第一种状态示意图；

图2是本发明实施例中镀膜室内的第二种状态示意图；

图3是本发明实施例中镀膜室内的第三种状态示意图；

图4是本发明实施例中镀膜室内的第四种状态示意图；

图5是本发明实施例中第一托盘与主轴的连接示意图；

图6是本发明实施例2中镀膜室内的结构示意图；

图7是本发明实施例中机械手的斜视图；

图8是本发明实施例中机械手的爆炸图。

主要元件符号说明：

1-PVD滚镀装置；2-镀膜室；3-隔板；4-设备室；5-靶材箱；6-第一托盘；61-定位槽；62-连接轴；63-锁槽；7-第二托盘；8-L型支撑架；9-主轴；91-锁柱；10-配重环；11-驱动电机；12-齿轮传动机构；13-下升降支撑柱；14-上升降支撑柱；16-靶材；17-机械臂；18-光电传感器；19-标定片；20-电磁组件；25-把手；1000-机械手；1100-安装基座；1110-基壳；1120-背板；1130-侧板；1140-底板；1200-夹持驱动机构；1310-第一滑块；1320-第二滑块；1410-第一夹板；1420-第二夹板；1510-第一夹持空隙；1520-第二夹持空隙；1530-第三夹持空隙；1610-第一固定座；1620-第二固定座；1700-前端相机；1800-贯通槽；1900-立柱。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本发明的各种实施例。本发明可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本发明的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本发明理解为涵盖落入本发明的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

本实施例提供了一种PVD滚镀装置1，可用于在小尺寸工件表面制备PVD装饰涂层，其中，尤其适用于电子产品、玩具、高端管道等领域的小尺寸工件，例如，小尺寸工件可以是按键。与现有技术相比，不再需要给小尺寸的工件制作夹具或者挂具，也不再需要对小尺寸工件进行装夹，可直接将大量的小尺寸工件放置在托盘内进行真空镀膜，不仅成本低，而且效率高，使得本发明提供的PVD滚镀装置1及方法在整体上相对于现有技术具有显著的进步。

具体地，请一并参阅1-图4，该PVD滚镀装置1包括镀膜室2和设备室4，镀膜室2和设备室4之间由隔板3隔离，隔板3上穿设有从设备室4延伸到镀膜室2的主轴9，设备室4内设置有转动驱动装置，主轴9被配置为能在转动驱动装置的驱动下转动。作为一种优选的转动驱动装置，其包括驱动电机11，驱动电机11的输出轴通过齿轮传统机构12与主轴传动连接。

其中，镀膜室2是PVD滚镀装置1的主体，其内部配置有真空产生装置(图中未示出)，真空产生装置用于在镀膜室2内产生真空环境，使得工件表面的镀层能够在真空条件下物理气相沉积于工件表面，真空产生装置包括镀膜室2外部的真空泵和伸入镀膜室2的抽气管路。相应地，本实施例中的镀膜室2配置有室门(图中未示出)以打开及关闭镀膜室2，便于放置、取出工件及对镀膜室2进行维护。

如图1所示，镀膜室2内设置有上平移平台、上升降支撑柱、磁控靶组件、第一托盘6、第二托盘7、机械臂17和多个下升降支撑柱13。其中，第一托盘6和第二托盘7均是盘状结构，例如方盘状结构，第一托盘6和第二托盘7被配置为能相互扣合并锁紧。

作为一种优选的扣合锁紧方式，第一托盘6的正面为凸起面，第二托盘7的正面为凹陷面，第一托盘6和第二托盘7扣合在一起时，凸起面和凹陷面在外边缘处相互抵接。此时，工件则在第一托盘6的正面和第二托盘7的正面之间的间隙内被夹紧。

本实施例中，第一托盘6和第二托盘7之间设置有快速锁紧装置。由此，当第一托盘6和第二托盘7并夹紧工件时，能够快速锁紧第一托盘6和第二托盘7，防止第一托盘6和第二托盘7上下转动时二者分离以及防止二者之间的工件翻转。

作为一种优选的快速锁紧装置，其为埋设在第一托盘6和/或第二托盘7内的多个磁铁(图中未示出)，当第一托盘6和第二托盘7靠近时，在磁力的作用下二者紧密贴合。磁铁可以在非接触的状态下产生工作，即使工件的尺寸发生变化使得第一托盘6的正面和第二托盘7的正面之间的间隙长度发生变化，磁铁依然能够适用。

作为另一种优选的快速锁紧装置，其为快速夹，由一弹性良好的金属片制成，包括U形折弯部，管夹部和开口部，U形折弯部为钢片中部具有弹性的折弯处；管夹部系由U形折弯部向两端延伸而成的二片呈弧形的夹片；二夹片的中部各设有一长槽，各该长槽的一端延伸至U形折弯部，另一端延伸至开口部，各长槽将各夹片分为上夹片与下夹片；二夹片相对设置，在二上夹片之间和二下夹片之间各形成一圆柱形空间；开口部由二夹片的末端分别向外翻成喇叭形。相应地，第一托盘6和第二托盘7的背部分别设置有与长槽配合的弧形条，弧形条位于长槽内时，第一托盘6和第二托盘7被夹紧。由于快速夹能够弹性变形，即使工件的尺寸发生变化使得第一托盘6的正面和第二托盘7的正面之间的间隙长度发生变化，快速夹依然能够适用。

优选地，如图5所示，第一托盘6的正面具有多个用于放置工件的定位槽61，由于定位槽61的定位作用，当工件被夹紧在第一托盘6和第二托盘7之间时，能够防止工件发生滚动或滑动。

本实施例中，第一托盘6与主轴9可拆卸连接并能随主轴9转动。作为一种优选的可拆卸连接方式，第一托盘6的端部伸出有连接套62，连接套62上具有锁槽63，锁槽63包括连为一体的直槽段和沟槽段，主轴9的端部外周面对称地设置有锁柱91，锁柱91从直槽段进入沟槽段时第一托盘6与主轴9可拆卸地连接在一起。此时，主轴9的一部分套设在连接套62内，锁柱91被限制在沟槽段内，当主轴9转动时，其带动第一托盘6转动，当第一托盘6转动180度时，第一托盘6位于第二托盘7的正上方，即第一托盘6和第二托盘7上下交换位置。

本实施例中，机械臂17的尾端固定于镀膜室2的侧壁，机械臂17的首端被配置为能够抓起并移动第一托盘6和第二托盘7。作为一种优选的机械臂17，机械臂17包括多个顺次铰接的转动关节，示例性地，如图2所示，转动关节的数量为4个。相邻的转动关节之间的结合部设置有用于使相邻的转动关节能够相对转动的伺服电机，当伺服电机启动时，其转子带动相邻的转动关节中的一个相对于另一个转动。优选地，伺服电机的输出轴上设置有自锁机构，使得伺服电机停止工作时，相邻的转动关节之间保持固定。

本实施例中，位于机械臂17首端的转动关节设置有电磁组件20，第一托盘6的背部以及第二托盘7的背部设置有铁磁部，可以用的背部电磁组件20与铁磁部配合，使得机械臂17能够抓取、移动第一托盘6和第二托盘7。另一种方式中，第一托盘6的背部以及第二托盘7的背部整体由铁磁材料制成，使得机械臂17可以从第一托盘6的背部以及第二托盘7的背部的任意位置固定并抓取、移动。

优选地，位于尾端的转动关节与镀膜室2的侧壁之间也设置有伺服电机，使位于尾端的转动关节能够相对于镀膜室2转动。优选地，伺服电机的输出轴上设置有自锁机构，使得伺服电机停止工作时，相邻的转动关节之间保持固定。

本实施例中，磁控靶组件包括靶材箱145和由靶材箱145的底面伸出的多个靶材16。当启动电源时，电子在电场的作用下加速飞向工件的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向工件，氩离子在电场的作用下加速轰击靶材16，溅射出大量的靶材16原子，靶原子(或分子)沉积在工件外表面形成膜层，溅射电压的频率范围处于30～60KHz范围。

相应地，镀膜室2内还设置有至少一组供气管路(图中未示出)，用于提供磁控溅射镀膜所需的工作气体，例如氩气。优选地，供气管路还包括提供氧气的管路，用于使从靶材16挥发的离子与氧气发生反应形成氧化物后沉积在工件表面，起到防腐、着色等效果。

本实施例中，靶材箱145的顶部固定于上升降支撑柱，上升降支撑柱固定于上平移平台(图中未示出)，上平移平台固定于镀膜室2的顶部。其中，上升降支撑柱内部设置有液压驱动或电缸驱动或直线电机驱动，当靶材箱145的顶部固定于上升降支撑柱时，上升降支撑柱能够带动靶材箱145上下升降。上平移平台，其为两级平台，第一级平台吊装在镀膜室2的顶部，第二级平台吊装在第一级平台上，第一级平台和第二级平台的移动方向垂直，第一级平台和第二级平台的具体结构可参考CN200780005282.2或其它实施方式，本实施例中不再进一步叙述。

由于靶材箱145的顶部固定于上升降支撑柱，以及上升降支撑柱固定于上平移平台，使得磁控靶组件既可以升降，又可以平移，由此在镀膜时，靶材16能够上下移动或以来回扫描的方式，这样能够调整靶材16与工件的距离，以及在不增加靶材16数量的前提下通过移动靶材箱145的方式使第一托盘6和第二托盘7内的工件都能位于靶材16的溅射范围内。

而且，由于靶材箱145的顶部固定于上升降支撑柱，以及上升降支撑柱固定于上平移平台，使得机械臂17抓取、移动第一托盘6或第二托盘7时，靶材箱145能够相应移动以腾出空间，便于将镀膜室2小型化。

本实施例中，下升降支撑柱13的数量为多个，例如四个、六个或八个，下升降支撑柱13设置在镀膜室2的底部并被配置为能竖直伸缩。具体地，下升降支撑柱13内部设置有液压驱动或电缸驱动或直线电机驱动，以实现升降。

优选地，设备室4设置有L型支撑架8，L型支撑架8包括水平段和竖直段，水平段固定于隔板3，主轴9可转动地穿设在竖直段上。由于设置有L型支撑架8，能够辅助固定主轴9，使主轴9更平稳，又由于L型支撑架8的水平段固定于隔板3，与支撑架固定于设备室4的底壁或侧壁相比，能够避免设备室4的底部等重要空间的占用，提高空间利用效能。

优选地，主轴9在位于设备室4内的一端具有配重环10。由此，当主轴9与第一托盘6连接时，配置环的设置避免了主轴9两端出现严重的不平衡现象，避免主轴9上的传动结构过早损坏。

优选地，配重环10同轴固定在主轴9上，配重环10的外周面设置有若干个标定片19，竖直段上固定有光电传感器18，光电传感器18与标定片19配合以检测主轴9的转动角度。与现有的角度测量装置(如码盘等)相比，例本实施例中利用光电传感器18检测来标定片19以检测主轴9的转动角度，结构更简单可靠，不易损坏，成本更低。

本实施例还提供了一种PVD滚镀方法，使用本实施例中的滚镀装置，进行以下操作：

S1：将盛放有工件的第一托盘6放入镀膜室2，并与主轴9固定；

S2：对镀膜室2抽真空，启动磁控靶组件，对工件进行磁控溅射镀膜；

S3：驱动机械臂17，将固定于机械臂17首端的第二托盘7扣合在第一托盘6的顶部，使第一托盘6和第二托盘7之间的工件被夹紧，机械臂17松开第二托盘7后复位；

S4：启动转动驱动装置，使主轴9带动第一托盘6和第二托盘7上下交换位置，使下升降支撑柱13托住第二托盘7，然后使第一托盘6与主轴9和第二托盘7分离，并利用机械臂17首端抓取第一托盘6后将第一托盘6倾斜或竖直放置在靠近镀膜室2侧壁的区域；

S5：启动磁控靶组件，对位于第二托盘7内的工件进行磁控溅射镀膜。

本实施例中，根据上述滚镀方法，在镀膜室2内，能够将多个小尺寸的工件放置在第一托盘6进行第一次真空镀膜，然后可以利用机械臂17将第二托盘7扣合在第一托盘6上，夹紧第一托盘6和第二托盘7之间的工件，待主轴9转动使第一托盘6和第二托盘7上下交换位置后，工件位于第二托盘7内，且工件之前的下表面变成了上表面，利用机械臂17取走第一托盘6后，再次对工件进行镀膜，可使工件获得完成的表面PVD层。与现有技术相比，不再需要给小尺寸的工件制作夹具或者挂具，也不再需要对小尺寸工件进行装夹，可直接将大量的小尺寸工件放置在托盘内进行真空镀膜，不仅成本低，而且效率高，使得本发明提供的PVD滚镀装置1及方法在整体上相对于现有技术具有显著的进步。

而且，与传统的滚镀相比，真空镀膜条件下，第一托盘6和第二托盘7上下交换位置时，工件处于被夹持状态，工件不会发生无规律的转动或移动，也不会发生相互碰撞破坏彼此的膜层，提高了镀膜质量。

优选地，在S2和/或S5中，启动磁控靶组件时，启动上平移平台和/或上升降支撑柱，使磁控靶组件在水平面内移动。以及，在S3和/或S4中，在机械臂17启动前，上平移平台带动磁控靶组件向远离机械臂17的一侧移动，上升降支撑柱带动磁控靶组件向上移动。由于磁控靶组件在工作时升降和/或平移，靶材16能够上下移动或以来回扫描的方式调整溅射范围，这样能够调整靶材16与工件的距离，以及在不增加靶材16数量的前提下使第一托盘6和第二托盘7内的工件都能位于靶材16的溅射范围内。

优选地，在S2中，对工件进行磁控溅射镀膜时，多次沿顺时针和逆时针方向交替启动转动驱动装置，带动第一托盘最终相对于水平面倾斜晃动，且倾斜角度小于10度。由于在工件进行磁控溅射镀膜时，第一托盘相对于水平面倾斜晃动，便于从靶材挥发的小型粒子沉积到工件的侧面，提高了工件侧面的镀膜。

优选地，在S5中，对工件进行磁控溅射镀膜时，多个下升降支撑柱交替上升或下降，使得第二托盘相对于水平面倾斜晃动，且倾斜角度小于10度。例如，对于下升降支撑柱的数量为4个情形，可以使这4个下升降支撑柱中第一个上升一定距离再复位，然后第二个下升降支撑柱上升一定距离再复位，以此类推，最终带动第二托盘从多个方向相对于水平面倾斜晃动。也可以使下升降支撑柱中第一个下降一定距离再复位，以此类推，最终带动第二托盘从多个方向相对于水平面倾斜晃动，且倾斜角度小于10度。由于在对工件进行磁控溅射镀膜时，第二托盘从多个方向相对于水平面倾斜晃动，便于从靶材挥发的小型粒子沉积到工件的侧面，提高了工件侧面的镀膜。

实施例2

本实施例提供了一种PVD滚镀装置及滚镀方法，与实施例1相比，本实施例的主要区别在于：

如图6所示，机械臂首端的转动关节设置有机械手，而非电磁组件，第一托盘和第二托盘和第二托盘的背部设置有供机械手夹持的安装座或把手等结构。即本实施例中用机械手抓取、移动第一托盘和第二托盘。如图7、图8所示，其结构优选包括安装基座1100、夹持驱动机构1200和多个夹板，安装基座1100设置在手臂组件的前端，夹持驱动机构1200设置在安装基座1100内，夹持驱动机构1200的输出端设置有用于安装并驱动各夹板移动的滑块，各夹板的形状相匹配，用于夹板之间相互合拢时夹板之间能够形成夹持基材2或其它待夹持件的夹持间隙。

如图7、图8所示，作为一种优选的安装基座1100，其包括基壳1110、背板1120和侧板1130。基壳1110的主体为U型结构，当夹持驱动机构1200设置在安装基座1100内时，基壳1110能够覆盖夹持驱动机构1200上、左、下三侧的表面。背板1120设置在基壳1110的背部，侧板1130设置在基壳1110开口一侧的侧面，基壳1110的正面设置有开口，用于供夹持驱动机构1200的输出端伸出。

在本实施例中，夹持驱动机构1200用于提供各夹板沿直线移动的动力。作为一种优选的夹持驱动机构1200，夹持驱动机构1200包括电缸，电缸的主要结构包括驱动电机、传动机构、直线导轨和滑块。其中，驱动电机优选为伺服电机或步进电机，由于采用伺服电机或步进电机作为电缸的驱动电机，能够精确控制驱动电机的输出量，例如电机输出轴的转动角度，进而精确控制滑块的位移。其中，传动机构优选为丝杠或者齿带，它们的输入端与驱动电机输出轴上的齿轮啮合，它们的输出端输出直线运动。滑块中的滑块与传动机构的输出端连接，因而能够沿直线移动。滑块中的滑块设置在直线导轨上，使得滑块在直线导轨的限制下只能沿直线方向移动。

优选地，夹板的数量为两个，分别是第一夹板1410和第二夹板1420，滑块包括第一滑块1310和第二滑块1320。其中，第一夹板1410固定在第一滑块1310上，第二夹板1420固定在第二滑块1320上，第一夹板1410和第二夹板1420的形状相匹配，例如二者之间具有方形、弧形等形状的间隙，用于第一夹板1410和第二夹板1420相互合拢时二者之间能够形成夹持间隙。

优选地，第一夹板1410上固定连接有第一固定座1610，第一固定座1610与第一滑块1310之间由螺栓等紧固件固定连接。第二夹板1420上固定连接有第二固定座1620，第二固定座1620与第二滑块1320之间由螺栓等紧固件固定连接。

进一步优选，夹持间隙的数量为多个，多个夹持间隙沿从夹板远离滑块的一端向接近滑块的一端分别设置。进一步优选，相邻的夹持间隙之间相互连通。由此，能够同一个机械手能够适应多种尺寸的基材的夹持工作，而且与手指形机械手相比，机械手的结构更简单可靠。

进一步优选，夹持间隙包括第一夹持间隙1510、第二夹持间隙1520和第三夹持间隙1530。其中，第一夹持间隙1510由第一夹板1410和第二夹板1420的远离滑块的一端形成，在第一夹持间隙1510内，第一夹板1410和第二夹板1420与基材2或其它待夹持件的配合面为一对相互平行的平面。

进一步优选，第一夹板1410和第二夹板1420远离滑块的一端均具有一个凸起，第一夹持间隙1510由凸起之间相对的平面形成。通过在第一夹板1410和第二夹板1420远离滑块的一端设置凸起，不仅能起到形成第一夹持间隙1510的作用，还能够利用凸起模拟人的手指执行按压、拨动、扭动等动作。

其中，第三夹持间隙1530由第一夹板1410和第二夹板1420的接近滑块的一端形成，在第三夹持间隙1530内，第一夹板1410和第二夹板1420与基材2或其它待夹持件的配合面为一对相互平行的平面。

进一步优选，在第三夹持间隙1530内，第一夹板1410和第二夹板1420与基材2或其它待夹持件的配合面之间的间距大于第一夹持间隙1510内第一夹板1410和第二夹板1420与基材2或其它待夹持件的配合面之间的间距。由此，可以利用第一夹板1410和第二夹板1420的根部夹持需要较大的夹持力的基材2或其它待夹持件。

需要说明的是，在本实施例中，在第一夹持间隙1510内和第三夹持间隙1530内，第一夹板1410和第二夹板1420与基材2或其它待夹持件的配合面之间的间距是指，第一夹板1410与基材2或其它待夹持件的接触面到第二夹板1420与基材2或其它待夹持件的接触面的距离。

其中，第二夹持间隙1520位于第一夹持间隙1510和第三夹持间隙1530之间且分别连通第一夹持间隙1510和第三夹持间隙1530，在第二夹持间隙1520内，第一夹板1410和第二夹板1420与基材2或其它待夹持件的配合面包括一对间距沿从第一夹持间隙1510到第三夹持间隙1530方向逐渐增大的斜面、一对相互平行的平面和一对弧面。

需要说明的是，在本实施例中，在第二夹持间隙1520内，第一夹板1410上的斜面与第二夹板1420上的斜面、相互平行的平面、弧面都是成对设置，当第一夹板1410上的斜面与基材2或其它待夹持件接触时，第二夹持件上的斜面也与基材2或其它待夹持件接触，相互平行的平面、弧面也是采用同样的配对原理，本实施例中不再进一步叙述。

在本实施例中，由于第二夹持间隙1520内，第一夹板1410和第二夹板1420与基材2或其它待夹持件的配合面既包括一对间距沿从第一夹持间隙1510到第三夹持间隙1530方向逐渐增大的斜面，又包括一对相互平行的平面和一对弧面，因而第二夹持间隙1520能够用于夹持具有多种外形的基材2或者存储箱，圆形或者方形的，规则的或不规则的。与现有技术中设置多套夹具或者将机械手1000设计成仿手指形状相比，极大的简化了结构，且易于定位，控制程序简单，使用寿命长。

进一步优选，第一夹板1410和第二夹板1420上都设置有贯通槽1800，贯通槽1800贯穿第一夹板1410和第二夹板1420，能够用于穿设缆线、柱类的物体。

进一步优选，第一夹板1410和第二夹板1420的外表面都设置有立柱1900，立柱1900由第一夹板1410和第二夹板1420的一侧外表面垂直伸出，能够用于执行定位、悬挂、按压等动作。

进一步优选，第一夹板1410和第二夹板1420的主体为平板结构，第一夹板1410和第二夹板1420上各设置有两个以上的立柱1900。当第一夹板1410和第二夹板1420合拢时，各立柱1900围成方形、圆形等形状，由此，可以利用第一夹板1410和第二夹板1420的板面模仿人的手掌承载托盘、桶装物，而立柱1900则位于被承载物的外围进行限位。

优选地，机械手1000还包括前端相机1700，用于采集夹板前方的图像。其中，前端相机1700位于安装基座1100内，前端相机1700的镜头伸出安装基座1100。进一步优选，前端相机1700的镜头从直线导轨的上方伸出，且镜头的朝向与第一夹板1410、第二夹板1420的朝向相同。由于机械手1000上设置有能够采集夹板前方的图像。当机械手1000被安装在机械臂上时，前端相机1700采集机械手1000前方的精确图像供对机械手1000进行精确定位。

优选地，前端相机1700的数量为多个，用于获取夹板前方空间的立体图像。通过采用多个前端相机1700，能够像人眼一样进行双目甚至多目摄像，获得立体图像，便于在三维空间内准确操控机械手1000。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种PVD滚镀装置，其特征在于，包括镀膜室和设备室，所述镀膜室和所述设备室之间由隔板隔离，所述隔板上穿设有从所述设备室延伸到所述镀膜室的主轴，所述设备室内设置有转动驱动装置，所述主轴被配置为能在所述转动驱动装置的驱动下转动；

所述镀膜室内设置有上平移平台、上升降支撑柱、磁控靶组件、第一托盘、第二托盘、机械臂和多个下升降支撑柱，所述第一托盘和所述第二托盘被配置为能相互扣合并锁紧，所述第一托盘与所述主轴可拆卸连接并能随所述主轴转动，所述机械臂的尾端固定于所述镀膜室的侧壁，所述机械臂的首端被配置为能够抓起并移动所述第一托盘和所述第二托盘，所述下升降支撑柱设置在所述镀膜室的底部并被配置为能竖直伸缩；

所述磁控靶组件包括靶材箱和由所述靶材箱的底面伸出的多个靶材，所述靶材箱的顶部固定于所述上升降支撑柱，所述上升降支撑柱固定于所述上平移平台，所述上平移平台固定于所述镀膜室的顶部。

2.根据权利要求1所述的PVD滚镀装置，其特征在于，所述设备室设置有L型支撑架，所述L型支撑架包括水平段和竖直段，所述水平段固定于所述隔板，所述主轴可转动地穿设在所述竖直段上。

3.根据权利要求2所述的PVD滚镀装置，其特征在于，所述主轴在位于所述设备室内的一端具有配重环。

4.根据权利要求3所述的PVD滚镀装置，其特征在于，所述配重环同轴固定在所述主轴上，所述配重环的外周面设置有若干个标定片，所述竖直段上固定有光电传感器，所述光电传感器与所述标定片配合以检测所述主轴的转动角度。

5.根据权利要求1或2所述的PVD滚镀装置，其特征在于，所述机械臂包括多个顺次铰接的转动关节，相邻的所述转动关节之间的结合部设置有用于使相邻的所述转动关节能够相对转动的伺服电机；

位于尾端的所述转动关节与所述镀膜室的侧壁之间也设置有伺服电机，使位于尾端的所述转动关节能够相对于所述镀膜室转动。

6.根据权利要求1或2所述的PVD滚镀装置，其特征在于，所述第一托盘具有锁槽，所述锁槽包括连为一体的直槽段和沟槽段，所述主轴的端部外周面对称地设置有锁柱，所述锁柱从所述直槽段进入所述沟槽段时所述第一托盘与所述主轴可拆卸地连接在一起。

7.根据权利要求1或2所述的PVD滚镀装置，其特征在于，所述第一托盘的正面为凸起面，所述第二托盘的正面为凹陷面，所述第一托盘和所述第二托盘扣合在一起时，所述凸起面和所述凹陷面在外边缘处相互抵接；

所述第一托盘和所述第二托盘之间设置有快速锁紧装置。

8.一种PVD滚镀方法，其特征在于，使用权利要求1-7中任一项所述的滚镀装置，进行以下操作：

S1：将盛放有工件的第一托盘放入所述镀膜室，并与所述主轴固定；

S2：对所述镀膜室抽真空，启动所述磁控靶组件，对所述工件进行磁控溅射镀膜；

S3：驱动所述机械臂，将固定于所述机械臂首端的第二托盘扣合在所述第一托盘的顶部，使所述第一托盘和所述第二托盘之间的所述工件被夹紧，所述机械臂松开所述第二托盘后复位；

S4：启动所述转动驱动装置，使所述主轴带动所述第一托盘和所述第二托盘上下交换位置，使下升降支撑柱托住所述第二托盘，然后使所述第一托盘与所述主轴和所述第二托盘分离，并利用所述机械臂首端抓取所述第一托盘后将所述第一托盘倾斜或竖直放置在靠近所述镀膜室侧壁的区域；

S5：启动所述磁控靶组件，对位于所述第二托盘内的所述工件进行磁控溅射镀膜。

9.根据权利要求8所述的PVD滚镀方法，其特征在于，在S2和/或S5中，启动所述磁控靶组件时，启动所述上平移平台，使所述磁控靶组件在水平面内移动；

和/或，在所述机械臂启动前，所述上平移平台带动所述磁控靶组件向远离所述机械臂的一侧移动，所述上升降支撑柱带动所述磁控靶组件向上移动。

10.根据权利要求8所述的PVD滚镀方法，其特征在于，在S2中，对工件进行磁控溅射镀膜时，多次沿顺时针和逆时针方向交替启动转动驱动装置，带动所述第一托盘最终相对于水平面倾斜晃动，且倾斜角度小于10度；

和/或，在S5中，对工件进行磁控溅射镀膜时，多个所述下升降支撑柱交替上升或下降，带动所述第二托盘相对于水平面倾斜晃动，且倾斜角度小于10度。