CN108486538B - 智能镀膜方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的智能镀膜方法及系统，由仿生机器人代替操控镀膜室及移动基材，搬运机器人则用于进行物料搬运，即实现了智能化镀膜作业，节省人工，效率高，且避免了镀膜工作可能产生的危害。而且，由于具有检测工位和清理工位，能够在镀膜前，先由仿生机器人移动基材到检测工位对基材的表面进行图像检测，若基材的表面质量不合格，则仿生机器人先将基材移动到清理工位进行清理，防止运输、存储过程中被污染的基材被直接送入镀膜室进行镀膜。本发明提供的智能镀膜方法及系统具有节省人工、自动化程度高、镀膜成品率高、无污染等多重技术效果。

Description

智能镀膜方法及系统

技术领域

本发明涉及真空镀膜领域，具体而言，涉及智能镀膜方法及系统。

背景技术

在铝合金的表面处理装饰领域，现有技术主要有阳极氧化(银白、砂白料)、阳极氧化+电解着色(浅古铜、古铜、黑色等)、电泳涂漆、静电喷漆、氟碳喷漆、静电粉末喷涂，在3C产品装饰领域，最常见的是阳极氧化+着色，阳极氧化工艺存在水电消耗量大、污水多、要使用大量的酸碱、耐腐蚀性能不理想、易变色等缺点。与传统的阳极氧化相比，PVD(物理气相沉积)因为具有节水、无需酸碱、无污染、设备小型化等，同时具有较好的耐腐蚀、耐磨和附着力性能，在铝合金表面以PVD的方式制作装饰性外层得到了使用，尤其是电子产品、玩具、高端管道等领域。

现有技术中，即使在镀膜前预先对基材表面进行锅预处理，但由于基材的静电效应，以及在搬运基材过程中的接触污染，使得用于镀膜的基材表面容易被污染。当在镀膜室内进行镀膜时，铝合金表面的污染物会产生诸多危害，例如，使膜层与基材之间的结合力下降，影响膜层的色泽等。

现有技术中，镀膜室镀膜机由人工操作，当进行镀膜作业时，强电磁辐射、粉尘等对操作者的身心健康有危害，而且人工操作效率低、成本高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了智能镀膜方法及系统，用于解决前述技术问题中的至少一个。

具体地，其技术方案如下：

一种智能镀膜方法，包括：

搬运机器人将盛放有基材的工件箱搬运到工作台；

仿生机器人将所述基材从所述工件箱取出后放置到检测工位，在所述检测工位获取所述基材的表面图像以检测其表面质量，若满足预设条件，则所述仿生机器人将所述基材放入镀膜室，若不满足所述预设条件，则所述仿生机器人先将所述基材移动到清理工位进行表面清理，再次检测满足所述预设条件后再放入所述镀膜室；

将所述镀膜室抽真空，然后在所述镀膜室内对所述基材进行中频溅射镀膜，镀膜完成后，所述仿生机器人从所述镀膜室内取出铝合金镀件，将所述铝合金镀件存放在所述工作台上的成品箱内，然后由所述搬运机器人取走。

在优选的实施方式中，“搬运机器人将盛放有基材的工件箱搬运到工作台”的方法包括：

所述搬运机器人抓取基材并放入工件箱；

所述搬运机器人抓取工件箱，并利用所述搬运机器人自身携带的快速夹持座夹紧工件箱；

所述搬运机器人自主移动到所述工作台所在的位置，将工件箱放置到所述工作台上。

在优选的实施方式中，预先对所述基材顺次进行碱蚀除污、除灰出光和防锈处理；

所述预设条件包括预先设定的基材表面的异物面积和异物数量的阀值，在所述清理工位进行的表面清理包括擦拭和吹风。

一种智能镀膜系统，包括镀膜室、工作台、搬运机器人和仿生机器人，所述工作台上设置有检测工位、清理工位，所述检测工位用于获取基材的表面图像以检测其表面质量，所述清理工位用于对所述基材进行表面清理，所述仿生机器人用于操控所述镀膜室、所述检测工位和所述清理工位，所述镀膜室内包括真空产生装置、中频溅射磁控靶和基材挂架，所述基材挂架用于安装所述基材。

在优选的实施方式中，所述搬运机器人包括机器人本体、轮组、导航组件和机械臂组件，所述机器人本体呈箱体结构，所述机械臂组件包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂和所述第二机械臂设置在所述机器人本体的顶部，所述第一机械臂和所述第二机械臂的前端分别配置有机械手；

所述机器人本体的顶部设置有多个快速夹持座，用于夹紧工件箱，所述工件箱用于盛放基材或者铝合金镀件；

和/或，所述工作台上也设置有多个所述快速夹持座。

在优选的实施方式中，所述快速夹持座包括包括夹持座基座、直线驱动机构、推杆、连杆机构和多个活动板，所述直线驱动机构和所述推杆设置在所述夹持座基座上，各所述活动板分布在所述快速夹持座的多个侧面，所述直线驱动机构被配置为能够带动所述推杆往复移动，所述连杆机构的数量为一个或多个，各所述连杆机构由所述推杆驱动，各所述连杆机构被配置为传动连接所述活动板中的一个或多个，使得所述推杆移动时各所述连杆机构带动对应的所述活动板同时夹紧及松开所述工件箱。

在优选的实施方式中，所述连杆机构包括第一连杆机构，所述第一连杆机构包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆中部固定套设在所述推杆上，所述第一连杆的两端分别铰接所述第二连杆和所述第三连杆，所述第二连杆的头部铰接有第一活动板安装座，所述第三连杆的头部铰接有第二活动板安装座；多个所述活动板中包括第一活动板和第二活动板，所述第一活动板和所述第二活动板分布在所述工件箱的相对的两侧，所述第一活动板固定在所述第一活动板安装座上，所述第二活动板固定在所述第二活动板安装座上。

在优选的实施方式中，所述连杆机构还包括第二连杆机构，所述第二连杆机构包括第四连杆和第五连杆，所述第四连杆固定套设在所述推杆上，所述第四连杆的一端连接所述第五连杆，所述第五连杆的头部固定连接有第三活动板安装座；多个所述活动板中包括第三活动板，所述第三活动板固定在所述第三活动板安装座上，且所述第三活动板被配置为与所述推杆的移动方向同向。

在优选的实施方式中，所述检测工位包括背光底板、相机支架和CCD相机，所述CCD相机安装在所述相机支架上，所述背光底板水平设置，所述CCD相机的镜头竖直向下且朝向所述背光底板；

和/或，所述清理工位设置有转动抹布和热吹风装置，所述转动抹布配置抹布湿润组件。

在优选的实施方式中，所述仿生机器人包括躯干、承接座和多个手臂组件，所述躯干可转动地被支撑在所述承接座上方，多个所述手臂组件分别由所述躯干的不同位置伸出，所述手臂组件由多个手臂单体顺次转动连接而成，所述手臂组件的前端设置有机械手；

所述机械手包括安装基座、夹持驱动机构和多个活动板，所述安装基座设置在所述手臂组件的前端，所述夹持驱动机构设置在所述安装基座内，所述夹持驱动机构的输出端设置有用于安装并驱动各所述活动板移动的滑块，各所述各活动板的形状相匹配，用于所述活动板之间相互合拢时所述活动板之间能够形成夹持间隙。

本发明至少具有以下有益效果：

根据本发明提供的智能镀膜方法及系统，由仿生机器人代替操控镀膜室及移动基材，搬运机器人则用于进行物料搬运，即实现了智能化镀膜作业，节省人工，效率高，且避免了镀膜工作可能产生的危害。而且，由于具有检测工位和清理工位，能够在镀膜前，先由仿生机器人移动基材到检测工位对基材的表面进行图像检测，若基材的表面质量不合格，则仿生机器人先将基材移动到清理工位进行清理，防止运输、存储过程中被污染的基材被直接送入镀膜室进行镀膜。本发明提供的智能镀膜方法及系统具有节省人工、自动化程度高、镀膜成品率高、无污染等多重技术效果，且本发明中上述多重技术手段相互关联、促进，使得本发明提供的智能镀膜方法及系统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是本发明实施例智能镀膜系统的实体结构示意图；

图2是本发明实施例中搬运机器人的斜视图；

图3是图2中快速夹持座区域的局部放大图；

图4是本发明实施例中工作台区域的实体结构示意图；

图5是本发明实施例中快速夹持座的第一斜视图；

图6是本发明实施例中快速夹持座的第二斜视图；

图7是本发明实施例中快速夹持座的第一爆炸图；

图8是本发明实施例中快速夹持座的第二爆炸图；

图9是本发明实施例中快速夹持座隐藏基座盖板后的第一斜视图。

图10是本发明实施例中镀膜室的内部结构示意图；

图11是本发明实施例中基材挂架的斜视图；

图12是本发明实施例中检测工位的示意图；

图13是本发明实施例中清理工位的内部示意图；

图14是本发明实施例中室内机器人的示意图；

图15是本发明实施例中第一机械手的斜视图；

图16是本发明实施例中第一机械手的爆炸图。

主要元件符号说明：

1-智能镀膜系统；2-基材；3-搬运机器人；31-机器人本体；32-轮组；34-壁障雷达；35-第一机械臂；36-第二机械臂；37-第一机械手；38-第二机械手；351-第一首臂单体；352-第一中臂单体；353-第一尾臂单体；361-第二首臂单体；362-第二中臂单体；363-第三尾臂单体；100-仿生机器人；1000-第三机械手；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；2000-第四机械手；3000-承接座；4100-左手臂组件；4200-右手臂组件；5000-躯干；5100-上躯干；5200-下躯干；6000-头部；6100-头部相机；7000-支撑套筒；300-镀膜室；301-镀膜室的外壳；302-镀膜室的外门；303-第一中频溅射磁控靶；304-第二中频溅射磁控靶；305-第三中频溅射磁控靶；306-基材挂架；3061-外环；3062-中心轴；3063-挂钩；3064-连接筋；3065-安装结构；3066-内环；400-清理箱；401-固定座；402-转动抹布；403-伸缩支架；404-热吹风装置；405-抹布湿润组件；800-工作台；900-检测工位；901-检测基板；902-基材座；903-相机支架；904-调节锁紧螺丝；905-CCD相机；906-安装槽；907-背光底板；700-快速夹持座；7001-角块；7002-连接片；7100-夹持座基座；7110-基座盖板；7120-基座本体；7130-底板；7200-直线驱动机构；7300-推杆；7410-第一活动板；7420-第二活动板；7430-第三活动板；7440-第四活动板；7450-第五活动板；7510-第一连杆；7520-第二连杆；7530-第三连杆；7540-第四连杆；7550-第五连杆；7560-第六连杆；7610-第一活动板安装座；7620-第二活动板安装座；7630-第三活动板安装座；7640-第四活动板安装座；7710-第一定位导向组件；7711-固定片；7712-轴套；7713-连杆导向轴；7720-第二定位导向组件。

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。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：在本发明中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

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

请一并参阅1-图4，本实施例提供了一种智能镀膜系统1，可用于在基材2表面制备PVD装饰涂层，其中，尤其适用于电子产品、玩具、高端管道等领域的基材2，例如，基材2可以是手机壳、手机框架、键盘、玩具、装饰灯管、水管等。本实施例举出了铝合金表面PVD装饰涂层制备系统的一种示例应用场景，即基材2为铝合金材质的手机壳时的应用场景。

本实施例中，智能镀膜系统1包括镀膜室300、工作台800、搬运机器人3和仿生机器人100。工作台800上设置有检测工位900、清理工位，检测工位900用于获取基材2的表面图像以检测其表面质量，清理工位用于对基材2进行表面清理，仿生机器人100用于操控镀膜室300、检测工位900和清理工位。

作为一种优选的搬运机器人3，如图2、图3所示，搬运机器人3包括机器人本体31、轮组32、导航组件和机械臂组件，机器人本体31呈箱体结构，机械臂组件包括第一机械臂35和第二机械臂36，第一机械臂35和第二机械臂36设置在机器人本体31的顶部，第一机械臂35的前端配置有第一机械手37，第二机械臂36的前端配置有第二机械手38。当搬运机器人3工作时，第一机械臂35、第一机械手37、第二机械臂36和第二机械手38模拟人的双手和双臂工作，以夹持、移动基材2或者工件箱600。作为一种优选的导航组件，其包括设置在机器人本体31四周(尤其是棱角处)的多个壁障雷达34，以及激光或者视觉定位模块。

其中，第一机械臂35包括顺次铰接的第一首臂单体351、第一中臂单体352和第一尾臂单体353，第一手臂单体351竖直且铰接(转动轴线沿竖直方向)设置在机器人本体31的顶部，第一机械手37设置在第一尾臂单体353上。第二机械臂36包括顺次铰接的第二首臂单体361、第二中臂单体362和第二尾臂单体363，第二手臂单体361竖直且铰接(转动轴线沿竖直方向)设置在机器人本体31的顶部，第二机械手38设置在第二尾臂单体363上。

优选地，机器人本体31的顶部设置有多个快速夹持座700，用于夹紧工件箱600，工件箱600用于盛放基材2或者铝合金镀件；

优选地，工作台800上也设置有多个快速夹持座700。

作为一种优选的快速夹持座700，如图5-图9所示，包括夹持座基座7100、直线驱动机构7200、推杆7300、连杆机构和多个活动板。其中，作为一种优选的夹持座基座7100，夹持座基座7100包括夹持座基座本体7120、基座盖板7110和基座底板7130。夹持座基座本体7120优选为环状结构，进一步优选为方形环，基座底板7130设置在夹持座基座本体7120的下表面，基座盖板7110设置在夹持座基座本体7120的上表面。

在本实施例中，直线驱动机构7200和推杆7300设置在夹持座基座7100上。优选地，基座底板7130的下表面固定有若干个角块7001，直线驱动机构7200通过螺栓等紧固件固定在角块7001上。优选地，环状结构的夹持座基座本体7120被设置为具有足够的厚度，优选大于推杆7300的直径，夹持座基座本体7120上设置有用于安置推杆7300的轴孔，使得推杆7300能够在轴孔中往复移动，且推杆7300的上下表面均不露出夹持座基座本体7120。

在本实施例中，活动板分布在工件箱的多个侧面，由此，分布在工件箱多个侧面的活动板能夹紧待夹紧件的多个侧面，取得更佳的夹紧效果。

在本实施例中，直线驱动机构7200被配置为能够带动推杆7300往复移动。作为二者之间一种优选的传动方式，推杆7300的一端伸出夹持座基座本体7120，直线驱动机构7200的动子与推杆7300的伸出夹持座基座本体7120一端同侧，且也伸出夹持座基座本体7120，推杆7300的伸出夹持座基座本体7120一端与直线驱动机构7200的动子之间固定连接有连接片7002，由此，当直线驱动机构7200的动子往复移动时，推杆7300也会随之往复移动。

在本实施例中，连杆机构的数量为一个或多个，各连杆机构被配置为传动连接一个或多个活动板，使得推杆7300移动时连杆机构带动对应的活动板同时夹紧及松开待夹紧件。

作为优选的连杆机构和连杆机构与活动板之间优选的传动连接方式，连杆机构包括第一连杆7510机构，第一连杆7510机构包括第一连杆7510、第二连杆7520和第三连杆7530。其中，第一连杆7510中部套设且固定在推杆7300上，第一连杆7510的两端分别铰接第二连杆7520和第三连杆7530，即第二连杆7520和第三连杆7530分布在推杆7300的两侧。第二连杆7520的头部铰接有第一活动板安装座7610，第三连杆7530的头部铰接有第二活动板安装座7620。

本实施例中，活动板组件包括第一活动板7410和第二活动板7420，第一活动板7410和第二活动板7420分布在待夹紧件的相对的两侧，第一活动板7410固定在第一活动板安装座7610上，第二活动板7420固定在第二活动板安装座7620上。

当推杆7300在夹持座基座本体7120的轴孔内移动时，由于第一连杆7510机构中各连杆之间的动力传递，便能带动第一活动板7410和第二活动板7420移动，进而夹紧及松开待夹紧件。

优选地，快速夹持座700还包括第一定位导向组件7710，第一定位导向组件7710设置在夹持座基座7100上，用于给第一活动板7410导向。作为一种优选的第一定位导向组件7710，其包括连杆导向杆7713、轴套7712和固定片7711。其中，连杆导向杆7713的数量优选为两个或更多，第一活动板安装座7610上设置有与连杆导向杆7713一一对应的轴孔，连杆导向杆7713穿设并固定在对应的轴孔内。轴套7712的内部穿设连杆导向杆7713，轴套7712的外部包括两部分，一部分安装在夹持座基座本体7120上相应的安装孔内，另一部分为片状结构且伸出夹持座基座本体7120，轴套7712伸出夹持座基座本体7120的一部分通过螺栓等紧固件安装在夹持座基座本体7120上，用于固定轴套7712。固定片7711上设置有与连杆导向杆7713对应的通孔，连杆导向杆7713的端部设置有螺纹孔，用于使螺栓等紧固件能够从通孔穿过固定片7711并螺纹锁合到连杆导向杆7713内，由此能够将固定片7711固定到各个连杆导向杆7713的端部，使各个连杆导向杆7713同步移动或者同步固定。

优选地，快速夹持座700还包括第二定位导向组件7720，第二定位导向组件7720设置在夹持座基座7100上，用于给第二活动板7420导向。优选地，第二定位导向组件7720具有与第一定位导向组件7710相同的结构，即也包括连杆导向杆7713、轴套7712和固定片7711，这些结构之间的连接关系与第一定位导向组件7710相同，本实施例中不再进一步叙述。

优选地，第一定位导向组件7710和第二定位导向组件7720中连杆导向杆7713的移动方向垂直于推杆7300。

优选地，连杆机构包括第二连杆7520机构，第二连杆7520机构包括第四连杆7540和第五连杆7550，第四连杆7540套设且固定在推杆7300上，第四连杆7540的一端连接第五连杆7550，第五连杆7550的头部固定连接有第三活动板安装座7630。

活动板组件包括第三活动板7430，第三活动板7430固定在第三活动板安装座7630上，且第三活动板7430被配置为与推杆7300的移动方向同向。

优选地，第二连杆7520机构还包括第六连杆7560，第四连杆7540的中部套设且固定在推杆7300上，第六连杆7560连接第四连杆7540的另一端，第六连杆7560的头部固定连接有第四活动板安装座7640。

活动板组件包括第四活动板7440，第四活动板7440与第三活动板7430位于待夹紧件的同一侧，第四活动板7440固定在第四活动板安装座7640上。

优选地，第五连杆7550与第四连杆7540铰接；

和/或，第六连杆7560与第四连杆7540铰接。

优选地，活动板组件包括第五活动板7450，第五活动板7450分布在待夹紧件的与第三活动板7430、第四活动板7440相对的一侧，第五活动板7450固定在夹持座基座7100上。

优选地，第五连杆7550与夹持座基座7100之间以及第六连杆7560与夹持座基座7100之间设置有轴套7712。

优选地，直线驱动机构7200包括气缸，气缸的伸缩杆通过连接片7002固定连接推杆7300。

根据该快速夹持座700，直线驱动机构7200被配置为能够带动推杆7300往复移动，而推杆7300往复移动时，而各连杆机构由推杆7300驱动，因而推杆7300移动时连杆机构带动对应的活动板同时夹紧及松开工件箱。与现有技术相比，本实施例中各压板在同一直线驱动机构7200的驱动下产生联动，同时夹紧及松开待夹紧件，减少了动力源，操控简单，成本低，而且同步性好、运行稳定，不易出故障。

其中，镀膜室300用于对基材2进行镀膜，如图10所示，镀膜室的外壳301和镀膜室的外门302形成一个可以密闭的室内环境，其内部包括真空产生装置(图中未示出)、中频溅射磁控靶和基材挂架306，真空产生装置用于在镀膜室300内产生真空环境，其包括外部的真空泵和伸入镀膜室300的抽气管路，电子在电场的作用下加速飞向基材2的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向基材2，氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，靶原子(或分子)沉积在基片上成膜，溅射电压的频率范围处于30～60KHz范围，基材挂架306用于安装基材2。

相应地，镀膜室300内还设置有至少一组供气管路，用于提供中频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，用于使从中频溅射磁控靶挥发的离子与氧气发生反应形成氧化物后沉积在铝合金表面，起到防腐、着色等效果。

优选地，中频溅射磁控靶的数量为多个，进一步优选，中频溅射磁控靶的数量为三个，分别是第一中频溅射磁控靶303、第二中频溅射磁控靶304和第三中频溅射磁控靶305，其中第一中频溅射磁控靶303、第二中频溅射磁控靶304和第三中频溅射磁控靶305可以是相同种类的靶材，以从多个角度对基材2进行中频磁控溅射。

优选地，如图11所示，对于基材2为手机壳的应用场景，基材挂架306包括中心轴3062和套设在中心轴3062外部的挂盘，挂盘上设置有多个挂钩3063。其中，中心轴3062的两端具有安装结构3065，包括螺纹、螺母等，用于安装中心轴3062，挂盘为空心挂盘，其包括内环3066、外环3061和连接筋3064，内环3066套设在中心轴3062上，外环3061和内环3066之间由多个连接筋3064固定连接，挂钩3063设置在外环3061上。优选地，本实施例中，中心轴3062的外部套设有多个挂盘，使得镀膜室300一次工作能够为更多的基材2镀膜。

本实施例中，如图4、图12所示，作为一种优选的检测工位900，其包括检测基板901，检测基板901安装在工作台800的上表面，检测基板901的上表面分别安装有相机支架903和基材座902，相机支架903包括支架底板和两根竖直设置在支架底板上的立架，CCD相机905相机安装在两根立架上，CCD相机905在立架上的高度可调，通过调节锁紧螺丝904锁紧CCD相机905。基材座902水平设置在CCD相机905的前方，基材座902的上表面设置有用于放置基材2的安装槽906，基材座902的上表面在靠近安装槽906的位置设置有背光底板907，当基材2放置在安装槽906内时，背光底板907能够支撑基材2，还具有提供纯色背景、增加对比度等有益效果。由此，能够在镀膜前，先由仿生机器人100移动基材2到检测工位900对基材2的表面进行图像检测，检查基材2的表面质量。

优选地，本实施例中的清理工位为封闭式结构，如图13所示，其在结构组成上表现为清理箱400。在清理箱400内侧，底部设置有用于固定基材2的固定座401，固定座401的上方设置有转动抹布402，本实施例中，转动抹布402是指，抹布能够在内部转动元件的驱动下转动。

优选地，转动抹布402通过伸缩支架403安装在清理箱400的顶部，由此，当仿生机器人100将需要清理的基材2放入清理箱400时，转动抹布402能够向上移动，为仿生机器人100放置基材2腾出空间。进一步优选，清理箱400的顶部设置有水平移动平台(图中未示出)，由直线电机或电缸驱动，伸缩支架403安装在水平移动平台上，这样转动抹布402除了抹布自身能够转动外，还能够在三维空间内任意移动，不但提升了抹布的清洁能力，而且适用于多种尺寸、多种形状的基材2的清理。

本实施例中，转动抹布402配置有抹布湿润组件405，如图7所示，抹布湿润组件405包括在固定座401的上方设置的柔性供水管，柔性供水管能够提供水分以湿润转动抹布402，提高了清洁效果。

本实施例中，清理工位还设置有热吹风装置404，具体地，清理箱400设置有电热式吹风机(图中未示出)，电热式吹风机的出风口为柔性管出风口。由于设置有热吹风装置404，当清理完毕后，能够及时除去基材2表面的水分，使基材2表面保持干燥。

本实施例中，仿生机器人100代替人操作镀膜室300、检测工位900、清理工位400以及搬运物料，为实现上述功能，本实施例中提供了一种优选的仿生机器人100。

如图14所示，仿生机器人100包括躯干5000、承接座3000和多个手臂组件，躯干5000可转动地被支撑在承接座3000上方，多个手臂组件分别由躯干5000的不同位置伸出，手臂组件由多个手臂单体顺次转动连接而成，手臂组件的前端设置有机械手。

在本实施例中，躯干5000是仿生机器人100的主要躯体，其内部具有空腔，该空腔用于设置电源、线缆、电路板等电器元件。躯干5000的外部优选为圆筒或者椭圆筒的变形结构，其前后两侧较为扁平，与人体的躯干较为接近。

优选地，躯干包括上躯干5100和下躯干5200，上躯干5100相对于下躯干5200向仿生机器人的前方倾斜设置。上躯干5100的左侧连接左手臂组件4100，上躯干5100的右侧连接右手臂组件4200。

在本实施例中，承接座3000位于仿生机器人的最下侧，其上方连接躯干并承接躯干、左手臂组件4100、右手臂组件4200和机器人其它组件的重量。作为一种优选的承接座3000，其为圆筒状结构，承接座3000的顶部和底部都设置有法兰，承接座3000底部的法兰固定连接外壳组件的底板或者底部框架。由于仿生机器人被固定设置在外壳组件内，当仿生机器人操作镀膜室等设备时，其通过躯干的转动、手柄组件的移动来操作，与自身可以移动的仿生机器人相比，其工作效率高、控制难度小。

优选地，承接座3000和下躯干5200之间设置有支撑套筒7000，下躯干5200的下部套设在支撑套筒7000内，支撑套筒7000的下端设置有连接法兰，其与承接座3000顶部的连接法兰相匹配，并通过螺栓等紧固件连接。支撑套筒7000的内部设置有躯干转动驱动装置(图中未示出)，躯干转动驱动装置的定子固定在支撑套筒7000内，躯干转动驱动装置的动子固定连接下躯干5200的内表面。当启动躯干转动驱动装置时，其动子便带动躯干相对于承接座3000转动。

优选地，躯干转动驱动装置为伺服电机。由于伺服电机具有反馈特性，因而能够精确控制躯干的转动角度，实现仿生机器人的精确定位操作。

优选地，手臂组件的数量为两个，分别是左手臂组件4100和右手臂组件4200，左手臂组件4100由躯干5000的左侧伸出，右手臂组件4200由躯干5000的右侧伸出，左手臂组件4100的前端设置有第三机械手1000，右手臂组件4200的前端设置有第四机械手2000。左手臂组件4100和右手臂组件4200各自由多个手臂单体顺次转动连接而成，手臂单体均为中空结构，它们内部的中空结构内能够穿设缆线以及设置驱动手臂单体转动的驱动装置，例如伺服电机，由于伺服电机具有反馈特性，因而能够精确控制各手臂单体之间的转动角度，实现仿生机器人的精确定位操作。本实施例中，左手臂组件4100和右手臂组件4200中各自的手臂单体的数量优选为3个以上，每增加一个手臂单体，对应的手臂组件的自由度便得到增加，使得手臂组件更灵活。优选地，本实施例中，左手臂组件4100和右手臂组件4200中的手柄数量相同，且二者的相同层级的手臂单体的形状、尺寸相同，由此，能够减少仿生机器人的控制难度，提高仿生机器人的反应速度。

优选地，各手臂单体中设置有陀螺仪，用于精确测量各手臂单体的转动角度，便于精确控制仿生机器人的运动姿态。

本实施例中，仿生机器人具有头部6000，头部6000可转动地设置在躯干的顶部，头部6000上设置有头部相机6100。由于设置有带相机的头部6000，头部6000中的头部相机6100能够采集仿生机器人周围的图像，并利用仿生机器人自身携带的图像识别模块定位目标和机械手。优选地，头部6000上的头部相机6100为立体相机。

在本实施例中，作为头部6000在躯干的顶部的一种优选的转动连接方式，头部6000和上躯干5100之间设置有头部转动驱动装置，头部转动驱动装置的动子连接头部6000，头部转动驱动装置的定子连接上躯干5100。优选地，头部转动驱动装置为伺服电机。

本实施例中，机械手用于代替人手进行按压、拔插、夹持等多种操作，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。

本实施例中，第一机械手37、第二机械手38、第三机械手1100和第四机械手1200的结构组成优选相同，以便于维护及降低控制难度。

如图15、图16所示，以第三机械手1000为例，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第三机械手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，第三机械手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。由于第三机械手1000上设置有能够采集夹板前方的图像。当第三机械手1000被安装在机器人的手臂上时，前端相机1700采集第三机械手1000前方的精确图像供机器人对第三机械手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，便于仿生机器人在三维空间内准确操控第三机械手1000。

根据本实施例提供的智能镀膜系统1，本实施例还提供了智能镀膜方法，按照以下步骤操作：

搬运机器人3将盛放有基材2的工件箱600搬运到工作台800；

仿生机器人100将基材2从工件箱600取出后放置到检测工位900，在检测工位900获取基材2的表面图像以检测其表面质量，若满足预设条件，则仿生机器人100将基材2放入镀膜室300，若不满足预设条件，则仿生机器人100先将基材2移动到清理工位进行表面清理，再次检测满足预设条件后再放入镀膜室300；

将镀膜室300抽真空，然后在镀膜室300内对基材2进行中频溅射镀膜，镀膜完成后，仿生机器人100从镀膜室300内取出铝合金镀件，将铝合金镀件存放在工作台上的成品箱内，然后由搬运机器人3取走。

优选地，“搬运机器人3将盛放有基材的工件箱搬运到工作台”的方法包括：

搬运机器人3抓取基材2并放入工件箱600；

搬运机器人3抓取工件箱600，并利用搬运机器人2自身携带的快速夹持座700夹紧工件箱600；

搬运机器人3自主移动到工作台800所在的位置，将工件箱600放置到工作台800上。

优选地，预先对基材2顺次进行碱蚀除污、除灰出光和防锈处理。

优选地，预设条件包括预先设定的基材表面的异物面积和异物数量的阀值。其中，异物面积的阀值包括一处位置的异物面积的阀值和基材表面的总的异物面积的阀值，如果超出预先设定的阀值，则判断基材2的表面质量不合格；异物数量的阀值包括铝合金表面存在异物的位置的数量的阀值，如果超出预设的阀值，则判断基材2的表面质量不合格。在S2中，在清理工位进行的表面清理包括擦拭和吹风。

根据本实施例提供的智能镀膜方法及系统，由仿生机器人100代替操控镀膜室300及移动基材2，实现了智能无人镀膜，节省人工，且避免了镀膜工作可能产生的危害。

而且，工作台800具有检测工位900和清理工位，能够在镀膜前，先由仿生机器人100移动基材2到检测工位900对基材2的表面进行图像检测，若基材2的表面质量不合格，则仿生机器人100先将基材2移动到清理工位进行清理，防止运输、存储过程中被污染的基材2被直接送入镀膜室300进行镀膜。也就是说，本实施例提供的智能镀膜方法及系统具有节省人工、自动化程度高、镀膜成品率高、无污染等多重技术效果，且本实施例中上述多重技术手段相互关联、促进，使得本实施例提供的智能镀膜方法及系统在整体上相对于现有技术具有显著的进步。

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 (8)

1.一种智能镀膜方法，应用于铝合金材质的基材表面镀膜制备PVD装饰涂层，其特征在于，包括：

搬运机器人将盛放有基材的工件箱搬运到工作台，并利用所述搬运机器人自身携带的快速夹持座夹紧工件箱，所述快速夹持座包括夹持座基座、直线驱动机构、推杆、连杆机构和多个活动板，所述直线驱动机构和所述推杆设置在所述夹持座基座上，各所述活动板分布在所述快速夹持座的多个侧面，所述直线驱动机构被配置为能够带动所述推杆往复移动，所述连杆机构的数量为一个或多个，各所述连杆机构由所述推杆驱动，各所述连杆机构被配置为传动连接所述活动板中的一个或多个，使得所述推杆移动时各所述连杆机构带动对应的所述活动板同时夹紧及松开所述工件箱；

仿生机器人将所述基材从所述工件箱取出后放置到检测工位，在所述检测工位获取所述基材的表面图像以检测其表面质量，若满足预设条件，则所述仿生机器人将所述基材放入镀膜室，若不满足所述预设条件，则所述仿生机器人先将所述基材移动到清理工位进行表面清理，再次检测满足所述预设条件后再放入所述镀膜室，所述预设条件包括预先设定的基材表面的异物面积和异物数量的阀值，其中，所述镀膜室的外壳和镀膜室的外门形成一个能够密闭的室内环境，所述镀膜室内部包括真空产生装置、中频溅射磁控靶和基材挂架，所述真空产生装置用于在所述镀膜室内产生真空环境，所述基材挂架用于安装所述基材；

将所述镀膜室抽真空，然后在所述镀膜室内对所述基材进行中频溅射镀膜，镀膜完成后，所述仿生机器人从所述镀膜室内取出铝合金镀件，将所述铝合金镀件存放在所述工作台上的成品箱内，然后由所述搬运机器人取走。

2.根据权利要求1所述的智能镀膜方法，其特征在于，“搬运机器人将盛放有基材的工件箱搬运到工作台”的方法包括：

所述搬运机器人抓取基材并放入工件箱；

所述搬运机器人抓取工件箱，并利用所述快速夹持座夹紧工件箱；

所述搬运机器人自主移动到所述工作台所在的位置，将工件箱放置到所述工作台上。

3.根据权利要求1所述的智能镀膜方法，其特征在于，预先对所述基材顺次进行碱蚀除污、除灰出光和防锈处理；

在所述清理工位进行的表面清理包括擦拭和吹风。

4.一种智能镀膜系统，应用于铝合金材质的基材表面镀膜制备PVD装饰涂层，其特征在于，包括镀膜室、工作台、搬运机器人和仿生机器人，所述工作台上设置有检测工位、清理工位，所述检测工位用于获取基材的表面图像以检测其表面质量，所述清理工位用于对所述基材进行表面清理，所述仿生机器人用于操控所述镀膜室、所述检测工位和所述清理工位，所述镀膜室的外壳和镀膜室的外门形成一个能够密闭的室内环境，所述镀膜室内包括真空产生装置、中频溅射磁控靶和基材挂架，所述真空产生装置用于在所述镀膜室内产生真空环境，所述基材挂架用于安装所述基材；

所述搬运机器人包括机器人本体、轮组、导航组件和机械臂组件，所述机器人本体呈箱体结构，所述机械臂组件包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂和所述第二机械臂设置在所述机器人本体的顶部，所述第一机械臂和所述第二机械臂的前端分别配置有机械手；

所述机器人本体的顶部设置有多个快速夹持座，用于夹紧工件箱，所述工件箱用于盛放基材或者铝合金镀件；

和/或，所述工作台上也设置有多个所述快速夹持座；所述快速夹持座包括夹持座基座、直线驱动机构、推杆、连杆机构和多个活动板，所述直线驱动机构和所述推杆设置在所述夹持座基座上，各所述活动板分布在所述快速夹持座的多个侧面，所述直线驱动机构被配置为能够带动所述推杆往复移动，所述连杆机构的数量为一个或多个，各所述连杆机构由所述推杆驱动，各所述连杆机构被配置为传动连接所述活动板中的一个或多个，使得所述推杆移动时各所述连杆机构带动对应的所述活动板同时夹紧及松开所述工件箱。

5.根据权利要求4所述的智能镀膜系统，其特征在于，所述连杆机构包括第一连杆机构，所述第一连杆机构包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆中部固定套设在所述推杆上，所述第一连杆的两端分别铰接所述第二连杆和所述第三连杆，所述第二连杆的头部铰接有第一活动板安装座，所述第三连杆的头部铰接有第二活动板安装座；多个所述活动板中包括第一活动板和第二活动板，所述第一活动板和所述第二活动板分布在所述工件箱的相对的两侧，所述第一活动板固定在所述第一活动板安装座上，所述第二活动板固定在所述第二活动板安装座上。

6.根据权利要求5所述的智能镀膜系统，其特征在于，所述连杆机构还包括第二连杆机构，所述第二连杆机构包括第四连杆和第五连杆，所述第四连杆固定套设在所述推杆上，所述第四连杆的一端连接所述第五连杆，所述第五连杆的头部固定连接有第三活动板安装座；多个所述活动板中包括第三活动板，所述第三活动板固定在所述第三活动板安装座上，且所述第三活动板被配置为与所述推杆的移动方向同向。

7.根据权利要求4所述的智能镀膜系统，其特征在于，所述检测工位包括背光底板、相机支架和CCD相机，所述CCD相机安装在所述相机支架上，所述背光底板水平设置，所述CCD相机的镜头竖直向下且朝向所述背光底板；

和/或，所述清理工位设置有转动抹布和热吹风装置，所述转动抹布配置抹布湿润组件。

8.根据权利要求4所述的智能镀膜系统，其特征在于，所述仿生机器人包括躯干、承接座和多个手臂组件，所述躯干可转动地被支撑在所述承接座上方，多个所述手臂组件分别由所述躯干的不同位置伸出，所述手臂组件由多个手臂单体顺次转动连接而成，所述手臂组件的前端设置有机械手；

所述机械手包括安装基座、夹持驱动机构和多个活动板，所述安装基座设置在所述手臂组件的前端，所述夹持驱动机构设置在所述安装基座内，所述夹持驱动机构的输出端设置有用于安装并驱动各所述活动板移动的滑块，各所述各活动板的形状相匹配，用于所述活动板之间相互合拢时所述活动板之间能够形成夹持间隙。

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