CN108588665B - 铝合金表面pvd装饰涂层制备方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了铝合金表面PVD装饰涂层制备方法及系统，在外壳组件内形成封闭的洁净环境，将镀膜室设置在外壳组件内，铝合金基材能够暂存在洁净环境内避免污染。在外壳组件内，由室内机器人代替操控镀膜室及移动铝合金基材，外壳组件内由中转窗与外界交换物品，实现了自动化制备，节省人工，且避免了镀膜工作可能产生的危害。外壳组件内具有检测工位和清理工位，室内机器人从中转窗接收铝合金基材后，先由室内机器人移动铝合金基材到检测工位对铝合金基材的表面进行图像检测，若铝合金基材的表面质量不合格，则室内机器人先将铝合金基材移动到清理工位进行清理，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

铝合金表面PVD装饰涂层制备方法及系统

技术领域

本发明涉及镀膜领域，具体而言，涉及铝合金表面PVD装饰涂层制备方法及系统。

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铝合金基材表面进行锅预处理，但由于铝合金基材的静电效应，以及在搬运铝合金基材过程中的接触污染，使得用于镀膜的铝合金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，使膜层与铝合金基材之间的结合力下降，影响膜层的色泽等。

现有技术中，镀膜室通常设置在车间内，其一体地或者远程配置有控制单元、抽真空单元、供气单元等，在普通车间内，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。

随着技术的发展，有条件的工厂将镀膜室设置在洁净无尘车间内，容易传染疾病，不同于其它行业(例如医疗、电子)的无尘车间，镀膜室在工作时持续产生粉尘，使无尘车间难以做到真正无尘，操作人员长时间在车间内的操作者还是会吸入粉尘，且无尘车间空气流动性差，在车间内的操作者之间容易传染疾病。而且镀膜需要一定的温度、湿度，上述温度、适度并非适宜人体。同时，对车间进行改造，使其成为洁净无尘车间，由于车间体积大，改造和环境维持成本高，也不够灵活。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了铝合金表面PVD装饰涂层制备方法及系统，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：

一种铝合金表面PVD装饰涂层制备方法，在外壳组件内设置镀膜室、检测工位、清理工位和室内机器人，使所述外壳组件内形成封闭的洁净环境，并由中转窗与外界交换物品，按照以下步骤操作：

S1：打开所述中转窗的入口，将铝合金基材送入所述中转窗的入口后关闭所述中转窗的入口，在所述中转窗内自动移动所述基材至所述中转窗的出口；

S2：打开所述中转窗的出口，所述室内机器人将所述铝合金基材从所述中转窗的出口取出后放置到所述检测工位，在所述检测工位获取所述铝合金基材的表面图像以检测其表面质量，若满足预设条件，则所述室内机器人将所述铝合金基材放入所述镀膜室，若不满足所述预设条件，则所述室内机器人先将所述铝合金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；

S3：将所述镀膜室抽真空，然后在所述镀膜室内对所述铝合金基材进行中频溅射镀膜，镀膜完成后，所述室内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外壳组件内，或者将所述铝合金镀件从所述中转窗移出所述外壳组件。

在优选的实施方式中，在S1中，预先将所述铝合金基材放置在移动盘中，使用室外机器人打开所述中转窗的入口，将所述移动盘送入所述中转窗的入口后关闭所述中转窗的入口；

优选地，在执行S1之前，预先对所述铝合金基材顺次进行碱蚀除污、除灰出光和防锈处理。

在优选的实施方式中，在S2中，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。

一种铝合金表面PVD装饰涂层制备系统，包括镀膜室、外壳组件和室内机器人，所述外壳组件内设置有检测工位、清理工位、空气净化装置和中转窗，所述检测工位用于获取铝合金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铝合金基材进行表面清理，所述空气净化装置用于使所述外壳组件内形成封闭的洁净环境，所述镀膜室和所述室内机器人设置在所述外壳组件内，所述室内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，所述室内机器人通过所述中转窗与外界交换物品；

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铝合金基材。

在优选的实施方式中，所述中频溅射磁控靶的数量为多个。

在优选的实施方式中，所述中转窗包括窗罩、移动盘和第一气缸驱动，所述移动盘和所述第一气缸驱动位于所述窗罩内，所述窗罩上的两处开口分别形成所述中转窗的入口和所述中转窗的出口；所述移动盘设置在所述第一气缸驱动的动子上，并被配置为能够随所述第一气缸驱动的动子在所述中转窗的入口和所述中转窗的出口之间往复移动。

在优选的实施方式中，所述中转窗的入口设置在所述窗罩的侧方的一侧，所述中转窗的出口设置在所述窗罩的顶部；

和/或，所述第一气缸驱动的动子上方设置有承接板，所述承接板的上方间隔设置有两个以上的盘安装座，所述移动盘设置在所述盘安装座的上方，所述中转窗还包括若干根导向杆，各所述盘安装座上设置有贯穿所述盘安装座的轴孔，所述导向杆的一端连接所述窗罩，所述导向杆的另一端穿设在所述轴孔内，且所述盘安装座被配置为能在所述导向杆上滑动。

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，所述转动抹布配置有抹布湿润组件。

在优选的实施方式中，所述室内机器人包括躯干、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；

在优选的实施方式中，所述机械手包括安装基座、夹持驱动机构和多个夹板，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夹板移动的滑块，各所述夹板的形状相匹配，用于所述夹板之间相互合拢时所述夹板之间能够形成夹持间隙。。

本发明至少具有以下有益效果：

根据本发明提供的铝合金表面PVD装饰涂层制备方法及系统，在外壳组件内形成封闭的洁净环境，将镀膜室设置在外壳组件内，铝合金基材能够暂存在洁净环境内避免污染。在外壳组件内，由室内机器人代替操控镀膜室及移动铝合金基材，外壳组件内由中转窗与外界交换物品，能够完全实现非检修状态下无需操作者进入外壳组件内，也能完成铝合金表面PVD装饰涂层的制作，即实现了合金表面PVD装饰涂层的自动化制备，节省人工，且避免了镀膜工作可能产生的危害。

而且，外壳组件内具有检测工位和清理工位，并且室内机器人从中转窗接收铝合金基材后，能够在镀膜前，先由室内机器人移动铝合金基材到检测工位对铝合金基材的表面进行图像检测，若铝合金基材的表面质量不合格，则室内机器人先将铝合金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铝合金基材被直接送入镀膜室进行镀膜。也就是说，本发明提供的铝合金表面PVD装饰涂层制备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，使得本发明提供的铝合金表面PVD装饰涂层制备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是本发明实施例中外壳组件与中转窗的斜视图；

图2是图1的局部爆炸图；

图3是本发明实施例中铝合金表面PVD装饰涂层制备系统隐藏外壳组件后的斜视、视图；

图4是本发明实施例中镀膜室的内部结构示意图；

图5是本发明实施例中基材挂架的斜视图；

图6是本发明实施例中检测工位的示意图；

图7是本发明实施例中清理工位的内部示意图；

图8是本发明实施例中中转窗的斜视图；

图9是本发明实施例中中转窗的爆炸图；

图10是本发明实施例中中转窗的局部示意图；

图11是本发明实施例中室内机器人的示意图；

图12是本发明实施例中第一机械手的斜视图；

图13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-铝合金表面PVD装饰涂层制备系统；2-铝合金基材；100-室内机器人；1000-第一机械手；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-第二机械手；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；200-中转窗；201-移动盘；202-照明装置；203-安装板；204-第二气缸驱动；210-窗罩；211-窗主体；212-窗罩前侧板；220-承接板；230-第一气缸驱动；241-第一窗门；2411-第一窗门外壳；2412-第一窗门内壳；242-第二窗门；251-第一导向杆；252-第二导向杆；261-第一可拆卸板；262-第二可拆卸板；271-第一盘安装座；272-第二盘安装座；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；500-外壳组件；501-脚轮；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。

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。

实施例

请一并参阅1-图4，本实施例提供了一种铝合金表面PVD装饰涂层制备系统1，用于在铝合金基材2表面制备PVD装饰涂层，其中，尤其适用于电子产品、玩具、高端管道等领域的铝合金基材2，例如，铝合金基材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，即铝合金基材2为铝合金材质的手机壳时的应用场景。

本实施例中，铝合金表面PVD装饰涂层制备系统包括镀膜室300、外壳组件500和室内机器人100。外壳组件500内设置有检测工位900、清理工位、空气净化装置(图中未示出)和中转窗200，检测工位900用于获取铝合金基材2的表面图像以检测其表面质量，清理工位用于对铝合金基材2进行表面清理，空气净化装置用于使外壳组件500内形成封闭的洁净环境。镀膜室300和室内机器人100设置在外壳组件500内，室内机器人100用于操控镀膜室300、检测工位900和清理工位，室内机器人100通过中转窗200与外界交换物品。

其中，镀膜室300用于对铝合金基材2进行镀膜，如图4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铝合金基材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，电子飞向铝合金基材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用于安装铝合金基材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，以从多个角度对铝合金基材2进行中频磁控溅射。

优选地，对于铝合金基材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铝合金基材2镀膜。

本实施例中，外壳组件500用于给机器人和镀膜室300提供封闭、洁净的工作环境。外壳组件500包括框架和设置在框架上的多个面板，框架用于安装面板并承重，各面板用于形成闭合结构。关于外壳组件500内的空气净化装置，其包括抽风装置、静电除尘装置、过滤棉等，本实施例中不再进一步叙述。

优选地，如图1、图2所示，外壳组件500为移动式结构，其框架除了包括顶部和侧面的框架外，还包括底部的框架，其面板除了包括顶部和侧面的面板外，还包括底部的面板(或者定义为底板)，外壳组件500内的室内机器人100、检测工位900、清理工位等都安装外壳组件500的底部面板或底部框架内。外壳组件500的底部具有多个脚座组件，脚座组件包括并行设置的脚轮501和支撑座，脚轮501工作时可带动外壳组件500移动，当不需要移动外壳组件500时，可升起支撑座，使脚轮501离地，支撑座将外壳组件500刚性支撑于地面。

本实施例中，如图3、图6所示，外壳组件500内设置有工作台800，检测工位900和清理工位设置在工作台800上。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铝合金基材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，当铝合金基材2放置在安装槽906内时，背光底板907能够支撑铝合金基材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，先由室内机器人100移动铝合金基材2到检测工位900对铝合金基材2的表面进行图像检测，检查铝合金基材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7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铝合金基材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，当室内机器人100将需要清理的铝合金基材2放入清理箱400时，转动抹布402能够向上移动，为室内机器人100放置铝合金基材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、多种形状的铝合金基材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，能够及时除去铝合金基材2表面的水分，使铝合金基材2表面保持干燥。

如图3、图8-图10所示，中转窗200包括窗罩210、移动盘201和第一气缸驱动230。其中，作为一种优选的窗罩210，包括窗罩主体211和窗罩前侧板212，窗罩主体211优选为长方体结构，其上、左、右和后侧表面各可拆卸地或者一体地设置有面板。窗罩主体211的底侧未设置面板，如图3所示，窗罩主体211的底侧位于工作台上，由此窗罩主体211的底侧被工作台封闭，节省了材料。如图9所示，窗罩主体211的前侧设置有窗罩前侧板212，窗罩前侧板212和窗罩主体211之间优选可拆卸连接。

本实施例中，窗罩210具有入口和出口，窗罩210的入口用于与外壳组件的外部交换物品，窗罩210的出口用于与外壳组件的内部交换物品。移动盘201设置在第一气缸驱动230的动子上，并被配置为能够随第一气缸驱动230的动子在窗罩210的入口和窗罩210的出口之间往复移动。

需要说明的是，本实施例中移动盘201在窗罩210的入口和窗罩210的出口之间往复移动是指，移动盘201能够移动到窗罩210的入口所在的位置，进而能够从外壳组件的外部将铝合金基材或者其它物品送入窗罩210的入口并放置在移动盘201上，以及移动盘201能够移动到窗罩210的出口所在的位置，使得室内的机器人能够用机械手通过窗罩210的出口将铝合金基材或者其它物品从移动盘201取出。

作为窗罩210的入口和窗罩210的出口的优选设置方式，窗罩210的入口设置在窗罩210的前侧，窗罩210的出口设置在窗罩210的顶部。进一步地，窗罩210的入口设置在窗罩前侧板212处，该窗罩前侧板212上设置有开口以形成窗罩210的入口，而窗罩主体211的上表面同样也设置有开口以形成窗罩210的出口。

作为一种优选的第一气缸驱动230，其动子优选为套设在缸体外部的滑块。优选地，第一气缸驱动230的动子上方设置有承接板220，承接板220通过螺栓等紧固件固定在滑块的上表面。承接板220的上方间隔设置有两个以上的盘安装座，移动盘201设置在盘安装座的上方。优选地，盘安装座的数量为两个，分别为第一盘安装座271和第二盘安装座272，第一盘安装座271和第二盘安装座272分别设置在移动盘201下方的两端并支撑移动盘201。这样，移动盘201被可靠地滑动支撑。

优选地，中转窗200还包括多根导向杆，各盘安装座上设置有贯穿盘安装座的轴孔，导向杆的一端连接窗罩210，导向杆的另一端穿设在轴孔内，且盘安装座被配置为能在导向杆上滑动。优选地，导向杆的数量为两个，分别是第一导向杆251和第二导向杆252。当盘安装座的数量为两个时，分别为第一盘安装座271和第二盘安装座272时，第一盘安装座271和第二盘安装座272上都设置有与导向杆数量相同且一一对应的轴孔。具体地，当导向杆的数量为两个，分别是第一导向杆251和第二导向杆252时，第一盘安装座271和第二盘安装座272上各设置有两个轴孔，使第一导向杆251和第二导向杆252都能同时穿设在第一盘安装座271和第二盘安装座272中，且第一盘安装座271和第二盘安装座272都能在第一导向杆251和第二导向杆252上滑动。

在本实施例中，由于第一导向杆251和第二导向杆252对第一盘安装座271和第二盘安装座272移动路径的限制，能够为移动盘201在窗罩210的入口和窗罩210的出口之间的往复移动导向，且能够对移动盘201、第一盘安装座271和第二盘安装座272起到一定的支撑作用。

优选地，窗罩210的入口设置有第一窗门241，第一窗门241活动连接窗罩210，用于打开及关闭窗罩210的入口。作为一种优选的第一窗门241，其包括双层壳体，即第一窗门外壳2411和第一窗门内壳2412，第一窗门内壳2412嵌套在第一窗门外壳2411的内部。优选地，第一窗门外壳2411和第一窗门内壳2412中的至少一个具有折边，并通过在该折边上安装合页等方式与窗罩210转动连接。优选地，窗罩210的出口设置有第二窗门242，第二窗门242活动连接窗罩210，用于打开及关闭窗罩210的出口。

优选地，中转窗200还包括第二气缸驱动204，第二气缸驱动204的定子固定在窗罩210上，第二气缸驱动204的动子连接第二窗门242，用于打开及关闭窗罩210的出口。作为一种优选的第二气缸驱动204，其缸体通过角块或者连接片固定在窗罩210顶部的内表面上，其活塞杆连接第二窗门242。由此，第二窗门242能够被气缸带动，进而打开及关闭窗罩210的出口。

优选地，窗罩210的侧方的其它侧也设置有能够闭合的开口，用于检修中转窗200。具体而言，窗罩主体211的右侧面和后侧面设置有用于检修的开口，并分别在开口处设置有第一可拆卸板261和第二可拆卸板262。

优选地，中转窗200还包括安装板203，安装板203位于中转窗200的底部并安装在工作台上，第一气缸驱动230安装在安装板203上。而且，窗罩主体211也安装在工作台上。

由此，铝合金表面PVD装饰涂层制备系统在运行时，只需要将铝合金基材从窗罩210的入口放置在移动盘201上，中转窗200内的第一气缸驱动230能够自动将铝合金基材输送到窗罩210的出口，供室内机器人自主取出物料，克服了现有技术中人工工作量大的缺陷，且不会影响机器人的正常作业。另一方面，由于设置了中转窗200，操作者不再需要频繁进出外壳组件，避免了外壳组件内空气净化装置的频繁启动，节省了成本，且效率更高。

本实施例中，室内机器人100在外壳组件500内代替人操作镀膜室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室内机器人100。

如图11所示，室内机器人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是室内机器人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，如图11所示，躯干包括上躯干5100和下躯干5200，上躯干5100相对于下躯干5200向室内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位于室内机器人的最下侧，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。由于室内机器人被固定设置在外壳组件内，当室内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，与自身可以移动的室内机器人相比，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，实现室内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的前端设置有第一机械手1000，右手臂组件4200的前端设置有第二机械手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，实现室内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，能够减少室内机器人的控制难度，提高室内机器人的反应速度。

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，便于精确控制室内机器人的运动姿态。

本实施例中，室内机器人具有头部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能够采集室内机器人周围的图像，并利用室内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铝合金基材2或其它待夹持件的夹持间隙。

本实施例中，机械手的数量与手臂组件的数量相同，对于手臂组件的数量为两个的情形，相应地，本实施例中机械手的数量也是两个，分别是第一机械手1100和第二机械手1200，二者的结构组成优选相同，以便于维护及降低控制难度。如图12、图13所示，以第一机械手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铝合金基材的夹持工作，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与铝合金基材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与铝合金基材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与铝合金基材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与铝合金基材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铝合金基材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与铝合金基材2或其它待夹持件的配合面之间的间距是指，第一夹板1410与铝合金基材2或其它待夹持件的接触面到第二夹板1420与铝合金基材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与铝合金基材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上的斜面与铝合金基材2或其它待夹持件接触时，第二夹持件上的斜面也与铝合金基材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与铝合金基材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铝合金基材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一机械手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，第一机械手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。由于第一机械手1000上设置有能够采集夹板前方的图像。当第一机械手1000被安装在机器人的手臂上时，前端相机1700采集第一机械手1000前方的精确图像供机器人对第一机械手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，便于室内机器人在三维空间内准确操控第一机械手1000。

根据本实施例提供的铝合金表面PVD装饰涂层制备系统，本实施例提供了用前述系统在铝合金表面制备PVD装饰涂层的方法，按照以下步骤操作：

S1：打开中转窗200的入口，将铝合金基材2送入中转窗200的入口后关闭中转窗200的入口，在中转窗200内自动移动基材至中转窗200的出口；

S2：打开中转窗200的出口，室内机器人100将铝合金基材2从中转窗200的出口取出后放置到检测工位900，在检测工位900获取铝合金基材2的表面图像以检测其表面质量，若满足预设条件，则室内机器人100将铝合金基材2放入镀膜室300，若不满足预设条件，则室内机器人100先将铝合金基材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；

S3：将镀膜室300抽真空，然后在镀膜室300内对铝合金基材2进行中频溅射镀膜，镀膜完成后，室内机器人100从镀膜室300内取出铝合金镀件，将铝合金镀件存放在外壳组件500内，或者将铝合金镀件从中转窗200移出外壳组件500。

优选地，在S1中，预先将铝合金基材2放置在移动盘中，使用室外机器人打开中转窗200的入口，将移动盘送入中转窗200的入口后关闭中转窗200的入口；

优选地，在执行S1之前，预先对铝合金基材2顺次进行碱蚀除污、除灰出光和防锈处理。

优选地，在S2中，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，则判断铝合金基材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，则判断铝合金基材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铝合金表面PVD装饰涂层制备方法及系统，在外壳组件500内形成封闭的洁净环境，将镀膜室300设置在外壳组件500内，铝合金基材2能够暂存在洁净环境内避免污染。在外壳组件500内，由室内机器人100代替操控镀膜室300及移动铝合金基材2，外壳组件500内由中转窗200与外界交换物品，能够完全实现非检修状态下无需操作者进入外壳组件500内，也能完成铝合金表面PVD装饰涂层的制作，即实现了合金表面PVD装饰涂层的自动化制备，节省人工，且避免了镀膜工作可能产生的危害。

而且，外壳组件500内具有检测工位900和清理工位，并且室内机器人100从中转窗200接收铝合金基材2后，能够在镀膜前，先由室内机器人100移动铝合金基材2到检测工位900对铝合金基材2的表面进行图像检测，若铝合金基材2的表面质量不合格，则室内机器人100先将铝合金基材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铝合金基材2被直接送入镀膜室300进行镀膜。也就是说，本实施例提供的铝合金表面PVD装饰涂层制备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铝合金表面PVD装饰涂层制备方法及系统在整体上相对于现有技术具有显著的进步。

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 (9)

1.一种铝合金表面PVD装饰涂层制备方法，其特征在于，在外壳组件内设置镀膜室、检测工位、清理工位和室内机器人，使所述外壳组件内形成封闭的洁净环境，并由中转窗与外界交换物品，所述中转窗包括窗罩、移动盘和第一气缸驱动，所述移动盘和所述第一气缸驱动位于所述窗罩内，所述窗罩上的两处开口分别形成所述中转窗的入口和所述中转窗的出口，所述移动盘设置在所述第一气缸驱动的动子上，并被配置为能够随所述第一气缸驱动的动子在所述中转窗的入口和所述中转窗的出口之间往复移动，所述第一气缸驱动的动子上方设置有承接板，所述承接板的上方间隔设置有两个以上的盘安装座，所述移动盘设置在所述盘安装座的上方，所述中转窗还包括若干根导向杆，各所述盘安装座上设置有贯穿所述盘安装座的轴孔，所述导向杆的一端连接所述窗罩，所述导向杆的另一端穿设在所述轴孔内，且所述盘安装座被配置为能在所述导向杆上滑动，按照以下步骤操作：

S1：打开所述中转窗的入口，将铝合金基材送入所述中转窗的入口后关闭所述中转窗的入口，在所述中转窗内自动移动所述基材至所述中转窗的出口；

S2：打开所述中转窗的出口，所述室内机器人将所述铝合金基材从所述中转窗的出口取出后放置到所述检测工位，在所述检测工位获取所述铝合金基材的表面图像以检测其表面质量，若满足预设条件，则所述室内机器人将所述铝合金基材放入所述镀膜室，若不满足所述预设条件，则所述室内机器人先将所述铝合金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；

S3：将所述镀膜室抽真空，然后在所述镀膜室内对所述铝合金基材进行中频溅射镀膜，镀膜完成后，所述室内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外壳组件内，或者将所述铝合金镀件从所述中转窗移出所述外壳组件。

2.根据权利要求1所述的铝合金表面PVD装饰涂层制备方法，其特征在于，在S1中，预先将所述铝合金基材放置在移动盘中，使用室外机器人打开所述中转窗的入口，将所述移动盘送入所述中转窗的入口后关闭所述中转窗的入口；

在执行S1之前，预先对所述铝合金基材顺次进行碱蚀除污、除灰出光和防锈处理。

3.根据权利要求1所述的铝合金表面PVD装饰涂层制备方法，其特征在于，在S2中，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。

4.一种铝合金表面PVD装饰涂层制备系统，其特征在于，包括镀膜室、外壳组件和室内机器人，所述外壳组件内设置有检测工位、清理工位、空气净化装置和中转窗，所述检测工位用于获取铝合金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铝合金基材进行表面清理，所述空气净化装置用于使所述外壳组件内形成封闭的洁净环境，所述镀膜室和所述室内机器人设置在所述外壳组件内，所述室内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，所述室内机器人通过所述中转窗与外界交换物品，所述中转窗包括窗罩、移动盘和第一气缸驱动，所述移动盘和所述第一气缸驱动位于所述窗罩内，所述窗罩上的两处开口分别形成所述中转窗的入口和所述中转窗的出口，所述移动盘设置在所述第一气缸驱动的动子上，并被配置为能够随所述第一气缸驱动的动子在所述中转窗的入口和所述中转窗的出口之间往复移动，所述第一气缸驱动的动子上方设置有承接板，所述承接板的上方间隔设置有两个以上的盘安装座，所述移动盘设置在所述盘安装座的上方，所述中转窗还包括若干根导向杆，各所述盘安装座上设置有贯穿所述盘安装座的轴孔，所述导向杆的一端连接所述窗罩，所述导向杆的另一端穿设在所述轴孔内，且所述盘安装座被配置为能在所述导向杆上滑动；

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铝合金基材。

5.根据权利要求4所述的铝合金表面PVD装饰涂层制备系统，其特征在于，所述中频溅射磁控靶的数量为多个。

6.根据权利要求4所述的铝合金表面PVD装饰涂层制备系统，其特征在于，所述中转窗的入口设置在所述窗罩的侧方的一侧，所述中转窗的出口设置在所述窗罩的顶部。

7.根据权利要求4所述的铝合金表面PVD装饰涂层制备系统，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，所述转动抹布配置有抹布湿润组件。

8.根据权利要求4所述的铝合金表面PVD装饰涂层制备系统，其特征在于，所述室内机器人包括躯干、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。

9.根据权利要求8所述的铝合金表面PVD装饰涂层制备系统，其特征在于，所述机械手包括安装基座、夹持驱动机构和多个夹板，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夹板移动的滑块，各所述各夹板的形状相匹配，用于所述夹板之间相互合拢时所述夹板之间能够形成夹持间隙。