CN111455347A - 一种热丝组件及金刚石薄膜沉积设备及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于铣刀镀膜设备技术领域，公开了一种热丝组件及金刚石薄膜沉积设备及其控制系统，底座上侧通过螺栓固定有外壳，外壳左侧嵌装有透镜，外壳右侧通过螺栓固定有温度传感器、压力传感器和控制器；外壳上侧通过螺栓固定有上盖体，上盖体上侧通过螺栓固定有气体混合室；上盖体下侧通过螺栓固定有电动伸缩杆，电动伸缩杆通过螺栓与喷气盘连接；底座上侧通过支撑柱与固定台连接，固定台通过螺栓固定有支撑杆；支撑杆上通过双层齿轨与铣刀放置移动架连接，支撑杆上端通过螺栓固定有热丝组件。本发明通过设置有透镜，可以对外壳内部进行观察。本发明可以根据铣刀镀膜的需要，对相应的部件进行调整，提高铣刀镀膜的质量。

Description

一种热丝组件及金刚石薄膜沉积设备及其控制系统

技术领域

本发明属于铣刀镀膜设备技术领域，尤其涉及一种热丝组件及金刚石薄膜沉积设备及其控制系统。

背景技术

目前，铣刀，是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具。工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量。铣刀主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。折叠铣刀切削部分材料的基本要求：高硬度和耐磨性。在常温下，切削部分材料必须具备足够的硬度才能切入工件；具有高的耐磨性，刀具才不磨损，延长使用寿命。好的耐热性:刀具在切削过程中会产生大量的热量，尤其是在切削速度较高时，温度会很高，因此，刀具材料应具备好的耐热性，既在高温下仍能保持较高的硬度，有能继续进行切削的性能，这种具有高温硬度的性质，又称为热硬性或红硬性。高的强度和好的韧性:在切削过程中，刀具要承受很大的冲击力，所以刀具材料要具有较高的强度，否则易断裂和损坏。由于铣刀会受到冲击和振动，因此，铣刀材料还应具备好的韧性，才不易崩刃，碎裂。为了使铣刀具有良好的性能，需要利用热丝组件及金刚石薄膜沉积设备进行镀膜。但是现有的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备在使用过程中，不能根据铣刀镀膜的需要，对相应的部件进行调整，降低了铣刀镀膜的质量。同时现有的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备的在使用过程中，热丝组件易产生相应的变形，影响发热效率。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备在使用过程中，不能根据铣刀镀膜的需要，对相应的部件进行调整，降低了铣刀镀膜的质量。

(2)现有的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备的在使用过程中，热丝组件易产生相应的变形，影响发热效率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种热丝组件及金刚石薄膜沉积设备及其控制系统。

本发明是这样实现的，一种热丝组件及金刚石薄膜沉积设备，所述热丝组件及金刚石薄膜沉积设备设置有底座；底座上侧通过螺栓固定有外壳，外壳左侧嵌装有透镜，外壳右侧通过螺栓固定有温度传感器、压力传感器和控制器；

外壳上侧通过螺栓固定有上盖体，上盖体上侧通过螺栓固定有气体混合室；

上盖体下侧通过螺栓固定有电动伸缩杆，电动伸缩杆通过螺栓与喷气盘连接；

底座上侧通过支撑柱与固定台连接，固定台通过螺栓固定有支撑杆；支撑杆上通过双层齿轨与铣刀放置移动架连接，支撑杆上端通过螺栓固定有热丝组件。

进一步，所述底座右侧通过螺栓固定有真空泵，真空泵通过导管与外壳连接。

进一步，所述气体混合室上侧设置有两个进气孔。

进一步，所述电动伸缩杆设置有伸缩外筒，伸缩外筒套接有伸缩内杆；

伸缩外筒外侧通过螺栓固定有电机，电机输出轴通过连接键与齿轮连接；齿轮与直齿线接触，直齿通过螺栓固定在伸缩内杆。

进一步，所述伸缩内杆底部通过螺栓固定有连接盘，伸缩内杆侧面焊接有气管固定套。

进一步，所述支撑杆上通过螺栓固定有双层齿轨，双层齿轨套接有转动齿轮；

转动齿轮通过连接键与电动滑块，电动滑块设置有滑块壳体，滑块壳体上设置有连接卡槽。

进一步，所述热丝组件设置有热丝固定架，热丝固定架通过螺栓固定有热丝固定杆；

热丝固定架左端通过螺栓固定有冷风出气盘，冷风出气盘外侧焊接有冷风输送管。

进一步，所述控制器通过电信号分别与温度传感器和压力传感器连接；

控制器分别通过电信号与真空泵、电动滑块、电机、进气电动阀和冷风进气电动阀连接。

进一步，所述控制器通过电信号与无线传输单元连接，无线传输单元通过电信号与移动终端连接。

本发明的另一目的在于提供一种热丝组件及金刚石薄膜沉积设备的控制系统，具体包括：

数据处理及控制模块，用于通过控制器对采集数据进行处理，并对各个受控组件的相互工作进行协调控制；

温度检测模块，与数据处理及控制模块连接，用于通过温度传感器对处理环境的温度信息进行检测；

压力检测模块，与数据处理及控制模块连接，用于通过压力传感器对处理环境的压力信息进行检测；

气体输入模块，与数据处理及控制模块连接，用于通过气体混合室和喷气盘将混合后含碳的有机气体输入到反应空间内；

抽真空模块，与数据处理及控制模块连接，用于通过真空泵将外壳内部的空气进行抽出；

位置调节模块，与数据处理及控制模块连接，用于通过对铣刀放置移动架的位置进行调节来改变放置铣刀的高度位置；

冷却模块，与数据处理及控制模块连接，用于通过冷风输送管和冷风出气盘输送冷气，对处理后的铣刀进行冷却降温；

远程控制模块，与数据处理及控制模块连接，用于通过无线信号与远程控制终端连接，通过远程控制终端发送的控制指令进行控制。

进一步，所述压力检测模块中的压力传感器通过半导体应变电阻的变化感受压力变化，半导体电阻阻值随温度变化而变化，导致传感器的输出随温度发生变化，所述压力传感器连接有数字补偿装置，所述数字补偿装置包括：

数模转换模块，与数据处理及控制模块连接，用于在数据处理及控制模块根据温度检测信号生成电压参数信号后，根据电压参数信号生成原始驱动电压和原始零点参考电压；

第一放大模块，与所述数模转换模块连接，用于对所述原始驱动电压进行放大以生成驱动电压；

第二放大模块，与所述数模转换模块连接，用于对所述原始零点参考电压进行放大以生成零点参考电压，

原始压力电压检测模块，与所述第一放大模块连接，用于根据所述驱动电压和外部输入的压力生成原始压力检测电压；

仪用放大模块，与原始压力电压检测模块和第二放大模块连接，用于根据压力检测电压和所述零点参考电压生成原始目标检测电压；

滤波模块，与所述仪用放大模块连接，用于对所述原始目标检测电压进行滤波以生成目标检测电压。

进一步，所述远程控制模块包括：

无线传输单元，用于通过无线信号传输器发送无线信号，通过无线信号与远程控制终端连接；

接收终端单元，用于接收无线传输单元发送的无线信号，并对接收的检测信号进行处理分析，并根据处理结果生成控制指令；

控制指令发送单元，用于将生成的控制指令通过无线信号与无线传输单元进行交互，将控制指令传递到各个受控器件。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

(1)本发明将铣刀固定在铣刀放置移动架上，调整喷气盘与热丝组件的距离和铣刀放置移动架与热丝组件的距离；从气体混合室上侧的两个进气孔通入相应的气体；将热丝组件接通电源进线加热，在铣刀上镀金刚石薄膜。本发明通过设置有透镜，可以对外壳内部进行观察。本发明可以根据铣刀镀膜的需要，对相应的部件进行调整，提高铣刀镀膜的质量。

(2)本发明中真空泵通过导管与外壳连接，可以使外壳内部变成真空。

(3)本发明中气体混合室上侧设置有两个进气孔，可以通入相应的气体。

(4)本发明中电机带动齿轮转动，由于齿轮与直齿线接触，改变伸缩内杆在伸缩外筒中的相对位置，实现喷气盘相应位置的调整。

(5)本发明中伸缩内杆底部通过螺栓固定有连接盘，提高与冷风出气盘的连接强度；并且伸缩内杆侧面焊接有气管固定套，可以对气管进行固定。

(6)本发明中电动滑块通过转动齿轮在双层齿轨上下移动，可以根据铣刀镀膜的需要，改变铣刀放置移动架与热丝组件之间的距离。

(7)本发明中热丝固定架左端通过螺栓固定有冷风出气盘，可以防止热丝组件出现弯曲，保持相应的发热效率。

(8)本发明中控制器通过电信号分别与温度传感器、压力传感器、真空泵、电动滑块、电机、进气电动阀和冷风进气电动阀连接，可以在镀金刚石薄膜时，自动对相应的器件进行调整。

(9)本发明中控制器通过电信号与无线传输单元连接，无线传输单元通过电信号与移动终端连接，可以实现远程控制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1是本发明实施例提供的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备结构示意图。

图2是本发明实施例提供的电动伸缩杆结构示意图。

图3是本发明实施例提供的双层齿轨结构示意图。

图4是本发明实施例提供的热丝组件结构示意图。

图5是本发明实施例提供的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备控制原理图。

图中：1、透镜；2、外壳；3、底座；4、真空泵；5、控制器；6、温度传感器；7、压力传感器；8、电动滑块；9、铣刀放置移动架；10、热丝组件；11、喷气盘；12、电动伸缩杆；13、气体混合室；14、上盖体；15、电机；16、伸缩外筒；17、齿轮；18、直齿；19、连接盘；20、气管固定套；21、伸缩内杆；22、双层齿轨；23、转动齿轮；24、连接卡槽；25、滑块壳体；26、热丝固定架；27、冷风输送管；28、冷风出气盘；29、热丝固定杆；30、进气电动阀；31、冷风进气电动阀；32、无线传输单元；33、移动终端。

图6是本发明实施例提供的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备的控制系统结构示意图。

图7是本发明实施例提供的数字补偿装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种热丝组件及热丝组件及金刚石薄膜沉积设备，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，为了有效提高铣刀镀金刚石薄膜的质量。底座3上侧通过螺栓固定有外壳2，外壳2左侧嵌装有透镜1，外壳2右侧通过螺栓固定有温度传感器6、压力传感器7和控制器5。

外壳2上侧通过螺栓固定有上盖体14，上盖体14上侧通过螺栓固定有气体混合室13，气体混合室13上侧设置有两个进气孔。

上盖体14下侧通过螺栓固定有电动伸缩杆12，电动伸缩杆12通过螺栓与喷气盘11连接。

底座3上侧通过支撑柱与固定台连接，固定台通过螺栓固定有支撑杆；支撑杆上通过双层齿轨22与铣刀放置移动架9连接，支撑杆上端通过螺栓固定有热丝组件10。底座3右侧通过螺栓固定有真空泵4，真空泵4通过导管与外壳2连接。

将铣刀固定在铣刀放置移动架9上，调整喷气盘11与热丝组件10的距离和铣刀放置移动架9与热丝组件10的距离；通过真空泵4将外壳2内部充成真空，从气体混合室13上侧的两个进气孔通入相应的气体；将热丝组件10接通电源进线加热，在铣刀上镀金刚石薄膜。同时本发明通过设置有透镜1，可以对外壳2内部进行观察。

如图2所示，为了根据铣刀镀金刚石薄膜的要求，改变喷气盘11相应的位置。电动伸缩杆12设置有伸缩外筒16，伸缩外筒16套接有伸缩内杆21；伸缩内杆21底部通过螺栓固定有连接盘19，伸缩内杆21侧面焊接有气管固定套20。

伸缩外筒16外侧通过螺栓固定有电机15，电机15输出轴通过连接键与齿轮17连接；齿轮17与直齿18线接触，直齿18通过螺栓固定在伸缩内杆21。

电机15带动齿轮17转动，由于齿轮17与直齿18线接触，改变伸缩内杆21在伸缩外筒16中的相对位置，实现喷气盘11相应位置的调整。

如图3所示，为了改变铣刀放置移动架与热丝组件之间的距离，改善在铣刀上镀金刚石薄膜的质量。

支撑杆上通过螺栓固定有双层齿轨22，双层齿轨22套接有转动齿轮23；转动齿轮23通过连接键与电动滑块8，电动滑块8设置有滑块壳体25，滑块壳体25上设置有连接卡槽24。

当需要改变铣刀放置移动架与热丝组件之间的距离时，电动滑块8通过转动齿轮23在双层齿轨22上下移动。

如图4所示，为了防止热丝组件出现弯曲，保持相应的发热效率；热丝组件10设置有热丝固定架26，热丝固定架26通过螺栓固定有热丝固定杆29。

热丝固定架26左端通过螺栓固定有冷风出气盘28，冷风出气盘28外侧焊接有冷风输送管27。

当对热丝组件镀完金刚石薄膜时，控制冷风进气电动阀31打开，使冷风进入到冷风出气盘28中，对热丝组件进行散热。

如图5所示，本发明实施例提供的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备控制系统包括：真空泵4、控制器5、温度传感器6、压力传感器7、电动滑块8、电机15、进气电动阀30、冷风进气电动阀31、无线传输单元32和移动终端33。

真空泵4、电动滑块8、电机15、进气电动阀30和冷风进气电动阀31分别通过电信号与控制器5连接，控制器5通过电信号分别与温度传感器6和压力传感器7连接，控制器5通过电信号与无线传输单元32连接，无线传输单元32通过电信号与移动终端33连接。

温度传感器6和压力传感器7检测外壳内部的温度和气压，控制器5分别对真空泵4、电动滑块8、电机15、进气电动阀30和冷风进气电动阀31进行控制；同时本发明通过无线传输单元32与移动终端33连接，实现远程控制。

本发明在使用时，将铣刀固定在铣刀放置移动架9上，调整喷气盘11与热丝组件10的距离和铣刀放置移动架9与热丝组件10的距离；通过真空泵4将外壳2内部充成真空，从气体混合室13上侧的两个进气孔通入相应的气体；将热丝组件10接通电源进线加热，在铣刀上镀金刚石薄膜。同时本发明通过设置有透镜1，可以对外壳2内部进行观察。

在铣刀上镀金刚石薄膜的过程中，温度传感器6和压力传感器7检测外壳内部的温度和气压，控制器5分别对真空泵4、电动滑块8、电机15、进气电动阀30和冷风进气电动阀31进行控制；同时本发明通过无线传输单元32与移动终端33连接，实现远程控制。

如图6所示，本发明实施例提供的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备的控制系统，具体包括：

数据处理及控制模块101，用于通过控制器对采集数据进行处理，并对各个受控组件的相互工作进行协调控制；

温度检测模块102，与数据处理及控制模块101连接，用于通过温度传感器对处理环境的温度信息进行检测；

压力检测模块103，与数据处理及控制模块101连接，用于通过压力传感器对处理环境的压力信息进行检测；

气体输入模块104，与数据处理及控制模块101连接，用于通过气体混合室和喷气盘将混合后含碳的有机气体输入到反应空间内；

抽真空模块105，与数据处理及控制模块101连接，用于通过真空泵将外壳内部的空气进行抽出；

位置调节模块106，与数据处理及控制模块101连接，用于通过对铣刀放置移动架的位置进行调节来改变放置铣刀的高度位置；

冷却模块107，与数据处理及控制模块101连接，用于通过冷风输送管和冷风出气盘输送冷气，对处理后的铣刀进行冷却降温；

远程控制模块108，与数据处理及控制模块101连接，用于通过无线信号与远程控制终端连接，通过远程控制终端发送的控制指令进行控制。

本发明实施例提供的压力检测模块中的压力传感器通过半导体应变电阻的变化感受压力变化，半导体电阻阻值随温度变化而变化，导致传感器的输出随温度发生变化，所述压力传感器连接有数字补偿装置，如图7所示，所述数字补偿装置包括：

数模转换模块201，与数据处理及控制模块连接，用于在数据处理及控制模块根据温度检测信号生成电压参数信号后，根据电压参数信号生成原始驱动电压和原始零点参考电压；

第一放大模块202，与所述数模转换模块连接，用于对所述原始驱动电压进行放大以生成驱动电压；

第二放大模块203，与所述数模转换模块连接，用于对所述原始零点参考电压进行放大以生成零点参考电压，

原始压力电压检测模块204，与所述第一放大模块连接，用于根据所述驱动电压和外部输入的压力生成原始压力检测电压；

仪用放大模块205，与原始压力电压检测模块和第二放大模块连接，用于根据压力检测电压和所述零点参考电压生成原始目标检测电压；

滤波模块206，与所述仪用放大模块连接，用于对所述原始目标检测电压进行滤波以生成目标检测电压。

本发明实施例提供的远程控制模块包括：

无线传输单元，用于通过无线信号传输器发送无线信号，通过无线信号与远程控制终端连接；

接收终端单元，用于接收无线传输单元发送的无线信号，并对接收的检测信号进行处理分析，并根据处理结果生成控制指令；

控制指令发送单元，用于将生成的控制指令通过无线信号与无线传输单元进行交互，将控制指令传递到各个受控器件。

以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热丝组件及金刚石薄膜沉积设备，其特征在于，所述热丝组件及金刚石薄膜沉积设备设置有：

底座；

所述底座上侧通过螺栓固定有外壳，外壳左侧嵌装有透镜，外壳右侧通过螺栓固定有温度传感器、压力传感器和控制器；

所述外壳上侧通过螺栓固定有上盖体，上盖体上侧通过螺栓固定有气体混合室；

所述上盖体下侧通过螺栓固定有电动伸缩杆，电动伸缩杆通过螺栓与喷气盘连接；

所述底座上侧通过支撑柱与固定台连接，固定台通过螺栓固定有支撑杆；支撑杆上通过双层齿轨与铣刀放置移动架连接，支撑杆上端通过螺栓固定有热丝组件；

所述底座右侧通过螺栓固定有真空泵，真空泵通过导管与外壳连接。

2.如权利要求1所述的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备，其特征在于，所述气体混合室上侧设置有两个进气孔。

3.如权利要求1所述的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备，其特征在于，所述电动伸缩杆设置有伸缩外筒，伸缩外筒套接有伸缩内杆；

伸缩外筒外侧通过螺栓固定有电机，电机输出轴通过连接键与齿轮连接；齿轮与直齿线接触，直齿通过螺栓固定在伸缩内杆。

4.如权利要求4所述的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备，其特征在于，所述伸缩内杆底部通过螺栓固定有连接盘，伸缩内杆侧面焊接有气管固定套。

5.如权利要求1所述的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备，其特征在于，所述支撑杆上通过螺栓固定有双层齿轨，双层齿轨套接有转动齿轮；

转动齿轮通过连接键与电动滑块，电动滑块设置有滑块壳体，滑块壳体上设置有连接卡槽。

6.如权利要求1所述的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备，其特征在于，所述热丝组件设置有热丝固定架，热丝固定架通过螺栓固定有热丝固定杆；

热丝固定架左端通过螺栓固定有冷风出气盘，冷风出气盘外侧焊接有冷风输送管。

7.如权利要求1所述的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备，其特征在于，所述控制器通过电信号分别与温度传感器和压力传感器连接；

控制器分别通过电信号与真空泵、电动滑块、电机、进气电动阀和冷风进气电动阀连接；

所述控制器通过电信号与无线传输单元连接，无线传输单元通过电信号与移动终端连接。

8.一种用于权利要求1-7任意一项所述的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备的控制系统，其特征在于，所述热丝组件及金刚石薄膜沉积设备的控制系统包括：

数据处理及控制模块，用于通过控制器对采集数据进行处理，并对各个受控组件的相互工作进行协调控制；

温度检测模块，与数据处理及控制模块连接，用于通过温度传感器对处理环境的温度信息进行检测；

压力检测模块，与数据处理及控制模块连接，用于通过压力传感器对处理环境的压力信息进行检测；

气体输入模块，与数据处理及控制模块连接，用于通过气体混合室和喷气盘将混合后含碳的有机气体输入到反应空间内；

抽真空模块，与数据处理及控制模块连接，用于通过真空泵将外壳内部的空气进行抽出；

位置调节模块，与数据处理及控制模块连接，用于通过对铣刀放置移动架的位置进行调节来改变放置铣刀的高度位置；

冷却模块，与数据处理及控制模块连接，用于通过冷风输送管和冷风出气盘输送冷气，对处理后的铣刀进行冷却降温；

远程控制模块，与数据处理及控制模块连接，用于通过无线信号与远程控制终端连接，通过远程控制终端发送的控制指令进行控制。

9.如权利要求8所述的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备的控制系统，其特征在于，所述压力检测模块中的压力传感器通过半导体应变电阻的变化感受压力变化，半导体电阻阻值随温度变化而变化，导致传感器的输出随温度发生变化，所述压力传感器连接有数字补偿装置，所述数字补偿装置包括：

数模转换模块，与数据处理及控制模块连接，用于在数据处理及控制模块根据温度检测信号生成电压参数信号后，根据电压参数信号生成原始驱动电压和原始零点参考电压；

第一放大模块，与所述数模转换模块连接，用于对所述原始驱动电压进行放大以生成驱动电压；

第二放大模块，与所述数模转换模块连接，用于对所述原始零点参考电压进行放大以生成零点参考电压，

原始压力电压检测模块，与所述第一放大模块连接，用于根据所述驱动电压和外部输入的压力生成原始压力检测电压；

仪用放大模块，与原始压力电压检测模块和第二放大模块连接，用于根据压力检测电压和所述零点参考电压生成原始目标检测电压；

滤波模块，与所述仪用放大模块连接，用于对所述原始目标检测电压进行滤波以生成目标检测电压。

10.如权利要求8所述的热丝组件及金刚石薄膜沉积设备的控制系统，其特征在于，所述远程控制模块包括：

无线传输单元，用于通过无线信号传输器发送无线信号，通过无线信号与远程控制终端连接；

接收终端单元，用于接收无线传输单元发送的无线信号，并对接收的检测信号进行处理分析，并根据处理结果生成控制指令；

控制指令发送单元，用于将生成的控制指令通过无线信号与无线传输单元进行交互，将控制指令传递到各个受控器件。

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