CN112176293A - 一种耐高温多弧离子真空镀膜装置及其镀膜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温多弧离子真空镀膜装置及其镀膜方法，包括基座，所述基座的上表面焊接有主壳体，所述主壳体的前表面底部的两侧分别固定连接有第一电机、第二电机，所述第一接轴、第二接轴分别焊接有第一连接杆、第二连接杆，所述第一连接杆的外表面焊接有右旋转壳体，所述第二连接杆的外表面焊接有左旋转壳体，所述主壳体的内侧壁焊接有第三电机，所述第三电机固定连接有转轴；过PLC控制器编程将所有电器元件导通，实现自动化控制与控热；蒸发器的馏分工艺，将镀膜材料在高温蒸汽情况下会产生化学性的热性气体分解成对人体健康无害的不凝气与水再将其排出；内部刀具与托盘配合，在工作过程中由PLC控制器编程定时去除镀膜材料结痂层。
Description
技术领域
本发明涉及真空镀膜技术领域，具体为一种耐高温多弧离子真空镀膜装置及其镀膜方法。
背景技术
多弧离子镀膜器作为物理气相沉积技术的一个分支，是在真空蒸镀和真空溅射的基础上发展起来的一门新型涂层制备技术，也称为真空弧光蒸镀法，它把真空电弧放电用于电弧蒸发源。多弧离子镀膜机是一种高效的离子镀膜设备，具有沉积速度快、离化率高、离子能量大、设备操作简单、成本低、生产量大的优点。因此在材料表面改性领域得到了广泛应用。它既可以应用于涂敷硬质涂层，如切削工具、模具和耐磨耐腐蚀零件等；也可以应用于涂敷防护涂层，如飞机发动机的叶片、汽车钢板、散热片等。
随着该装置的普及，相关技术问题也接踵而至——镀膜材料蒸汽工艺需要的环境为高温高压，在这种环境下很容易影响内部元件的使用寿命，而镀膜材料在高温蒸汽情况下会产生化学性的热性气体，如果使用简单的散热系统将其排出，容易对周围工作人员的健康造成影响。
并且，镀膜材料蒸汽工艺时会将镀膜沉积到被镀物件的外表面，同时也会由于重力与离心力的影响，导致部分材料被溅射，沉积到镀膜机底部，随着时间的增加，机构内部会形成一层越累越厚的镀膜材料结痂层，这对设备的运转造成了影响。
并且，现有技术的多弧离子镀膜器需要大量电机互相配合，因此通常需要配置一个配电柜，导致其接线与维修极其繁琐。
为此，提出一种新型的耐高温多弧离子真空镀膜装置及其镀膜方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温多弧离子真空镀膜装置及其镀膜方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐高温多弧离子真空镀膜装置，包括基座，所述基座的上表面焊接有主壳体，所述主壳体的前表面底部的两侧分别固定连接有第一电机和第二电机，所述第一电机和第二电机的输出轴分别焊接有第一接轴和第二接轴，所述第一接轴和第二接轴分别焊接有第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆的外表面焊接有右旋转壳体，所述第二连接杆的外表面焊接有左旋转壳体，所述主壳体的内侧壁焊接有第三电机，所述第三电机的输出轴固定连接有转轴，所述主壳体、右旋转壳体和左旋转壳体的内侧壁均涂附有耐高温水性隔热保温涂料，所述主壳体的内侧壁中部固定连接有真空电弧放电器，所述主壳体的后表面焊接有后端盖，所述后端盖的外表面开设有出风口，所述后端盖的内侧壁固定连接有蒸发器。
作为本技术方案的进一步优选的：所述基座的上表面固定连接有PLC控制器，所述PLC控制器的电性出端与第一电机、第二电机、第三电机、负压风机与排气扇的电性输入端电性连接。
作为本技术方案的进一步优选的：所述第三电机的输出轴焊接有两个刀具连杆，所述刀具连杆的下表面焊接有传动轴，所述传动轴的下表面焊接有刀具基座
作为本技术方案的进一步优选的：所述转轴的下表面铰接有第一托盘，所述转轴的下表面远离第一托盘的一侧铰接有第二托盘，所述第二托盘的上表面与下表面插接有刀具基座，所述刀具基座的外表面焊接有刀具。
作为本技术方案的进一步优选的：所述主壳体的内侧壁焊接有密封板，所述密封板的前表面固定连接有六个负压风机。
作为本技术方案的进一步优选的：所述蒸发器的靠近出风口的一侧固定连接有排气扇，所述蒸发器的进水口与排水口连通有两个冷凝管，所述后端盖的内侧壁固定连接有积水盘，所述积水盘的外表面开设有出水口。
本发明还提供了一种耐高温多弧离子真空镀膜方法，包括以下步骤：
S1、通过PLC控制器启动负压风机与排气扇互相反转，并计时，计时结束后，开始镀膜作业，PLC控制器控制第三电机启动，第三电机带动刀具连杆以及与其配合的传动轴与刀具基座运动，并由刀具贴合第二托盘的上表面进行旋转刮剔，去除镀膜材料结痂层；
S2、负压风机由PLC控制器控制为相对于排气扇旋向相斥，加工所产生的高温被蒸发器所吸收，配合隔热涂层将设备形成耐高温的特性；将热性气体送至同时启动的蒸发器内部所开始馏分工艺，蒸发器将热气分解成对人体健康无害的不凝气与水后，不凝气由排气扇排送至出风口排出，水由重力原因低落会被积水盘所接受，并由外界接通水管至出水口，将水排出；
S3、在设备不断电的情况下打开其内部并将镀膜件取出：通过PLC控制器进行控制，启动第一电机、第二电机将右旋转壳体和左旋转壳体旋转打开，在第一电机、第二电机启动的同时，PLC控制器将内部所有电器元件断开。
作为本技术方案的进一步优选的：当所述设备内部发生故障或镀膜失误，通过PLC控制器进行控制急停，实现设备的整体断电保护。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、通过PLC控制器编程将所有电器元件导通形成智能自动化控制，每一次工序加工，负压风机与蒸发器排气扇首先互相反转，将设备内部形成真空状态；镀膜结束后二者旋向由PLC控制器控制为相斥，使得加工所产生的高温被蒸发器所吸收，配合隔热涂层将设备形成耐高温的特性，并且避免了传统镀膜装置需要配置专门配电柜且接线检修极其繁琐的现象，针对不同尺寸的加工件，只需要对程序进行简单调试即可适应。
二、通过蒸发器的馏分工艺，将镀膜材料在高温蒸汽情况下会产生化学性的热性气体分解成对人体健康无害的不凝气与水再将其排出。
三、通过内部刀具与托盘配合，在工作过程中由PLC控制器编程定时去除镀膜材料结痂层，在不影响工作的情况下消除此技术影响。
本发明结构简单，满足经济性需求的同时解决了现有技术中的技术缺陷。
附图说明
图1为本发明的左旋转壳体与右旋转壳体展开的立体结构示意图；
图2为本发明的立体结构示意图；
图3为本发明的转轴与主壳体配合结构示意图；
图4为本发明图3中A区局部放大结构示意图；
图5为本发明图3中B区局部放大结构示意图；
图6为本发明的密封板与负压风机结构配合示意图；
图7为本发明的蒸发器与积水盘结构配合示意图；
图8为本发明的蒸发器结构示意图；
图9为本发明的另一视角立体结构示意图；
图10为本发明的PLC控制器编程电路示意图；
图11为本发明的PLC控制器电路图。
图中：1、基座；2、主壳体；201、第一电机；202、第二电机；203、第一接轴；204、第二接轴；3、右旋转壳体；301、第一连接杆；4、转轴；401、刀具基座；402、刀具；403、传动轴；404、第一托盘；405、第三电机；406、第二托盘；407、刀具连杆；5、左旋转壳体；501、第二连接杆；6、负压风机；7、密封板；8、蒸发器；801、冷凝管；802、排气扇；9、后端盖；901、出风口；10、积水盘；1001、出水口；11、PLC控制器；12、耐高温水性隔热保温涂料；13、真空电弧放电器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1-11，本发明提供一种技术方案：一种耐高温多弧离子真空镀膜装置，包括基座1，基座1的上表面焊接有主壳体2，主壳体2的前表面底部的两侧分别固定连接有第一电机201和第二电机202，第一电机201和第二电机202的输出轴分别焊接有第一接轴203和第二接轴204，第一接轴203和第二接轴204分别焊接有第一连接杆301和第二连接杆501，第一连接杆301的外表面焊接有右旋转壳体3，第二连接杆501的外表面焊接有左旋转壳体5，主壳体2的内侧壁焊接有第三电机405，第三电机405的输出轴固定连接有转轴4，主壳体2、右旋转壳体3和左旋转壳体5的内侧壁均涂附有耐高温水性隔热保温涂料12，主壳体2的内侧壁中部固定连接有真空电弧放电器13，主壳体2的后表面焊接有后端盖9，后端盖9的外表面开设有出风口901，后端盖9的内侧壁固定连接有蒸发器8。
本实施例中，具体的：基座1的上表面固定连接有PLC控制器11，PLC控制器11的电性出端与第一电机201、第二电机202、第三电机405、负压风机6与排气扇802的电性输入端电性连接。
本实施例中，PLC控制器11的具体型号为三菱FX5UC-64MT/D。
本实施例中，具体的：主壳体2的内侧壁中部固定连接有真空电弧放电器13，真空电弧放电器13作为传统多弧离子镀膜器的核心部件，它把真空电弧放电用于电弧蒸发源，将镀膜材料吸附于所需镀膜件的表面。
本实施例中，具体的：第三电机405的输出轴焊接有两个刀具连杆407，刀具连杆407的下表面焊接有传动轴403，传动轴403的下表面焊接有刀具基座401，第三电机405的输出轴旋转可带动刀具连杆407以及与其配合的传动轴403与刀具基座401运动。
本实施例中，具体的：转轴4的下表面铰接有第一托盘404，转轴4的下表面远离第一托盘404的一侧铰接有第二托盘406，第二托盘406的上表面与下表面插接有刀具基座401，刀具基座401的外表面焊接有刀具402，由第三电机405所提供动力，刀具402可贴合第二托盘406的上表面进行旋转刮剔，去除镀膜材料结痂层。
本实施例中，具体的：耐高温水性隔热保温涂料12的具体型号为ZS-1，它可以隔离主壳体2的内侧壁，承受两千摄氏度的高温。
本实施例中，具体的：主壳体2的内侧壁焊接有密封板7，密封板7的内侧壁固定连接有六个负压风机6，六个负压风机6可将镀膜材料在高温蒸汽情况下会产生化学性的热性气体排至其后。
本实施例中，具体的：蒸发器8的靠近出风口901的一侧固定连接有排气扇802，蒸发器8的进水口与排水口连通有两个冷凝管801，后端盖9的内侧壁固定连接有积水盘10，积水盘10的外表面开设有出水口1001；由负压风机6排送至此的热性气体被蒸发器8所吸收，进行馏分工艺，分解成对人体健康无害的不凝气与水后，不凝气由排气扇802排送至出风口901排出，水由重力原因低落；其中两个冷凝管801可有外界定期向蒸发器8输送氟利昂；当馏分工艺所分解的水由重力原因低落，会被积水盘10所接收，并由外界接通水管至出水口1001，将水排出。
本发明还提供了一种耐高温多弧离子真空镀膜方法，包括以下步骤：
S1、通过PLC控制器11启动负压风机6与排气扇802互相反转，并计时，计时结束后，开始镀膜作业，PLC控制器11控制第三电机405启动，第三电机405带动刀具连杆407以及与其配合的传动轴403与刀具基座401运动，并由刀具402贴合第二托盘406的上表面进行旋转刮剔，去除镀膜材料结痂层；
S2、负压风机6由PLC控制器11控制为相对于排气扇802旋向相斥，加工所产生的高温被蒸发器8所吸收，配合隔热涂层将设备形成耐高温的特性；将热性气体送至同时启动的蒸发器8内部所开始馏分工艺，蒸发器8将热气分解成对人体健康无害的不凝气与水后，不凝气由排气扇802排送至出风口901排出，水由重力原因低落会被积水盘10所接受，并由外界接通水管至出水口1001，将水排出；
S3、在设备不断电的情况下打开其内部并将镀膜件取出：通过PLC控制器11进行控制，启动第一电机201、第二电机202将右旋转壳体3和左旋转壳体5旋转打开，在第一电机201、第二电机202启动的同时，PLC控制器11将内部所有电器元件断开。
本实施例中，具体的：当设备内部发生故障或镀膜失误，通过PLC控制器11进行控制急停，实现设备的整体断电保护
本实施例中，请参照图10，PLC控制器11编程电路示意图：X0为设备启动开关，X1为设备暂停开关，X2为设备急停开关，继电器Y0为镀膜设备的工作系统，继电器Y1为第三电机405、负压风机6与蒸发器8，继电器Y2为第一电机201，继电器Y3为第二电机202；按下启动按钮X1，Y0接通并自锁，启动计时器T0开始四十秒倒计时；倒计时结束后T0常闭变常开、常开变常闭，Y0断开并接通Y1且自锁，并启动计时器T1开始十秒倒计时；倒计时结束后T1常闭变常开、常开变常闭，Y1断开并接通Y0且自锁，重复上述动作；而当按下X1时，X1的常闭变常开、常开变常闭，关停Y0与Y1并启动Y2与Y3且自锁，再次按下X1后则关停Y2与Y3，并启动Y0或Y1且自锁；按下急停按钮X2，则所有电路断开。
工作原理或者结构原理：使用时，通过PLC控制器11进行控制，按下启动按钮，并启动四十秒倒计时，负压风机6与排气扇802首先互相反转，将设备内部形成真空状态；四十秒计时结束后，设备开始正常镀膜作业，PLC控制器11控制第三电机405启动十秒，第三电机405可带动刀具连杆407以及与其配合的传动轴403与刀具基座401运动，并由刀具402可贴合第二托盘406的上表面进行旋转刮剔，去除镀膜材料结痂层，同时设备内部产生镀膜材料在高温蒸汽情况下的化学性的热性气体，此时六个负压风机6由PLC控制器11控制为相对于排气扇802旋向相斥，使得加工所产生的高温被蒸发器8所吸收，配合隔热涂层将设备形成耐高温的特性；将热性气体送至同时启动的蒸发器8内部所开始馏分工艺，蒸发器8将热气分解成对人体健康无害的不凝气与水后，不凝气由排气扇802排送至出风口901排出，水由重力原因低落会被积水盘10所接受，并由外界接通水管至出水口1001，将水排出；十秒倒计时结束后，PLC控制器11重新接通设备开始正常镀膜作业，重复上述动作。
需要在设备不断电的情况下打开其内部并将镀膜件取出，通过PLC控制器11进行控制，启动第一电机201、第二电机202将右旋转壳体3和左旋转壳体5旋转打开，在第一电机201、第二电机202启动的同时，PLC控制器11将内部所有电器元件断开，防止对工作人员造成伤害；当取出镀膜件后，再次通过PLC控制器11进行控制，设备开始正常运转。当设备内部发生故障或镀膜失误，通过PLC控制器11进行控制急停，即可实现设备的整体断电保护。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种耐高温多弧离子真空镀膜装置，包括基座(1)，其特征在于：所述基座(1)的上表面焊接有主壳体(2)，所述主壳体(2)的前表面底部的两侧分别固定连接有第一电机(201)和第二电机(202)，所述第一电机(201)和第二电机(202)的输出轴分别焊接有第一接轴(203)和第二接轴(204)，所述第一接轴(203)和第二接轴(204)分别焊接有第一连接杆(301)和第二连接杆(501)，所述第一连接杆(301)的外表面焊接有右旋转壳体(3)，所述第二连接杆(501)的外表面焊接有左旋转壳体(5)，所述主壳体(2)的内侧壁焊接有第三电机(405)，所述第三电机(405)的输出轴固定连接有转轴(4)，所述主壳体(2)、右旋转壳体(3)和左旋转壳体(5)的内侧壁均涂附有耐高温水性隔热保温涂料(12)，所述主壳体(2)的内侧壁中部固定连接有真空电弧放电器(13)，所述主壳体(2)的后表面焊接有后端盖(9)，所述后端盖(9)的外表面开设有出风口(901)，所述后端盖(9)的内侧壁固定连接有蒸发器(8)。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温多弧离子真空镀膜装置，其特征在于：所述基座(1)的上表面固定连接有PLC控制器(11)。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温多弧离子真空镀膜装置，其特征在于：所述第三电机(405)的输出轴焊接有两个刀具连杆(407)，所述刀具连杆(407)的下表面焊接有传动轴(403)，所述传动轴(403)的下表面焊接有刀具基座(401)。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温多弧离子真空镀膜装置，其特征在于：所述转轴(4)的下表面铰接有第一托盘(404)，所述转轴(4)的下表面远离第一托盘(404)的一侧铰接有第二托盘(406)，所述第二托盘(406)的上表面与下表面插接有刀具基座(401)，所述刀具基座(401)的外表面焊接有刀具(402)。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温多弧离子真空镀膜装置，其特征在于：所述主壳体(2)的内侧壁焊接有密封板(7)，所述密封板(7)的前表面固定连接有六个负压风机(6)。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温多弧离子真空镀膜装置，其特征在于：所述蒸发器(8)的靠近出风口(901)的一侧固定连接有排气扇(802)，所述蒸发器(8)的进水口与排水口连通有两个冷凝管(801)，所述后端盖(9)的内侧壁固定连接有积水盘(10)，所述积水盘(10)的外表面开设有出水口(1001)。
7.一种耐高温多弧离子真空镀膜方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过PLC控制器(11)启动负压风机(6)与排气扇(802)互相反转，并计时，计时结束后，开始镀膜作业，PLC控制器11控制第三电机(405)启动，第三电机405带动刀具连杆407以及与其配合的传动轴(403)与刀具基座(401)运动，并由刀具(402)贴合第二托盘(406)的上表面进行旋转刮剔，去除镀膜材料结痂层；
S2、负压风机(6)由PLC控制器(11)控制为相对于排气扇(802)旋向相斥，加工所产生的高温被蒸发器(8)所吸收，配合隔热涂层将设备形成耐高温的特性；将热性气体送至同时启动的蒸发器(8)内部所开始馏分工艺，蒸发器(8)将热气分解成对人体健康无害的不凝气与水后，不凝气由排气扇(802)排送至出风口(901)排出，水由重力原因低落会被积水盘(10)所接受，并由外界接通水管至出水口(1001)，将水排出；
S3、在设备不断电的情况下打开其内部并将镀膜件取出：通过PLC控制器(11)进行控制，启动第一电机(201)、第二电机(202)将右旋转壳体(3)和左旋转壳体(5)旋转打开，在第一电机(201)、第二电机(202)启动的同时，PLC控制器(11)将内部所有电器元件断开。
8.根据权利要求7所述的一种耐高温多弧离子真空镀膜方法，其特征在于：当所述设备内部发生故障或镀膜失误，通过PLC控制器(11)进行控制急停，实现设备的整体断电保护。
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