CN113278941B - 一种自动化镀膜系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动化镀膜系统，包括：真空室装置、转运腔室装置、悬挂操作室，真空室装置内设置有旋转架和旋转架驱动装置，旋转架上设置有挂板；转运腔室装置内设置有机械手装置和第一旋转装置；悬挂操作室内设置有换轨装置和第二旋转装置；换轨装置用于连接转运腔室和悬挂操作室；转运腔室在与真空室进行交换操作时处于真空状态，在与悬挂操作室进行交换操作时，处于大气状态；其中，真空室的镀膜时间、转运腔室的抽真空时间、转运腔室和真空室的交换时间、转运腔室的破真空时间以及转运腔室与悬挂操作室的交换时间的总和等于悬挂操作室的操作时间。本发明能够提高镀膜效率和镀膜质量，并且占地面积少。

Description

一种自动化镀膜系统

技术领域

本发明涉及光学技术镀膜领域，尤其涉及一种高效的自动化镀膜系统。

背景技术

在光学技术镀膜领域，提高镀膜效率和镀膜质量、扩大镀膜适用范围一直是真空镀膜技术领域追求的目标。

图1至图3示出了目前的一种镀膜系统，如图所示，该镀膜系统主要包括包括工艺真空室1、搬运真空室2、自动上下料装置20，工艺腔体中的成品在真空状态下通过机械手9，将挂板10传送到搬运室转架8上，当所有挂板都传送到搬运室转架上，阀门4关闭，放气，门3开启，通过门限位座27识别门开启到的位置，然后停止，然后机械人31将装有产品的挂板10，一片一片放置到自动流水线30上，当机械人30下料到门3，自动流水线30流动一个工位，依次通过下料工位33、卸料工位34、清洁工位35、等待工位36、装料工位37、上料工位38。等料全部从搬运室转架8上下完，机械人31转向38上料工位开始上料，将装有新料的挂板10上到搬运式转架8上，全部上完后，门3自动关闭，到位后启动开始抽真空，真空到达一定程度后等待工艺真空室1是否完成镀膜的指令，一旦完成，阀门4自动打开，通过工艺腔室转笼电机11转动一定角度保证机械手9能够交换挂板10，依次将未镀膜挂板和已经镀膜挂板交换完成，关闭阀门4。整个需要如此循环。这种镀膜系统，要求工艺真空室、搬运真空室、自动上下料装置三者的之间需要很好的匹配节拍，包括工艺时间，搬运换片时间，机器人自动上下料时间和自动流水线上的操作时间，主要存在以下问题：

1. 机械手在真空状态下的工作故障率高，出现卡死频率高；

2. 节拍慢，效率低；

3. 安装调节要求高；

4. 挂板的灵活度低，更换大挂板，整个机械手和自动上下料装置就可能需要变更；

5. 自动上下料装置中的机器人定位不准，容易与挂板出现磕碰，自动流水线上的挂板容易跑偏；

6.占地面积大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种自动化镀膜系统，至少部分解决现有技术中存在的问题。

本发明实施例提供一种自动化镀膜系统，包括：架体，所述架体上设置有真空室装置、转运腔室装置、悬挂操作室，所述真空室装置包括真空室、抽真空装置和源装置，所述真空室内设置有旋转架和旋转架驱动装置，所述旋转架上设置有多个第一挂接件，所述第一挂接件用于安装装载有工件的挂板；所述转运腔室装置包括转运腔室和抽真空装置，所述转运腔室的一端通过真空阀门与所述真空室连接，另一端设置有对称设置的进口阀门和出口阀门，所述转运腔室内设置有机械手装置和第一旋转装置，所述第一旋转装置包括一端开放的第一悬挂上轨道和第一导向下轨道，所述第一悬挂上轨道上形成有第一移动通道并设置有第一悬挂上轨道驱动装置，所述第一移动通道内设置有与所述第一悬挂上轨道驱动装置连接的第一链条传递导轨，所述第一导向下轨道形成有第一导向通道；所述机械手装置用于在所述转运腔室和所述真空室进行交换操作时实现挂板的交换；所述悬挂操作室内设置有换轨装置和第二旋转装置，所述第二旋转装置包括一端开放的第二悬挂上轨道和第二导向下轨道，所述第二悬挂上轨道上形成有第二移动通道并设置有第二悬挂上轨道驱动装置，所述第二移动通道内设置有与所述第二悬挂上轨道驱动装置连接的第二链条传递导轨，所述第二导向下轨道形成有第二导向通道；第一链条传递导轨和第二链条传递导轨分别用于悬挂第二挂接件并在对应的上轨道驱动装置的驱动下沿对应的悬挂上轨道逆时针或者顺时针转动，第二挂接件用于连接挂板的上端，挂板的下端插入导向通道中；所述换轨装置用于在所述进口阀门和所述出口阀门开启时，连接所述第一悬挂上轨道和所述第二悬挂上轨道，以实现所述转运腔室和所述悬挂操作室内的挂板和第二挂接件的交换；所述转运腔室在与所述真空室进行交换操作时处于真空状态，在与所述悬挂操作室进行交换操作时，处于大气状态；其中，所述真空室的镀膜时间、所述转运腔室的抽真空时间、转运腔室和真空室的交换时间、转运腔室的破真空时间以及转运腔室与悬挂操作室的交换时间的总和等于悬挂操作室的操作时间。

本发明实施例提供的自动化镀膜系统，至少具有以下优点：

（1）动力部分采用可靠，灵活的机构，如伺服电机，同时采用检测开关封闭确认，安全可靠；真空室与转运腔室、悬挂操作室之间通过旋转轨道进行物料交换操作，联动性好，机械手装置动作少。

（2）设备安装难度低，只要将真空室装置、转运腔室装置和悬挂操作室三部分连接上即可，如果出现挂具尺寸由偏差，可以通过调节机械手的上下，伸缩参数，以及换轨装置参数来确定。

（3）挂板形式不受限制，可以是圆板形或者直板形，只要满足机械手装置的搬运结构需求即可，而且挂板的尺寸可以有更大的调节量。

（4）机械手装置的控制精度高，机械手在搬运的过程中，位置与动作都是固定的，存在偏移的可能性小，此外，由于设置了旋转夹紧装置和定位检测开关，分解了机械手装置的动作，使得机械手装置的工作故障率能够大大减低。

（5）自动生产线可以根据场地和操作高度，可以调整为竖向操作和横向操作，挂板一直放置在装载线上，适用性强。

（6）真空室装置、转运腔室装置和悬挂操作室三部分之间安装在同一直线上，通过旋转轨道来实现工件的交换，能够使得系统占地面积少。

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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1至图3为现有技术的镀膜系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的自动化镀膜系统的立体示意图；

图5为图4的俯视图；

图6为图4的侧视图；

图7为本发明实施例的真空室和转运腔室的俯视图；

图8为本发明实施例的悬挂有挂板的旋转架的示意图；

图9为本发明以实施例的挂板的结构示意图；

图10为本发明实施例的第一挂接件的结构示意图；

图11为本发明实施例的转运腔室的局部侧视图；

图12为本发明实施例的悬挂轨道的俯视图；

图13为本发明实施例的悬挂有挂板的轨道的剖视图；

图14为本发明实施例的机械手装置的主视图；

图15和图16分别为本发明实施例的转运腔室的进口阀门和出口阀门的结构示意图；

图17为本发明实施例的链条传递导轨的剖视图；

图18和图19分别为本发明实施例的换轨装置的结构示意图；

图20为本发明实施例的第二挂接件的结构示意图；

图21为本发明实施例的第一旋转夹紧结构的示意图；

图22为本发明实施例的第二旋转夹紧结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

如图4至图7所示，本发明实施例提供一种自动化镀膜系统，包括：架体，架体上设置有真空室装置1、转运腔室装置2和悬挂操作室3。

其中，真空室装置1可包括真空室100、抽真空装置和源装置，真空室100内设置有旋转架107和旋转架驱动装置102，旋转架107上设置有多个第一挂接件109，第一挂接件109用于安装装载有工件的挂板110。

在本发明实施例中，抽真空装置可包括与真空室100连接的前进泵组104和高真空泵组106，以分别对真空室100进行抽真空，它们的具体结构和工作原理可为现有技术，在此省略对它们的详细介绍。源装置可包括溅射源101和离子源103，可为根据具体工艺配备的结构，可为现有技术，本发明省略对它们的详细介绍。旋转架驱动装置102可为直驱电机

在本发明实施例中，真空室100包含所有镀膜工艺镀膜装置。此外，真空室100通过真空阀门111进行密封。在一个实施例中，真空阀门111可通过开启驱动装置和压紧装置进行开启和密封。具体地，开启驱动装置可为伸缩气缸，伸缩气缸与真空阀门111通过连接杆连接，通过伸缩气缸的移动带动真空阀门111左右移动，从而打开和关闭真空阀门111。压紧装置可包括双向气缸和与双向气缸连接的两个旋转轴，两个旋转轴分别设置在真空阀门111的两侧，并沿真空阀门111的高度方向设置有多个凸轮。在真空阀门111关闭后，通过双向气缸的运动，带动两个旋转轴转动，进而带动凸轮转动，以压紧真空阀门111，实现真空室100的有效密封。在需要打开真空阀门时，双向气缸沿反方向运动即可。

旋转架107可包括通过旋转轴115连接的上旋转板116和下旋转板117，多个第一挂接件沿上旋转板116的周向方向设置；下旋转板117上设置有对应于多个第一挂接件的卡槽105，并在靠近真空阀门111的位置设置有定位检测开关112；旋转轴116与旋转架驱动装置102连接；旋转架107可包括通过旋转轴115连接的主动轮108、上旋转板116和下旋转板117，旋转轴115与旋转架驱动装置102连接。挂板110可包括挂板轴113和与挂板轴连接的工件安装板；位于真空室内的挂板的挂板轴的一端插入并挂接在第一挂接件109上，另一端插入卡槽105中。

在本发明实施例中，挂板110既可适用于安装需要对整个外周面进行镀膜的工件，也适用于安装只需对一个面进行镀膜的工件。工件可为需要镀膜的部件，例如玻璃基板等。在一个示意性实施例中，挂板110形成为适用于能够对工件的整个外周面进行镀膜的结构，即挂板110可形成为能够旋转的圆周形结构，能够随着旋转架107转动和在旋转架107上自转。

在一具体实施方式中，如图8和图9所示，挂板110可包括通过挂板轴113连接的固定板114和下推力轴承122，固定板114和推力轴承122之间可设置多个例如2根连接轴，每个连接轴上沿上下方向即连接轴的轴向方向上可设置有多个工件安装板，用于安装需要对整个外周面进行镀膜的工件，即多个工件可串接在连接轴上，工件安装板的具体结构可根据实际需要进行设置，只要能够实现工件的安装即可。该实施方式的挂板可同时实现多组工件的镀膜操作，能够提高镀膜效率。

在另一具体实施方式中，挂板110可包括挂板轴113和设沿挂板轴113的轴向方向设置的多个工件安装板，用于安装需要对整个外周面进行镀膜的工件，即多个工件可串接在连接轴上，工件安装板的具体结构可根据实际需要进行设置，只要能够实现工件的安装即可。该实施方式与前述实施方式相比，只可实现一组工件的镀膜操作，镀膜效率没有前述实施方式高。

在挂板110形成为适用于能够对工件的整个外周面进行镀膜的结构的情况下，如图10所示，真空室100还设置有主动轮108，主动轮108与旋转轴115连接并设置在上旋转板116的上方，主动轮108的上端可固定在真空室100上，下端位于上旋转板116的上方。第一挂接件109可包括从动轮118、连接端119和挂接端120，从动轮118与主动轮108转动连接，连接端119一端与从动轮118连接，另一端穿过上旋转板116与挂接端120连接，挂接端120形成有平行于上旋转板的径向方向的第一挂接口121。位于真空室100内的挂板110的挂板轴的一端插入并挂接在第一挂接件的第一挂接口121上，另一端插入卡槽105中。这样，在旋转架驱动装置102的驱动下，带动旋转轴115旋转，进而带动上旋转板116转动，由于主动轮固定，随着上旋转板的公转动，从动轮118会沿着主动轮108转动实现自转，这样，通过旋转架的公转和挂板的自转，能够对挂板110上的工件的整个外周面进行均匀镀膜。在本发明实施例中，主动轮和从动轮可实现为啮合连接的大齿轮和小齿轮的结构，也可以实现为传输带或者链条的结构形式，本发明不作特别限定，只要能够实现从动轮自转的结构即可。

在另一个示意性实施例中，真空室100适用于对工件的一个平面进行镀膜。在该实施例中，挂板110可形成为平板形的结构。在该实施例中，挂板110可仅包括挂板轴113和与挂板轴113连接的一个工件安装板114。挂板轴113可包括分别与工件安装板114的上下两端连接的两个连接轴，工件安装板114可为平板，两端可焊接在连接轴上，工件可通过高温胶贴的方式粘贴在工件安装板上，并且需要镀膜的面对着源装置。在该实施例中，旋转架107可不包括主动轮。这样，挂板110只能随着旋转架107公转而无法自转，从而只对需要镀膜的面进行镀膜。

本发明实施例中，由于挂板可具有不同的形式，从而使得提供的自动化镀膜系统具有更好的适用性。

进一步地，在本发明实施例中，转运腔室装置2是真空与大气中交换镀完与未镀完产品的装置，可包括转运腔室200和抽真空装置201（为前进泵组），转运腔室200的一端通过真空阀门111与真空室100连接，另一端设置有对称设置的进口阀门210和出口阀门203，转运腔室在与真空室进行交换操作时处于真空状态，即，真空阀门、进口阀门和出口阀门都处于关闭状态；在与悬挂操作室进行交换操作时，处于大气状态，即进口阀门和出口阀门处于打开状态。

如图5至图7、图11和图13所示，转运腔室200内设置有机械手装置208和第一旋转装置，第一旋转装置包括一端开放的环形第一悬挂上轨道207和第一导向下轨道205，轨道的两个开放端分别对着进口阀门210和出口阀门203。第一悬挂上轨道207上形成有第一移动通道并设置有第一悬挂上轨道驱动装置202，第一移动通道的内部设置有与第一悬挂上轨道驱动装置202连接的第一链条传递导轨，并在靠近进口阀门210和出口阀门203的位置上分别设置有进口检测开关211和出口检测开关212，在靠近所述真空阀门111的位置上设置有到位开关213。第一链条传递导轨用于悬挂第二挂接件311，第一链条传递导轨可在第一悬挂上轨道驱动装置202的驱动下沿第一悬挂上轨道207逆时针或者顺时针转动。第一导向下轨道205形成有第一导向通道，位于转运腔室内的挂板的上端与第二挂接件311连接，下端插入在第一导向通道中。在一个示例中，如图12所示，第一悬挂上轨道207和第一导向下轨道205可包括一端具有开口的环形端和分别与环形端的两端平滑过渡连接的直线端，在一个示例中，该环形端可为四分之三圆形，圆形的直径可根据实际需要进行设置。

在本发明实施例中，机械手装置208用于在转运腔室和真空室进行交换操作时实现挂板的交换。如图14所示，机械手装置208可包括上下驱动电机215、上下动力传递机构216、滑轨217、伸缩驱动电机218和夹具219，上下动力传递机构216的一端与上下驱动电机215连接，另一端与滑轨217滑动连接，伸缩驱动电机218设置在滑轨217上，并通过伸缩杆220与夹具219连接，夹具219用于夹取挂板110。伸缩杆220通过伸缩动力传递机构221与伸缩驱动电机218连接。通过上下驱动电机和伸缩驱动电机可实现夹具的上下和前后调整，从而适合夹取不同类型的挂板。此外，在机械手装置208上还设置有到位检测开关222，具体可设置在上下动力传递机构216上。

在本发明实施例中，进口阀门210和出口阀门203可分别通过阀门控制装置进行开启和关闭操作以及进行压紧。在一个示例中，如图15和图16所示，阀门控制装置可包括导向轴222、下导轨223、阀门驱动装置（未图示）、压紧板224和压紧驱动装置225。每个阀门上设置有一个阀门驱动装置，每个阀门的上端通过滑动轴承226支撑设置在导向轴222上，阀门的下端支撑设置在下导轨连接，滑动轴承226可通过曲杆结构与阀门驱动装置连接。压紧板224包括两个，每个压紧板的上下两端各设置有一个压紧驱动装置225，压紧驱动装置225用于在阀门处于关闭状态时，驱动压紧板向对应的阀门移动以压紧对应的阀门。具体地，在开启阀门时，阀门驱动装置驱动，带动滑动轴承226沿导向轴向内移动，进而带动阀门向内移动，当到达预定位置时，停止驱动。在关闭阀门时，阀门驱动装置驱动，带动滑动轴承226沿导向轴向外移动，进而带动阀门向外移动，当到达关闭位置时，停止驱动。此时，压紧驱动装置225驱动，带动压紧板向前移动，压紧阀门。阀门驱动装置和压紧驱动装置可为气缸。

此外，如图5所示，转运腔室200形成有对称设置的待料区和成品区，待料区对着进口阀门，成品区对着出口阀门。其中，在转运腔室200与真空室100和悬挂操作室3完成交换操作时，转运腔室200处于抽真空状态，并且，位于转运腔室的待料区内的链条传递导轨上相对于真空室阀门依次悬挂有未镀膜的挂板和未悬挂挂板的第二挂接件311，位于转运腔室的成品料区内的链条传递导轨上于未悬挂状态，链条传递导轨上悬挂的挂板和第二挂接件的数量分别等于真空室内的挂板的数量，如此能够提高交换速率，进而提高镀膜效率。在转运腔室与真空室开始进行交换时，转运腔室的真空度到达预设真空度，并且位于转运腔室的待料区内的挂板和第二挂接件311在第一悬挂上轨道驱动装置的驱动下转移到转运腔室的成品区。

在本发明实施例中，悬挂操作室3是装料与卸料的装置，设置有换轨装置300和第二旋转装置。其中，第二旋转装置可包括一端开放的环形第二悬挂上轨道302和第二导向下轨道310，如图12所示，轨道302和303可包括一端具有开口的方形端和与该方形端的两端平滑过渡连接的直线端。第二悬挂上轨道302上形成有第二移动通道并设置有第二悬挂上轨道驱动装置301，第二移动通道的内部设置有与第二悬挂上轨道驱动装置连接的第二链条传递导轨，并在靠近所述进口阀门和所述出口阀门的位置分别设置有进门检测开关303和出门检测开关312。第二链条传递导轨用于悬挂第二挂接件311，第二链条传递导轨可在第二悬挂上轨道驱动装置302的驱动下沿第二悬挂上轨道302逆时针或者顺时针转动。第二导向下轨道310上形成有第二导向通道，位于悬挂操作室中的挂板的上端与第二挂接件连接，下端第二导向通道中。

进一步地，在本发明实施例中，如图13所示，第一导向通道和第二导向通道内分别设置有两排滚动件209，用于为插入的挂板提供导向作用。滚动件可为圆柱状的滚子，每个滚动件可通过转动轴与对应的导向下轨道连接。通过滚动件，可为挂板的移动提供导向，使得挂板在轨道驱动装置的带动下，稳靠地沿导向下轨道移动，从而使得挂板可以平稳地进入/移出转运腔室和悬挂操作室。

进一步地，在本发明实施例中，第一链条传递导轨和第二链条传递导轨的结构可相同。如图17所示，链条传递导轨可包括两个链板轴400，两个链板轴400分别设置悬挂上轨道的下端的两侧即间隔设置。每个链板轴400可包括链条401、链板402和链轮403，链轮403为两个，分别设置在对应的悬挂上轨道的两端，用于与对应的轨道驱动装置连接，链条401与两个链轮403啮合连接，链板402包覆住链条401的外侧，随链条一起运动。在一个实施例中，每个链板轴可单独通过一个轨道驱动装置驱动，即可在第一悬挂上轨道和第二悬挂上轨道上分别设置两个轨道驱动装置，这种情况下，每个链板轴中的一个链轮与对应的轨道驱动装置可通过传动轴直接连接，从而通过链条带动另一链轮转动。在另一个实施例中，同一个悬挂上轨道内的两个链板轴可通过一个轨道驱动装置驱动，即只在第一悬挂上轨道和第二悬挂上轨道上设置一个轨道驱动装置。具体地，位于同一个悬挂上轨道内的两个链板轴中同一端的两个链轮通过动力传递结构与对应的轨道驱动装置连接。轨道驱动装置可垂直设置在上轨道的上方，动力传递结构可包括分别与该两个链轮连接的两个直齿轮组404以及与两个直齿轮组404连接的锥齿轮组405，锥齿轮组与对应的轨道驱动装置连接，用于将轨道驱动装置的垂直驱动力转换为水平驱动力，进而通过直齿轮组带动链板轴沿上轨道旋转运动。轨道驱动装置可为驱动电机。

换轨装置300用于在进口阀门和出口阀门开启时，连接第一悬挂上轨道和第二悬挂上轨道，以实现转运腔室和悬挂操作室内的挂板和第二挂接件的交换。如图18和图19所示，换轨装置300可包括上下驱动电机315、垂直滑轨315、伸缩驱动电机316、水平滑轨317和连接杆318，上下驱动电机315可通过传动齿轮箱319与垂直滑轨315连接，垂直滑轨315与水平滑轨317滑动连接，水平滑轨317的一端与伸缩驱动电机316连接，另一端与连接杆318的一端滑动连接，连接杆318的另一端分别设置有间隔设置的两个连接轨道，每个连接轨道内设置有连接链条传递导轨319，连接链条传递导轨319与连接轨道驱动装置320连接，连接链条传递导轨319用于连接第一链条传递导轨和第二链条传递导轨。当转运腔室的阀门处于关闭状态时，换轨装置处于非工作状态即处于零位状态，在转运腔室的阀门处于打开状态时，换轨装置通过上下驱动电机和伸缩驱动电机调整到合适的位置，使得第一悬挂上轨道和第二悬挂下轨道实现连接，从而能够使得转运腔室和悬挂操作室内的第二挂接件能够沿轨道循环移动。在本发明实施例中，连接链条传递导轨的结构以及与连接轨道驱动装置的连接方式可与前述的第一链条传递导轨和第二链条传递导轨的结构以及与对应的轨道驱动装置的连接方式相同。

此外，悬挂操作室3中，形成有依次布置的待料区、撕覆膜区、上料区、下料区和成品区，其中，待料区对着进口阀门210，成品区对着出口阀门203，上料区、下料区和撕覆膜区分别设置有对应的上料工位307、下料工位313和撕覆膜工位308。第二悬挂上轨道302在相应的位置上分别设置有下料检测开关305、贴料检测开关306和撕膜检测开关314。

在本发明实施例中，如图20所示，第二挂接件311可包括挂轴321、连接端322和挂接端323，挂轴321支撑设置在两个链板轴上，连接端的一端与挂轴连接，另一端伸出移动通道与挂接端连接，挂接端形成有平行于挂轴的第二挂接口324，第二挂接口324用于与挂板的上端连接。

进一步地，本发明实施例提供的自动化镀膜系统还包括设置在转运腔室内的第一旋转夹紧机构204和设置在悬挂操作室内的第二旋转夹紧机构309，第一旋转夹紧机构204和第二旋转夹紧机构用于实现工件的旋转和夹紧。如图21所示，第一旋转夹紧机构204可包括依次连接的旋转电机227、夹紧气缸228和夹头229，并设置有第一旋转定位开关214，夹紧气缸228和夹头227之间设置有磁流体密封件230，第一旋转定位开关214可设置在旋转电机的驱动轴上。如图22所示，第二旋转夹紧机构309可包括依次连接的旋转电机325、夹紧气缸326和夹头327。旋转电机和夹紧气缸可为现有结构，夹头可设置为适合夹取工件的结构。

如图4和图5所示，本发明实施例提供的自动化镀膜系统还包括操作台304，用于供工人操作。

本发明实施例提供的自动化镀膜系统还包括控制装置（未图示），控制装置为可编程逻辑控制器（PLC），分别与溅射源装置、抽真空装置、驱动装置和检测开关等通信连接，用于根据预设指令控制它们执行的相应的操作。以下，对本发明实施例提供的自动化镀膜系统的工作原理进行介绍。

本发明实施例提供的自动化镀膜系统的真空室、转运腔室和悬挂操作室在同一时间所处的状态为：（1）真空阀门111关闭，真空室内的工件处于镀膜状态；（2）转运腔室200的进口阀门210和出口阀门203处于关闭状态，抽真空装置201正在抽真空，使得转运腔室处于抽真空状态，并且，转运腔室200的待料区内相对于真空室阀门依次悬挂未镀膜的挂板和未悬挂挂板的第二挂接件，转运腔室的成品料区处于未悬挂状态，待料区悬挂的挂板和第二挂接件的数量分别等于真空室内的挂板的数量；（3）悬挂操作室的换轨装置处于非工作状态；位于悬挂操作室的待料区内的悬挂旋转装置上挂满未镀膜的挂板，位于悬挂操作室的成品区内的悬挂旋转装置处于未悬挂状态，悬挂操作室的撕覆膜区、上料区、下料区处于工作状态。

本发明实施例提供的自动化镀膜系统的工作流程可包括以下步骤：

S100，真空室完成镀膜操作，开启真空阀门；

S101，按照预设旋转角度旋转架驱动装置驱动旋转架带动对应的待交换的挂板位于指定位置；

S102，转运旋转驱动装置带动第一链条传递导轨顺时针旋转，在待交换的第一个第二挂接件位于指定位置时，机械手装置从真空室内将对应的挂板从第一挂接件上取下并安装到对应的第二挂接件上；

S103，重复S101~S102，直到真空室内的所有挂板全部转移到第一链条传递导轨上，此时，位于转运腔室的待料料区内的第一链条传递导轨上依次悬挂有未镀膜的挂板和已镀膜的挂板；进入S104；

S104，按照预设旋转角度旋转架驱动装置驱动旋转架带动对应的待交换的第一挂接件位于指定位置；

S105，转运旋转驱动装置带动第一链条传递导轨逆时针旋转，在待交换的第一个未镀膜的挂板的到达指定位置时，机械手装置将对应的未镀膜的挂板从第二挂接件上取下并安装到对应的第一挂接件上；

S106，重复步骤S104~S105，直到所有的未镀膜的挂板全部转移到真空室内，关闭真空阀门，真空室开始镀膜操作；

S107，转运旋转驱动装置继续带动第一链条传递导轨逆时针旋转，直到卸除了未镀膜的挂板后的第二挂接件和挂有已镀膜的挂板全部转移到转运腔室的成品区；进入S108；

S108，关闭转运腔室装置的抽真空装置使得转运腔室处于大气状态，并开启进口阀门和出口阀门；

S109，启动换轨装置，使得第一链条传递导轨和第二链条传递导轨连通；

S119，同时启动转运旋转驱动装置和悬挂旋转驱动装置，使得旋转轨道逆时针旋转，从而实现转运腔室内的已镀膜的挂板和卸除未镀膜的挂板的第二挂接件与悬挂操作室内的未镀膜的挂板和第二挂接件之间的交换。

具体地，本发明实施例提供的自动化镀膜系统的工作流程可为：

一、真空室100通过前进泵组104和高真空泵组106的作用下，到达一定的真空度，在旋转架驱动装置102的作用下，带动主动轮108转动，进而驱动第一挂接件109，使得所有挂板110，在腔体中高速旋转，同时开启溅射源101、离子源103，设定工艺配方，通过PLC 系统传送到各部件，通入不同的工艺气体，持续作用一定时间，使得挂板上的产品表面沉积所需的纳米膜层，完成产品镀膜。

二、真空室100在镀膜的时候，转运腔室200在前进泵组201的作用下，满足一定的真空度，在抽真空的同时，第一悬挂上轨道驱动装置202启动逆时针旋转（如图5示出的运动方向），将待料区的未镀膜的挂板和第二挂接件311依次按顺序转到成品区，当第一位未镀膜的挂板接触到出口检测开关212时，表示所有未镀膜的挂板和第二挂接件311全部转运完成，这时第二挂接件311相对顺时针方向处于未镀膜的挂板的前端。

当以上条件都满足的情况下，真空阀门111开启，整个系统进入下料阶段：旋转旋转架107，在旋转架驱动装置102的驱动作用下，慢速旋转调整挂板110的角度，通过定位检测开关112来实现闭环确定，挂板110是否在指定位置，具体要求是待交换的第一挂接件109的开口必须正对真空阀门111。第一悬挂上轨道驱动装置202启动顺时针旋转（如图7示出的运动方向），第一悬挂上轨道207开始运动，按照PLC 参数自动旋转一定的数值，通过到位开关213判断第二挂接件311是否到位，确定到位后，且判断第二挂接件311的开口朝向真空阀门111时，机械手装置208开始工作，将已经完成镀膜的挂板110从真空室100中取送到转运腔室的第二挂接件311上；同时由于悬挂上轨道207的运动，必定会带动悬挂的未镀膜挂板运动。上述动作如此循环直到真空室的所有挂板110全部转移到悬挂上轨道207的第二挂接件311上，同时悬挂上轨道207继续运动，直到第一位挂有挂板110的第二挂接件311接触到进门检测开关211时，表示所有未镀膜的挂板和挂有挂板110的第二挂接件311的物料全部到达待料区，且这时未镀膜的挂板相对逆时针方向处于挂有挂板110的第二挂接件311的前端，装有以上动作原则上到位开关213、进门检测开关进211、出门检测开关212需要保持稳定。

完成下料动作后，全部物料再次回到待料区。

接着进入上料阶段，真空室100中的旋转架驱动装置102旋转一定角度，通过定位检测开关112来实现闭环确定，第一挂接件109是否在指定位置，满足第一挂接件109的开口必须正对真空阀门111。同时第一悬挂上轨道驱动装置202启动逆时针旋转，转运腔室里装有第一件未镀膜的挂板到位后，通过出门检测开关213判断到达位置。重复下料时动作（按照PLC 参数自动旋转一定的数值，通过到位开关213判断第二挂接件311是否到位，确定到位后，且判断第二挂接件311的开口朝向真空阀门111，机械手装置208开始工作，将未镀膜的挂板从悬挂上轨道207取送到旋转架107上的第一挂接件109；同时由于悬挂上轨道207的运动，必定会带动悬挂的已镀膜的挂板的运动，当最后一块未镀膜的挂板上完，关闭真空阀门111，真空室100开启新一炉工艺。这时悬挂上轨道207继续运动，第一位上完未镀膜的挂板的第二挂接件311接触到进门检测开关212时，第一悬挂上轨道驱动装置202停止驱动，表示所有卸除未镀膜的挂板的第二挂接件311和挂有挂板的第二挂接件311全部到达成品区。上料时需要注意，根据不同的挂板110形式，分为圆周形和平面板形，如果PLC系统通过人工判断识别，在界面选定是圆周形，则旋转夹紧机构204直接夹紧不需要旋转，且旋转定位开关214不参与判定旋转角度是否满足要求；如果PLC系统通过人工判断识别，在界面选定是平面板形，则旋转夹紧机构204需要夹紧且旋转，旋转定位开关214参与判定旋转角度是否满足要求，具体要求是贴有产品的面背向装载笼架107中心。

这时成品区悬挂的都是镀膜后的挂板110和卸除未镀膜的挂板的第二挂接件311。

然后开始转运腔室200和悬挂上轨道302进行物料循环交换，已镀膜挂板110和卸除未镀膜挂板的第二挂接件311，与外部装料线上待料区未镀膜的挂板和第二挂接件311进行交换。

首先，关闭前进泵组201的阀门，开启放气阀，将转运腔室200放气，使得其到达大气状态，开启出口阀门203和进口阀门210，启动换轨装置300，然后同时启动第一悬挂上轨道驱动装置202和第二悬挂上轨道驱动装置301，开始循环运动（如图5示出的运动方向），进料和出料同时进行。转运腔室200内，当第一悬挂上轨道驱动装置202开启的过程中，每个镀膜后的挂板110和卸除未镀膜挂板的第二挂接件311经过出门检测开关212时需要计数，挂板110在后，卸除未镀膜挂板的第二挂接件311在前，最后一个经过滑轨装置300，进入装料线上时，通过出口检测开关312判断是否到位，同理进料端也需要通过进口检测开关303和进门检测开关211判断是否完成进料。所有动作完成后，停止第一悬挂上轨道驱动装置202，换轨装置300返回零位，关闭出口阀门203和进口阀门210，启动前进泵组201。同时外部装载线继续工作，第二悬挂上轨道驱动装置301处于开启状态，已经到装载线成品区的挂板110继续沿轨道移动，分别经过下料区，上料区，撕覆膜区，每到一个工位均需要通过相应的检测开关位置。卸除未镀膜挂板的第二挂接件311通过时，需要人工识别直接透过。

确定到位后，由旋转夹紧机构309旋转夹紧。

同样根据不同的挂板110形式，分为圆周形和平面板形，如果PLC系统通过人工判断识别，在界面选定是圆周形，则旋转夹紧机构204直接夹紧不需要旋转，且旋转定位开关214不参与判定旋转角度是否满足要求；如果PLC系统通过人工判断识别，在界面选定是平面板形，则旋转夹紧机构204需要夹紧且旋转，旋转定位开关214参与判定旋转角度是否满足要求，具体要求是贴有产品的面对踏台304

如此循环直将所有挂板110，从成品区转运到待料区。

以上循环归为一个周期。

在本发明实施例中，在真空室100的镀膜时间一定的情况下，转运腔室的抽真空室时间、两者物料交换的时间以及转运腔室破真空后的转载线与转运室交换物料的时间等于挂板下料，上料，撕膜的时间，即真空室的镀膜时间、所述转运腔室的抽真空时间、转运腔室和真空室的交换时间、转运腔室的破真空时间以及转运腔室与悬挂操作室的交换时间的总和等于悬挂操作室的操作时间，也就是说，外部工人操作越快，整个系统就会工作的越快，从而能够提高镀膜效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种自动化镀膜系统，其特征在于，包括：架体，所述架体上设置有真空室装置、转运腔室装置、悬挂操作室，所述真空室装置包括真空室、抽真空装置和源装置，所述源装置包括溅射源和离子源，所述真空室内设置有旋转架和旋转架驱动装置，所述旋转架上设置有多个第一挂接件，所述第一挂接件用于安装装载有工件的挂板；

所述转运腔室装置包括转运腔室和抽真空装置，所述转运腔室的一端通过真空阀门与所述真空室连接，另一端设置有对称设置的进口阀门和出口阀门，所述转运腔室内设置有机械手装置和第一旋转装置，所述第一旋转装置包括一端开放的第一悬挂上轨道和第一导向下轨道，所述第一悬挂上轨道上形成有第一移动通道并设置有第一悬挂上轨道驱动装置，所述第一移动通道内设置有与所述第一悬挂上轨道驱动装置连接的第一链条传递导轨，所述第一导向下轨道形成有第一导向通道；所述机械手装置用于在所述转运腔室和所述真空室进行交换操作时实现挂板的交换；

所述悬挂操作室内设置有换轨装置和第二旋转装置，所述第二旋转装置包括一端开放的第二悬挂上轨道和第二导向下轨道，所述第二悬挂上轨道上形成有第二移动通道并设置有第二悬挂上轨道驱动装置，所述第二移动通道内设置有与所述第二悬挂上轨道驱动装置连接的第二链条传递导轨，所述第二导向下轨道形成有第二导向通道；

第一链条传递导轨和第二链条传递导轨分别用于悬挂第二挂接件并在对应的上轨道驱动装置的驱动下沿对应的悬挂上轨道逆时针或者顺时针转动，第二挂接件用于连接挂板的上端，挂板的下端插入导向通道中；

所述换轨装置用于在所述进口阀门和所述出口阀门开启时，连接所述第一悬挂上轨道和所述第二悬挂上轨道，以实现所述转运腔室和所述悬挂操作室内的挂板和第二挂接件的交换；

所述转运腔室在与所述真空室进行交换操作时处于真空状态，在与所述悬挂操作室进行交换操作时，处于大气状态；其中，所述真空室的镀膜时间、所述转运腔室的抽真空时间、转运腔室和真空室的交换时间、转运腔室的破真空时间以及转运腔室与悬挂操作室的交换时间的总和等于悬挂操作室的操作时间。

2.根据权利要求1所述的自动化镀膜系统，其特征在于，所述转运腔室形成有待料区和成品区，所述待料区对着所述进口阀门，所述成品区对着所述出口阀门；

其中，在所述转运腔室与所述真空室和所述悬挂操作室完成交换操作时，所述转运腔室处于抽真空状态，并且，位于所述转运腔室的待料区内的链条传递导轨上相对于所述真空室阀门依次悬挂有未镀膜的挂板和未悬挂挂板的第二挂接件，位于所述转运腔室的成品料区内的链条传递导轨上于未悬挂状态，所述链条传递导轨上悬挂的挂板和第二挂接件的数量分别等于真空室内的挂板的数量；

在所述转运腔室与所述真空室开始进行交换时，转运腔室的真空度到达预设真空度，并且位于所述转运腔室的待料区内的挂板和第二挂接件在第一悬挂上轨道驱动装置的驱动下转移到所述转运腔室的成品区。

3.根据权利要求1所述的自动化镀膜系统，其特征在于，所述旋转架包括通过旋转轴连接的上旋转板和下旋转板，所述多个第一挂接件沿所述上旋转板的周向方向设置；所述下旋转板上设置有对应于多个第一挂接件的卡槽，并在靠近所述真空阀门的位置设置有定位检测开关；所述旋转轴与所述旋转架驱动装置连接；

所述挂板包括挂板轴和与所述挂板轴连接的工件安装板；位于真空室内的挂板的挂板轴的一端插入并挂接在所述第一挂接件上，另一端插入所述卡槽中。

4.根据权利要求3所述的自动化镀膜系统，其特征在于，

所述真空室内还设置有主动轮，所述主动轮与所述旋转轴连接并设置在所述上旋转板的上方；所述第一挂接件包括从动轮和与所述从动轮连接的挂接端，所述从动轮与所述主动轮转动连接；所述挂接端形成有平行于所述上旋转板的径向方向的第一挂接口，所述第一挂接口用于挂接所述挂板。

5.根据权利要求1所述的自动化镀膜系统，其特征在于，所述换轨装置包括上下驱动电机、垂直滑轨、伸缩驱动电机、水平滑轨和连接杆，所述上下驱动电机与所述垂直滑轨连接，所述垂直滑轨与所述水平滑轨滑动连接，所述水平滑轨的一端与所述伸缩驱动电机连接，另一端与所述连接杆的一端滑动连接，所述连接杆的另一端分别设置有连接轨道，每个连接轨道内设置有连接链条传递导轨，所述连接链条传递导轨与连接轨道驱动装置连接，所述连接链条传递导轨用于连接第一链条传递导轨和第二链条传递导轨。

6.根据权利要求1或5所述的自动化镀膜系统，其特征在于，所述链条传递导轨包括间隔设置的两个链板轴；

所述第二挂接件包括挂轴、连接端和挂接端，所述挂轴支撑设置在两个链板轴上，所述连接端的一端与所述挂轴连接，另一端伸出所述移动通道与所述挂接端连接，所述挂接端形成有平行于所述挂轴的第二挂接口，所述第二挂接口用于与所述挂板的上端连接。

7.根据权利要求6所述的自动化镀膜系统，其特征在于，每个链板轴包括链条、链板和两个链轮，两个链轮分别设置在对应轨道的两端，链条与两个链轮啮合连接，链板包覆住所述链条，其中，所述链轮用于与对应的轨道驱动装置连接。

8.根据权利要求1或5所述的自动化镀膜系统，其特征在于，所述第一导向通道和所述第二导向通道内分别设置有两排滚动件，所述挂板的下端插入在两排滚动件之间。

9.根据权利要求1所述的自动化镀膜系统，其特征在于，还包括设置在所述转运腔室内的第一旋转夹紧机构和设置在所述悬挂操作室内的第二旋转夹紧机构；所述第一旋转夹紧机构和所述第二旋转夹紧机构用于实现工件的旋转和夹紧；所述第一旋转夹紧机构包括依次连接的旋转电机、夹紧气缸和夹头，并设置有第一旋转定位开关，所述夹紧气缸和所述夹头之间设置有磁流体密封件；所述第二旋转夹紧机构包括依次连接的旋转电机、夹紧气缸和夹头。

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