CN114150280B - 一种用于滚桶式磁控溅射机的自动翻转装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于滚桶式磁控溅射机的自动翻转装置，包括一镀膜腔，所述镀膜腔内部设有工件架，顶部设有带动工件架旋转的驱动机构；所述工件架包括底板和设于底板上方的顶板，所述底板与顶板之间设有多个用于放置工件的工件盘，各工件盘两侧均设有台阶，相邻工件盘通过台阶匹配契合形成一外部密封的圆周；各工件盘端部均设有翻转机构，所述顶板上方还设有拨杆机构，工件架旋转时，通过拨杆机构多次拨动翻转机构，使翻转机构带动工件盘正反面实现自动翻转。与现有技术相比，本发明不仅能够实现镀膜时零件正反面的自动翻转，而且能防止膜料衍射污染零件背面的功能。

Description

一种用于滚桶式磁控溅射机的自动翻转装置
技术领域
本发明涉及磁控溅射机使用技术领域，具体涉及一种用于滚桶式磁控溅射机的自动翻转装置。
背景技术
许多零件在用磁控溅射机镀膜时需要正反两个表面都要镀膜才能满足使用要求。通常的办法是，将零件置于溅射机真空室内先镀完一个表面,然后从真空室内取出进行翻面二次装夹，再放置进真空室内进行第二个表面的镀制。这种方法耗时,效率低下，二次装夹时容易引起零件的污染。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本发明的目的是提供一种用于滚桶式磁控溅射机的自动翻转装置，不仅能够实现镀膜时零件正反面的自动翻转，而且能防止膜料衍射污染零件背面的功能。
为达到上述目的，本发明的采取的技术方案是：一种用于滚桶式磁控溅射机的自动翻转装置，包括一镀膜腔，所述镀膜腔内部设有工件架，顶部设有带动工件架旋转的驱动机构；所述工件架包括底板和设于底板上方的顶板，所述底板与顶板之间设有多个用于放置工件的工件盘，各工件盘两侧均设有台阶，相邻工件盘通过台阶匹配契合形成一外部密封的圆周；各工件盘端部均设有翻转机构，所述顶板上方还设有拨杆机构，工件架旋转时，通过拨杆机构多次拨动翻转机构，使翻转机构带动工件盘正反面实现自动翻转。
进一步地，所述驱动机构包括一贯穿设于工件架中心的转轴，所述转轴伸出顶板上方，且转轴顶端设有与外部动力机构连接的皮带轮或者齿轮；所述转轴外壁自顶板表面向上依次套接有轴承座、检测板及固定座，所述固定座与镀膜腔顶部连接，所述轴承座和检测板位于镀膜腔内部，所述检测板边缘均布设有多个豁口；所述镀膜腔内壁固定设有传感器，所述传感器的检测头与检测板边缘的豁口相匹配，工件架旋转时，传感器静止不动，检测板随工件架旋转，当传感器的检测头检测到豁口的次数满足一周后，工件架此时处于原点。
所述翻转机构包括分别设于工件盘两端的上轴和下轴，所述上轴外部与设于顶板内部的上轴承套接在一起，下轴外部与设于底板内部的下轴承套接在一起，其中所述上轴顶端还设置有翻转组件，所述翻转组件具有上下叠加在一起的翻转条和翻转轮，所述翻转条和翻转轮通过销钉与上轴顶端固定在一起。
所述拨杆机构包括依次设于顶板上方的第一拨杆组件、第二拨杆组件及第三拨杆组件，所述第一拨杆组件、第二拨杆组件及第三拨杆组件均包括一固定座和设于固定座上部的气缸，所述气缸的伸缩杆穿过固定座后连接一拨杆，其中第二拨杆组件中的拨杆底端连接有用于拨动翻转条的拨轮，所述拨轮底面位置高于第一拨杆组件和第二拨杆组件中的拨杆底面，所述第一拨杆组件的拨杆处于翻转组件内侧，所述第三拨杆组件的拨杆处于翻转组件的外侧，所述第一拨杆组件和第三拨杆组件的拨杆均用于拨动翻转轮。
所述第一拨杆组件和第三拨杆组件的拨杆拨动翻转轮的范围均为80-100°，第二拨杆组件中的拨轮拨动翻转条的范围是80-100°。
所述第一拨杆组件的拨杆第二次拨动翻转轮时，与第二拨杆组件的拨轮拨动翻转条相互配合，将第一拨杆组件的拨杆第一次拨动翻转轮后的翻转组件状态再次翻转180°。
所述工件盘上设有多个用于放置工件的凹槽，凹槽边缘设有用于固定工件的压板。
所述翻转组件位于下轴底端时，所述拨杆组件匹配设置于工件架的底板下方。
第一拨杆组件、第二拨杆组件及第三拨杆组件中用于带动拨杆伸缩的动力采用液压缸伸缩杆带动拨杆，或者通过步进电机连接丝杠带动拨杆。
本发明的实施例在工作时，先将工件逐个放入工件盘的凹槽中，通过外部动力机构连接皮带轮或齿轮带动工件架旋转，此时磁控溅射机将工件处于工件盘外部一面进行镀膜，由于相邻工件盘设有台阶能够匹配契合在一起，因此镀膜时膜料就很难通过两个工件盘中间的缝隙衍射到零件的背面；当传感器检测豁口次数满足一周后，表明工件架已停止在原点位置，一面镀膜完毕等待工件盘的翻转；
工件盘翻转时，第一拨杆组件的拨杆伸出，工件架开始旋转，拨杆第一次拨动翻转轮，待工件盘翻转80-100°后工件架停止；
此时第二拨杆组件的拨轮伸出，工件架再次旋转，第一拨杆组件的拨杆第二次拨动翻转轮，使工件盘再次翻转80-100°后，第二拨杆组件的拨轮随之拨动翻转条，自第一拨杆组件中的拨杆第二次拨动翻转轮开始，直至将翻转组件转动180°，在第一拨杆组件的拨杆第二次拨动翻转轮和第二拨杆组件的拨轮拨动翻转条过程中，参照附图1所示的第一拨杆组件5的拨杆18和第二拨杆组件6的拨轮19相距较远，在实际工作中，通过使用尺寸较小的气压缸能将拨杆18和拨轮19设置在非常接近的状态，由于第一拨杆组件5的拨杆18第一次拨动翻转轮12后，该翻转轮12对应的工件盘9两侧具有较大空间，附图6所示，因此在第一拨杆组件5的拨杆18和第二拨杆组件6的拨轮19配合拨动翻转组件时，几乎是同时拨动翻转组件，将该工件盘再次翻转180°，待所有工件满足翻转后，工件架再次停止；
此时第一拨杆组件上的拨杆和第二拨杆组件上的拨轮缩回，随后后第三拨杆组件中的拨杆伸出，工件架再次开始工作，在翻转组件外侧拨动翻转轮，使工件盘实现反向转动90°，同时使相邻工件盘再次通过台阶匹配契合形成一外部密封的圆周，此时已完成工件盘正反面的自动翻转，准备进入工件另一面的镀膜工作。
本发明的有益效果是：通过拨杆机构拨动翻转组件，使工件盘上的工件正反面实现自动翻转，达到了一次装夹双面镀膜的要求，工作效率提高一倍左右；通过在相邻工件盘边缘设置能够相互契合匹配的台阶，使镀膜时膜料不会从工件盘之间的间隙中衍射到工件的背面，避免工件被污染，提高了工件的合格率。
附图说明
下面结合附图及实施例，对本发明的结构和技术特征作进一步描述。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中所述翻转组件与工件盘及工件架局部的剖面连接示意图。
图3是图2的俯视图。
图4是图2去掉工件架的立体状态示意图。
图5是本发明中的相邻工件盘之间匹配契合和等待翻转时的截面示意图。
图6是本发明中的工件盘在被第一拨杆组件上的拨杆第一次翻转80-100°时的示意图。
图7是本发明中的工件盘在被第一拨杆组件上的拨杆第二次翻转80-100°时的示意图。
图8是本发明中的工件盘在被第二拨杆组件上的拨轮自图6的状态开始翻转180°时的示意图。
图9是本发明中的工件盘在被第三拨杆组件上的拨杆翻转80-100°时的示意图。
图10是本发明中所述第一拨杆组件和第三拨杆组件的结构示意图。
图11是本发明中所述第二拨杆组件的结构示意图。
图12是本发明中所述工件盘的结构示意图。
图13是图12的左视图。
图14是本发明的又一实施例。
图15是图1加上镀膜腔后的结构示意图。
图16是本发明中传感器和检测板相匹配的结构示意图。
图17是图16中A向的结构图。
图18是本发明中的工件盘没有台阶时的结构示意图。
附图1-15中，1.顶板，2.固定座，3.转轴，4.皮带轮或齿轮，5.第一拨杆组件，6.第二拨杆组件，7.第三拨杆组件，8.底板，9.工件盘，10.翻转机构，11.翻转条，12.翻转轮，13.上轴承，14.下轴承，15.台阶，16.气缸，17.固定座，18.拨杆，19.拨轮，20.上轴，21.工件压板，22.下轴，23.工件，24.驱动机构，25.镀膜腔，26.拨杆机构，27.轴承座，28.工件架，29.检测板，30.传感器，31.豁口，32.环形防污件，33.平面工件盘。
具体实施方式
附图1-13、15-17是本发明的一种实施例，公开了一种用于滚桶式磁控溅射机的自动翻转装置，包括一镀膜腔25，所述镀膜腔25内部设有工件架28，顶部设有带动工件架28旋转的驱动机构24；所述工件架28包括底板8和设于底板8上方的顶板1，所述底板8与顶板1之间设有多个工件盘9，所述工件盘9上设有多个用于放置工件23的凹槽，凹槽边缘设有用于固定工件的压板21，各工件盘9两侧均设有台阶15，相邻工件盘9通过台阶15匹配契合形成一外部密封的圆周；各工件盘9端部均设有翻转机构10，所述顶板1上方还设有拨杆机构26，工件架28旋转时，通过拨杆机构26多次拨动翻转机构10，使翻转机构10带动工件盘9正反面实现自动翻转。
所述驱动机构24包括一贯穿设于工件架28中心的转轴3，所述转轴3伸出顶板上方，末端设有与外部动力机构连接的皮带轮或者齿轮4；所述转轴3外壁自顶板1表面向上依次套接有轴承座27、检测板29及固定座2，所述固定座2与镀膜腔25顶部连接，所述轴承座27和检测板29位于镀膜腔25内部，所述检测板29边缘均布设有多个豁口31；所述镀膜腔25内壁固定设有传感器30，所述传感器30的检测头与检测板29边缘的豁口31相匹配，工件架28旋转时，传感器30静止不动，检测板29随工件架28旋转，当传感器30的检测头检测到豁口31的次数满足一周后，工件架28此时处于原点。
所述翻转机构包括分别设于工件盘9两端的上轴20和下轴22，所述上轴20外部与设于顶板1内部的上轴承13套接在一起，下轴22外部与设于底板8内部的下轴承14套接在一起，其中所述上轴20顶端还设置有翻转组件，所述翻转组件具有上下叠加在一起的翻转条11和翻转轮12，所述翻转条11和翻转轮12通过销钉与上轴20顶端固定在一起。
所述拨杆机构26包括依次设于顶板1上方的第一拨杆组件5、第二拨杆组件6及第三拨杆组件7，所述第一拨杆组件5、第二拨杆组件6及第三拨杆组件7均包括一固定座和17设于固定座17上部的气缸16，所述气缸的伸缩杆穿过固定座17后连接一拨杆18，其中第二拨杆组件6中的拨杆18底端连接有用于拨动翻转条11的拨轮19，所述拨轮19底面位置高于第一拨杆组件5和第二拨杆组件6中的拨杆18底面，所述第一拨杆组件5的拨杆18处于翻转组件内侧，所述第三拨杆组件7的拨杆18处于翻转组件的外侧，所述第一拨杆组件5和第三拨杆组件7的拨杆18均用于拨动翻转轮12。
所述第一拨杆组件5和第三拨杆组件7的拨杆拨动翻转轮的范围均为80-100°，第二拨杆组件6中的拨轮19拨动翻转条11的范围是80-100°。
所述第一拨杆组件5的拨杆18第二次拨动翻转轮12时与第二拨杆组件6的拨轮19拨动翻转条12时配合，将第一拨杆组件5的拨杆18第一次拨动翻转轮12后的翻转组件状态再次翻转180°，参照附图1所示的第一拨杆组件5的拨杆18和第二拨杆组件6的拨轮19相距较远，在实际工作中，通过使用尺寸较小的气压缸能将拨杆18和拨轮19设置在非常接近的状态，由于第一拨杆组件5的拨杆18第一次拨动翻转轮12后，该翻转轮12对应的工件盘9两侧具有较大空间，附图6所示，因此在第一拨杆组件5的拨杆18和第二拨杆组件6的拨轮19配合拨动翻转组件时，几乎是同时拨动翻转组件，将该工件盘再次翻转180°。
第一拨杆组件5、第二拨杆组件6及第三拨杆组件7中用于带动拨杆伸缩的动力还可以采用液压缸伸缩杆带动拨杆，或者通过步进电机连接丝杠带动拨杆，不限于通过气缸伸缩杆的方式来带动拨杆伸缩。
本发明的实施例在工作时，先将工件逐个放入工件盘的凹槽中，通过外部动力机构连接皮带轮或齿轮带动工件架旋转，此时磁控溅射机将工件处于工件盘外部一面进行镀膜，由于相邻工件盘设有台阶能够匹配契合在一起，因此镀膜时膜料就很难通过两个工件盘中间的缝隙衍射到零件的背面；当传感器检测豁口次数满足一周后，表明工件架已停止在原点位置，一面镀膜完毕等待工件盘完成三次翻转。
第一次翻转：工件盘翻转时，第一拨杆组件的拨杆伸出，工件架开始旋转，拨杆第一次拨动翻转轮，待工件盘翻转80-100°后工件架停止。
第二次翻转：此时第二拨杆组件的拨轮伸出，工件架再次旋转，第一拨杆组件的拨杆第二次拨动翻转轮，使工件盘再次翻转80-100°后，第二拨杆组件的拨轮随之拨动翻转条，自第一拨杆组件中的拨杆第二次拨动翻转轮开始，直至将翻转组件转动180°，在第一拨杆组件的拨杆第二次拨动翻转轮和第二拨杆组件的拨轮拨动翻转条过程中，参照附图1所示的第一拨杆组件5的拨杆18和第二拨杆组件6的拨轮19相距较远，在实际工作中，通过使用尺寸较小的气压缸能将拨杆18和拨轮19设置在非常接近的状态，由于第一拨杆组件5的拨杆18第一次拨动翻转轮12后，该翻转轮12对应的工件盘9两侧具有较大空间，附图6所示，因此在第一拨杆组件5的拨杆18和第二拨杆组件6的拨轮19配合拨动翻转组件时，几乎是同时拨动翻转组件，将该工件盘再次翻转180°，待所有工件满足翻转后，工件架再次停止；
上述翻转过程中，参照附图7，尽管图中中间位置的一个工件盘已经将AB面进行翻转，表面上看是已经满足了翻转目的，但是如果此时将所有工件盘均按照附图7中间位置的工件盘的状态进行翻转，各工件盘两侧的台阶会因此出现干涉的情况，因此必须进行上一翻转过程，通过第一拨杆组件5的拨杆18和第二拨杆组件6的拨轮19的配合快速将工件盘完成附图7至附图8所示的180°翻转要求，之后进行下一工序的翻转。
第三次翻转：此时第一拨杆组件上的拨杆和第二拨杆组件上的拨轮缩回，随后后第三拨杆组件中的拨杆伸出，工件架再次开始工作，参看附图8所示工件盘的状态，因此在翻转组件外侧拨动翻转轮，使工件盘实现反向转动90°，同时使相邻工件盘再次通过台阶匹配契合形成一外部密封的圆周，不再有台阶干涉的问题出现，此时已完成工件盘正反面的自动翻转，准备进入工件另一面的镀膜工作。
附图14是本发明的又一实施例，所述翻转组件位于下轴22底端时，所述拨杆机构匹配设置于工件架的底板8下方，同样通过拨杆机构能将工件盘两侧翻转互换，达到满足不用多次放置工件就能完成镀膜的要求。
图15是图1加上镀膜腔后的结构示意图，实际使用时，拨杆组件处于镀膜腔25顶部，驱动机构24上的固定座2与镀膜腔25顶部同样固定在一起，镀膜腔25内部为真空状态，用于给工件在真空的环境下进行镀膜。
本发明中的工件盘如果两侧不设置台阶，设为平面工件盘33，只需要在其中一面完成镀膜后，使用第一拨杆组件5中的拨杆18按照附图6和附图7的翻转方向连续拨动两次翻转轮12，即可满足工件的正反面调换，在此种情况下，为了减少对工件架内部的污染，采用环形防污件32将工件架的内侧予以保护，参看附图18所示。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种用于滚桶式磁控溅射机的自动翻转装置，包括一镀膜腔，其特征在于：所述镀膜腔内部设有工件架，顶部设有带动工件架旋转的驱动机构；所述工件架包括底板和设于底板上方的顶板，所述底板与顶板之间设有多个用于放置工件的工件盘，各工件盘两侧均设有台阶，相邻工件盘通过台阶匹配契合形成一外部密封的圆周；各工件盘端部均设有翻转机构，所述顶板上方还设有拨杆机构，工件架旋转时，通过拨杆机构多次拨动翻转机构，使翻转机构带动工件盘正反面实现自动翻转；所述翻转机构包括分别设于工件盘两端的上轴和下轴，所述上轴外部与设于顶板内部的上轴承套接在一起，下轴外部与设于底板内部的下轴承套接在一起，其中所述上轴顶端还设置有翻转组件，所述翻转组件具有上下叠加在一起的翻转条和翻转轮，所述翻转条和翻转轮通过销钉与上轴顶端固定在一起；所述拨杆机构包括依次设于顶板上方的第一拨杆组件、第二拨杆组件及第三拨杆组件，所述第一拨杆组件、第二拨杆组件及第三拨杆组件均包括一固定座和设于固定座上部的气缸，所述气缸的伸缩杆穿过固定座后连接一拨杆，其中第二拨杆组件中的拨杆底端连接有用于拨动翻转条的拨轮，所述拨轮底面位置高于第一拨杆组件和第二拨杆组件中的拨杆底面，所述第一拨杆组件的拨杆处于翻转组件内侧，所述第三拨杆组件的拨杆处于翻转组件的外侧，所述第一拨杆组件和第三拨杆组件的拨杆均用于拨动翻转轮。
2.根据权利要求1所述的用于滚桶式磁控溅射机的自动翻转装置，其特征在于：所述驱动机构包括一贯穿设于工件架中心的转轴，所述转轴伸出顶板上方，且转轴顶端设有与外部动力机构连接的皮带轮或者齿轮；所述转轴外壁自顶板表面向上依次套接有轴承座、检测板及固定座，所述固定座与镀膜腔顶部连接，所述轴承座和检测板位于镀膜腔内部，所述检测板边缘均布设有多个豁口；所述镀膜腔内壁固定设有传感器，所述传感器的检测头与检测板边缘的豁口相匹配，工件架旋转时，传感器静止不动，检测板随工件架旋转，当传感器的检测头检测到豁口的次数满足一周后，工件架此时处于原点。
3.根据权利要求1所述的用于滚桶式磁控溅射机的自动翻转装置，其特征在于：所述第一拨杆组件和第三拨杆组件的拨杆拨动翻转轮的范围均为80-100°，第二拨杆组件中的拨轮拨动翻转条的范围是80-100°。
4.根据权利要求3所述的用于滚桶式磁控溅射机的自动翻转装置，其特征在于：所述第一拨杆组件的拨杆第二次拨动翻转轮时，与第二拨杆组件的拨轮拨动翻转条相互配合，将第一拨杆组件的拨杆第一次拨动翻转轮后的翻转组件状态再次翻转180°。
5.根据权利要求1所述的用于滚桶式磁控溅射机的自动翻转装置，其特征在于：所述工件盘上设有多个用于放置工件的凹槽，凹槽边缘设有用于固定工件的压板。
6.根据权利要求1所述的用于滚桶式磁控溅射机的自动翻转装置，其特征在于：所述翻转组件位于下轴底端时，拨杆组件匹配设置于工件架的底板下方。
7.根据权利要求1所述的用于滚桶式磁控溅射机的自动翻转装置，其特征在于：第一拨杆组件、第二拨杆组件及第三拨杆组件中用于带动拨杆伸缩的动力采用液压缸伸缩杆带动拨杆，或者通过步进电机连接丝杠带动拨杆。
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Citations (6)

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