CN207118058U - 一种材料表面处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种材料表面处理装置。其特征为：通过П型阴极在机箱内部形成非隔离的完整等离子空间，将待处理产品一次性完全放置上述空间内，此П型阴极是一种由多面、非平行布置的电极板组成的空心阴极结构，П型阴极通过固定装置放置于机箱内，与进电结构的连接面和进电结构的轴线呈非平行设置，П型阴极和进电结构之夹层用绝缘材料阻隔，绝缘材料与П型阴极尺寸配对耦合，且П型阴极位于绝缘材料内侧面上，上述材料表面处理装置的机箱内为真空腔，由位置盖板进行密封。本实用新型节省人力、提高生产效率、可适用多种规格待处理产品的等离子处理的装置，自动化程度高；阴极板(或阳极板)数量可根据适用场合要求设置，便于提高极板使用寿命。

Description

一种材料表面处理装置

技术领域

本实用新型涉及自动化领域，特别涉及一种材料表面处理装置。

背景技术

随着产品对材料性能要求的逐步提高，材料表面改性技术显得越来越重要，低温等离子体表面处理技术作为一种“干法”表面改性技术，具有处理效率高和节能、环保的特点，其应用越来越广泛。等离子体表面处理设备中，用于激发反应气体产生等离子的电极结构形式对等离子体能量、浓度以及空间分布有很大的影响。目前，市场上的低温等离子体设备均采用的单面平板式平行电极组形式，即将平板金属电极的平行和正、负间隔排列，待处理产品置于正负电极之间，见附图1。这种结构的设备虽然应用普遍，也解决了部分材料表面处理问题，但局限于本身的结构，仍存在以下缺点：

(1)在处理层数较多时，受加工、安装精度以及电场分布的限制，难以保证每层产品处理的均匀性

(2)运行时，由于受到电极板的阻挡，装卸料只能逐层进行，操作麻烦且费时且难以实现自动装卸料

(3)由于受到电极最小间距的限制，等离子体空间的利用率低，单位体积等离子体区的产品处理量小

(4)电极组结构复杂，要求的加工精度高、制作成本高。

另一方面，现有等离子体表面处理设备，在处理过程中，通常需要人工将放置待加工产品的托盘一块一块地上料至工作台或流水线的轨道上，浪费人力、效率低下，同时操作者手部接触产品，容易造成待处理产品的二次污染，不利于后续工序的加工，影响产品质量，也严重影响生产的自动化进程。针对自动化上料，现有技术中也出现了单一产品上料机，但是如果发生故障，则包括上料机的整条生产线必须全部停止运行，等待维修，严重影响生产效率，造成相关设备的极大浪费。

发明内容

针对现有等离子体表面处理设备中单面平板式平行电极存在的产品处理的均匀性差、等离子体空间利用率低、处理量小、装卸料操作麻烦且费时且难以实现自动化以及要求的加工精度高、制作成本高的缺点，本实用新型提出一种由多面、非平行布置的电极板组成的空心阴极结构，该结构不仅处理效果均匀、处理量大且装卸料操作简单易于实现自动化、制作成本低、节约空间、节省人力、提高生产效率、且能适用多种规格的产品自动上料。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种材料表面处理装置，其特征在于：包括机箱、进电结构和П型阴极，通过П型阴极可以在机箱内部形成非隔离的完整等离子空间，能将待处理产品一次性完全放置上述空间内，所述П型阴极是一种由多面、非平行布置的电极板组成的空心阴极结构，上述П型阴极通过固定装置放置于机箱内，与进电结构的连接面和进电结构的轴线呈非平行设置，所述П型阴极和进电结构之夹层采用绝缘材料阻隔，所述绝缘材料与所述П型阴极尺寸配对耦合，且所述П型阴极位于所述绝缘材料内侧面上，上述材料表面处理装置的机箱内为真空腔，由位置盖板进行密封。

所述П型阴极为L型两面空心阴极，两面阴极板呈90°。

优选地，所述П型阴极为三面空心阴极，所述П型阴极为三面空心阴极，由三面阴极板相互垂直构成大致呈U型的结构。

更优选地，所述П型阴极为四面空心阴极，由四块电极板相互垂直构成半封闭六面体结构。

进一步地，所述П型阴极为五面空心阴极，由五块电极板相互垂直构成阴极区域。

更进一步地，所述П型阴极为一端封闭的圆筒形空心阴极。

由多个所述П型阴极构成的组合式П型阴极结构。

一种材料表面处理方法：

将待处理产品输送到送料系统上；

送料系统的上料系统的输出工位对应设置于送料系统的输出工位上方，待处理产品被放置于承重板上从下到上地运输；

待处理产品整体被以无遮挡式方式运送到机箱的底座上，然后上料系统退出；

关闭位置盖板；

抽真空；

进反应气；

接通进电结构；

待处理产品在材料表面处理装置中的由П型阴极与阳极之间形成的等离子区域内进行处理；

结束放电；

放空；

开启位置盖板；

已处理产品被放置于承重板上从上到下地运输；

将已处理处理产品输送到出料系统上。

待处理产品整体被以无遮挡式方式一次性运送到机箱的底座上之前，事先进行摆放，摆放方式包括但不局限于堆叠、挂置；横向层层设置、纵向成排放置；人工摆放、机械手摆放。

所述构成П型阴极的电极板包含但不限于单层板/组合版；或者带有凸状物的平板，或者附有凹坑的成型板，或者镀层异型金属板。

与现有技术相比，本实用新型材料表面处理装置和方法具有以下突出的益处：

(1)П型阴极可根据待测产品进行换装，阴极板的数量和位置可调整的设置，确保等离子放电的区域，适合多种规格的待处理产品，实用性广；通过П型阴极可以在机箱内部形成非隔离的完整等离子空间，能将待处理产品一次性完全放置上述空间内。

(2)由于等离子放电空间变大，以非隔离设置的电极板不需要额外增设放电结构，减少故障率和检测成本，同时空心阴极由于是由几个面包围所形成阴极区，使得空心阴极中形成重迭的负辉区，提高了空间利用率，极大地改善了产品处理的均匀性。

(3)操作员在上料架上无需一层一层地将待测产品分次放置于机箱内部，通过本实用新型的处理方法，待处理产品可以事先进行摆放好，然后整体被以无遮挡式方式运送到机箱的底座上，操作员可进行其他工作，极大的节约人工，整体自动化程度高。

本实用新型节省人力、提高生产效率、可适用多种规格待处理产品的等离子处理的装置，自动化程度高；阴极板(或阳极板)数量可根据适用场合要求设置，便于提高极板的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地解释。

图1是现有技术单面平板式平行电极组立体示意图

图2是实施例L型两面空心阴极立体示意图

图3是实施例三面空心阴极立体示意图

图4是实施例四面空心阴极立体示意图

图5是实施例五面空心阴极立体示意图

图6是实施例圆柱形空心阴极立体示意图

图7是实施例组合式П型阴极结构立体示意图

图8是实施例U形电极-竖挂三面立体示意图

图9是实施例中上料箱的局部立体图一

图10是实施例中上料箱的局部立体图二

图11实施例中上料箱的局部立体图三

具体实施方式

如图2～7所示，一种材料表面处理装置，其特征在于：包括机箱、进电结构1和П型阴极9，通过П型阴极9可以在机箱内部形成非隔离的完整等离子空间，能将待处理产品一次性完全放置上述空间内，所述П型阴极是一种由多面、非平行布置的电极板组成的空心阴极结构，上述П型阴极通过固定装置放置于机箱内，与进电结构的连接面和进电结构的轴线呈非平行设置，所述П型阴极和进电结构之夹层采用绝缘材料8阻隔，所述绝缘材料8与所述П型阴极9尺寸配对耦合，且所述П型阴极9位于所述绝缘材料8内侧面上，上述材料表面处理装置的机箱内为真空腔，由位置盖板10进行密封。

如图2所示，所述П型阴极9为L型两面空心阴极，两面阴极板呈90°。

如图3所示，所述П型阴极9-3为三面空心阴极，由整块电极板两边弯折，大致呈U型结构。

如图4所示，所述П型阴极9-4为四面空心阴极，由四块电极板相互垂直构成半封闭六面体结构。

如图5所示，所述П型阴极9-5为五面空心阴极，由五块电极板相互垂直构成阴极区域。

如图6所示，所述П型阴极9-6为一端封闭的圆筒形空心阴极。

如图7所示，由多个所述П型阴,9-7构成的组合式П型阴极结构。

如图8所示，为带有突触的平板，可适用于需要快速放电以及经常使用的场合。

将待处理产品输送到送料系统上；

送料系统的上料系统的输出工位对应设置于送料系统的输出工位上方，待处理产品被放置于承重板上从下到上地运输；

待处理产品整体被以无遮挡式方式运送到机箱的底座上，然后上料系统退出；

关闭位置盖板；

抽真空；

进反应气；

接通进电结构；

待处理产品在材料表面处理装置中的由П型阴极与阳极之间形成的等离子区域内进行处理；

结束放电；

放空；

开启位置盖板；

已处理产品被放置于承重板上从上到下地运输；

将已处理处理产品输送到出料系统上。

区别于现有技术中的平板式电极，本申请中的П型阴极可根据待测产品进行换装，阴极板的形状、数量和位置可调整的设置，确保等离子放电的速度和区域可控，适合多种规格的待处理产品，实用性广；通过П型阴极可以在机箱内部形成非隔离的完整等离子空间，能将待处理产品一次性完全放置上述空间内。

如图1中，操作员要想对待处理样品进行等离子放电处理，必须在托盘1上一层一层地放置电极板2之间，并且由导轨或滑轨分别将托盘1推进到真空腔3内，在对机箱进行设计的时候，必须有多少个托盘就要设置多少个电极组件，后续的电路复杂，而且进电结构的位置不可改变，一旦设计完成，则只能针对一种产品进行等离子处理，一旦大体积或者体积超过了托盘间距的话，则无法实现处理。

本申请中在上料架上无需一层一层地将待测产品分次放置于机箱内部，通过本实用新型的处理方法，待处理产品可以事先进行摆放好，然后整体被以无遮挡式方式运送到机箱的底座上，操作员可进行其他工作，极大的节约人工，整体自动化程度高。

优选地，本申请提供了如图9-11所示的实现待处理产品摆放的上料箱21，为沿导轨长度方向贯通的框架，上料箱21内设有平行箱体侧壁的第一卡板213、第二卡板214，第一卡板213与第二卡板214相对的面上分别对应地开设若干条水平的卡槽219，卡槽219为通槽，待处理产品可放托盘内，托盘插在对应的两个卡槽219中且可卡槽219中穿过，第一卡板213竖直固定在箱体的底板上，第二卡板214位置可调整地设置，调整第二卡板214与第一卡板213之间的距离，上料箱21可适配多种待处理产品的宽度。

实施例中，上料箱21的箱体内设有垂直箱底的第一固定架215，第一卡板213竖直固定在第一固定架215上；上料箱21的箱体内设有可供第二卡板214相对第一卡板213移动的物料架212，物料架212包括垂直箱体侧壁固定在上料箱21底板上的两根下带齿滑道2121，每根下带齿滑道2121的上方对应设有一端固定在第一卡板213上的上带齿滑道2125，每对对应的上下带齿滑道之间设有一根竖直的支撑杆2123，支撑杆2123的上下两端位置可调整的对应连接在上、下带齿滑道上，第二卡板214固定在物料架212上。

实施例中，每根支撑杆2123的上下两端分别设有可在对应的带齿滑道上反复解锁、锁合的上卡件2124、下卡件2122，上、下卡件解锁后可沿带齿滑道水平移动。上、下卡件的顶面及底面具有水平面，上料箱21的底面上适配每一根下带齿滑道2121设有与带齿滑道2121平行的下通槽216，上料箱21的顶面上适配每一根上带齿滑道2125设有与上通槽217，上、下卡件通过可在对应的上下通槽内活动的螺栓位置可调整地连接在上、下带齿滑道上。第二卡板214竖直固定在下卡件2122的顶面与上卡件2124的底面之间，随上下卡件在带齿滑道上同步运动。根据不同待处理产品的尺寸，解锁上卡件2124、下卡件2122，调整上下卡件到对应合适的位置，使上料系统可适用于多规格的待处理产品进行上料。为保证物料架212的稳固性，两根支撑杆2123之间设有料架稳固杆2126。

优选地，电机固定架2321的下方连接有拉杆固定座2326，拉杆固定座2326上开有两个与直齿条导轨2323平行的拉杆孔，两根拉杆2327活动地穿过对应拉杆孔，拉杆2327的一端固定在拉片固定板2324上，另一端固定在导轨固定板2328上，确保直齿条导轨2323前后运动的过程中保持直线运动。

Claims (7)

1.一种材料表面处理装置，其特征在于：包括机箱、进电结构和П型阴极，通过П型阴极可以在机箱内部形成非隔离的完整等离子空间，能将待处理产品一次性完全放置上述空间内，所述П型阴极是一种由多面、非平行布置的电极板组成的空心阴极结构，上述П型阴极通过固定装置放置于机箱内，与进电结构的连接面和进电结构的轴线呈非平行设置，所述П型阴极和进电结构之夹层采用绝缘材料阻隔，所述绝缘材料与所述П型阴极尺寸配对耦合，且所述П型阴极位于所述绝缘材料内侧面上，上述材料表面处理装置的机箱内为真空腔，由位置盖板进行密封。

2.如权利要求1所述一种材料表面处理装置，其特征在于：所述П型阴极为L型两面空心阴极，两面阴极板呈90°。

3.如权利要求1所述一种材料表面处理装置，其特征在于：所述П型阴极为三面空心阴极，由三面阴极板相互垂直构成呈U型的结构。

4.如权利要求1所述一种材料表面处理装置，其特征在于：所述П型阴极为四面空心阴极，由四块电极板相互垂直构成半封闭六面体结构。

5.如权利要求1所述一种材料表面处理装置，其特征在于：所述П型阴极为五面空心阴极，由五块电极板相互垂直构成阴极区域。

6.如权利要求1所述一种材料表面处理装置，其特征在于：所述П型阴极为一端封闭的圆筒形空心阴极。

7.如权利要求2-6任一项所述的一种材料表面处理装置，其特征在于：所述装置是由多个所述П型阴极构成的组合式П型阴极结构。