TW201445610A - 具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置及其方法 - Google Patents

Abstract

一種具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置，包括電驅動件、糾偏執行機構和控制系統，糾偏執行機構設置於真空環境中，電驅動件和控制系統設置於常壓環境中，糾偏執行機構包括導向輪機構、糾偏感測器和連接桿，電驅動件和導向輪機構通過連接桿連接，電驅動件與糾偏感測器均與控制系統電連接，糾偏感測器檢測可撓性(Flexible)材料的偏移方向並輸出相應的偏移信號，控制系統接收糾偏感測器輸出的偏移信號而控制電驅動件驅動連接桿的運動，通過連接桿的運動而調整導向輪機構的方向，從而達到可撓性材料張力調整等糾偏的目的；同時避免電驅動件受到真空等離子的腐蝕作用，也解決了電驅動件設置於真空環境中散熱不好的問題，提高了糾偏裝置的使用壽命。

Description

具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置及其方法

本發明屬於等離子處理設備技術領域，特別是關於一種具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置及其方法。

等離子處理設備廣泛應用於等離子清洗、刻蝕、等離子鍍、等離子塗覆、等離子灰化和表面活化和改性等場合。通過等離子處理設備的處理，能夠改善材料的潤濕能力，使多種材料能夠進行塗覆和鍍等操作，增強黏合力與鍵合力，同時可以去除油污、油脂和有機污染物。

可撓性(Flexible)等離子處理設備是用來處理可撓性電路板和可撓性電子材料，如電路板覆蓋膜等。一般的可撓性等離子處理設備有兩種，一種是沒有調整張力的糾偏裝置，從而導致收料齊整度不夠，使產品的品質受到影響；另一種是有調整張力的糾偏裝置，然而由於可撓性等離子處理設備是在真空等離子環境中工作，糾偏裝置會受到等離子的腐蝕作用，從而降低糾偏裝置的使用壽命。

基於前述缺點，有必要針對等離子造成對糾偏裝置腐蝕而影響其使用壽命的問題，提供一種解決上述問題的具有在真空等離子環境中 調整張力的糾偏裝置及其方法。

本發明為一種具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝 置，包括電驅動件、糾偏執行機構和控制系統，該糾偏執行機構設置於隔離框架形成的真空環境中，該電驅動件和該控制系統設置於常壓環境中，該糾偏執行機構包括導向輪機構、糾偏感測器和連接桿，該電驅動件和該導向輪機構通過該連接桿連接，該電驅動件與該糾偏感測器均與該控制系統電連接，該糾偏感測器檢測可撓性材料的偏移方向並輸出相應的偏移信號，該控制系統接收該糾偏感測器輸出的偏移信號而控制該電驅動件調整該導向輪機構的方向，以使該糾偏執行機構調整可撓性材料的位置。

在其中一個實施例中，該導向輪機構包括：導正棍；固定板，安裝有第一固定座和第二固定座和第一固定桿和第二固定桿，該第一固定桿和該第二固定桿分別固定安裝於該第一固定座和該第二固定座；軸承，該軸承包括第一直線軸承、第二直線軸承、第一萬向軸承、第二萬向軸承和第三萬向軸承，該第一直線軸承和第二直線軸承固定於該固定板，該連接桿滑設於該第一直線軸承和該第二直線軸承內，該第一萬向軸承固定套設於該連接桿並設置於該第一直線軸承和該第二直線軸承之間，且該第一萬向軸承與該導正棍固定連接，該第二萬向軸承和該第三萬向軸承均固定安裝於該導正棍，該第一固定桿和該第二固定桿分別滑設於該第二萬向軸承和該第三萬向軸承內，且該第一萬向軸承、該第二萬向軸承和該第三萬向軸承呈三角形形狀設置。

在其中一個實施例中，該導正棍包括底板、兩側板和兩導向軸，該兩側板固定安裝於該底板兩側；該兩導向軸均安裝於該兩側板，且分別安裝於該兩側板的兩端；該三個萬向軸承均固定安裝於該底板一側。

在其中一個實施例中，該第一萬向軸承、該第二萬向軸承和該第三萬向軸承呈正三角形形狀設置，且該第一萬向軸承、該第二萬向軸承和該第三萬向軸承構成的正三角形位於該底板的中心。

在其中一個實施例中，該導向輪機構不工作時，該第一萬向軸承位於該第一直線軸承和該第二直線軸承中間。

在其中一個實施例中，該電驅動件包括電機和驅動缸，該驅動缸安裝於該電機，該驅動缸與該連接桿通過密封法蘭密封連接。

在其中一個實施例中，該驅動缸為直線式驅動缸或者旋轉式驅動缸。

在其中一個實施例中，還包括安裝架，該糾偏感測器通過該安裝架安裝於該導向輪機構。

一種具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏方法，包括以下步驟：檢測可撓性材料的偏移方向並輸出相應的偏移信號；接收該偏移信號並控制位於常壓環境中的電驅動件的驅動；調整導向輪機構的方向。

在其中一個實施例中，該驅動導向輪機構運動而調整導向輪機構的方向具體步驟為：橫向直線運動或縱向直線運動； 沿異於橫向方向或縱向方向且兩個不平行方向運動；於同一水平面上擺動。

上述具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置及其方法，可撓性材料經過真空等離子的處理後經過導向輪機構，當可撓性材料各處的張力發生變化產生偏移或者可撓性材料兩端位置偏移時，通過糾偏感測器採集可撓性材料的偏移方向並輸出相應的偏移信號，控制系統接收糾偏感測器輸出的偏移信號而控制電驅動件驅動連接桿的運動，通過連接桿的運動而調整導向輪機構的方向，從而達到可撓性材料張力調整等糾偏的目的；同時由於電驅動件與控制系統設置於常壓環境中，避免設置於真空等離子環境中而受到等離子的腐蝕作用，也解決了電驅動件設置於真空環境中散熱不好的問題，提高了糾偏裝置的使用壽命。

100‧‧‧糾偏裝置

110‧‧‧電驅動件

112‧‧‧驅動缸

120‧‧‧導向輪機構

1211‧‧‧底板

1212‧‧‧兩側板

1213‧‧‧兩導向軸

1213A‧‧‧第一導向軸

1213B‧‧‧第二導向軸

1221A‧‧‧第一直線軸承

1221B‧‧‧第二直線軸承

1222‧‧‧第一萬向軸承

1223‧‧‧第二萬向軸承

1224‧‧‧第三萬向軸承

123‧‧‧固定板

1231A‧‧‧第一固定座

1231B‧‧‧第二固定座

1232A‧‧‧第一固定桿

1232B‧‧‧第二固定桿

130‧‧‧連接桿

140‧‧‧糾偏感測器

150‧‧‧安裝架

160‧‧‧控制系統

170‧‧‧密封法蘭

180‧‧‧安裝板

200‧‧‧真空腔室

310‧‧‧入料軸

320‧‧‧出料軸

400‧‧‧可撓性材料

500‧‧‧隔離框架

圖1為具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置結構示意圖；圖2為具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置另一視角結構示意圖；圖3為具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置工作狀態結構示意圖；圖4為圖2中C的放大示意圖；圖5為導正棍的結構示意圖；圖6為具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置另一視角結構示 意圖；圖7為具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置另一視角結構示意圖；圖8為具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置另一工作狀態結構示意圖；圖9為糾偏感測器安裝於安裝架的結構示意圖；以及圖10為具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏方法流程圖。

請參閱圖1至圖3，一種具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置100，包括電驅動件110、糾偏執行機構和控制系統160，該糾偏執行機構設置於真空環境中，該電驅動件110和該控制系統160設置於常壓環境中。糾偏執行機構通過隔離框架500與常壓環境隔離，而設置於真空腔室200中。糾偏執行機構安裝於位於真空腔室中隔離框架500的一端，電驅動件110安裝於位於常壓環境中隔離框架500的另一端。

該糾偏執行機構包括導向輪機構120、糾偏感測器140和連接桿130，該電驅動件110和該導向輪機構120通過該連接桿130連接，該電驅動件110與該糾偏感測器140均與該控制系統160電連接，該糾偏感測器140檢測可撓性材料400的偏移方向並輸出相應的偏移信號，該控制系統160接收該糾偏感測器140輸出的偏移信號而控制該電驅動件110調整該導向輪機構120的方向，以使該糾偏執行機構調整可撓性材料400的位置。

請參閱圖1、圖2和圖4，具體地，該電驅動件110包括電 機和驅動缸112，該驅動缸112安裝於該電機，該驅動缸112與該連接桿130通過密封法蘭170密封連接。驅動缸112通過安裝板180安裝於位於常壓環境中隔離框架500的一端，並通過密封法蘭170與連接桿130密封連接，而進一步將真空環境與常壓環境隔離開，防止常壓環境中的氣體流向真空環境中，進一步維持真空腔室的真空環境，以便於真空等離子對可撓性材料的處理。本實施例中的密封法蘭170設置於連接桿130位於真空環境的一端，從而更便於將驅動缸112與連接桿130安裝於隔離框架500。可以理解，在其它實施例中，密封法蘭170也可以設置於連接桿130位於常壓環境的一端。該驅動缸112可以為直線式驅動缸或者旋轉式驅動缸。

請參閱圖3和圖5，本實施例中，該導向輪機構120包括導 正棍、固定板123和軸承。該導正棍包括底板1211、兩側板1212和兩導向軸1213，該兩側板1212固定安裝於該底板1211兩側；該兩導向軸1213均安裝於該兩側板1212，且分別安裝於該兩側板1212的兩端。兩導向軸1213包括第一導向軸1213A和第二導向軸1213B。可撓性材料400從入料軸310輸出，經過真空等離子處理後，先後從第一導向軸1213A和第二導向軸1213B經過，然後輸入至出料軸320。本實施例中，可撓性材料400從入料軸310至第一導向軸1213A以及可撓性材料400從第二導向軸1213B至出料軸320的距離比較短，從而使整個糾偏執行機構的結構緊湊，並且可撓性材料400從入料軸310至第一導向軸1213A的方向與可撓性材料400從第一導向軸1213A至第二導向軸1213B的方向保持相對垂直，以及可撓性材料400從第一導向軸1213A至第二導向軸1213B的方向與可撓性材料400從第二導向軸1213B至出料軸320的方向亦保持相對垂直，從而更加精確的對 可撓性材料400進行收放。

請參閱圖6和圖7，該固定板123安裝有第一固定座1231A、 第二固定座1231B、第一固定桿1232A和第二固定桿1232B，該第一固定桿1232A和第二固定桿1232B分別固定安裝於該第一固定座1231A和第二固定座1231B。第一固定座1231A和第二固定座1231B均可通過螺釘固定安裝於固定板123，第一固定桿1232A和第二固定桿1232B呈倒八字形結構設置。

該軸承包括第一直線軸承1221A、第二直線軸承1221B、第 一萬向軸承1222，第二萬向軸承1223和第三萬向軸承1224，該第一直線軸承1221A和該第二直線軸承1221B固定於該固定板123，該連接桿130滑設於該第一直線軸承1221A和第二直線軸承1221B內，該第一萬向軸承1222固定套設於該連接桿130並設置於該第一直線軸承1221A和該第二直線軸承1221B之間，且該第一萬向軸承1222與該導正棍固定連接，該第二萬向軸承1223和該第三萬向軸承1224均固定安裝於該導正棍的底板1211一側，該第一固定桿1232A和該第二固定桿1232B分別滑設於該第二萬向軸承1223和該第三萬向軸承1224內，且該第一萬向軸承1222、該第二萬向軸承1223和該第三萬向軸承1224呈三角形形狀設置。

請參閱圖2、圖3、圖6至圖8，當糾偏感測器140檢測到 可撓性材料400有偏移時，採集與可撓性材料400偏移方向相應的偏移信號，並輸出至控制系統160，當驅動缸112為直線式驅動缸時，控制系統160控制電機帶動驅動缸112作直線運動，通過驅動缸112帶動連接桿130於第一直線軸承1221A和第二直線軸承1221B內做橫向直線運動，通過連接桿130的運動帶動第一萬向軸承1222於第一直線軸承和第二直線軸承1221之 間做橫向直線運動，從而導正棍也跟隨做橫向直線運動；同理，當驅動缸112為旋轉式驅動缸時，通過驅動缸112帶動連接桿130於第一直線軸承1221A和第二直線軸承1221B內做旋轉運動，從而帶動第一萬向軸承1222垂直於連接桿方向的滾動，從而導正棍做縱向直線運動。

通過第一萬向軸承1222的運動帶動第二萬向軸承1223和第 三萬向軸承1224分別於第一固定桿1232A和第二固定桿1232B上滑動，從而導正棍沿異於橫向或縱向方向運動，具體的運動情況根據相應的偏移信號而定。通過第一萬向軸承1222、第二萬向軸承1223和第三萬向軸承1224的運動，從而帶動導正棍於同一水平面上擺動，即相當於導正棍隨第一萬向軸承1222、第二萬向軸承1223和第三萬向軸承1224構成的三角形的擺動而擺動，導正棍擺動的幅度根據相應的糾正感測器採集到可撓性材料400偏移方向的偏移信號而定，以適當調整導向輪機構120的方向，從而達到可撓性材料400張力調整等糾偏可撓性材料位置的目的。

本實施例中，該第一萬向軸承1222、該第二萬向軸承1223 和該第三萬向軸承1224呈正三角形形狀設置，且該第一萬向軸承1222、該第二萬向軸承1223和該第三萬向軸承1224構成的正三角形位於底板1211的中心。這樣導正棍擺動時更加平穩，從而可以更加可靠而精確地調整可撓性材料400的偏移方向。可以理解，在其它的實施例中，該第一萬向軸承1222、該第二萬向軸承1223和該第三萬向軸承1224呈等腰三角形形狀等其它三角形形狀的設置，這並不影響調整可撓性材料400位置的目的。

本實施例中，該導向輪機構120不工作時，該第一萬向軸承 1222設置於該第一直線軸承1221A和第二直線軸承1221B中間。在調整完 導向輪機構120方向後，導向輪機構120回到平衡位置以自動擺正，第一萬向軸承1222設置於第一直線軸承1221A和第二直線軸承1221B中間可以使導向輪機構120回位元更加精確，以更利於可撓性材料400的收放。可以理解，第一萬向軸承1222不設置於第一直線軸承1221A和第二直線軸承1221B中間，並不影響導向輪機構120調整方向而達到調整可撓性材料400位置的目的。

請參閱3和圖9，糾偏感測器140為U形結構，使可撓性材 料400的邊緣經過糾偏感測器140的U形槽內即可對可撓性材料400的偏移方向進行檢測。糾偏感測器140為紅外線對變感應裝置，即糾偏感測器140通過發射紅外線至可撓性材料400，發出的紅外線遇到卷材邊緣的部分被反射回，糾偏感測器140接收反射回的紅外線，糾偏感測器140通過接收端計算發射端發出的紅外線總量與接收到紅外線總量的差值大小即可精確確定可撓性材料400邊緣所在的位置，以此檢測可撓性材料400的偏移方向。本實施例中，糾偏感測器140採用獨特設計的光學系統，增強了底色為金色或銀色等高反光率物料上線記的識別能力；另外，糾偏感測器140內部增加了新型的檢測電路，因而不會受到等離子光或者現場強烈照明光擾的影響。

請參閱圖1、圖5和圖9，本實施例中，具有在真空等離子 環境中調整張力的糾偏裝置還包括安裝架150，該糾偏感測器140通過該安裝架150安裝於該導向輪機構120。具體可以將糾偏感測器140安裝於導向輪機構120的兩側板1212中的其中之一。通過將糾偏感測器140安裝於導向輪機構120更便於糾偏感測器140檢測可撓性材料400偏移方向。可以理 解，糾偏感測器140也可以安裝於其它位置，只要可通過糾偏感測器140檢測可撓性材料400的偏移方向即可。

請參閱圖10，一種具有在真空等離子環境中調整張力的糾 偏方法，包括以下步驟：步驟S110，檢測可撓性材料的偏移方向並輸出相應的偏移信號。可通過糾偏感測器檢測可撓性材料的偏移方向，並輸出相應的偏移信號。糾偏感測器為U形結構，使可撓性材料的邊緣經過糾偏感測器的U形槽內即可對可撓性材料的偏移方向進行檢測。

步驟S120，接收該偏移信號並控制位於常壓環境中的電驅 動件的驅動。通過控制系統接收糾偏感測器輸出的偏移信號，並以此而控制電驅動件驅動連接桿的運動，電驅動件可驅動連接桿直線運動或者旋轉運動。電驅動件由於位於常壓環境中，因而可避免受到真空等離子的腐蝕作用，以及解決電驅動件在真空環境中散熱不好的問題，提高電驅動件的使用壽命。

步驟S130，調整導向輪機構的方向。通過連接桿的運動， 即可帶動導向輪機構的運動，具體根據糾偏感測器發出相應的偏移信號而調整導向輪機構的方向，以達到可撓性材料張力調整等糾偏可撓性材料偏移位置的目的。

在步驟S130中，該驅動導向輪機構運動而調整導向輪機構 的方向具體步驟為：橫向直線運動或縱向直線運動；沿異於橫向方向或縱向方向且兩個不平行方向運動；於同一水平面上擺動。驅動連接桿於第一直線軸承和第二直線軸承內運動以帶動第一萬向軸承運動，第一萬向軸承 在第一直線軸承和第二直線軸承之間運動，從而導正棍橫向直線運動或縱向直線運動；通過第一萬向軸承的運動即可帶動第二萬向軸承和第三萬向軸承分別於第一固定桿和第二固定桿上滑動，此時導正棍沿異於橫向方向或縱向方向且兩個不平行方向運動；由於第一萬向軸承、第二萬向軸承和第三萬向軸承均呈三角形形狀地固定安裝於導正棍，通過第一萬向軸承、第二萬向軸承和第三萬向軸承的運動即可帶動導正棍於同一水平面上擺動，以調整導向輪機構的方向，導正棍擺動的幅度大小根據糾偏感測器採集到可撓性材料的偏移方向而確定，從而達到可撓性材料張力調整等糾偏調整可撓性材料偏移位置的目的。

上述具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置100及 其方法，可撓性材料400經過真空等離子的處理後經過導向輪機構120，當可撓性材料400各處的張力發生變化產生偏移或者可撓性材料400兩端位置偏移時，通過糾偏感測器140採集可撓性材料400的偏移方向並輸出相應的偏移信號，控制系統160接收糾偏感測器140輸出的偏移信號而控制電驅動件110驅動連接桿130的運動，通過連接桿130的運動而調整導向輪機構120的方向，從而達到可撓性材料400張力調整等糾偏的目的；同時由於電驅動件110與控制系統160設置於常壓環境中，避免設置於真空等離子環境中而受到等離子的腐蝕作用，也解決了電驅動件設置於真空環境中散熱不好的問題，提高了糾偏裝置的使用壽命。

另外，安裝於等離子環境中的電驅動件110使用壽命一般只 有一個月，而安裝於常壓環境中的電驅動件使用壽命一般可達五至十五年，並且電驅動件110的成本比較高，如果更換電驅動件110要花費很大成 本，而若電驅動件在等離子環境中突然損壞，對產品的損失更大。因而將電驅動件110與糾偏執行機構分別安裝於常壓環境與真空環境中，提高了糾偏裝置的使用壽命，降低了成本。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較 為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為准。

100‧‧‧糾偏裝置

110‧‧‧電驅動件

112‧‧‧驅動缸

120‧‧‧導向輪機構

130‧‧‧連接桿

140‧‧‧糾偏感測器

150‧‧‧安裝架

Claims (10)

1. 一種具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置，其特徵在於，包括電驅動件、糾偏執行機構和控制系統，該糾偏執行機構設置於隔離框架形成的真空環境中，該電驅動件和該控制系統設置於常壓環境中，該糾偏執行機構包括導向輪機構、糾偏感測器和連接桿，該電驅動件和該導向輪機構通過該連接桿連接，該電驅動件與該糾偏感測器均與該控制系統電連接，該糾偏感測器檢測可撓性(flexible)材料的偏移方向並輸出相應的偏移信號，該控制系統接收該糾偏感測器輸出的偏移信號而控制該電驅動件調整該導向輪機構的方向，以使該糾偏執行機構調整可撓性材料的位置。
2. 如請求項1所述的具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置，其中，該導向輪機構包括：導正棍；固定板，安裝有第一固定座、第二固定座、第一固定桿和第二固定桿，該第一固定桿和該第二固定桿分別固定安裝於該第一固定座和該第二固定座；以及軸承，該軸承包括第一直線軸承、第二直線軸承、第一萬向軸承、第二萬向軸承和第三萬向軸承，該第一直線軸承和該第二直線軸承均固定於該固定板，該連接桿滑設於該第一直線軸承和該第二直線軸承內，該第一萬向軸承固定套設於該連接桿並設置於該第一直線軸承和該第二直線軸承之間，且該第一萬向軸承與該導正棍固定連接，該第二萬向軸承和該第三萬向軸承均固定安裝於該導正棍，該第一固定桿 和該第二固定桿分別滑設於該第二萬向軸承和該第三萬向軸承內，且該第一萬向軸承、該第二萬向軸承和該第三萬向軸承呈三角形形狀設置。
3. 如請求項2所述的具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置，其中，該導正棍包括底板、兩側板和兩導向軸，該兩側板固定安裝於該底板兩側；該兩導向軸均安裝於該兩側板，且分別安裝於該兩側板的兩端；該三個萬向軸承均固定安裝於該底板一側。
4. 如請求項2所述的具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置，其中，該第一萬向軸承、該第二萬向軸承和該第三萬向軸承呈正三角形形狀設置，且該第一萬向軸承、該第二萬向軸承和該第三萬向軸承構成的正三角形位於該底板的中心。
5. 如請求項4所述的具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置，其中，該導向輪機構不工作時，該第一萬向軸承位於該第一直線軸承和該第二直線軸承中間。
6. 如請求項1~5項中任一項所述的具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置，其中，該電驅動件包括電機和驅動缸，該驅動缸安裝於該電機，該驅動缸與該連接桿通過密封法蘭密封連接。
7. 如請求項6所述的具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置，其中，該驅動缸為直線式驅動缸或者旋轉式驅動缸。
8. 如請求項1~5項中任一項所述的具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏裝置，其中，還包括安裝架，該糾偏感測器通過該安裝架安裝於該導向輪機構。
9. 一種具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏方法，其特徵在於，包括以下步驟：檢測可撓性材料的偏移方向並輸出相應的偏移信號；接收該偏移信號並控制位於常壓環境中的電驅動件的驅動；以及調整導向輪機構的方向。
10. 如請求項9所述的具有在真空等離子環境中調整張力的糾偏方法，其中，該調整導向輪機構的方向具體步驟為：橫向直線運動或縱向直線運動；沿異於橫向方向或縱向方向且兩個不平行方向運動；以及於同一水平面上擺動。