一种热丝自动调节装置以及方法与流程

本发明涉及化学气相沉积镀膜设备技术领域，特别是一种热丝自动调节装置以及方法。

背景技术：

化学气相沉积镀膜设备是通过化学反应的方式，利用加热、等离子激励或光辐射等各种能源，在镀膜设备内使气态或蒸汽状态的化学物质在固界面上经反应形成一层膜。实际反应过程中，需将热丝穿过模具内孔中心且与模具轴线保持平行，并向热丝通电加热。由于热丝在高温下容易产生伸长，在高温区间会造成弯曲变形，脱离原先的位置，热丝出现质量问题甚至会直接熔断，热丝弯曲变形或熔断均会严重影响模具内孔的纳米金刚石涂层的生成效果，成品率降低，增加了生产成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种热丝自动调节装置以及方法，解决热丝在加热过程中会软化出现弯曲的问题。

根据本发明的，提供一种热丝自动调节装置，包括：

机架，机架上端面两侧分别设有热丝固定架；

模具固定架，固定于机架上端面的中部；

热丝，两端分别与两侧的热丝固定架固定连接；

检测模块，可升降调节且设于热丝的侧面，用于检测热丝是否发生弯曲；

滑移驱动机构，用于驱动一侧的热丝固定架远离或靠近模具固定架；

控制系统，设有报警器以及计时器，并分别与检测模块和滑移驱动机构电性连接；控制系统用于接收检测模块的检测信号并控制滑移驱动机构的动作。

进一步，所述检测模块包括感应单元以及用于调节感应单元的安装高度的安装架，感应单元与控制系统电性连接，感应单元活动设置于安装架的上端。

进一步，所述滑移驱动机构包括驱动电机、丝杆以及传动板，所述驱动电机的驱动端与丝杆传动连接，所述传动板与丝杆螺纹连接且传动板的上端与一侧的热丝固定架底端固定连接，所述驱动电机与控制系统电性连接。

进一步，所述控制系统至少还包括中央处理器、存储器、供电单元、触摸显示屏、ad转换单元以及驱动单元，所述中央处理器分别与存储器、供电单元、触摸显示屏、报警器、计时器、ad转换单元以及驱动单元电性连接，所述ad转换单元与检测模块电性连接，所述驱动单元与滑移机构电性连接。

进一步，所述模具固定架上设有能够容置模具的v形槽或楔形槽。

进一步，所述热丝固定架包括有固定柱，固定柱上套设有第一压片和第二压片，固定柱上还螺纹连接有第一锁紧螺母，所述第一锁紧螺母分别位于第一压片及第二压片的上下表面。

一种热丝自动调节的方法，应用于热丝自动调节装置，包括以下步骤：

s1、调节热丝的位置，使热丝穿过模具内孔且热丝与模具内孔轴线重合；

s2、调节检测模块的高度，直至检测模块检测到热丝，固定检测模块的位置；

s3、检测模块实时检测热丝的位置是否发生偏移并向控制系统反馈，若“是”则进入步骤s4，若“否”则返回s3；

s4、控制系统驱动滑移驱动机构动作，使一侧的热丝固定架以远离模具固定架的方向移动；

s5、控制系统启动计时，在t时间内，若控制系统再次接收到检测模块的检测信号，则进入步骤s6，若控制系统没有接收到检测系统的检测信号，则进入步骤s7；

s6、控制系统停止驱动滑移驱动机构并返回步骤s3；

s7、控制系统停止驱动滑移驱动机构并驱动报警器工作。

进一步，所述步骤s5中的t为10～20s。

有益效果：采用热丝固定架可实现热丝的调节以及固定，利用检测模块可实时热丝的位置状态进行检测，一旦热丝发送弯曲变形或熔断，检测模块便会及时检测到并向控制系统反馈，控制系统则根据检测模块的反馈的检测信号控制滑移驱动机构或报警器的动作，及时拉紧热丝，使热丝恢复拉紧状态、或向操作人员报警提示，从而排除异常，本发明结构简单，操作方便，可及时监测热丝的状态，并根据检测模块反馈的检测信号而作出相应的动作，有效地提高了模具纳米金刚石涂层的镀膜质量以及合格率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一种较优实施例的结构示意图；

图2是本发明的一种较优实施例的俯视图；

图3是图1中a处的放大示意图；

图4是本发明的滑移驱动机构的俯视图；

图5是本发明的电路原理结构示意图；

图6是本发明的流程示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1和图2，为一种较优的实施方式，一种热丝自动调节装置，包括：

机架10，机架10上端面两侧分别设有热丝固定架；

模具固定架30，固定于机架10上端面的中部；

热丝40，两端分别与两侧的热丝固定架固定连接；

检测模块，可升降调节且设于热丝40的侧面，用于检测热丝40是否发生弯曲；

滑移驱动机构，用于驱动一侧的热丝固定架远离或靠近模具固定架30；

控制系统，设有报警器以及计时器，并分别与检测模块和滑移驱动机构电性连接；控制系统用于接收检测模块的检测信号并控制滑移驱动机构的动作。

工作原理：当调节好热丝40的位置后，将检测模块的位置也作出相应的调节，使检测模块的检测端与热丝40保持在同一水平面上，从而可实时检测到热丝40；当向热丝40通电，热丝40会逐渐升温至设定的温度，同时热丝40会快速碳化；由于热丝40在高温下容易产生伸长，在高温区间会造成弯曲变形，热丝40会脱离原先调节好的位置，此时检测模块检测不到热丝40，便会及时向控制系统反馈。控制系统接收到信号后便会驱动滑移驱动机构动作，使一侧的热丝固定架向远离模具固定架30的方向缓慢移动，从而可以将热丝40再次拉紧，当热丝40保持直线状态时便会恢复原先调节好的位置，此时检测模块也可以检测到热丝40，则向控制系统反馈，控制系统接收到信号后，便会停止驱动滑移驱动机构。然后，检测模块会持续继续检测，直到模具完成纳米金刚石涂层的镀膜工序。

在高温下，热丝40也有可能因温度过高而发生熔断的情况，从而脱离原先调节好的位置，此时驱动滑移驱动机构也无法再使热丝40保持拉紧的状态，因此控制系统可利用计时器，当开始驱动滑移驱动机构的时，在一定的时间内，若检测模块仍无法检测到热丝40，即可判定热丝40是发生熔断的情况，由于热丝40发生弯曲变形后，检测模块便会马上检测到且滑移驱动机构会及时驱动热丝固定架，因此热丝固定架远离模具固定架30的行程范围会在0～2cm左右，根据滑移驱动机构设定的驱动速度，因此根据实际情况便可知道热丝40恢复原位所需的时间，本实施例设定在计时器开始计时后，在10～20s内，若检测模块仍无法检测到热丝40，控制系统便停止驱动滑移驱动机构，从而驱动报警器工作及时提醒工作人员对热丝40进行替换。

优选地，模具固定架30上设有能够容置模具的v形槽或楔形槽。利用v形槽或楔形槽可将模具的位置进行准确定位以及固定，进一步提高涂层的质量。

优选地，检测模块包括感应单元501以及用于调节感应单元501的安装高度的安装架，感应单元501与控制系统电性连接，感应单元501活动设置于安装架的上端。感应单元501可采用光纤传感器或视觉检测仪，本实施例优先采用光纤传感器，可采用fs-n系列的数字光纤传感器，其具有超高的精确度，可检测到直径仅有φ0.6μm的热丝40，同时其具有快速检测以及反馈的特点。提高检测热丝40的速度。

此外，安装架包括调节杆502、固定杆503、螺母505以及螺栓504，固定杆503的底端与机架10固定连接，调节杆502的顶端与感应单元501固定连接，调节杆502的底端与固定杆503活动连接，具体地，调节杆502上设有竖直向下的滑槽孔，固定杆503为中空结构且固定杆503的顶端两侧设有连通的通孔，调节杆502塞入固定杆503内，通过调节杆502塞入固定杆503内的深度，从而可实现感应单元501的高度调节，然后利用螺栓504从固定杆503一侧的通孔插入，并穿过调节杆502上的滑槽孔，且延伸到固定杆503另一侧的通孔外部，最后使螺母505与螺栓504旋紧，从而实现调节杆502和固定杆503的固定连接，采用安装架，可方便工作人员对感应单元501的高度实现调节。

优选地，参照图3，热丝固定架包括有固定柱201，固定柱201上套设有第一压片202和第二压片203，固定柱201上还螺纹连接有第一锁紧螺母204，第一锁紧螺母204分别位于第一压片202及第二压片203的上下表面。第一压片202与第二压片203的相对表面还可以设置有容热丝40卡入的卡槽，热丝40的末端通过第一压片202和第二压片203固定，利用锁紧螺母505将第一压片202和第二压片203压紧，可以防止加热过程中热丝40发生水平方向移位的情况。

优选地，参照图4，滑移驱动机构包括驱动电机601、丝杆602以及传动板603，驱动电机601的驱动端与丝杆602传动连接，传动板603与丝杆602螺纹连接且传动板603的上端与一侧的热丝固定架底端固定连接，驱动电机601与控制系统电性连接。

采用丝杆602传动的原理，即可实现驱动一侧的热丝固定架移动的目的。此外，丝杆602两侧还设置有导柱604，传动板603与两侧的导柱604通过直线轴承605实现滑动连接，采用导柱604，可保证传动板603的平稳移动。本实施例中，驱动电机601可采用步进电机或伺服电机，本实施例优先采用伺服电机，其性能更加平稳和可靠。

优选地，参照图5，控制系统至少还包括中央处理器、存储器、供电单元、触摸显示屏、ad转换单元以及驱动单元，中央处理器分别与存储器、供电单元、触摸显示屏、报警器、计时器、ad转换单元以及驱动单元电性连接，ad转换单元与检测模块电性连接，驱动单元与滑移机构电性连接。

中央处理器可采用但不限于单片机、dsp、arm等处理器，比如spartan6系列xc6slx16作为中央处理器，本实施例中，控制系统优先采用单片机作为中央处理器；供电单元为控制系统提供电能。触摸显示屏用于参数、操作指令输入以及状态显示，其中参数主要是输入滑移驱动机构中的电机转速；操作指令只要是输入驱动滑移驱动机构的动作指令，即使一侧的热丝固定架是远离或靠近模具固定架30移动；状态显示用于显示检测模块检测热丝40的状态，即热丝40是否处于调节好的位置，同时也显示滑移驱动机构的驱动端即一侧的热丝固定架与模具固定架30之间的距离。存储器存有单片机的控制程序，即根据检测模块的检测信号，在设定的时间内控制滑移驱动机构或报警器动作。ad转换单元用于将检测模块的模拟信号转换成数字信号给中央处理器。驱动单元用于将中央处理器的控制信号进行放大，从而控制驱动电机601的工作。

优选地，模具固定架30上设有能够容置模具的v形槽或楔形槽。利用v形槽或楔形槽可将模具的位置进行准确定位以及固定，进一步提高涂层的质量。

优选地，热丝固定架包括有固定柱201，固定柱201上套设有第一压片202和第二压片203，固定柱201上还螺纹连接有第一锁紧螺母204，第一锁紧螺母204分别位于第一压片202及第二压片203的上下表面。第一压片202与第二压片203的相对表面还可以设置有容热丝40卡入的卡槽，热丝40的末端通过第一压片202和第二压片203固定，利用锁紧螺母505将第一压片202和第二压片203压紧，可以防止加热过程中热丝40发生水平方向移位的情况。

参照图6，一种热丝40自动调节的方法，应用于热丝自动调节装置，包括以下步骤：

s1、调节热丝40的位置，使热丝40穿过模具内孔且热丝40与模具内孔轴线重合；

s2、调节检测模块的高度，直至检测模块检测到热丝40，固定检测模块的位置；

s3、检测模块实时检测热丝40的位置是否发生偏移并向控制系统反馈，若“是”则进入步骤s4，若“否”则返回s3；

s4、控制系统驱动滑移驱动机构动作，使一侧的热丝固定架以远离模具固定架30的方向移动；

s5、控制系统启动计时，在t时间内，若控制系统再次接收到检测模块的检测信号，则进入步骤s6，若控制系统没有接收到检测系统的检测信号，则进入步骤s7；

s6、控制系统停止驱动滑移驱动机构并返回步骤s3；

s7、控制系统停止驱动滑移驱动机构并驱动报警器工作。

优选地，步骤s5中的t为10～20s。

以上，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。