本实用新型涉及一种新能源汽车逆变器散热片PVD镀膜设备。
背景技术：
众所周知，逆变器是组成新能源汽车供电和控制系统必不可少的配置部件之一，但是逆变器在工作过程中往往伴随着巨大热量的产生，所以逆变器底部必须焊接散热片来加速散热以延长其使用寿命。而作为车载逆变器散热片，设计制造时对其散热性能有较高的要求，为了提高散热片的性能，行业内采取的主要手段就是在散热片上与逆变器贴合的表面依次电镀铬、镍和银膜层。
长期以来，行业内对于如上述散热片等金属件表面的镀膜工艺一直都采用传统的水电镀（化学镀）工艺，已非常成熟，然而传统水电镀对环境的影响及危害众所周知，尽管环保意识在加强，环保标准在提升，环保处理设施在升级，但电镀过程中不可避免地产生废液及废气排放，污染只是轻重问题。因此环保工艺取代传统水电镀（化学）工艺大势所趋，也是作为传统电镀企业的一种社会责任。
作为水电镀的替代手段，目前行业内则通常都采用物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)工艺来进行上述散热片等金属件的表面镀膜。物理气相沉积技术主要包括溅射镀膜、真空蒸发镀膜、离子镀膜、分子束外延等技术。而磁控溅射技术（Magnetron Sputtering technology）则是PVD工艺中较为成熟也是运用较多的一种技术。磁控溅射技术是利用电离的气体粒子，在电场的加速下轰击靶材，被轰击出的靶材粒子沉积在基片上形成薄膜的技术。一般而言，溅射出来的粒子能量在5-20 eV之间，较高的能量使其具有很强的迁移能力，可以在基片表面形成致密薄膜，从而获得较强的结合力。相对于其他物理气相沉积技术，磁控溅射技术沉积薄膜时具有速率高、可控性好、基片温度低、结合力好、可实现大面积镀膜等优点。发展至今，磁控溅射技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体等薄膜。而水电镀技术是借助外界电场将金属离子在阴极表面还原为原子，并吸附于阴极表面的技术，其原子吸附在阴极表面时由于能量较低，迁移力小，所以形成的薄膜较为疏松，与基体（阴极）的结合力相对不高。而水电镀技术一般用于金属电子元器件的表面上锡工艺。相对于水电镀技术，磁控溅射技术主要存在以下优点：1）全制程无三废污染；2）容易实现与基片的强结合力；3）镀平面产品时薄膜均匀性好；4）工艺可控性和稳定性好。
虽然采用PVD工艺来对散热片进行镀膜作业相比传统水电镀有诸多优势，但实际操作中依旧存在如下问题：无论PVD工艺还是传统水电镀，对于散热片的前处理都是非常关键的工艺步骤。散热片的前处理主要就是表面处理，包含清除油污、表面平滑处理和深层水洗等步骤，当然具体细化的步骤各个厂家都不相同。众所周知，散热片表面处理的平滑和干净将有利于其与膜层之间结合力的牢固，还能确保膜层在散热片不同部位成膜厚度的均匀，以此杜绝膜层起皮和鼓泡现象，使得最终膜层致密无孔。而致密无孔的膜层不仅有利于防护散热片表面的基体层免遭腐蚀而提前报废，还能在较长的时间内保持膜层的良好装饰性外观，而且可以更有效地发挥膜层所具有的各种功能。
实际生产中，目前针对散热片的PVD工艺主体设备主要是磁控溅射机，虽然其种类很多，但结构都类似，这种磁控溅射机通常都是自动化设备，其入口端设计工件掩膜安装台，由工人将前道工序处理完毕的工件进行掩膜安装（即采用封堵治具封堵工件不需镀膜部分，再装架），工件装架后送入磁控溅射机内的自动输送带上，先进入等离子腔体进行活化处理。等离子活化后的工件随即进入镀膜腔体抽真空充氩气后开始镀膜作业，通过相应的靶腔先镀铬层，然后镀镍层，最后镀银层，完毕后工件架由输送带送出磁控溅射机，再由工人拆卸。
同时正如前面所述，在工件进行掩膜装架前还需要进行PVD前处理，例如公司目前的针对散热片的前处理工序进行过优化，其主要步骤为：除油、冲洗、烘干、喷砂、去离子水超声清洗、风干、脱水、风干，相比常规的前处理工艺，其步骤更多，细节优化更到位。但存在的问题是已知的这一系列前处理过程中虽然一些独立环节均有对应的自动化设备，但散热片的冲洗环节及其在各环节之间的转移和输送则主要还是依靠人力，相对来说自动化程度依旧较低，工人费时费力，而效率低下，且人工成本高，大大提高了企业生产成本。
实际上严格来说，在上述PVD前处理工艺步骤中，除开与磁控溅射机衔接时的“掩膜装架”环节具有很高的自主性（需要针对不同的散热片结构特点和镀膜区域要求来实际决定操作，虽然一些公司也有针对个别电镀散热片的专门掩膜自动安装设备，但这类设备往往对于其他散热片的适应性较差），其设备标准化和统一化实施困难而依旧优选人工作业以外，PVD镀膜工艺中前处理各环节均可形成统一的流水作业线高效运作，而行业领域中也亟待这样的创新。
技术实现要素：
本实用新型目的是：提供一种新能源汽车逆变器散热片PVD镀膜设备，这种设备能够自动高效地完成包含除油、清洗、喷砂、脱水和干燥在内的PVD大部分前处理工序，大大提高生产效率，减轻工人负担，降低人工成本。
本实用新型的技术方案是：一种新能源汽车逆变器散热片PVD镀膜设备，其特征在于包括用于承载散热片的散热片定位盘、输送所述散热片定位盘的输送线体以及经由所述输送线体依次穿过的喷淋箱、鼓风干燥箱、喷砂箱、前置压缩空气吹干箱和后置压缩空气吹干箱，还包括沿输送线体设置在喷淋箱上游的除油清洗装置、设置在喷砂箱和前置压缩空气吹干箱之间的去离子水超声清洗装置和设置前、后置压缩空气吹干箱之间的脱水装置，所述除油清洗装置包括除油清洗机和用于在输送线体和除油清洗机的水槽之间转移散热片定位盘的一号移料机械手，所述除油清洗机内部设有加热装置；所述去离子水超声清洗装置包括去离子水超声清洗机和用于在输送线体和去离子水超声清洗机的水槽之间转移散热片定位盘的二号移料机械手；所述脱水装置包括注有酒精的脱水池和用于在输送线体和脱水池之间转移散热片定位盘的三号移料机械手，还包括与输送线体、喷淋箱、鼓风干燥箱、喷砂箱、前、后置压缩空气吹干箱、除油清洗机、加热装置、去离子水超声清洗机以及一、二、三号移料机械手电连接的PLC控制器。
进一步的，本实用新型中所述除油清洗装置还包括一号抬料机构，所述一号抬料机构包括承载散热片定位盘的一号网架和驱动一号网架在除油清洗机的水槽内上下升降的一号升降驱动装置，所述一号升降驱动装置将一号网架抬出水槽以供一号移料机械手在输送线体和一号网架之间转移所述散热片定位盘；所述去离子水超声清洗装置还包括二号抬料机构，所述二号抬料机构包括承载散热片定位盘的二号网架和驱动二号网架在去离子水超声清洗机的水槽内上下升降的二号升降驱动装置，所述二号升降驱动装置将二号网架抬出水槽以供二号移料机械手在输送线体和二号网架之间转移所述散热片定位盘。两套超声清洗装置均增设抬料机构目的是便于移料机械手从超声清洗机的水槽内转移散热片定位盘，能够进一步降低移料机械手的操控难度，加快转移速度，提高生产效率。
更进一步的，本实用新型中所述一号升降驱动装置的优选形式包括连接一号伺服电机的一号丝杠副、藉由一号丝杠副驱动升降的一号固定架，所述一号网架吊置于一号固定架上，还包括设于除油清洗机两侧的一号导向杆，所述一号固定架上开有与一号导向杆配合的导孔；所述二号升降驱动装置的优选形式包括连接二号伺服电机的二号丝杠副、藉由二号丝杠副驱动升降的二号固定架，所述二号网架吊置于二号固定架上，还包括设于去离子水超声清洗机两侧的二号导向杆，所述二号固定架上开有与二号导向杆配合的导孔，所述一号伺服电机和二号伺服电机均与PLC控制器电连接。伺服电机、丝杠副和固定架、导杆的配合结构能够大大提高网架升降的平稳性。
进一步的，所述除油清洗机的水槽经设有电磁阀的管路连接有清洗剂储存器，所述电磁阀与PLC控制器电连接。实际实施时，除油清洗机的水槽内可以预先加入清洗剂，而增设清洗储存器及电磁阀和管路，能够确保及时向水槽内补液，提高设备运转持续性和自动化程度。
进一步的，所述去离子水超声清洗机的水槽经设有电磁阀的管路连接有去离子水发生器，所述电磁阀和去离子水发生器均与PLC控制器电连接。实际实施时，去离子水超声清洗机的水槽内可以预先加入去离子水，而增设去离子水发生器及电磁阀和管路，能够确保及时向水槽内补去离子水，提高设备运转持续性和自动化程度。
进一步的，本实用新型中喷淋箱内部在输送线体两侧对称设置若干电磁阀喷头，喷淋箱外部设有与这些电磁阀喷头藉由管路连接的电加热器，所述电磁阀喷头和电加热器均与PLC控制器电连接。增加电加热器能够确保用所需温度的水对散热片进行喷淋。
进一步的，本实用新型中所述散热片定位盘为镂空的网格盘，并且其上对应每个散热片均设有若干卡固定位该散热片的卡扣，提高散热片定位稳固性。
进一步的，本实用新型中所述前、后置压缩空气吹干箱内部均在所述输送线体两侧对称设置有电磁阀气枪，这些电磁阀气枪藉由管路与箱体外部的压缩空气罐相连，所述电磁阀气枪与PLC控制器电连接。
需要说明，本实用新型中未特别细化描述的鼓风干燥箱和喷砂箱均为已有技术，其结构和实现原理为本领域技术人员所熟知。此外，PLC控制器及其与各电控装置之间的连接控制技术也为现有技术，本实用新型中不再详述。
本实用新型中的输送线体可以采用常规已知的任意形式，其由PLC控制器控制运转和启停，PLC控制器可以发出指令控制其停止的时间，以适应不同环节的处理时间。
在PLC控制器的协调控制下，本实用新型设备能够实现下述前处理流程：
1）除油：将散热片置于添有清洗剂且温度为30~45℃的温水中，超声清洗2~5分钟；
2）冲洗：将除油完的散热片由80~95℃的热水喷淋冲洗1~5分钟；
3）烘干：将散热片送入预热至100~120℃的鼓风干燥箱中干燥2~5分钟；
4）喷砂：将散热片送入喷砂箱，采用260~400目玻璃砂对散热片表面进行喷砂处理；
5）用去离子水超声清洗散热片：清洗时间为2~5分钟；
6）风干，用压缩空气吹去散热片表面水分；
7）脱水，采用95%浓度以上的酒精对散热片进行脱水处理；
8）风干，采用压缩空气将散热片表面酒精和水的混合物吹干。
最后风干的散热片由工人进行后续的掩膜装架，工件装架后同常规技术一样送入磁控溅射机内的自动输送带上，先进入等离子腔体进行活化处理。等离子活化后的工件随即进入镀膜腔体抽真空充氩气后开始镀膜作业，通过相应的靶腔先镀铬层，然后镀镍层，最后镀银层，完毕后工件架由输送带送出磁控溅射机，再由工人拆卸。
本实用新型的优点是：
1．本实用新型采用输送线体串接各前处理单元装置，并用PLC控制器协调控制各单元装置运作，故这种设备在将散热片送入磁控溅射机前能够自动高效地完成包含除油、清洗、喷砂、脱水和干燥在内的PVD大部分前处理工序，大大提高生产效率，减轻工人负担，降低人工成本，实际使用时，其生产时间相比常规人工处理节省了近一半。
2. 本实用新型专门设计了移料机械手在除油清洗机和输送线体之间，去离子水超声清洗机与输送线体之间以及脱水池与输送线体之间转移散热片定位盘，可一次转移和清洗多个散热片，大大提高了这些前处理环节的自动化程度和生产效率。
3. 本实用新型中两套超声清洗装置均增设抬料机构目的是便于移料机械手从超声清洗机的水槽内转移散热片定位盘，能够进一步降低移料机械手的操控难度，加快转移速度，提高生产效率。
4. 本实用新型通过在除油清洗机上增设清洗储存器及电磁阀和管路，能够确保及时向水槽内补液，提高设备运转持续性和自动化程度。而在去离子水超声清洗机上增设去离子水发生器及电磁阀和管路，亦能够确保及时向水槽内补去离子水，提高设备运转持续性和自动化程度。
附图说明
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型一种具体实施例的结构俯视简图。
其中：1、散热片；2、散热片定位盘；2a、卡扣；3、输送线体；4、喷淋箱；4a、电磁阀喷头；5、鼓风干燥箱；6、喷砂箱；7、前置压缩空气吹干箱；8、后置压缩空气吹干箱；9、除油清洗机；10、一号移料机械手；11、去离子水超声清洗机；12、二号移料机械手；13、脱水池；14、三号移料机械手；15、一号网架；16、二号网架；17、一号伺服电机；18、一号丝杠副；19、一号固定架；20、一号导向杆；21、二号伺服电机；22、二号丝杠副；23、二号固定架；24、二号导向杆；25、清洗剂储存器；26、去离子水发生器；27、电加热器；28、电磁阀气枪；29、压缩空气罐。
具体实施方式
实施例：结合图1所示对本实用新型涉及的这种新能源汽车逆变器散热片PVD镀膜设备做具体说明如下：
其具有用于承载散热片1的散热片定位盘2、输送所述散热片定位盘2的输送线体3以及经由所述输送线体3依次穿过的喷淋箱4、鼓风干燥箱5、喷砂箱6、前置压缩空气吹干箱7和后置压缩空气吹干箱8，还包括沿输送线体3设置在喷淋箱4上游的除油清洗装置、设置在喷砂箱6和前置压缩空气吹干箱7之间的去离子水超声清洗装置和设置前、后置压缩空气吹干箱7、8之间的脱水装置。所述散热片定位盘2为镂空的网格盘，可定位四个散热片1，并且其上对应每个散热片1均设有四个卡固定位该散热片1的卡扣2a。
本实施例中所述除油清洗装置包括除油清洗机9和用于在输送线体3和除油清洗机9的水槽之间转移散热片定位盘2的一号移料机械手10（一号移料机械手10的数量为两个，对称设于除油清洗机9两侧），所述除油清洗机9内部设有加热装置。并且如图1所示，本实施例中所述除油清洗装置还包括一号抬料机构，所述一号抬料机构包括承载散热片定位盘2的一号网架15和驱动一号网架15在除油清洗机9的水槽内上下升降的一号升降驱动装置，所述一号升降驱动装置将一号网架15抬出水槽以供一号移料机械手10在输送线体3和一号网架15之间转移所述散热片定位盘2。所述一号升降驱动装置包括连接一号伺服电机17的一号丝杠副18、藉由一号丝杠副18驱动升降的一号固定架19，所述一号网架15吊置于一号固定架19上，还包括设于除油清洗机9两侧的一号导向杆20，所述一号固定架19上开有与一号导向杆20配合的导孔。
本实施例中所述去离子水超声清洗装置包括去离子水超声清洗机11和用于在输送线体3和去离子水超声清洗机11的水槽之间转移散热片定位盘2的二号移料机械手12（二号移料机械手12的数量也为两个，相对去离子水超声清洗机11位于输送线体3另一侧）。依旧如图1所示，所述去离子水超声清洗装置还包括二号抬料机构，所述二号抬料机构包括承载散热片定位盘2的二号网架16和驱动二号网架16在去离子水超声清洗机11的水槽内上下升降的二号升降驱动装置，所述二号升降驱动装置将二号网架16抬出水槽以供二号移料机械手12在输送线体3和二号网架16之间转移所述散热片定位盘2。所述二号升降驱动装置包括连接二号伺服电机21的二号丝杠副22、藉由二号丝杠副22驱动升降的二号固定架23，所述二号网架16吊置于二号固定架23上，还包括设于去离子水超声清洗机11两侧的二号导向杆24，所述二号固定架23上开有与二号导向杆24配合的导孔。
本实施例中所述脱水装置包括注有酒精的脱水池13和用于在输送线体3和脱水池13之间转移散热片定位盘2的三号移料机械手14（三号移料机械手14的数量也为两个，相对脱水池13位于输送线体3的另一侧）。
本设备具有PLC控制器（图中未画出），其与输送线体3、喷淋箱4、鼓风干燥箱5、喷砂箱6、前、后置压缩空气吹干箱7、8、除油清洗机9、加热装置、去离子水超声清洗机11，一、二、三号移料机械手10、12、14以及所述一号伺服电机17和二号伺服电机21均电连接，协调控制各装置运作。
本实施例中所述除油清洗机9的水槽经设有电磁阀的管路连接有清洗剂储存器25，所述电磁阀也与PLC控制器电连接。
本实施例中所述去离子水超声清洗机11的水槽经设有电磁阀的管路连接有去离子水发生器26，所述电磁阀和去离子水发生器26也均与PLC控制器电连接。
本实施例中所述喷淋箱4内部在输送线体3两侧对称设置若干电磁阀喷头4a，喷淋箱4外部设有与这些电磁阀喷头4a藉由管路连接的电加热器27，所述电磁阀喷头4a和电加热器27均与PLC控制器电连接。
本实施例中所述前、后置压缩空气吹干箱7、8内部均在所述输送线体3两侧对称设置有电磁阀气枪28，这些电磁阀气枪28藉由管路与箱体外部的压缩空气罐29相连，所述电磁阀气枪28与PLC控制器电连接。
在PLC控制器的协调控制下，本实用新型设备能够实现下述前处理流程：
1）除油：将散热片1置于添有清洗剂且温度为30~45℃的温水中，超声清洗2~5分钟；
2）冲洗：将除油完的散热片1由80~95℃的热水喷淋冲洗1~5分钟；
3）烘干：将散热片1送入预热至100~120℃的鼓风干燥箱5中干燥30~40分钟；
4）喷砂：将散热片1送入喷砂箱6，采用260~400目玻璃砂对散热片1表面进行喷砂处理；
5）用去离子水超声清洗散热片1：清洗时间为2~5分钟；
6）风干，用压缩空气吹去散热片1表面水分；
7）脱水，采用60%浓度以上的酒精对散热片1进行脱水处理；
8）风干，采用压缩空气将散热片1表面酒精和水的混合物吹干。
最后风干的散热片1由工人进行后续的掩膜装架，工件装架后同常规技术一样送入磁控溅射机内的自动输送带上，先进入等离子腔体进行活化处理。等离子活化后的工件随即进入镀膜腔体抽真空充氩气后开始镀膜作业，通过相应的靶腔先镀铬层，然后镀镍层，最后镀银层，完毕后工件架由输送带送出磁控溅射机，再由工人拆卸。
当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。