一种非晶类金刚石膜高精度光学镀膜机的自动化监控系统的制作方法

1.本实用新型涉及光学镀膜机领域，具体涉及一种非晶类金刚石膜高精度光学镀膜机的自动化监控系统。


背景技术：

2.非晶类金刚石膜作为一种亚稳态的非晶体材料，具备一系列优良的物理化学性能，包括：高硬度、低摩擦、高耐磨性、高电阻率、高掺杂性、高透射率、优良的化学惰性和抗腐蚀性、良好的生物相容性，因此在刀具、模具、汽车、医疗、装饰工业、消费电子等领域都有广泛应用。纯离子镀膜技术作为一种真空镀膜的前沿技术，制备出的非晶钻石膜具备极高的硬度、极低的摩擦系数、高耐腐蚀性和高光学透明度等一系列优点。非晶钻石高精度光学镀膜机过去采用plc可编程逻辑控制器直接控制，用户难以清晰明了的观测设备运行状态，这种控制方式也使得非电气领域技术人员的普通用户难以控制操作镀膜设备，配置镀膜工艺困难，获得的生产或研发数据也无法被记录储存并得到分析研究。因此，有必要针对上述问题进行解决。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种非晶类金刚石膜高精度光学镀膜机的自动化监控系统，其可以用于解决上述技术问题。
4.本实用新型采取的技术方案具体如下。
5.一种非晶类金刚石膜高精度光学镀膜机的自动化监控系统，其特征在于：包括工控机和下位机，下位机用于接收输入模块发送的镀膜机状态参数并将其传输给工控机、以及接收工控机下发的控制指令并将其发送给输出模块执行运行，工控机还与显示设备、控制设备相连接，控制设备用于输入操作人员的操作指令，显示设备用于显示工控机创建的人机界面。
6.具体的操作为：工控机为labview工控机，下位机为plc下位机。
7.输入模块包括镀膜机上设置的对各部件状态进行检测的传感器组件。
8.输出模块包括镀膜机上设置的各调节执行组件。
9.labview工控机和plc下位机通过六类非屏蔽双绞线进行连接实现数据交互。
10.labview工控机的pci槽内设置有板卡，板卡用于调控镀膜机上磁场过滤器的磁场强度，具体板卡的型号可以为：pci6221。
11.显示设备为嵌入式工业显示屏。
12.控制设备包括无线鼠标与键盘。
13.板卡采用10000hz及以上的频率调控磁场过滤器上线圈的电压电流来改变磁场强度。
14.labview工控机采用vga信号连接线与显示设备相连接。
15.本实用新型提供的上述方案，可实现对非晶钻石高精度光学镀膜机的自动化监
控，控制系统易于操作，方便对镀膜工艺研发、生产的实时监控，提高研发和生产效率。
附图说明
16.图1是本实用新型的结构图。
17.图2是本实用新型的程序界面结构图。
具体实施方式
18.为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本实用新型的一种或几种具体的实施方式，并不对本实用新型具体请求的保护范围进行严格限定。如在本文中所使用，术语“平行”和“垂直”不限于其严格的几何定义，而是包括对于机加工或人类误差合理和不一致性的容限。
19.如图1所示，一种非晶类金刚石膜高精度光学镀膜机的自动化监控系统，包括labview工控机、板卡、plc下位机（plc可编程逻辑控制器）、显示设备和控制设备；labview工控机内设置有labview程序，用于向plc下位机发送控制信号，并接收plc下位机传输的镀膜机数据，对数据进行分析处理、显示并储存。另外，labview工控机还可以储存用户设定的工艺配方参数并一键执行多个工艺配方、可以实时监控镀膜机的镀膜过程、以及在镀膜机出现故障时报警并暂停或中止镀膜过程。板卡用于控制镀膜机上磁过滤器的磁场强度。plc下位机用于接收并执行labview工控机的控制信号，并将镀膜机状态（运行）数据实时传输给labview工控机。六类非屏蔽双绞线用于连接labview工控机的rj-45接口和plc可编程控制器下位机的rj-45接口，是labview工控机和plc可编程控制器下位机的数据传输物理通路。labview工控机和plc下位机通过modbus tcp通讯协议解析双方的数据并进行数据交换，数据都通过labview工控机的rj-45接口和plc下位机的rj-45接口进行传输。显示设备用于显示labview工控机创建的人机界面，可通过vga信号连接线将显示设备和labview工控机相连接，具体可为嵌入式工业显示屏。控制设备包括无线鼠标与键盘。输入模块包括镀膜机上设置的传感器组件，传感器组件包括温度传感器、压力传感器、气体质量流量控制器等，输出模块为镀膜机上设置的调节执行组件，包括精抽阀、线圈、基片架等等。具体操作时，可根据相应需求、功能选择相应型号的组件进行具体使用。
20.labview工控机创建的人机界面，如图2所示，人机界面主要包含八个部分：工作模式选择、设备监控界面、子配方配置界面、总配方和扫描配置界面、工艺参数监控界面、设备维护调试界面、用户管理界面、日志管理界面。其中，工作模式选择包括：待机模式、手动模式、自动模式，设备监控界面分为：真空获得系统、产品装卸载、工艺气体流量控制、靶材切割、基片架旋转，子配方配置界面包含：离子束清洗、1#纯离子源和2#纯离子源的参数设置，总配方和扫描配置界面包含：总配方设置、扫描文件设置，工艺参数监控界面包含：数值显示和图像显示，设备维护调试界面包含：电源、敲击动作、挡板、电机、泵和阀的调试，用户管理界面包含：管理员、工程师、操作员权限的用户名和密码，日志管理界面包含：操作日志和数据日志的管理。
21.工作模式选择可以在待机模式、手动模式、自动模式之间切换。待机模式下用户无法对设备进行操作。手动模式下用户可以手动开关镀膜机的不同部分：如精抽阀、截止阀、
罗茨泵。在自动模式下，用户可以点击自动抽气、自动充气、产品装载和卸载、工艺开启等功能。设备监控页面可以控制并观察设备的运行状态，如开启关闭真空获得系统中的精抽阀、粗抽阀、罗茨泵等，开启并观察产品装载、卸载进行到哪一个步骤，通过控制截止阀来调节工艺气体的流量大小，开启并观察靶材切割运行到哪一步，以及控制基片架的旋转和旋转方向。子配方配置界面可以新建、保存、打开、修改不同类型的子配方参数。子配方类型有三种：离子束清洗、1#纯离子源、2#纯离子源。总配方和扫描配置界面可以将多个子配方按执行顺序保存为总配方并打开，一键开启、暂停或中止工艺，配置控制磁场强度的扫描文件。工艺参数监控界面可以显示当前工艺总配方的子配方数量和总时间、当前子配方的类型、次数、总时间、当前步时间和全部工艺的预计完成时间，还可以将当前子配方各个工艺参数的实际值以表格和图像的形式显示出来。设备维护调试界面可以单独调试测试镀膜机的多个电源、敲击杆动作、过滤和清洗挡板、分子泵和调速电机的复位。用户管理界面可以管理三种不同权限的用户：分为管理员、工程师和操作员。可以增加、减少用户，并设定用户的用户名和密码。日志管理界面可以查看操作日志和数据日志的储存地址、文件内容、文件记录时间。操作日志以文本文件的形式，而数据日志以excel表格的形式被储存在labview工控机当中。操作日志记录了用户对镀膜机的具体操作和操作时间、日期、用户名、权限。数据日志记录了每炉产品的工艺开始日期、时间、每一秒的实际工艺参数。
22.总之，本实用新型提供的上述方案，可实现非晶钻石高精度光学镀膜机的自动化监控，控制系统易于操作，方便对镀膜工艺研发、生产的实时监控，通过labview工控机对plc下位机的控制进而控制镀膜机并通过板卡控制镀膜时纯离子束的发射角度和方向，同时镀膜机的工艺数据及设备状态通过plc下位机的rj-45接口传输到labview工控机，被分析、处理、监控、储存，便于用户了解设备状态和镀膜工艺状态，极大地提高了研发和生产效率。
23.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实用新型中未具体描述和解释说明的结构、机构以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。