一种真空镀膜机往复平移工件架的制作方法

1.本技术涉及镀膜辅助架的领域，尤其是涉及一种真空镀膜机往复平移工件架。


背景技术：

2.目前在对工件进行镀膜时，主要采用单体镀膜机(也称真空镀膜机)镀膜，单体镀膜机主要包括一个圆形的真空腔室，镀膜时，直接将靶材安装在圆形真空腔室的内壁上，然后在真空腔室内安装工件架，并将工件放置在工件架上，从而通过靶材对工件进行镀膜。
3.而为了保证镀膜的均匀性，现有的工件架主要包括安装在真空腔室底部的固定盘以及安装在固定盘上的行星轮系，通过将固定盘安装在真空腔室底部的中心，将待镀膜的工件安装在行星轮系的行星齿轮上，通过行星轮系将带动被镀工件公转或自转，以实现对工件的均匀镀膜。
4.然而此种方式主要适用于双面镀膜的小尺寸工件，而对于单面镀膜的大尺寸板类工件，常常需要在靶基距恒定的情况下进行镀膜作业。因此对于单面镀膜的大尺寸板类工件，目前主要采用连续镀膜线的镀膜方式，保证镀膜质量，提高镀膜效率。连续镀膜线包括依次连接在一起的多个腔室，每个腔室内安装有不同的靶材以为被镀工件镀不同的膜。通过传输线将多个腔室连通，被镀工件通过传输线依次从每个腔室穿过，通过多个腔室实现为被镀工件镀多层膜。
5.而在镀膜前或更换靶材时，往往需要对被镀工件的静态沉积速率、动态沉积速率、测量镀膜的温度累积情况以及测量成膜的结合力等进行统计，以便得出被镀工件在每个靶材处的被镀时间，从而对镀膜的质量进行把控。而由于连续镀膜线的长度一般长达数十米或几十米，当需要在连续镀膜线上对被镀工件的镀膜参数进行检测时，需要将整个生产线关停，然后将被镀工件取出以对被镀工件的参数进行检测，整个生产线将被循环启停，检测成本较高；并且随着被镀工件依次在不同腔室内镀膜，需要在不同位置将被镀工件取出，操作非常不便。


技术实现要素：

6.为了减少对被镀工件进行检测时的检测成本，降低检测时的繁琐性，本技术提供一种真空镀膜机往复平移工件架。
7.本技术提供的一种真空镀膜机往复平移工件架采用如下的技术方案：
8.一种真空镀膜机往复平移工件架，包括：
9.安装架，用于安装在单体镀膜机的真空腔室内；
10.行星轮系，安装在所述安装架上；
11.驱动机构，用于驱动所述行星轮系的行星齿轮自转或公转；
12.平移机构，安装在所述安装架上，包括用于带动被镀工件往复移动的随动板以及连接在所述随动板和所述行星轮系上任一行星齿轮之间的传动组件，所述传动组件通过所述行星齿轮的自转带动所述随动板往复移动。
13.通过采用上述技术方案，当需要对被镀工件的参数进行检测时，直接将平移机构安装在单体镀膜机内，然后将被镀工件安装在随动板上，并通过驱动机构带动行星齿轮自转。当行星齿轮自转的过程中，行星齿轮将通过传动组件带动随动板往复移动，随动板也将带动被镀工件直线运动，以模拟在工件在连续镀膜线上的镀膜工况。在镀膜的过程中，工作人员可以随时根据需要将单体镀膜机停止，直接将被镀工件从单体镀膜机内取出即可，不会对其余的被镀工件造成影响。而单体镀膜机的四周内壁上可以安装不同类型的靶材，使得在对被镀工件镀完一层膜后，可以通过驱动机构带动行星齿轮公转，以改变被镀工件的位置，使得被镀工件转移至另一靶材处。然后驱动机构带动行星齿轮自转，以通过另一靶材对被镀工件进行镀膜。通过将平移机构安装在现有的单体镀膜机内，即可实现对被镀工件的镀膜，且能够模拟连续镀膜线的镀膜要求，保持被镀工件与靶材之间的靶基距恒定。大大减少了对被镀工件进行检测时的检测成本，降低了检测时的繁琐性。
14.可选的，所述传动组件包括安装在所述安装架上的安装座、转动连接在所述安装座上的不完全齿轮以及滑动连接在所述安装座上的两条齿条，所述随动板同时固接在两条所述齿条上，两条所述齿条的齿牙相对设置，所述不完全齿轮与所述行星轮系上任一行星齿轮同轴固接且位于两条所述齿条之间，当所述不完全齿轮转动时，所述不完全齿轮依次与两条所述齿条啮合以带动所述齿条往复运动。
15.通过采用上述技术方案，当驱动机构带动行星齿轮自转时，与不完全齿轮连接的行星齿轮也带动不完全齿轮转动，当不完全齿轮与其中一条齿条啮合时，将带动齿条沿其长度方向往一端移动；当不完全齿轮与另一条齿条啮合时，由于两条齿条齿牙相对设置，将带动另一齿条反方向运动，实现带动齿条往复运动。
16.可选的，所述安装座上固接有两条支撑轨道，两条所述齿条分别滑动连接在两条所述支撑轨道内。
17.通过采用上述技术方案，支撑轨道可以对齿条起到导向的作用。
18.可选的，所述安装架包括用于固定在真空腔室内的固定盘、转动连接在所述固定盘上的主轴以及转动连接在所述主轴上的工装盘，所述平移机构安装在所述工装盘上，所述行星轮系的中心齿轮固接在所述主轴上，所述行星轮系的行星齿轮转动连接在所述工装盘上。
19.通过采用上述技术方案，使用时，直接将固定盘安装在单体镀膜机的底部，当驱动装置带动主轴转动时，将带动中心齿轮转动，以带动与中心齿轮啮合的行星齿轮转动，实现行星齿轮的自转；当驱动机构同时带动中心轴和工装盘转动时，将实现行星齿轮的公转。使用时，可以根据需要操作驱动机构驱动合适的部件转动。
20.可选的，所述驱动机构包括伺服电机以及连接在所述伺服电机和所述主轴之间的换向传动组件，所述换向传动组件用于将所述伺服电机的动力传递至所述安装架以带动所述行星齿轮自转或公转。
21.通过采用上述技术方案，通过伺服电机可以为行星轮系提供转动的动力，通过换向传动组件可以改变伺服电机传递至行星轮系上的力，以实现行星齿轮的自转或公转。
22.可选的，所述换向传动组件包括与所述伺服电机的输出轴同步转动的伸缩杆，所述伸缩杆上沿其轴线方向间隔固接有第一主动齿轮和第二主动齿轮，所述主轴上固接有第一从动齿轮，所述主轴上套设有与所述工装盘同步转动的第二从动齿轮；所述伸缩杆具有
至少两种伸缩状态以对应所述行星齿轮的自转和公转，当所述伸缩杆处于第一状态时，所述第一从动齿轮与所述第一主动齿轮啮合，所述第二从动齿轮与所述第二主动齿轮啮合；当所述伸缩杆处于第二状态时，所述第二从动齿轮脱离与所述第二主动齿轮的啮合关系，所述第一从动齿轮从与所述第一主动齿轮啮合改变为与所述第二主动齿轮啮合。
23.通过采用上述技术方案，当操作伸缩杆处于第一状态时，伺服电机将通过伸缩杆同时带动第一主动齿轮和第二主动齿轮同时转动，而第一主动齿轮和第二主动齿轮也通过第一从动齿轮和第二从动齿轮带动中心轴和工装盘同时转动，以带动中心齿轮和行星齿轮的同时转动，实现行星齿轮的公转。当伸缩杆处于第二状态时，伺服电机将同时带动第一主动齿轮和第二主动齿轮同时转动，而第一主动齿轮将带动第一从动齿轮转动，以通过工装盘带动行星齿轮转动，实现行星齿轮的自转。
24.可选的，所述伸缩杆包括与所述伺服电机输出轴同步转动的滑套以及滑动连接在所述滑套内的滑动轴，所述滑套侧壁上穿设有定位销，所述滑动轴上开设有供所述定位销穿过的至少两个定位孔，所述伸缩杆的至少两种伸缩状态为所述定位销分别与至少两个所述定位孔配合时的状态。
25.通过采用上述技术方案，通过操作定位销与至少两个定位孔配合，即可改变伸缩杆的状态，以实现带动行星齿轮自转或公转。
26.可选的，所述伺服电机输出轴上固接有主动带轮，所述滑套上固接有从动带轮，所述主动带轮和所述从动带轮之间套设有传输皮带。
27.通过采用上述技术方案，伺服电机通过传输皮带带动从动带轮转动，以带动滑套转动，实现动力的传输。
28.可选的，所述主轴上套设有连接筒，所述工装盘和所述第二从动齿轮均与所述连接筒固接。
29.通过采用上述技术方案，工装盘与第二从动齿轮通过连接筒连接在一起，实现第二从动齿轮与工装盘的同步转动。
30.可选的，所述固定盘上可拆卸连接有定位螺栓，所述定位螺栓与所述工装盘螺纹连接。
31.通过采用上述技术方案，当行星齿轮自转时，可以通过定位螺栓将固定盘与工装盘连接固定，避免中心齿轮带动行星齿轮自转的过程中，工装盘随中心齿轮同步转动。
32.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
33.1.本技术通过在单体镀膜机内安装行星轮系和平移机构，使得通过驱动机构可以带动行星轮系的行星齿轮转动，从而通过平移机构带动被镀工件往复滑动，在往复滑动的过程中，安装在单体镀膜机内的靶材将对被镀工件进行镀膜，且在被镀工件往复滑动的过程中，被镀工件各处距离靶材的靶基距相同，以模拟被镀工件在连续镀膜线上的工况，工作人员直接根据需要在特定时间时将单体镀膜机停止，将被镀工件拿出对被镀工件的镀膜参数进行检测记录即可，而不需要将整个连续镀膜线停止，大大减少了对被镀工件进行检测时的检测成本，降低检测时的繁琐性；
34.2.本技术通过设置平移机构，使得可以将平移机构安装在任意的单体镀膜机内，当单体镀膜机内的行星轮系的行星齿轮转动时，将通过传动组件带动随动板往复移动，将行星齿轮的转动，转换为被镀工件的直线运动；
35.3.本技术通过设置伸缩杆具有至少两种伸缩状态，使得可以通过调节伸缩杆处于不同的状态以改变行星齿轮呈自转或公转。
附图说明
36.图1是为了体现被镀工件安装在单体镀膜机内的结构示意图。
37.图2是为了体现被镀工件随行星齿轮转动时被镀工件上各处靶基距的变化情况所做的示意图。
38.图3是为了体现本技术的真空镀膜机往复平移工件架安装在单体镀膜机内的结构示意图。
39.图4是为了本技术真空镀膜机往复平移工件架整体结构所做的示意图。
40.图5是将随动板隐藏掉后为了体现平移机构与行星轮系安装关系所做的示意图。
41.图6是为了体现驱动机构、安装架以及行星齿轮连接关系所做的半剖主视图。
42.附图标记说明：1、安装架；11、固定盘；12、主轴；121、第一从动齿轮；13、工装盘；131、第二从动齿轮；132、连接筒；14、定位螺栓；2、行星轮系；21、行星齿轮；22、中心齿轮；3、驱动机构；31、伺服电机；32、换向传动组件；321、滑套；322、滑动轴； 323、第一主动齿轮；324、第二主动齿轮；325、定位销；326、定位孔；3261、第一定位孔； 3262、第二定位孔；3263、第三定位孔；33、主动带轮；34、从动带轮；35、传输皮带；4、平移机构；41、随动板；42、传动组件；421、安装座；4211、安装板；4212、支腿；422、不完全齿轮；423、齿条；424、支撑轨道；5、支架；51、支杆；52、连接盘；53、导向轮。
具体实施方式
43.以下结合附图1-6对本技术作进一步详细说明。
44.参照图1和图2，将被镀工件安装在单体镀膜机内的俯视结构示意图，当被镀工件安装在单体镀膜机内行星轮系2的行星齿轮21上时，被镀工件与靶材之间的距离称为靶基距 d。当将工件安装在行星齿轮21上时，工件的中心点与行星齿轮21的轴线重合；当行星齿轮21带动被镀工件自转时，被镀工件绕行星齿轮21自转的轴线转动，此时被镀工件中心点的靶基距d不变，其余点的靶基距d都在不停发生着变化。而靶基距d的变化将导致镀在被镀工件不同点的膜厚均匀性较差，导致后续使用时，被镀工件上镀的膜与基体之间的结合力也会变差。当被镀工件为大尺寸的板类零件时，单个被镀工件上膜厚均匀性更差。
45.本技术实施例公开一种真空镀膜机往复平移工件架，其可以安装在现有的单体镀膜机内。参照图3，真空镀膜机往复平移工件架包括用于安装在单体镀膜机的真空腔室内的安装架1、安装在安装架1上的行星轮系2、用于带动行星轮系2的行星齿轮21自转或公转的驱动机构3以及安装在安装架1上的平移机构4。
46.参照图3和图4，平移机构4包括用于带动被镀工件往复运动的随动板41以及连接在随动板41与行星轮系2上任一行星齿轮21之间的传动组件42，传动组件42可以通过行星齿轮21的转动带动随动板41往复移动，以模拟连续镀膜线上被镀工件的直线运动。
47.参照图4和图5，传动组件42包括安装在安装架1上的安装座421、转动连接在安装座421上的不完全齿轮422以及滑动连接在安装座421上的两条齿条423，随动板41同时固接在两条齿条423上。其中安装座421架设在其中一个行星齿轮21上，包括安装板4211以及固
接在安装板4211一侧的支腿4212，支腿4212远离安装板4211的一端可以通过螺栓等可拆卸连接在安装架1上。行星齿轮21的转动轴贯穿安装板4211与不完全齿轮422 固接，使得不完全齿轮422与行星齿轮21同轴固接。当行星齿轮21自转时，也将带动不完全齿轮422转动。两条齿条423分别位于不完全齿轮422相对的两侧且齿牙相对设置，当行星齿轮21带动不完全齿轮422转动时，不完全齿轮422将分别与两条齿条423啮合。其中不完全齿轮422上的齿牙长度为不完全齿轮422圆周长度的1/4，使得不完全齿轮422在转动的过程中不会同时与两条齿条423啮合。且由于两条齿条423的齿牙相对设置，所以当不完全齿轮422转动至齿牙与一条齿条423啮合时，将通过齿条423带动随动板41往一个方向运动；当不完全齿轮422转动至齿牙与另一条齿条423啮合时，将通过另一条齿条423带动随动板41反方向运动，通过不完全齿轮422的持续转动，实现带动随动板41往复移动，以带动安装在随动板41上的被镀工件往复移动。
48.其中，在安装板4211上固接有两条相互平行的支撑轨道424，两条齿条423分别滑动连接在两条支撑轨道424上，两条支撑轨道424可以对两条齿条423的滑动起到导向的作用。
49.使用时，直接将安装座421安装在安装架1上，且使得支撑轨道424的一侧面与靶材的表面平行即可，此时通过行星齿轮21的转动即可带动被镀工件沿平行与靶材的平面滑动，保证被镀工件往复移动的过程中，被镀工件各处的靶基距相同。
50.当然，在本技术的另一示例中，不完全齿轮422和齿条423也可以替换为与行星齿轮同轴固接的凸轮以及固接在安装座421与随动板41之间的弹簧，凸轮位于随动板远离弹簧的一侧。当凸轮转动至长径与随动板41抵接时，可以抵接随动板41向弹簧所在方向滑动；当凸轮转动至短径与随动板41抵接时，在弹簧作用下可以推动随动板41向凸轮所在方向运动，实现带动随动板41往复运动。
51.可以理解的是，平移机构4可以设置有一个，也可以设置有多个，多个平移机构4 与多个行星齿轮21一一对应，使得可以同时对多个被镀工件进行同时镀膜检测，使得检测效果更好。
52.参照图5和图6，安装架1包括用于固定在真空腔室内的水平放置的固定盘11、转动连接在固定盘11中心的主轴12以及转动连接在主轴12上的工装盘13。主轴12竖直放置，工装盘13位于安装盘上侧。行星轮系2的中心齿轮22固接在主轴12的上端，行星轮系2 的行星齿轮21转动连接在工装盘13上，且行星齿轮21环绕主轴12的轴线间隔设置有多个，本技术以行星齿轮21设置四个为例进行说明。
53.驱动机构3包括伺服电机31以及连接在伺服电机31和主轴12之间的换向传动组件 32，换向传动组件32用于将伺服电机31的动力传递至安装架1以带动行星齿轮21自转或公转。
54.参照图6，换向传动组件32包括与伺服电机31同轴固接的伸缩杆，伸缩杆包括与伺服电机31输出轴同步转动的滑套321以及滑动连接在滑套321内的滑动轴322，在滑动轴 322上沿其轴线方向间隔固接有第一主动齿轮323和第二主动齿轮324，第一主动齿轮323 位于第二主动齿轮324靠近伺服电机31的一侧。同时在主轴12下端固接有第一从动齿轮 121，在主轴12上套设有与工装盘13同步转动的第二从动齿轮131，第二从动齿轮131位于第一从动齿轮121上方。伸缩杆至少具有两种伸缩状态以对应行星齿轮21的自转和公转。
55.具体的，贯穿滑套321相对的两侧穿设有定位销325，在滑动轴322侧壁上开设有供定位销325穿过的至少两个定位孔326，当定位销325分别与至少两个定位孔326配合时，即形成上述伸缩杆具有的至少两种伸缩状态。
56.当定位孔326开设有两个时，位于远离第一主动齿轮323的一个定位孔326称为第一定位孔3261，位于靠近第一主动齿轮323的一个定位孔326称为第二定位孔3262。
57.当定位销325穿设于第一定位孔3261内以固定住滑动轴322在滑套321内的位置时，此时伸缩杆的状态称为第一状态，此时第一从动齿轮121与第一主动齿轮323啮合，第二从动齿轮131与第二主动齿轮324啮合。当伺服电机31启动时，伺服电机31输出轴将带动伸缩杆转动，以通过第一主动齿轮323与第一从动齿轮121的啮合以及第二主动齿轮324与第二从动齿轮131的啮合同时带动主轴12和工装盘13转动，此时实现行星齿轮21的公转。
58.当定位销325穿设于第二定位孔3262内以固定住滑动轴322在滑套321内的位置时，此时伸缩杆的状态称为第二状态，此时第二从动齿轮131既不与第一主动齿轮323也不与第二主动齿轮324啮合，第一从动齿轮121与第二主动齿轮324啮合，通过伸缩杆带动主轴 12转动，以带动中心齿轮22转动，实现行星齿轮21的自转。此时工装盘13固定不转，且为了避免工装盘13随主轴12同步转动，在固定盘11上可拆卸连接有定位螺栓14，定位螺栓14可以旋拧在工装盘13上以固定住工装盘13与固定盘11的相对位置。当需要操作工装盘13转动时，直接将定位螺栓14取下即可。
59.当然，可以理解的是，开设在滑动轴322上的定位孔326也可以为三个，此时第三个定位孔326称为第三定位孔3263，第三定位孔3263位于第一定位孔3261远离第二定位孔3262的一侧。当定位销325穿设于第三定位孔3263内时，第一从动齿轮121既不与第一主动齿轮323啮合也不与第二主动齿轮324啮合，第二从动齿轮131与第一主动齿轮323啮合，通过伸缩杆带动工装盘13转动，实现行星齿轮21的公转+自转。
60.可以理解的是，第一主动齿轮323和第二主动齿轮324的位置可以互换，第一从动齿轮121和第二从动齿轮131的位置也可以互换，本技术以第二从动齿轮131位于第一从动齿轮121朝向工装盘13的一侧为例进行说明，且在主轴12上套设有用于将工装盘13和第二从动齿轮131连接的连接筒132，连接筒132一端与工装盘13固接，另一端与第二从动齿轮131固接，连接筒132内壁与主轴12通过轴承转动连接，外壁与固定盘11转动连接，且在工装盘13和固定盘11之间也可以设置有推力轴承，保障工装盘13与固定盘11之间的顺畅转动。
61.参照图4和图6，其中，伺服电机31的输出轴与滑套321同步转动，具体的，伺服电机31的输出轴可以直接与滑套321固接，当然，伺服电机31的输出轴与滑套321之间也可以通过中间传动件实现连接，中间连接件可以为皮带、链条等，本技术以伺服电机31的输出轴通过皮带带动滑套321转动为例进行说明。
62.在伺服电机31的输出轴上固接有主动带轮33，在滑套321上固接有从动带轮34，在主动带轮33和从动带轮34之间套设有传输皮带35，以实现滑套321与伺服电机31输出轴的同步转动。
63.参照图4，为了固定住被镀工件在平移机构4上的位置，在工装盘13上还设置有用于对被镀工件进行支撑的支架5。
64.支架5包括固接在工装盘13上的多根支杆51以及固接在支杆51远离工装盘13一端的连接盘52，在连接盘52朝向支杆51的一侧转动连接有多个导向轮53，每个导向轮53 的轴
线均竖直设置，两个导向轮53为一组用于对同一被镀工件进行夹持，多组导向轮53与多个行星齿轮21一一对应设置。安装时，直接将被镀工件下端与随动板41固定，将被镀工件上端嵌入同组的两个导向轮53之间，即可通过同组的两个导向轮53将被镀工件夹持住，以固定住被镀工件的位置。当行星齿轮21自转以通过随动板41带动被镀工件往复运动时，被镀工件也在两个导向轮53之间往复滑动。当行星齿轮21公转转动至下一靶材处时，工装盘13也同时带动支架5一起旋转。
65.本技术实施例一种真空镀膜机往复平移工件架的实施原理为：当需要对被镀工件进行镀膜检测时，提前将需要镀膜种类将对应靶材安装在单体镀膜机真空腔室的内壁处，且多个靶材环绕中空腔室的中线间隔设置。然后将平移机构4安装在工装盘13上，且使得不完全齿轮422的轴线与行星齿轮21的轴线重合，然后将被镀工件安装在随动板41上，通过支架5固定住被镀工件在随动板41上的位置。通过改变伸缩杆的状态，使得伺服电机31带动行星齿轮21自转，以使得平移机构4带动被镀工件往复移动，模拟被镀工件在连续镀膜线上的工况，提高检测被镀工件参数时的精准性。当镀膜一定时间后，操作伺服电机31停止，将被镀工件取出，对被镀工件上镀膜的参数进行检测即可。检测完毕后可以将被镀工件安装在单体镀膜机内继续镀膜。当需要更换镀膜的材质时，直接改变伸缩杆的状态，使得行星齿轮21公转或自转+公转，即可改变被镀工件的位置，使得被镀工件转动至下一靶材处，通过下一靶材对被镀工件进行镀膜即可。
66.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。