本發(fā)明涉及石英坩堝生產(chǎn),具體為一種石英坩堝鍍膜裝置。
背景技術(shù):
1、在石英坩堝的鍍膜工藝中,現(xiàn)有技術(shù)通常采用固定坩堝支架與簡單的噴涂系統(tǒng)來進行表面鍍膜。然而,這類傳統(tǒng)裝置存在顯著的局限性。首先,由于支架結(jié)構(gòu)固定,坩堝在鍍膜過程中僅能在有限的方向上進行噴涂,導(dǎo)致鍍膜材料無法均勻覆蓋坩堝的所有表面區(qū)域,常常出現(xiàn)鍍膜層厚度不均的現(xiàn)象,進而影響坩堝的使用性能和鍍膜層的質(zhì)量穩(wěn)定性。特別是在對鍍膜均勻性要求較高的應(yīng)用中,傳統(tǒng)設(shè)備的能力明顯不足。
2、其次,傳統(tǒng)裝置的操作大多依賴人工干預(yù)進行坩堝位置的調(diào)整和噴涂角度的控制,自動化水平較低。由于手動操作的復(fù)雜性和人為誤差,鍍膜過程的精確度和一致性難以得到有效保障,生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量不易提升。此外,現(xiàn)有技術(shù)在真空環(huán)境、氣體供給以及加熱控制系統(tǒng)方面的調(diào)控精度較低,無法根據(jù)實際工藝要求進行實時、精細的自動調(diào)整,難以滿足復(fù)雜鍍膜工藝對多參數(shù)調(diào)控的需求,導(dǎo)致整體工藝的靈活性和穩(wěn)定性不足。
3、盡管一些改進方案通過增加旋轉(zhuǎn)支架或調(diào)整噴涂系統(tǒng)的角度以提升鍍膜均勻性,但現(xiàn)有技術(shù)在多軸控制、自動化程度和工藝參數(shù)精確控制等方面仍存在諸多不足,難以適應(yīng)高要求的鍍膜應(yīng)用場景,有鑒于此,針對現(xiàn)有的問題予以研究改良,提供一種石英坩堝鍍膜裝置,來解決目前存在的問題,旨在通過該技術(shù),達到解決問題與提高實用價值性的目的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。
2、為此,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種石英坩堝鍍膜裝置,包括:包括:噴鍍艙、噴涂組件和多維坩堝支架,所述噴涂組件與多維坩堝支架均固定設(shè)置于噴鍍艙的內(nèi)部;
3、所述噴鍍艙的表面設(shè)有:真空及排氣系統(tǒng),用于對噴鍍艙內(nèi)進行抽氣,達到預(yù)定的真空度,并排放鍍膜過程中產(chǎn)生的廢氣;
4、氣體供給系統(tǒng),與噴涂組件的輸入端連通,用于提供鍍膜過程中所需的反應(yīng)氣體,并精確控制氣體流量與比例;
5、氣氛加熱系統(tǒng),用于為鍍膜過程提供恒定且均勻的溫度環(huán)境,確保腔室內(nèi)溫度的穩(wěn)定性;
6、控制系統(tǒng),用于監(jiān)控和調(diào)控鍍膜過程中各項參數(shù),包括溫度、壓力、氣體流量以及坩堝和噴涂組件的運動狀態(tài);
7、可視窗口,設(shè)置于噴鍍艙表面,用于觀察鍍膜過程中的艙內(nèi)運行狀態(tài)
8、本發(fā)明在一較佳示例中可以進一步配置為:所述噴涂組件包括:固定架、噴頭和驅(qū)動電機,所述固定架的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動安裝有軸桿;
9、其中,所述固定架固定安裝于噴鍍艙的內(nèi)壁,所述軸桿兩端與固定架內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動連接,噴頭固定設(shè)置在軸桿表面,所述噴頭的表面設(shè)有聯(lián)擺桿,驅(qū)動電機通過曲柄機構(gòu)連接聯(lián)擺桿進而帶動軸桿進行偏轉(zhuǎn),使噴頭在固定架內(nèi)側(cè)實現(xiàn)往復(fù)擺動。
10、本發(fā)明在一較佳示例中可以進一步配置為:所述多維坩堝支架包括傳動舵臺、轉(zhuǎn)臺齒盤和傳動齒軸以及固定于傳動舵臺表面的第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機,所述轉(zhuǎn)臺齒盤轉(zhuǎn)動安裝于傳動舵臺的頂面,所述傳動齒軸轉(zhuǎn)動套接于傳動舵臺的表面且與轉(zhuǎn)臺齒盤的外周傳動嚙合,所述第二驅(qū)動電機的輸出端設(shè)有與傳動齒軸表面?zhèn)鲃訃Ш系奈仐U,所述轉(zhuǎn)臺齒盤的表面固定安裝有軸架,所述轉(zhuǎn)臺齒盤的表面轉(zhuǎn)動安裝有傳動鍵軸,多爪夾盤旋轉(zhuǎn)安裝于軸架軸架表面且一側(cè)設(shè)有與傳動鍵軸表面?zhèn)鲃訃Ш系凝X盤,傳動鍵軸的底端與第一驅(qū)動電機的輸出端傳動嚙合,第一驅(qū)動電機第一驅(qū)動電機通過傳動鍵軸驅(qū)動多爪夾盤在水平軸向旋轉(zhuǎn),第二驅(qū)動電機第二驅(qū)動電機通過傳動齒軸傳動齒軸及轉(zhuǎn)臺齒盤轉(zhuǎn)臺齒盤驅(qū)動軸架軸架和多爪夾盤在豎直軸向旋轉(zhuǎn)。
11、本發(fā)明在一較佳示例中可以進一步配置為:所述多爪夾盤包括:定盤座、轉(zhuǎn)盤和若干夾爪桿夾爪桿;其中,所述轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)安裝于定盤座上,定盤座和轉(zhuǎn)盤表面均設(shè)有多個導(dǎo)槽導(dǎo)槽,且定盤座和轉(zhuǎn)盤表面導(dǎo)槽導(dǎo)槽布置方向相反,夾爪桿夾爪桿滑動套接于定盤座和轉(zhuǎn)盤表面的導(dǎo)槽內(nèi)側(cè),用于夾持石英坩堝;通過轉(zhuǎn)盤在定盤座表面的偏轉(zhuǎn)運動,由兩個反向的導(dǎo)槽實現(xiàn)多爪夾盤在轉(zhuǎn)盤表面的相對徑向運動。
12、本發(fā)明在一較佳示例中可以進一步配置為:所述導(dǎo)槽呈弧線狀套槽結(jié)構(gòu),且導(dǎo)槽的一端靠近轉(zhuǎn)盤軸心,且另一端遠離導(dǎo)槽軸心,定盤座和轉(zhuǎn)盤表面導(dǎo)槽數(shù)量與導(dǎo)槽數(shù)量一一對應(yīng),且定盤座的表面固定安裝有用于提高轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動阻尼的抵接板。
13、本發(fā)明在一較佳示例中可以進一步配置為:所述真空及排氣系統(tǒng)包括:
14、粗真空泵:用于初步降低噴鍍艙內(nèi)的壓力至預(yù)定真空水平;
15、高真空泵:用于進一步降低噴鍍艙內(nèi)的壓力,以滿足鍍膜工藝的高真空要求;
16、真空閥門:用于控制真空泵與噴鍍艙之間的連接;
17、真空計:用于實時監(jiān)測噴鍍艙內(nèi)的真空度;
18、廢氣處理系統(tǒng):用于過濾和處理鍍膜過程中產(chǎn)生的廢氣,以防止環(huán)境污染;
19、粗真空泵、高真空泵、真空閥門、真空計和廢氣處理系統(tǒng)依次連接。
20、本發(fā)明在一較佳示例中可以進一步配置為:所述氣體供給系統(tǒng)包括:
21、高純度反應(yīng)氣體源:包括硅烷(sih4)、氨氣(nh3)等用于鍍膜反應(yīng)的氣體;
22、高純度載氣源:包括氬氣(ar)、氮氣(n2)等用于輔助鍍膜的載氣;
23、氣體管路:采用內(nèi)壁拋光的不銹鋼管道以防止雜質(zhì)附著;
24、質(zhì)量流量控制器(mfc):用于精確控制反應(yīng)氣體與載氣的流量和比例;
25、氣體凈化裝置:包括除濕器和過濾器,用于去除氣體中的水分和顆粒雜質(zhì);
26、安全裝置:包括回火防止器、氣體泄漏檢測器,確保氣體輸送的安全性;
27、高純度反應(yīng)氣體源、高純度載氣源、氣體管路、質(zhì)量流量控制器(mfc)和氣體凈化裝置依次連接,且安全裝置設(shè)于氣體管路上。
28、本發(fā)明在一較佳示例中可以進一步配置為:所述控制系統(tǒng)包括:
29、工業(yè)控制計算機(ipc):用于運行鍍膜控制軟件,并對相關(guān)數(shù)據(jù)進行處理和存儲;
30、人機界面(hmi):用于顯示設(shè)備運行狀態(tài),并供操作人員監(jiān)控和設(shè)置相關(guān)參數(shù);
31、傳感器和檢測器:包括溫度傳感器、壓力傳感器及氣體流量傳感器,實時采集各項關(guān)鍵參數(shù);
32、可編程邏輯控制器(plc):用于接收傳感器信號,并控制各執(zhí)行機構(gòu)的運行;
33、驅(qū)動器:用于控制驅(qū)動電機、第一驅(qū)動電機第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機第二驅(qū)動電機的工作;
34、數(shù)據(jù)記錄與報警系統(tǒng):記錄鍍膜過程中的各項參數(shù)和事件,并在異常情況下發(fā)出報警信號并采取相應(yīng)保護措施。
35、本發(fā)明所取得的有益效果為:
36、1.本發(fā)明中,通過多維坩堝支架與噴涂組件的協(xié)調(diào)運動,實現(xiàn)坩堝在水平和豎直方向的靈活旋轉(zhuǎn)和擺動,確保鍍膜過程中的均勻性和精確性,減少了人為操作誤差。
37、2.本發(fā)明中,通過高集成度的多維坩堝支架,具有水平軸向和豎直軸向的靈活旋轉(zhuǎn)功能,使坩堝在鍍膜過程中可以從多個角度接受噴涂,有效確保坩堝表面各個區(qū)域都能均勻涂覆鍍膜材料,支架的精密傳動結(jié)構(gòu)(如蝸桿傳動和齒盤傳動)確保了坩堝在旋轉(zhuǎn)過程中具有高精度的運動控制,使其在水平和豎直兩個軸向上的旋轉(zhuǎn)和定位更加精準,確保了鍍膜過程的精確控制,有效提升了鍍膜厚度的均勻性和一致性。
38、3.本發(fā)明中,設(shè)備的控制系統(tǒng)通過對真空及排氣系統(tǒng)、氣體供給系統(tǒng)和氣氛加熱系統(tǒng)的精細控制,集成了工業(yè)控制計算機(ipc)和可編程邏輯控制器(plc),能夠在不同工況下快速調(diào)整溫度、氣體流量、壓力等參數(shù),確保生產(chǎn)流程的靈活性和穩(wěn)定性,顯著提升了生產(chǎn)效率。此外,設(shè)備的自動報警功能能夠在異常情況下及時響應(yīng),確保設(shè)備的安全性和運行的連續(xù)性,減少停機和維護成本。