CN111304615A - 战斗机驾驶舱玻璃罩表面物理气相沉积设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种战斗机驾驶舱玻璃罩表面物理气相沉积设备，真空计能测量由真空泵抽真空的真空腔体内的真空度并传信于控制***，充气***能给真空腔体内充不同气体，工件内侧面能拆拆卸的安装于真空腔体内的工件定位装置上，真空腔体内的离子轰击板能对工件外侧表面进行等离子清洗，真空腔体内的磁控阴极恰能包覆于工件外侧表面外部并与工件外侧表面保持设定距离，磁控阴极能在工件表面溅射沉膜，冷却***能给磁控阴极和真空泵进行冷却，控制***控制真空泵、磁控阴极、离子轰击板、充气***和冷却***运行，本发明全自动化控制，对战斗机驾驶舱玻璃罩表面沉积透明导电膜层效率高，膜层厚度均匀性好，膜层与玻璃罩结合牢固度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁控溅射沉膜设备，特别涉及一种战斗机驾驶舱玻璃罩表面物理气相沉积设备。
背景技术
战斗机驾驶舱上都安装有玻璃罩，战斗机驾驶舱玻璃罩为多曲面的有机或无机玻璃罩，战斗机在执行任务过程中如果敌机或地面电子战部队发出强电磁波，可以使飞机上的水平仪等各电子***瘫痪，甚至有可能会因电子***瘫痪导致战斗机上线路短路，给战斗机飞行安全造成威胁；
战斗机在高空飞行时，由于冷热温差的原因，战斗机驾驶舱玻璃罩表面很容易形成汽雾影响驾驶员视线，进而产生飞行安全隐患。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种战斗机驾驶舱玻璃罩表面物理气相沉积设备，该战斗机驾驶舱玻璃罩表面物理气相沉积设备能够在战斗机驾驶舱玻璃罩表面沉积一种透明导电膜层，使得战斗机驾驶舱玻璃罩具有防电磁干扰和防汽雾的效果。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种战斗机驾驶舱玻璃罩表面物理气相沉积设备，包括真空腔体、真空泵、磁控阴极、离子轰击板、工件定位装置、充气***、冷却***和控制***，所述真空泵能够给真空腔体抽真空，真空腔体内的真空计能够测量真空腔体内的真空度并传信于控制***，充气***能够选择的给真空腔体内充不同种类的气体，工件定位装置能够固定定位于真空腔体内，工件内侧面能够拆拆卸的安装于工件定位装置上，离子轰击板固定安装于真空腔体内，离子轰击板能够对工件外侧表面进行等离子清洗，磁控阴极安装于真空腔体内，磁控阴极恰能够包覆于工件外侧表面外部并与工件外侧表面保持设定距离，磁控阴极能够在工件表面溅射沉膜，冷却***能够给磁控阴极和真空泵进行冷却，控制***控制真空泵、磁控阴极、离子轰击板、充气***和冷却***运行。
作为本发明的进一步改进，所述磁控阴极包括第一磁控阴极靶、第二磁控阴极靶、阴极座、转角驱动装置和进给驱动装置，所述阴极座能够沿工件长度方向运动的安装于真空腔内，进给驱动装置驱动阴极座运动，第一磁控阴极靶和第二磁控阴极靶分别铰接设于阴极座上，转角驱动装置驱动第一磁控阴极靶和第二磁控阴极靶同步相向或反向转动，第一磁控阴极靶和第二磁控阴极靶之间能够形成与工件任意截面处外形匹配的V形空间，工件恰能够穿过该V形空间内部，控制***控制进给驱动装置和转角驱动装置运行。
作为本发明的进一步改进，所述第一磁控阴极靶和第二磁控阴极靶分别为与工件两侧外形匹配的折弯板状结构，第一磁控阴极靶和第二磁控阴极靶与阴极座同轴铰接相连，转角驱动装置包括第一伺服电机和传动齿轮机构，第一磁控阴极靶和第二磁控阴极靶上分别设有啮合齿轮，第一伺服电机通过传动齿轮机构上不同转向的齿轮与第一磁控阴极靶和第二磁控阴极靶上的啮合齿轮啮合传动，实现第一磁控阴极靶和第二磁控阴极靶同步反向转动，控制***控制第一伺服电机启停和转向。
作为本发明的进一步改进，所述真空腔体内还设有沿工件长度方向延伸的阴极轨道，所述阴极轨道上设有阴极小车，进给驱动装置驱动阴极小车运动沿阴极轨道延伸方向运动，阴极座固定安装于阴极小车上。
作为本发明的进一步改进，所述进给驱动装置包括滚珠丝杠传动机构和第二伺服电机，第二伺服电机通过滚珠丝杠传动机构驱动阴极小车运动，控制***控制第二伺服电机启停和转向。
作为本发明的进一步改进，所述工件定位装置包括支架、链轮、链条和第三伺服电机，支架沿工件长度方向的两端分别能够转动的设有一个链轮，链条与该两个链轮啮合，链条两端分别与工件沿其长度方向内侧两端相连，第三伺服电机驱动一个链轮转动，控制***控制第三伺服电机启停和转向。
作为本发明的进一步改进，所述支架上还设有一个悬挂点，工件中心能够转动的悬挂与该悬挂点上。
作为本发明的进一步改进，所述真空腔体内还设有自真空腔体入口向真空腔体内部水平延伸的横向轨道，横向轨道上设有能够水平运动的工件架小车，工件定位装置安装于工件架小车上。
作为本发明的进一步改进，还设有外部小车，外部小车上设有与真空腔体内部衔接的外部轨道，工件架小车能够沿外部轨道滑动到外部小车上。
作为本发明的进一步改进，所述充气***包括提供不同气体的气路、混气装置、阀体和气体流量计，各条气路通过混气装置与真空腔体连通，各条气路上均设有阀体和气体流量计，气体流量计能够检测气路中气流流量值并传信于控制***，控制***控制各条气路上阀体的开闭。
本发明的有益效果是：本发明能够在战斗机驾驶舱玻璃罩表面沉积一种透明导电膜层，使得在战斗机驾驶舱玻璃罩具有防电磁干扰和因冷热温差而在驾驶舱罩表面形成汽雾影响驾驶员视线的功能，本发明通过对第一磁控阴极靶和第二磁控阴极靶夹角以及高度的调整和对工件前后倾角的调整，使得磁控阴极在工作时与玻璃罩表面保持一个相对均等的距离，从而保证驾驶舱玻璃罩表面膜层的技术性能，本发明还通过离子轰击板在沉膜前对玻璃罩表面进行等离子清洗，大大提高了膜层与玻璃罩的结合力，本发明还通过工件架小车和外部小车的配合提高了工件安装和拆卸的便利性，本发明全自动化控制，对战斗机驾驶舱玻璃罩表面沉积透明导电膜层效率高，膜层厚度均匀性好，膜层与玻璃罩结合牢固度高。
附图说明
图1为本发明的结构原理主视图；
图2为本发明的结构原理左视图；
图3为本工件沉膜完成后与外部小车对接状态图；
图4为磁控阴极结构原理图；
图5为本发明对工件前端进行沉膜状态示意图；
图6为本发明对工件后端进行沉膜状态示意图；
图7为工件主视图；
图8为工件左视图；
图9为工件俯视图。
具体实施方式
实施例：一种战斗机驾驶舱玻璃罩表面物理气相沉积设备，包括真空腔体1、真空泵13、磁控阴极、离子轰击板8、工件定位装置、充气***、冷却***和控制***，所述真空泵13能够给真空腔体1抽真空，真空腔体1内的真空计能够测量真空腔体1内的真空度并传信于控制***，充气***能够选择的给真空腔体1内充不同种类的气体，工件定位装置能够固定定位于真空腔体1内，工件3内侧面能够拆拆卸的安装于工件定位装置上，离子轰击板8固定安装于真空腔体1内，离子轰击板8能够对工件3外侧表面进行等离子清洗，磁控阴极安装于真空腔体1内，磁控阴极恰能够包覆于工件3外侧表面外部并与工件3外侧表面保持设定距离，磁控阴极能够在工件3表面溅射沉膜，冷却***能够给磁控阴极和真空泵13进行冷却，控制***控制真空泵13、磁控阴极、离子轰击板8、充气***和冷却***运行。
将需要进行磁控溅射沉膜的工件3安装在工件定位装置上，并由其内侧面进行定位，外侧表面完整的与磁控阴极正对，然后关闭真空腔体1，并开启真空泵13一直给真空腔体1抽真空，真空腔到达需要的真空度后，充气***给真空腔内充一定量的氩气，开启离子轰击板8的电源对工件3外侧表面进行等离子清洗，以提高膜层与玻璃罩的结合力，然后，关闭充气***，当真空腔体1到达沉膜需要的真空度时，启动磁控阴极的电源，同时打开充气***向真空腔体1内充入一定量的氩气和氧气，实现对玻璃罩外表面的膜层沉积，该设备实现了对工件3外侧表面进行物理气相沉积一层透明导电膜层，使驾驶舱玻璃罩具有防电磁干扰和因冷热温差而在驾驶舱罩表面形成汽雾影响驾驶员视线的功能。
所述磁控阴极包括第一磁控阴极靶4、第二磁控阴极靶5、阴极座6、转角驱动装置和进给驱动装置，所述阴极座6能够沿工件长度方向运动的安装于真空腔内，进给驱动装置驱动阴极座6运动，第一磁控阴极靶4和第二磁控阴极靶5分别铰接设于阴极座6上，转角驱动装置驱动第一磁控阴极靶4和第二磁控阴极靶5同步相向或反向转动，第一磁控阴极靶4和第二磁控阴极靶5之间能够形成与工件任意截面处外形匹配的V形空间，工件恰能够穿过该V形空间内部，控制***控制进给驱动装置和转角驱动装置运行。当工件进行等离子清洗完成后，则控制***进入沉膜程序，阴极座6带着第一磁控阴极靶4和第二磁控阴极靶5沿工件长度方向进给运动的同时，第一磁控阴极靶4和第二磁控阴极靶5同步转动调节二者之间的夹角与工件任意横截面处外形匹配，使得，第一磁控阴极靶4和第二磁控阴极靶5始终与工件外侧表面等间距平行状态沉膜，能够实现工件表面任意部位均匀物理气相沉积透明导电膜层，避免膜层厚度不均匀，并保证膜层任意位置与工件表面结合牢固。
所述第一磁控阴极靶4和第二磁控阴极靶5分别为与工件两侧外形匹配的折弯板状结构，第一磁控阴极靶4和第二磁控阴极靶5与阴极座6同轴铰接相连，转角驱动装置包括第一伺服电机10和传动齿轮机构，第一磁控阴极靶4和第二磁控阴极靶5上分别设有啮合齿轮，第一伺服电机10通过传动齿轮机构上不同转向的齿轮与第一磁控阴极靶4和第二磁控阴极靶5上的啮合齿轮啮合传动，实现第一磁控阴极靶4和第二磁控阴极靶5同步反向转动，控制***控制第一伺服电机10启停和转向。
根据导入控制***内的工件图面，由控制***控制第一伺服电机10运行，进而可以调整第一磁控阴极靶4和第二磁控阴极靶5的夹角变大或变小，来适应工件不同横截面处外侧表面夹角，保证第一磁控阴极靶4和第二磁控阴极靶5与工件外侧表面任意位置保持平行等间距状态，以及保证磁控阴极始终与玻璃罩表面保持一定距离工作，进而确保工件外侧表面镀膜厚度均匀。
所述真空腔体1内还设有沿工件长度方向延伸的阴极轨道，所述阴极轨道上设有阴极小车7，进给驱动装置驱动阴极小车7运动沿阴极轨道延伸方向运动，阴极座6固定安装于阴极小车7上。通过阴极小车7沿阴极轨道前后运动实现第一磁控阴极靶4和第二磁控阴极靶5的进给运动，来实现工件全面沉膜。
所述进给驱动装置包括滚珠丝杠传动机构9和第二伺服电机12，第二伺服电机12通过滚珠丝杠传动机构9驱动阴极小车7运动，控制***控制第二伺服电机12启停和转向。控制***根据导入控制***内的工件图面，控制第二伺服电机12运行速度与第一伺服电机10运行速度匹配，进而实现磁控阴极与玻璃罩表面任意位置保持等距离工作。
所述工件定位装置包括支架、链轮14、链条15和第三伺服电机11，支架沿工件长度方向的两端分别能够转动的设有一个链轮14，链条15与该两个链轮14啮合，链条15两端分别与工件沿其长度方向内侧两端相连，第三伺服电机11驱动一个链轮14转动，控制***控制第三伺服电机11启停和转向。工件两端用链条15连接，链轮14驱动使用第三伺服电机11，在控制***的控制下可以让玻璃罩两端上下活动，以保证磁控阴极进给运行过程中始终与玻璃罩任意横截面部位表面保持平行等距距离状态沉膜。
所述支架上还设有一个悬挂点19，工件中心能够转动的悬挂与该悬挂点19上。工件外表面朝下悬挂在支架上，工件中心以悬挂点19为支点旋转。
所述真空腔体1内还设有自真空腔体1入口向真空腔体1内部水平延伸的横向轨道16，横向轨道16上设有能够水平运动的工件架小车2，工件定位装置安装于工件架小车2上。将玻璃罩固定在工件架小车2上，推进真空腔体1，然后关闭真空腔体1的门，启动真空泵13组抽真空，通过工件架小车2实现工件轻松快速送入真空腔体1内部。
还设有外部小车17，外部小车17上设有与真空腔体1内部衔接的外部轨道18，工件架小车2能够沿外部轨道18滑动到外部小车17上。工件架小车2通过外部轨道18与外部小车17对接，可以在真空腔体1外面装卸工件，提高工件安装和拆卸便利性。
所述充气***包括提供不同气体的气路、混气装置、阀体和气体流量计，各条气路通过混气装置与真空腔体1连通，各条气路上均设有阀体和气体流量计，气体流量计能够检测气路中气流流量值并传信于控制***，控制***控制各条气路上阀体的开闭。
工件表面物理气相沉设备工作流程如下：
1.将战斗机驾驶舱玻璃罩工件固定在工件架小车2上，推进真空腔体1，然后关闭真空腔体1的门，启动真空泵13对真空腔体1抽真空；
2.当真空腔体1内到达需要的真空度后，充气***根据气体流量计检测数据由控制***控制给真空腔体1充入一定量的氩气，开启离子轰击板8的电源，由离子轰击板8对玻璃罩进行等离子清洗；
3.等离子清洗完成后，关闭充气***，真空泵13保持抽真空，当真空腔体1到达沉膜需要的真空度时，控制***控制磁控阴极的电源打开，同时控制第一伺服电机10、第二伺服电机12和第三伺服电机11启动，同时打开充气***，向腔体内充入一定量的氩气和氧气，开始进行沉膜程序；
4.沉膜时，磁控阴极和玻璃罩在控制***的控制下，工件前端先下降然后前端缓慢升起，后端逐渐下降，同时磁控阴极沿工件长度方向运行进给并随着磁控阴极与工件不同部位正对自动调节第一磁控阴极靶4和第二磁控阴极靶5的夹角，使得磁控阴极靶面与工件任意横截面外侧部位都始终处于平行等靶基距状态沉膜，最终完成玻璃罩外表面的全部膜层沉积；
5.关闭磁控阴极靶电源、第一、二、三伺服电机和气体流量计，阴极小车7复位，链条15带动工件复位，关闭真空泵13，打开真空腔体1上的充气阀破真空，然后，打开真空腔体1大门，将工件架小车2推出到真空腔体1外部，并由推到外部小车17上托持，最终取下玻璃罩；
6.沉膜工作完成。
Claims (10)
1.一种战斗机驾驶舱玻璃罩表面物理气相沉积设备，其特征在于：包括真空腔体(1)、真空泵(13)、磁控阴极、离子轰击板(8)、工件定位装置、充气***、冷却***和控制***，所述真空泵能够给真空腔体抽真空，真空腔体内的真空计能够测量真空腔体内的真空度并传信于控制***，充气***能够选择的给真空腔体内充不同种类的气体，工件定位装置能够固定定位于真空腔体内，工件(3)内侧面能够拆拆卸的安装于工件定位装置上，离子轰击板固定安装于真空腔体内，离子轰击板能够对工件外侧表面进行等离子清洗，磁控阴极安装于真空腔体内，磁控阴极恰能够包覆于工件外侧表面外部并与工件外侧表面保持设定距离，磁控阴极能够在工件表面溅射沉膜，冷却***能够给磁控阴极和真空泵进行冷却，控制***控制真空泵、磁控阴极、离子轰击板、充气***和冷却***运行。
2.根据权利要求1所述的战斗机驾驶舱玻璃罩表面物理气相沉积设备，其特征在于：所述磁控阴极包括第一磁控阴极靶(4)、第二磁控阴极靶(5)、阴极座(6)、转角驱动装置和进给驱动装置，所述阴极座能够沿工件长度方向运动的安装于真空腔内，进给驱动装置驱动阴极座运动，第一磁控阴极靶和第二磁控阴极靶分别铰接设于阴极座上，转角驱动装置驱动第一磁控阴极靶和第二磁控阴极靶同步相向或反向转动，第一磁控阴极靶和第二磁控阴极靶之间能够形成与工件任意截面处外形匹配的V形空间，工件恰能够穿过该V形空间内部，控制***控制进给驱动装置和转角驱动装置运行。
3.根据权利要求2所述的战斗机驾驶舱玻璃罩表面物理气相沉积设备，其特征在于：所述第一磁控阴极靶和第二磁控阴极靶分别为与工件两侧外形匹配的折弯板状结构，第一磁控阴极靶和第二磁控阴极靶与阴极座同轴铰接相连，转角驱动装置包括第一伺服电机(10)和传动齿轮机构，第一磁控阴极靶和第二磁控阴极靶上分别设有啮合齿轮，第一伺服电机通过传动齿轮机构上不同转向的齿轮与第一磁控阴极靶和第二磁控阴极靶上的啮合齿轮啮合传动，实现第一磁控阴极靶和第二磁控阴极靶同步反向转动，控制***控制第一伺服电机启停和转向。
4.根据权利要求2所述的战斗机驾驶舱玻璃罩表面物理气相沉积设备，其特征在于：所述真空腔体内还设有沿工件长度方向延伸的阴极轨道，所述阴极轨道上设有阴极小车(7)，进给驱动装置驱动阴极小车运动沿阴极轨道延伸方向运动，阴极座固定安装于阴极小车上。
5.根据权利要求4所述的战斗机驾驶舱玻璃罩表面物理气相沉积设备，其特征在于：所述进给驱动装置包括滚珠丝杠传动机构(9)和第二伺服电机(12)，第二伺服电机通过滚珠丝杠传动机构驱动阴极小车运动，控制***控制第二伺服电机启停和转向。
6.根据权利要求2所述的战斗机驾驶舱玻璃罩表面物理气相沉积设备，其特征在于：所述工件定位装置包括支架、链轮(14)、链条(15)和第三伺服电机(11)，支架沿工件长度方向的两端分别能够转动的设有一个链轮，链条与该两个链轮啮合，链条两端分别与工件沿其长度方向内侧两端相连，第三伺服电机驱动一个链轮转动，控制***控制第三伺服电机启停和转向。
7.根据权利要求6所述的战斗机驾驶舱玻璃罩表面物理气相沉积设备，其特征在于：所述支架上还设有一个悬挂点(19)，工件中心能够转动的悬挂与该悬挂点上。
8.根据权利要求1或6所述的战斗机驾驶舱玻璃罩表面物理气相沉积设备，其特征在于：所述真空腔体内还设有自真空腔体入口向真空腔体内部水平延伸的横向轨道(16)，横向轨道上设有能够水平运动的工件架小车(2)，工件定位装置安装于工件架小车上。
9.根据权利要求8所述的战斗机驾驶舱玻璃罩表面物理气相沉积设备，其特征在于：还设有外部小车(17)，外部小车上设有与真空腔体内部衔接的外部轨道(18)，工件架小车能够沿外部轨道滑动到外部小车上。
10.根据权利要求1所述的战斗机驾驶舱玻璃罩表面物理气相沉积设备，其特征在于：所述充气***包括提供不同气体的气路、混气装置、阀体和气体流量计，各条气路通过混气装置与真空腔体连通，各条气路上均设有阀体和气体流量计，气体流量计能够检测气路中气流流量值并传信于控制***，控制***控制各条气路上阀体的开闭。
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