一种带自动光阑的离子源系统及离子束加工系统技术方案

本发明专利技术公开了一带自动光阑的离子源系统及离子束加工系统，该加工系统包括带自动光阑的离子源系统，其特征在于，通过自动调节光阑大小并可完全闭合光阑，能改变离子束的大小，还能控制离子束的有无，因此在一次离子束加工结束后，无需打开真空腔，手动更换光阑，节约了成本，提高了稳定性。

An ion source system with automatic diaphragm and ion beam processing system

【技术实现步骤摘要】
一种带自动光阑的离子源系统及离子束加工系统
本专利技术涉及真空环境离子束修形加工
，尤其涉及一种带光阑的离子源系统及离子束加工系统。
技术介绍
离子束修形加工是一种对元件进行确定性加工的技术，具有高精度，高稳定性和非接触式加工的特点。其基本原理是在真空条件下通过低能离子轰击元件表面时的物理溅射效应实现材料的去除。当低能离子束以合适的驻留时间和运动路径扫过元件表面时，可以实现局部面形误差的精确修正。为了获得不同形状大小的离子束，离子束的下游通常采用离子光阑进行离子束形状大小的控制。对于固定光阑的离子束加工设备，每次为了调整离子束形状大小，都需要使加工真空室破真空然后更换不同孔径的光阑，更换光阑后，再次重新抽真空。这大大增长了加工时间，降低了加工效率，甚至会引入污染。本专利技术提供了一种自动光阑的离子源系统及离子束修形加工系统，用以解决现有离子束修形加工设备需要手动更换离子源用光阑，以及反复“破真空-抽真空”的问题。
技术实现思路
本专利技术提出的技术方案为：一种离子束自动光阑，包括离子源和自动光阑，该自动光阑位于离子源发射出的离子束路径上并可自动调节光阑孔径，从而调节下游离子束的束径。优选地，所述的自动光阑包括驱动控制单元及与其连接的传动小齿轮；传动齿轮与传动小齿轮相互啮合；传动齿轮盘面设置有平面矩形螺纹A，活动爪底面设置有与平面矩形螺纹A相互啮合的平面矩形螺纹B，活动爪与传动齿轮盘面的平面矩形螺纹相啮合；挡片沿圆周均匀对称分布并与活动爪连接；壳体约束活动爪沿径向滑动。优选地，所述的自动光阑包括驱动控制单元及与之连接的传动小齿轮；传动齿轮与传动小齿轮相互啮合；旋转壳体与传动齿轮连接；光圈叶片其一端与固定环连接，另一端与旋转壳体7连接。作为本专利技术的进一步改进：优选地，自动光阑孔径可以调节至完全关闭，从而光阑可以控制离子束的有无。优选地，该自动光阑安装在现有离子源上，组合成带自动光阑的离子源系统。优选地，将带自动光阑的离子源系统安装在现有的离子束加工系统上，构成带自动光阑的离子束加工系统。优选地，带自动光阑的离子束加工系统包括通过插板阀可相互连通或关闭的主真空室与副真空室；主真空室中设置有带自动光阑的离子源以及用于带动离子源运动的离子源运动系统；副真空室中设置有工件的加工工位以及驱动工位运动的工件运动系统。优选地，带自动光阑的离子束加工系统的离子源运动系统包括由X向运动单元、Y向运动单元、Z向运动单元组成的直线运动系统和由A向转动单元和B向转动单元组成的转动系统，由离子源运动系统带动带自动光阑的离子源可以实现面对工件的空间五维运动，因此对各种高陡复杂面形的元件能进行高精确度加工。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术离子束自动光阑，通过离子源与自动光阑的多种连接方式，可自动调节光阑孔径，从而调节下游离子束的束径。1、本专利技术自动光阑离子束修形加工系统，在加工时，直接在真空环境下设置光阑孔径，调整离子束束形，不必“破真空”手动更换离子源光阑，大大节约了成本。并且，待加工工件与离子源相对位置未发生改变，省去了重复定位的时间，提高了加工效率。2、在优选方案中，本专利技术自动光阑离子束修形加工系统，光阑可以自动调节至完全关闭状态。因此在规划加工路径过程时，关闭自动光阑，离子源可以在工件上方运动，有利于优化加工路径，节约加工时间。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术带自动光阑的离子束加工系统结构示意图；图2是本专利技术带自动光阑的离子源系统结构示意图；图3是本专利技术优选实施例1的带自动光阑的离子源结构示意图；图4是本专利技术优选实施例2的带自动光阑的离子源结构示意图。图中各标号表示：1、副真空室；2、工件；3、操作门；4、插板阀；5、工件运动系统；6、离子源运动系统；61、X向运动单元；62、Y向运动单元；63、Z向运动单元；64、A向转动单元；65、B向转动单元；7、带自动光阑的离子源；71、离子源；72、自动光阑；721、驱动控制单元；722、传动小齿轮；723、传动齿轮；724、活动爪；725、挡片；726、壳体；727、传动齿轮A；728、光圈叶片；729、固定环；7210、旋转壳体；8、主真空室；具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。以下实施例仅为了示例说明，不是对技术特征的组合方式进行限制，任何技术特征均可以跨实施例进行合理的组合。实施例1：参见图1，本实施例的带自动光阑的离子束修形加工系统，包括通过插板阀4可相互连通或关闭的主真空室8与副真空室1；副真空室1中设置有工件2的加工工位以及驱动工件2运动的工件运动系统5；主真空室8中设有带自动光阑的离子源7以及用于带动离子源7运动的离子源运动系统6；主真空室8沿带自动光阑的离子源7的离子束照射方向布置且加工工位在离子源7照射范围内；副真空室1可随操作门3打开和闭合，这样便于将工件2安装到工件运动系统5上。参见图1、图2，本实施例的带自动光阑的离子源系统，包括离子源运动系统6和带自动光阑的离子源7。加工运动系统包括由X向运动单元61、Y向运动单元62、Z向运动单元63组成的直线运动系统和由A向转动单元64和B向转动单元65组成的转动系统。由离子源运动系统6带动带自动光阑的离子源7可以实现面对工件2的空间五维运动，因此对各种高陡复杂面形的元件能进行高精确度加工。实际实施时，直线运动系统的驱动是旋转电机驱动通过传动机构将转动变换为直线运动，或者直线电机驱动。工件运动系统5与离子源运动系统6组成加工运动系统，根据实际需求，采用多种组成形式，形成多种工件运动系统5与离子源运动系统6配合的情况，可适用于多种类型工件2的加工。因此离子源运动系统6可以由X向运动单元61、Y向运动单元62、Z向运动单元63、A向转动单元64和B向转动单元65中的一种和几种组成。相应的，工件运动系统5可以由上述其余运动单元组成。考虑成本和精度要求，以及形状要求，配置合适成本和体积的加工系统，做到因地制宜，节约成本。参见图3，本实施例中带自动光阑的离子源7由离子源71和自动光阑72组成，其中自动光阑72包括：驱动控制单元721及与其连接的传动小齿轮722；传动齿轮723与传动小齿轮722相互啮合；传动齿轮723盘面设置有平面矩形螺纹A，活动爪724底面设置有与平面矩形螺纹A相互啮合的平面矩形螺纹B，挡片725沿圆周均匀对称分布并与活动爪724连接；壳体726约束活动爪724沿径向滑动。实际实施时，离子源71与自动光阑72的连接关系可以是法兰面螺栓连接、卡钳连接、焊接连接或其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子束自动光阑，包括离子源(71)和自动光阑(72)，其特征是自动光阑(72)位于离子源(71)发射出的离子束路径上并可自动调节光阑孔径，从而调节下游离子束的束径。/n

【技术特征摘要】
1.一种离子束自动光阑，包括离子源(71)和自动光阑(72)，其特征是自动光阑(72)位于离子源(71)发射出的离子束路径上并可自动调节光阑孔径，从而调节下游离子束的束径。


2.根据权利要求1所述的一种离子束自动光阑，其特征在于，自动光阑(72)包括驱动控制单元(721)及与其连接的传动小齿轮(722)；传动齿轮(723)与传动小齿轮(722)相互啮合；传动齿轮(723)盘面设置有平面矩形螺纹A，活动爪(724)底面设置有与平面矩形螺纹A相互啮合的平面矩形螺纹B；挡片(725)沿圆周均匀对称分布并与活动爪(724)连接；壳体(726)约束活动爪(724)沿径向滑动。


3.根据权利要求1所述的一种离子束自动光阑，其特征在于，自动光阑(72)包括驱动控制单元(721)及与之连接的传动小齿轮(722)；传动齿轮(727)与传动小齿轮(722)相互啮合；旋转壳体(7210)与传动齿轮(727)连接；光圈叶片(728)其一端与固定环(729)连接，另一端与旋转壳体(7210)连接。


4.根据权利要求2所述的一种离子束自动光阑，其特征是所述自动光阑(72)可以调...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：长沙埃福思科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43