一种真空镀膜设备的灯丝离子源控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于镀膜技术领域，具体涉及一种真空镀膜设备的灯丝离子源控制方法及装置，通过获取离子源电源的实时电流值，持续与设定电流值进行复核，从而快速调整离子源控制电源电流大小，实现离子源电源的动态恒稳输出。另一方面，本发明专利技术可根据离子源机构安装位置与工件表面离子密度，主动迭代计算出二者的关系函数并以此为控制基准对离子源控制电源持续校准，保证工件表面离子密度均匀并且避免单个或多个离子源机构故障状态下设备工艺停机，从而提高生产效率。本发明专利技术安装维护简单、成本较低，有利于工业生产设备的规模化部署安装。于工业生产设备的规模化部署安装。于工业生产设备的规模化部署安装。

【技术实现步骤摘要】
一种真空镀膜设备的灯丝离子源控制方法及装置


[0001]本专利技术属于镀膜
，具体涉及一种真空镀膜设备的灯丝离子源控制方法及装置。

技术介绍

[0002]硬质合金薄膜能够有效提高材料表面的硬度、韧性、耐磨性，大幅延长产品使用寿命，在机械加工行业中被广泛应用于刀具、工模具等产品。现有硬质合金薄膜的制备主要通过真空多弧离子镀技术实现，属于物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）技术的一种。在工艺过程中，首先需要利用等离子体对基体表面进行预处理，通过等离子体轰击基体表面．达到清洗目的并进一步改善基体表面性能，以提高薄膜结合力等。因此，在真空多弧离子镀设备中必须配备清洗离子源装置。
[0003]传统的清洗离子源装置普遍采用微波放电、射频放电等方式，如专利 CN 201621381280.6即提出了一种基于射频放电原理的离子源清洗装置。但此类方式往往造成真空镀膜设备结构复杂，难以控制，由此带来电流不稳定、离子不够均匀并且制造与维护成本高昂等问题。
[0004]基于现有清洗离子源装置存在的问题，本专利技术提出了一种真空镀膜设备的灯丝离子源控制方法及装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术的不足，提供一种真空镀膜设备的灯丝离子源控制方法及装置，通过以下技术方案实现：首先，一种真空镀膜设备的灯丝离子源控制方法，通过获取离子源电源的实时电流值，以及根据实时电流值与给定电流值快速调整离子源电源电流大小，以使离子源电源恒流输出。
[0006]进一步，实时检测离子源电源的实时电流值，计算出实时电流值与给定电流值的电流差值，根据电流差值计算灯丝电流调整值，即通过调整灯丝对应的离子源电源的电流大小，使得离子源电源恒流输出；通过类PID算法，调节离子源电源的电流大小，使得离子源电源输出的电流值达到给定电流值；以及根据灯丝安装位置，获取各灯丝分布情况与工件表面离子浓度关系函数，并通过实际检测的工件处的离子密度，以确保工件表面的离子浓度的均匀性，若一灯丝故障不能工作时，按照离子分布函数调整相邻灯丝的电流进行补偿。
[0007]第二方面，本专利技术还提供了一种真空镀膜设备的灯丝离子源装置，包括：真空机构，以及设置在所述真空机构内的支撑机构，所述支撑机构适于支撑工件，所述真空机构适于采用上述真空镀膜设备的灯丝离子源控制方法将工件所处环境抽离成真空状态；
偏压电源，所述偏压电源适于向支撑机构提供负电压；电离机构，所述电离机构适于对真空机构内的气体进行电离，以对支撑机构上的工件表面进行清洗。
[0008]进一步，所述真空机构包括：腔体、真空泵和真空调节阀；所述真空泵通过所述真空调节阀与所述腔体连接；所述支撑机构设置在所述腔体内；所述真空泵适于通过所述真空调节阀抽取腔体内的气体。
[0009]进一步，所述支撑机构包括：旋转电机和工件架；所述旋转电机设置在所述腔体内；所述工件架设置在所述旋转电机上；所述工件架适于固定工件；所述偏压电源适于向所述工件架提供负电压；所述旋转电机适于带动所述工件架转动，以带动所述工件转动。
[0010]进一步，所述电离机构包括：离子源控制电源、若干离子源电源和若干灯丝；所述离子源电源与所述灯丝对应，并电性连接；所述离子源控制电源与各离子源电源电性连接；所述离子源控制电源适于根据离子源电源的实时电流值与预设电流值之间的电流差值，获取离子源电源对应灯丝的电流调整值，通过调整离子源电源的电流以调整灯丝电流。
[0011]进一步，所述离子源控制电源适于通过各离子源分布位置与工件表面离子浓度的关系函数调节各离子源电源的电流。
[0012]进一步，所述腔体内设置有加热模块；所述加热模块适于加热腔体内工件。
[0013]进一步，所述灯丝离子源装置还包括：气源装置；所述气源装置适于对腔体内通入工艺气体。
[0014]第三方面，本专利技术还提供一种真空镀膜设备的灯丝离子源装置的工作步骤，包括：对腔体抽真空，使腔体内达到预设的真空度；抽真空结束后，对腔体和工件进行加热，使工件达到预设的温度；控制气源装置向腔体内通入对应工艺气体，真空调节阀使腔体内真空度稳定在所需的范围内；设定离子源控制目标电流，并启动离子源控制电源，同时启动偏压电源；离子源控制电源根据各离子源分布函数实时调节各离子源电源的电流，使得控制电源的电流达到设定值，并保证工件表面的离子浓度的均匀性；离子源工作后将腔体内的气体进行电离，形成等离子体，对工件表面进行清洗。
[0015]本专利技术的有益效果是，通过获取离子源电源的实时电流值，持续与设定电流值进行复核，从而快速调整离子源控制电源电流大小，实现离子源电源的动态恒稳输出。另一方面，本专利技术可根据离子源机构安装位置与工件表面离子密度，主动迭代计算出二者的关系函数并以此为控制基准对离子源控制电源持续校准，保证工件表面离子密度均匀并且避免单个或多个离子源机构故障状态下设备工艺停机，从而提高生产效率。本专利技术安装维护简
单、成本较低，有利于工业生产设备的规模化部署安装。
[0016]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
[0017]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
[0018]附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术的一种真空镀膜设备的灯丝离子源控制方法的流程图；图2是本专利技术的一种真空镀膜设备的灯丝离子源装置的结构示意图；图3是本专利技术的电离机构的原理框图。
[0021]图中：1腔体、2真空泵、3真空调节阀、4旋转电机、5工件架、6灯丝、7加热模块。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]如图1
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图3所示，本实施例提供一种真空镀膜设备的灯丝离子源控制方法，包括：获取离子源电源的实时电流值；以及根据实时电流值与给定电流值快速调整离子源电源电流大小，以使离子源电源恒流输出，实现动态的平衡和恒流输出的目的，控制速度快并且等离子均匀性好。
[0024]在本实施例中，实时检测离子源电源的实时电流值，计算出实时电流值与给定电流值的电流差值，根据电流差值计算灯丝6电流调整值，即通过调整灯丝6对应的离子源电源的电流大小，使得离子源电源恒流输出；通过类PID算法，调节离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空镀膜设备的灯丝离子源控制方法，其特征在于，包括：获取离子源电源的实时电流值；以及根据实时电流值与给定电流值快速调整离子源电源电流大小，以使离子源电源恒流输出。2.如权利要求1所述的真空镀膜设备的灯丝离子源控制方法，其特征在于，实时检测离子源电源的实时电流值，计算出实时电流值与给定电流值的电流差值，根据电流差值计算灯丝电流调整值，即通过调整灯丝对应的离子源电源的电流大小，使得离子源电源恒流输出；通过类PID算法，调节离子源电源的电流大小，使得离子源电源输出的电流值达到给定电流值；以及根据灯丝安装位置，获取各灯丝分布情况与工件表面离子浓度关系函数，并通过实际检测的工件处的离子密度，以确保工件表面的离子浓度的均匀性，若一灯丝故障不能工作时，按照离子分布函数调整相邻灯丝的电流进行补偿。3.一种真空镀膜设备的灯丝离子源装置，其特征在于，包括：真空机构，以及设置在所述真空机构内的支撑机构，所述支撑机构适于支撑工件，所述真空机构适于将工件所处环境抽离成真空状态；偏压电源，所述偏压电源适于向支撑机构提供负电压；电离机构，所述电离机构适于采用权利要求1中真空镀膜设备的灯丝离子源控制方法对真空机构内的气体进行电离，以对支撑机构上的工件表面进行清洗。4.如权利要求3所述的真空镀膜设备的灯丝离子源装置，其特征在于，所述真空机构包括：腔体、真空泵和真空调节阀；所述真空泵通过所述真空调节阀与所述腔体连接；所述支撑机构设置在所述腔体内；所述真空泵适于通过所述真空调节阀抽取腔体内的气体。5.如权利要求4所述的真空镀膜设备的灯丝离子源装置，其特征在于，所述支撑机构包括：旋转电机和工件架；所述旋转电机设置在所述腔体内；所述工件架设置在所述旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢国英，石昌仑，柳军宁，商静，
申请(专利权)人：常州夸克涂层科技有限公司，
类型：发明
国别省市：