CN102061456B - 一种用于pecvd装置的悬臂式推拉舟*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于PECVD设备的悬臂式推拉舟***，包括悬臂杆机构、侧面连接机构和滚动直线导套副机构，用于作为悬臂杆机构水平运动和垂直运动导向的滚动直线导套副机构设于PECVD设备的机架上，悬臂杆机构固定于侧面连接机构上，侧面连接机构与滚动直线导套副机构连接，滚动直线导套副机构包括固定板、水平传动组件和垂直传动组件，通过水平传动组件和垂直传动组件分别控制悬臂杆机构带动原料进行水平运动和垂直运动。本悬臂式推拉舟***采用由悬臂杆伸入反应腔取放石墨舟的形式，可简化输送***，提高输送效率；采用侧面固定的形式，可避免石墨舟上硅片碎片掉落到***上，影响***正常动作，并可节省空间，可实现多推拉舟同时运动。

Description

一种用于PECVD装置的悬臂式推拉舟***
技术领域
本发明涉及PECVD装置的原料输送***领域，特别涉及一种用于PECVD装置的悬臂式推拉舟***。
背景技术
用于太阳能硅片加工设备的推拉舟输送***是太阳能硅片加工设备的重要组成部件，主要用于把原料和原料安放机构输送到反应腔内进行反应，待反应结束后把原料和原料安放机构输送回原位，由工人取回，再重新安装原料，不断循环。输送***的速度影响着太阳能硅片加工设备的生产效率，且由于太阳能硅片容易破碎，输送***必须要保证其稳定性，同时由于太阳能硅片加工设备的生产率要求，一台设备可由多个(一般是四个)反应腔同时独立进行反应，这要求输送***在满足快速性和稳定性的前提下，尽量简化结构，实现多推拉舟(即反应腔)实时独立运动。推拉舟输送***一般由动力源、传动机构、执行机构、控制单元四部分组成，动力源的选择由所要输送的原料及夹具装置的重量决定，一般采用交流电机或步进电机；传动机构采用带传动或滚珠丝杆传动；执行机构用来承接原料或承接安放原料的机构。
现有的太阳能硅片加工设备的推拉舟输送***结构如图1、2所示(图中1为导轨、2为双杆、3为原料、4为反应腔、5为V带、6为连接块、7为交流电机)，动力源采用交流电机，传动机构采用V带传动，执行机构为一双杆式推拉舟，原料承接机构直接安放在双杆上，由交流电机提供动力和转矩，带动V带转动，同时带动双杆式推拉舟前进和后退，由双杆式推拉舟将原料送入反应腔，等待反应结束后，双杆式推拉舟后退回原点，工人取料，不断循环。
现有的太阳能硅片加工设备的推拉舟输送***结构简单实用，成本较低，在各种太阳能硅片加工装置如扩散炉设备有着较广的应用，但也存在多种不足之处：(1)采用交流电机难以调速，不适用于一些需要调整速度的场合；(2)采用V带传动容易产生振动和相对滑动，使定位不准，振动会对原料造成损坏，影响装置使用寿命；(3)对于反应腔较长，运行距离较大时，由双杆组成的承接机构长度过大，刚度和强度难以保证；(4)由于动力源和传动机构安装在执行机构的下部，使整个推拉舟***的垂直距离较大，所占空间较大，难以实现多个推拉舟同时独立工作；(5)反应腔内反应时，原料与双杆式推拉舟均停留在反应腔内进行反应，容易对反应过程造成干扰，影响反应效率，同时对于一些对真空度要求高的反应，反应腔的密封性难以保证，从而影响反应腔的真空度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种输送效率较高、输送过程稳定的用于PECVD装置的悬臂式推拉舟***。
本发明的技术方案为：一种用于PECVD设备的悬臂式推拉舟***，包括悬臂杆机构、侧面连接机构和滚动直线导套副机构，用于作为悬臂杆机构水平运动和垂直运动导向的滚动直线导套副机构设于PECVD设备的机架上，悬臂杆机构固定于侧面连接机构上，侧面连接机构与滚动直线导套副机构连接。
悬臂杆机构包括一根粗管和两根细管，两根细管并列设置，并通过后部连接块与粗管的一端连接，粗管的另一端设有粗管连接座和粗管连接块，粗管通过粗管连接座和粗管连接块与侧面连接机构固定连接，两根细管的末端通过前部连接块连接固定。
滚动直线导套副机构包括固定板、水平传动组件和垂直传动组件，水平传动组件包括水平电机、短同步带、长同步带和导轨，水平电机、短同步带和长同步带依次连接，导轨固定于固定板上，导轨和长同步带平行设置，侧面连接机构设于导轨上并与长同步带接触，垂直传动组件包括垂直电机、传动轴、蜗杆、蜗轮、螺杆和垂直导杆，垂直电机、传动轴、蜗杆、蜗轮和螺杆依次连接，垂直导杆垂直设于固定板两端，垂直导杆与螺杆平行设置。
所述侧面连接机构由多个铝板组合构成，包括上固定板、下固定板、加强肋板、第一侧固定板和第二侧固定板，上固定板与第一侧固定板垂直连接，上固定板与第一侧固定板连接的一端下方设置加强肋板，上固定板的另一端下方设置下固定板，并通过下固定板与悬臂杆机构的粗管连接座和粗管连接块固定连接，第一侧固定板的侧面设置第二侧固定板，第二侧固定板通过固定于滑块固定板上的滑块与滚动直线导套副机构上的导轨连接。
所述上固定板和下固定板的连接处，上固定板上设有多个调节悬臂杆左右位置用的条形螺栓孔。通过调节螺栓在相应条形螺栓孔内的位置后锁紧，可以调整下固定板与上固定板之间的相对位置，由于悬臂杆机构与下固定板同定连接，因此也就调节了悬臂杆机构在反应腔内的左右位置。
所述侧面连接机构中的各个铝板之间通过螺栓固定连接。
所述直线导套副机构上的导轨为双导轨结构，滑块固定板上设置四个滑块，每个导轨对应两个滑块，可使得悬臂杆机构在运行中更为平稳。
所述粗管和细管均为空心管，并列的两根细管上用于放置原料(即石墨舟)。
所述滚动直线导套副机构的固定板上还设有用于检测垂直传动组件下行程的下行程开关、用于检测垂直传动组件上行程的上行程开关和用于检测水平传动组件运动行程的激光传感器，下行程开关、上行程开关和激光传感器分别外接PECVD设备的控制单元。
所述水平电机和垂直电机均采用细分电路驱动的混合式步进电机，可有效提高电机转动的稳定性，从而提高悬臂杆机构运行的稳定性。
本用于PECVD设备的悬臂式推拉舟***使用时，其工作原理为：该***实现循环的放舟和取舟动作；实现放舟动作时，由水平传动机构的水平电机提供动力，动力依次传递给短同步带和长同步带，长同步带的传动带动侧面连接机构沿着导轨前进，从而带动悬臂杆机构和原料前进并送入反应腔，当激光传感器检测到悬臂杆机构的前进到位时，控制单元控制水平电机停止，启动垂直电机，垂直电机提供的动力依次传递给传动轴、蜗杆、蜗轮和螺杆，从而驱动固定板沿着垂直导杆下降，带动侧面连接机构、悬臂杆机构和原料下降，当下行程开关检测悬臂杆机构的下降到位时，控制单元控制垂直电机停止，启动水平电机，水平传动组件控制悬臂杆机构退出反应腔，原料在反应腔内进入反应阶段；实现取舟动作时，先通过水平传动组件驱动悬臂杆机构前进，前进到位后，通过垂直传动组件驱动悬臂杆机构上升，当上行程开关检测悬臂杆机构的上升到位时，再通过水平传动组件驱动悬臂杆机构退出，从而将反应后的原料带出反应腔。
本用于PECVD设备的悬臂式推拉舟***使用时，还可以先通过调整侧面连接机构中的上固定板和下固定板的相对位置，从而调整悬臂杆机构的左右位置，使并列的两个细管正好处于反应腔的中部，保证放舟动作时石墨舟在反应腔里面的位置关于反应腔中心对称，不偏斜；调整好悬臂杆机构的位置后，再装配侧面连接机构的其它铝板。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本悬臂式推拉舟***采用由悬臂杆伸入反应腔取放石墨舟的形式，可简化输送***，提高输送效率；该***采用侧面固定的形式，使导轨安装在悬臂杆的侧面，可避免石墨舟上硅片碎片掉落到***上，影响***正常动作，并可节省空间，可实现多推拉舟同时运动；该***采用混合式步进电机，使用细分电路驱动，提高电机转动的稳定性，更好的实现控制。
本悬臂式推拉舟***采用滚动直线导套副机构实现水平运动和垂直运动的导向，并采用双导轨、四滑块的形式，使运动更加平稳；该***采用同步带传动，可减少运动中的滑动和振动现象；采用蜗轮蜗杆传动与螺旋传动的结合，可降低电机的功率和转矩要求，从而降低成本。该悬臂式推拉舟***可实现水平和垂直方向的运动，能平稳地实现取放石墨舟的动作。
附图说明
图1为现有太阳能硅片加工设备中推拉舟***的结构示意图。
图2为图1中推拉舟***的左视图。
图3为本悬臂式推拉舟***的结构示意图。
图4为本悬臂式推拉舟***中悬臂杆机构的结构示意图。
图5为本悬臂式推拉舟***中侧面连接机构的结构示意图。
图6为本悬臂式推拉舟***中滚动直线导套副机构的结构示意图。
图7为图6中水平传动组件的结构示意图。
图8为图6中垂直传动组件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
本实施例一种用于PECVD设备的悬臂式推拉舟***，其结构如图3所示，包括悬臂杆机构、侧面连接机构和滚动直线导套副机构，用于作为悬臂杆机构水平运动和垂直运动导向的滚动直线导套副机构设于PECVD设备的机架上，悬臂杆机构固定于侧面连接机构上，侧面连接机构与滚动直线导套副机构连接；
悬臂杆机构的具体结构如图4所示，包括一根粗管8和两根细管9，两根细管9并列设置，并通过后部连接块10与粗管8的一端连接，粗管8的另一端设有粗管连接座11和粗管连接块12，粗管8通过粗管连接座11和粗管连接块12与侧面连接机构固定连接，两根细管的末端通过前部连接块36连接固定；
滚动直线导套副机构的具体结构如图6所示，包括固定板、水平传动组件和垂直传动组件，如图7所示，水平传动组件包括水平电机13、短同步带14、长同步带15和导轨16，水平电机13、短同步带14和长同步带15依次连接，导轨16固定于固定板17上，导轨16和长同步带15平行设置，侧面连接机构设于导轨16上并与长同步带16接触，如图8所示，垂直传动组件包括垂直电机18、传动轴19、蜗杆20、蜗轮21、螺杆22和垂直导杆23，垂直电机18、传动轴19、蜗杆20、蜗轮21和螺杆22依次连接，垂直导杆23垂直设于固定板17两端，垂直导杆23与螺杆22平行设置；
侧面连接机构的具体结构如图5所示，由多个铝板组合构成，包括上固定板24、下固定板25、加强肋板26、第一侧固定板27和第二侧固定板28，上固定板24与第一侧固定板27垂直连接，上固定板24与第一侧固定板27连接的一端下方设置加强肋板26，上固定板24的另一端下方设置下固定板25，并通过下固定板25与悬臂杆机构的粗管连接座11和粗管连接块12固定连接，第一侧固定板27的侧面设置第二侧固定板28，第二侧固定板28通过固定于滑块固定板29上的滑块30与滚动直线导套副机构上的导轨16连接。
上固定板24和下固定板25的连接处，上固定板24上设有多个调节悬臂杆左右位置用的条形螺栓孔31。通过调节螺栓在相应条形螺栓孔31内的位置后锁紧，可以调整下固定板25与上固定板24之间的相对位置，由于悬臂杆机构与下固定板25固定连接，因此也就调节了悬臂杆机构在反应腔内的左右位置。
上述***结构中，侧面连接机构中的各个铝板之间通过螺栓固定连接。
如图6所示，直线导套副机构上的导轨16为双导轨结构，滑块固定板29上设置四个滑块30，每个导轨16对应两个滑块30，可使得悬臂杆机构在运行中更为平稳。
粗管8和细管9均为空心管，并列的两根细管9上用于放置原料(即图3所示的石墨舟32)。
如图6或图7所示，滚动直线导套副机构的固定板17上还设有用于检测垂直传动组件下行程的下行程开关33、用于检测垂直传动组件上行程的上行程开关34和用于检测水平传动组件运动行程的激光传感器35，下行程开关33、上行程开关34和激光传感器35分别外接PECVD设备的控制单元。
水平电机13和垂直电机18均采用细分电路驱动的混合式步进电机，可有效提高电机转动的稳定性，从而提高悬臂杆机构运行的稳定性。
本用于PECVD设备的悬臂式推拉舟***使用时，其工作原理为：该***实现循环的放舟和取舟动作；实现放舟动作时，由水平传动机构的水平电机13提供动力，动力依次传递给短同步带14和长同步带15，长同步带15的传动带动侧面连接机构沿着导轨16前进，从而带动悬臂杆机构和原料前进并送入反应腔，当激光传感器35检测到悬臂杆机构的前进到位时，控制单元控制水平电机13停止，启动垂直电机18，垂直电机18提供的动力依次传递给传动轴19、蜗杆20、蜗轮21和螺杆22，从而驱动固定板17沿着垂直导杆下降，带动侧面连接机构、悬臂杆机构和原料下降，当下行程开关33检测悬臂杆机构的下降到位时，控制单元控制垂直电机18停止，启动水平电机13，水平传动组件控制悬臂杆机构退出反应腔，原料在反应腔内进入反应阶段；实现取舟动作时，先通过水平传动组件驱动悬臂杆机构前进，前进到位后，通过垂直传动组件驱动悬臂杆机构上升，当上行程开关34检测悬臂杆机构的上升到位时，再通过水平传动组件驱动悬臂杆机构退出，从而将反应后的原料带出反应腔。
本用于PECVD设备的悬臂式推拉舟***使用时，还可以先通过调整侧面连接机构中的上固定板24和下固定板25的相对位置，从而调整悬臂杆机构的左右位置，使并列的两个细管9正好处于反应腔的中部，保证放舟动作时石墨舟32在反应腔里面的位置关于反应腔中心对称，不偏斜；调整好悬臂杆机构的位置后，再装配侧面连接机构的其它铝板。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种用于PECVD设备的悬臂式推拉舟***，包括悬臂杆机构，其特征在于，还包括侧面连接机构和滚动直线导套副机构，用于作为悬臂杆机构水平运动和垂直运动导向的滚动直线导套副机构设于PECVD设备的机架上，悬臂杆机构固定于侧面连接机构上，侧面连接机构与滚动直线导套副机构连接。
2.根据权利要求1所述一种用于PECVD设备的悬臂式推拉舟***，其特征在于，所述悬臂杆机构包括一根粗管和两根细管，两根细管并列设置，并通过后部连接块与粗管的一端连接，粗管的另一端设有粗管连接座和粗管连接块，粗管通过粗管连接座和粗管连接块与侧面连接机构固定连接，两根细管的末端通过前部连接块连接固定。
3.根据权利要求1所述一种用于PECVD设备的悬臂式推拉舟***，其特征在于，所述滚动直线导套副机构包括固定板、水平传动组件和垂直传动组件，水平传动组件包括水平电机、短同步带、长同步带和导轨，水平电机、短同步带和长同步带依次连接，导轨固定于固定板上，导轨和长同步带平行设置，侧面连接机构设于导轨上并与长同步带接触，垂直传动组件包括垂直电机、传动轴、蜗杆、蜗轮、螺杆和垂直导杆，垂直电机、传动轴、蜗杆、蜗轮和螺杆依次连接，垂直导杆垂直设于固定板两端，垂直导杆与螺杆平行设置。
4.根据权利要求1所述一种用于PECVD设备的悬臂式推拉舟***，其特征在于，所述侧面连接机构由多个铝板组合构成，包括上固定板、下固定板、加强肋板、第一侧固定板和第二侧固定板，上固定板与第一侧固定板垂直连接，上固定板与第一侧固定板连接的一端下方设置加强肋板，上固定板的另一端下方设置下固定板，并通过下固定板与悬臂杆机构的粗管连接座和粗管连接块固定连接，第一侧固定板的侧面设置第二侧固定板，第二侧固定板通过固定于滑块固定板上的滑块与滚动直线导套副机构上的导轨连接。
5.根据权利要求4所述一种用于PECVD设备的悬臂式推拉舟***，其特征在于，所述上固定板和下固定板的连接处，上固定板上设有多个调节悬臂杆左右位置用的条形螺栓孔。
6.根据权利要求4所述一种用于PECVD设备的悬臂式推拉舟***，其特征在于，所述侧面连接机构中的各个铝板之间通过螺栓固定连接。
7.根据权利要求4所述一种用于PECVD设备的悬臂式推拉舟***，其特征在于，所述直线导套副机构上的导轨为双导轨结构，滑块固定板上设置四个滑块，每个导轨对应两个滑块。
8.根据权利要求2所述一种用于PECVD设备的悬臂式推拉舟***，其特征在于，所述粗管和细管均为空心管。
9.根据权利要求3所述一种用于PECVD设备的悬臂式推拉舟***，其特征在于，所述滚动直线导套副机构的固定板上还设有用于检测垂直传动组件下行程的下行程开关、用于检测垂直传动组件上行程的上行程开关和用于检测水平传动组件运动行程的激光传感器，下行程开关、上行程开关和激光传感器分别外接PECVD设备的控制单元。
10.根据权利要求3所述一种用于PECVD设备的悬臂式推拉舟***，其特征在于，所述水平电机和垂直电机均采用细分电路驱动的混合式步进电机。
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