CN215092509U - 一种二氧化硅棒体套圆设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及二氧化硅加工技术领域，具体涉及一种二氧化硅棒体套圆设备，包括加工台，还包括控制器、固定机构、升降机构和降温机构，升降机构设在加工台的顶部，升降机构包括金属套筒和驱动组件，降温机构设在升降机构的旁侧，降温机构包括储水箱、喷头和输送组件，输送组件设在储水箱的一端，喷头固定设在输送组件上，固定机构设在基板的顶部，固定机构包括圆形放置盘和夹持组件，圆形放置盘和夹持组件均设在基板的顶部，夹持组件、驱动组件和输送组件与控制器均为电性连接，本实用新型涉及的一种二氧化硅棒体套圆设备，套圆效率更高，成本更低，同时能避免硅棒损坏，降低损失，且能将废液及时排出，防止对设备的造成污染。

Description

一种二氧化硅棒体套圆设备

技术领域

本实用新型涉及二氧化硅加工技术领域，具体涉及一种二氧化硅棒体套圆设备。

背景技术

当前，在晶体硅行业的生产过程中，经常会产生一些存在物理缺陷的硅棒硅片，如区熔头尾棒、边缘性破硅片等，一般是作为硅材料回熔处理。这种处理方式，提高了行业生产成本。

二氧化硅是一种无机物，化学式为，硅原子和氧原子长程有序排列形成晶态二氧化硅，短程有序或长程无序排列形成非晶态二氧化硅。二氧化硅晶体中，硅原子位于正四面体的中心，四个氧原子位于正四面体的四个顶角上，许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连，每个氧原子为两个四面体共有，即每个氧原子与两个硅原子相结合。纯净的天然二氧化硅晶体，是一种坚硬、脆性、不溶的无色透明的固体，常用于制造光学仪器等。

现有硅棒套圆技术存在以下不足：

1.大多结构复杂，不利于降低设备的造价和套圆的成本。

2.硅棒材质相对较脆，在固定时容易破损，进而造成损失。

3.现有的加工台在加工硅棒时冷却用的水容易积聚在加工台表面，容易产生脏污，进而不利于对设备的保护和对作业环境的维护。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种二氧化硅棒体套圆设备。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种二氧化硅棒体套圆设备，包括加工台，还包括控制器、固定机构、升降机构和降温机构，升降机构设在加工台的顶部，升降机构包括金属套筒和驱动组件，加工台的顶部固定设有基板，基板的一端外壁上固定设有安装架，驱动组件设在安装架的顶部，金属套筒固定设在驱动组件上，降温机构设在升降机构的旁侧，降温机构包括储水箱、喷头和输送组件，储水箱固定设在加工台的顶部，输送组件设在储水箱的一端，喷头固定设在输送组件上，固定机构设在基板的顶部，固定机构包括圆形放置盘和夹持组件，圆形放置盘和夹持组件均设在基板的顶部，夹持组件、驱动组件和输送组件与控制器均为电性连接。

优选的，驱动组件包括步进电机、蜗轮和蜗杆，步进电机固定设在安装架的外壁上，蜗轮套设在其输出端上，蜗杆通过两个轴承可转动的设置在安装架的内壁上，蜗杆与蜗轮啮合连接，步进电机与控制器电连接。

优选的，蜗杆的顶部与安装架之间套设有缓冲弹簧，其中一个靠近金属套筒的轴承的内壁上固定设有花键，蜗杆的底部的圆周方向山的外壁上设有可供花键滑动的键槽。

优选的，夹持组件包括微电机、双向丝杆和两个夹板，夹板的顶部呈对称设置有两个滑轨，两个夹板均滑动设置在两个滑轨上，双向丝杆可转动的设置在基板的顶部，微电机固定设在基板的顶部，其输出端与双向丝杆的一端固定连接，双向丝杆的两端分别与两个夹板螺纹连接，微电机与控制器电连接。

优选的，输送组件包括吸水泵和两个输送管，吸水泵固定设在储水箱的一端外壁上，两个输送管分别固定设在喷头、储水箱和吸水泵的两端之间，喷头与其中一个输送管固定连接，吸水泵与控制器电连接。

优选的，储水箱的顶部开设有注水口，所述注水口的内部插设有密封塞。

优选的，加工台的顶部固定设有挡板，加工台的顶部固定设有支撑脚。

优选的，夹板的顶部呈对称设置有两个落水口，加工台的顶部开设有排水槽。

本实用新型的有益效果：当进行二氧化硅棒体的套圆工作时，首先将其呈竖直放到圆形放置盘的内部，然后通过控制器启动微电机，因而带动双向丝杆旋转，由于双向丝杆的两端分别设计有两个旋向不同的螺纹，又因为双向丝杆的两端分别与两个夹板螺纹连接，每个夹板均与两个滑轨滑动连接，进而带动两个夹板相互靠近，对棒体的外壁进行夹紧，利用丝杆传动作为夹紧驱动源，可保证夹持过程相对较慢，进而防止将棒体夹碎，有利于保护棒体。

当棒体固定后，通过控制器启动步进电机，由于蜗杆通过两个轴承与安装架转动连接，金属套筒与蜗杆的顶部固定连接，进而带动金属套筒旋转，由于其中一个靠近金属套筒的轴承的内壁上固定设计有花键，蜗杆的外壁上设计有可供花键滑动的键槽，进而使得金属套筒在旋转的同时进行下降，因而将棒体套住，利用设计在金属套筒内壁上的金刚砂对硅棒的表面进行打磨，实现套圆，伸缩弹簧起到缓冲作用，保证套圆过程细致紧密，防止漏磨，进而有利于提升套圆质量，提升硅棒的质量。

在对二氧化硅打磨进行套圆的同时，通过控制器启动吸水泵，由于储水箱和喷头分别与两个输送管固定连接，又因为喷头与其中一个输送管固定连接，进而带动喷头对二氧化硅棒体的外壁进行喷水，一方面进行降温，另一方面可将打磨下来的杂质冲走，提升硅棒的套圆质量和套圆效率，降温用的水从二氧化硅棒体的外壁上溅射至基板的顶部，再由两个落水口流动至排水槽的内部，最后由排水槽排出，防止加工台堆积水较多而影响加工。

1.本发明通过设计升降机构，即包括金属套筒和驱动组件，在带动内壁镀有金刚砂的金属套筒下降的同时，能同时产生旋转，因而对下降时罩于其内部的硅棒进行打磨，下降的同时，同步进行打磨，且同时设计缓冲弹簧，保证平稳下降，进而保证打磨过程细致紧密，防止漏磨，进而有利于提升硅棒的套圆效率和套圆质量，同时无需设计多个机构各自独立运作，降低了本设备的造价，有利于降低硅棒的套圆成本。

2.本发明通过设计固定机构，即圆形放置盘和夹持组件，套圆时，首先将硅棒呈竖直放到圆形放置盘的内部，保证其底部的稳定性，同时利用微电机带动双向丝杆旋转，利用双向丝杆带动两个夹板同步匀速相互靠近，直至将硅棒外壁夹紧，相较于现有技术，可保证夹持过程相对较慢，进而防止将棒体夹损，有利于保护棒体，避免损失。

3.本发明通过设计在夹板的顶部设计两个落水口，并在加工台的顶部设计排水槽，可将套圆时冷却用的污水及时排出叫加工台和夹板的外部，进而防止基板和加工台的顶部积聚较多污水，进而防止对设备的造成污染，同时有利于保护作用环境的卫生。

4.本发明通过设计降温机构，即储水箱、喷头和输送组件，在对二氧化硅打磨进行套圆的同时，通过控制器启动输送组件，进而带动喷头对二氧化硅棒体的外壁进行喷水，一方面进行降温，保证套圆工作顺利进行，另一方面可将打磨下来的杂质冲走，提升硅棒的套圆质量和套圆效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对本发明实施例中的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型的立体结构示意图一；

图2为图1中的A处放大图；

图3为本实用新型的立体结构示意图二；

图4为图3中的B处放大图；

图5为本实用新型夹持机构的立体结构示意图；

图6为本实用新型基板和圆形放置盘的立体结构示意图；

图中：加工台1，控制器2，固定机构3，升降机构4，降温机构5，金属套筒6，驱动组件7，基板8，储水箱9，喷头10，输送组件11，圆形放置盘12，夹持组件13，步进电机14，蜗轮15，蜗杆16，缓冲弹簧17，花键18，微电机19，双向丝杆20，夹板21，吸水泵22，输送管23，密封塞24，挡板25，排水槽26。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。

参照图1至图6所示的一种二氧化硅棒体套圆设备，包括加工台1，还包括控制器2、固定机构3、升降机构4和降温机构5，升降机构4设在加工台1的顶部，升降机构4包括金属套筒6和驱动组件7，加工台1的顶部固定设有基板8，基板8的一端外壁上固定设有安装架，驱动组件7设在安装架的顶部，金属套筒6固定设在驱动组件7上，降温机构5设在升降机构4的旁侧，降温机构5包括储水箱9、喷头10和输送组件11，储水箱9固定设在加工台1的顶部，输送组件11设在储水箱9的一端，喷头10固定设在输送组件11上，固定机构3设在基板8的顶部，固定机构3包括圆形放置盘12和夹持组件13，圆形放置盘12和夹持组件13均设在基板8的顶部，夹持组件13、驱动组件7和输送组件11与控制器2均为电性连接。

驱动组件7包括步进电机14、蜗轮15和蜗杆16，步进电机14固定设在安装架的外壁上，蜗轮15套设在其输出端上，蜗杆16通过两个轴承可转动的设置在安装架的内壁上，蜗杆16与蜗轮15啮合连接，步进电机14与控制器2电连接，当棒体固定后，通过控制器2启动步进电机14，由于蜗杆16通过两个轴承与安装架转动连接，金属套筒6与蜗杆16的顶部固定连接，进而带动金属套筒6旋转。

蜗杆16的顶部与安装架之间套设有缓冲弹簧17，其中一个靠近金属套筒6的轴承的内壁上固定设有花键18，蜗杆16的底部的圆周方向山的外壁上设有可供花键18滑动的键槽，由于其中一个靠近金属套筒6的轴承的内壁上固定设计有花键18，蜗杆16的外壁上设计有可供花键18滑动的键槽，进而使得金属套筒6在旋转的同时进行下降，因而将棒体套住，利用设计在金属套筒6内壁上的金刚砂对硅棒的表面进行打磨，实现套圆，伸缩弹簧起到缓冲作用，保证套圆过程细致紧密，防止漏磨，进而有利于提升套圆质量，提升硅棒的质量。

夹持组件13包括微电机19、双向丝杆20和两个夹板21，夹板21的顶部呈对称设置有两个滑轨，两个夹板21均滑动设置在两个滑轨上，双向丝杆20可转动的设置在基板8的顶部，微电机19固定设在基板8的顶部，其输出端与双向丝杆20的一端固定连接，双向丝杆20的两端分别与两个夹板21螺纹连接，微电机19与控制器2电连接，当进行二氧化硅棒体的套圆工作时，首先将其呈竖直放到圆形放置盘12的内部，然后通过控制器2启动微电机19，因而带动双向丝杆20旋转，由于双向丝杆20的两端分别设计有两个旋向不同的螺纹，又因为双向丝杆20的两端分别与两个夹板21螺纹连接，每个夹板21均与两个滑轨滑动连接，进而带动两个夹板21相互靠近，对棒体的外壁进行夹紧，利用丝杆传动作为夹紧驱动源，可保证夹持过程相对较慢，进而防止将棒体夹碎，有利于保护棒体。

输送组件11包括吸水泵22和两个输送管23，吸水泵22固定设在储水箱9的一端外壁上，两个输送管23分别固定设在喷头10、储水箱9和吸水泵22的两端之间，喷头10与其中一个输送管23固定连接，吸水泵22与控制器2电连接，在对二氧化硅打磨进行套圆的同时，通过控制器2启动吸水泵22，由于储水箱9和喷头10分别与两个输送管23固定连接，又因为喷头10与其中一个输送管23固定连接，进而带动喷头10对二氧化硅棒体的外壁进行喷水，一方面进行降温，另一方面可将打磨下来的杂质冲走，提升硅棒的套圆质量和套圆效率。

储水箱9的顶部开设有注水口，所述注水口的内部插设有密封塞24，注水口用来向储水箱9的内部注入水源，密封塞24起到防溢作用。

加工台1的顶部固定设有挡板25，加工台1的顶部固定设有支撑脚，挡板25用来遮挡加工台1，防止降温时喷出的水四处溅射，从而有利于保护作业环境的卫生，支撑脚起到支撑加工台1的作用。

夹板21的顶部呈对称设置有两个落水口，加工台1的顶部开设有排水槽26，降温用的水从二氧化硅棒体的外壁上溅射至基板8的顶部，再由两个落水口流动至排水槽26的内部，最后由排水槽26排出，防止加工台1堆积水较多而影响加工。

本实用新型的工作原理：当进行二氧化硅棒体的套圆工作时，首先将其呈竖直放到圆形放置盘12的内部，然后通过控制器2启动微电机19，因而带动双向丝杆20旋转，由于双向丝杆20的两端分别设计有两个旋向不同的螺纹，又因为双向丝杆20的两端分别与两个夹板21螺纹连接，每个夹板21均与两个滑轨滑动连接，进而带动两个夹板21相互靠近，对棒体的外壁进行夹紧，利用丝杆传动作为夹紧驱动源，可保证夹持过程相对较慢，进而防止将棒体夹碎，有利于保护棒体。

当棒体固定后，通过控制器2启动步进电机14，由于蜗杆16通过两个轴承与安装架转动连接，金属套筒6与蜗杆16的顶部固定连接，进而带动金属套筒6旋转，由于其中一个靠近金属套筒6的轴承的内壁上固定设计有花键18，蜗杆16的外壁上设计有可供花键18滑动的键槽，进而使得金属套筒6在旋转的同时进行下降，因而将棒体套住，利用设计在金属套筒6内壁上的金刚砂对硅棒的表面进行打磨，实现套圆，伸缩弹簧起到缓冲作用，保证套圆过程细致紧密，防止漏磨，进而有利于提升套圆质量，提升硅棒的质量。

在对二氧化硅打磨进行套圆的同时，通过控制器2启动吸水泵22，由于储水箱9和喷头10分别与两个输送管23固定连接，又因为喷头10与其中一个输送管23固定连接，进而带动喷头10对二氧化硅棒体的外壁进行喷水，一方面进行降温，另一方面可将打磨下来的杂质冲走，提升硅棒的套圆质量和套圆效率，降温用的水从二氧化硅棒体的外壁上溅射至基板8的顶部，再由两个落水口流动至排水槽26的内部，最后由排水槽26排出，防止加工台1堆积水较多而影响加工。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种二氧化硅棒体套圆设备，包括加工台(1)，其特征在于：还包括控制器(2)、固定机构(3)、升降机构(4)和降温机构(5)，升降机构(4)设在加工台(1)的顶部，升降机构(4)包括金属套筒(6)和驱动组件(7)，加工台(1)的顶部固定设有基板(8)，基板(8)的一端外壁上固定设有安装架，驱动组件(7)设在安装架的顶部，金属套筒(6)固定设在驱动组件(7)上，降温机构(5)设在升降机构(4)的旁侧，降温机构(5)包括储水箱(9)、喷头(10)和输送组件(11)，储水箱(9)固定设在加工台(1)的顶部，输送组件(11)设在储水箱(9)的一端，喷头(10)固定设在输送组件(11)上，固定机构(3)设在基板(8)的顶部，固定机构(3)包括圆形放置盘(12)和夹持组件(13)，圆形放置盘(12)和夹持组件(13)均设在基板(8)的顶部，夹持组件(13)、驱动组件(7)和输送组件(11)与控制器(2)均为电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅棒体套圆设备，其特征在于：驱动组件(7)包括步进电机(14)、蜗轮(15)和蜗杆(16)，步进电机(14)固定设在安装架的外壁上，蜗轮(15)套设在其输出端上，蜗杆(16)通过两个轴承可转动的设置在安装架的内壁上，蜗杆(16)与蜗轮(15)啮合连接，步进电机(14)与控制器(2)电连接。

3.根据权利要求2所述的一种二氧化硅棒体套圆设备，其特征在于：蜗杆(16)的顶部与安装架之间套设有缓冲弹簧(17)，其中一个靠近金属套筒(6)的轴承的内壁上固定设有花键(18)，蜗杆(16)的底部的圆周方向山的外壁上设有可供花键(18)滑动的键槽。

4.根据权利要求3所述的一种二氧化硅棒体套圆设备，其特征在于：夹持组件(13)包括微电机(19)、双向丝杆(20)和两个夹板(21)，夹板(21)的顶部呈对称设置有两个滑轨，两个夹板(21)均滑动设置在两个滑轨上，双向丝杆(20)可转动的设置在基板(8)的顶部，微电机(19)固定设在基板(8)的顶部，其输出端与双向丝杆(20)的一端固定连接，双向丝杆(20)的两端分别与两个夹板(21)螺纹连接，微电机(19)与控制器(2)电连接。

5.根据权利要求4所述的一种二氧化硅棒体套圆设备，其特征在于：输送组件(11)包括吸水泵(22)和两个输送管(23)，吸水泵(22)固定设在储水箱(9)的一端外壁上，两个输送管(23)分别固定设在喷头(10)、储水箱(9)和吸水泵(22)的两端之间，喷头(10)与其中一个输送管(23)固定连接，吸水泵(22)与控制器(2)电连接。

6.根据权利要求5所述的一种二氧化硅棒体套圆设备，其特征在于：储水箱(9)的顶部开设有注水口，所述注水口的内部插设有密封塞(24)。

7.根据权利要求6所述的一种二氧化硅棒体套圆设备，其特征在于：加工台(1)的顶部固定设有挡板(25)，加工台(1)的顶部固定设有支撑脚。

8.根据权利要求7所述的一种二氧化硅棒体套圆设备，其特征在于：夹板(21)的顶部呈对称设置有两个落水口，加工台(1)的顶部开设有排水槽(26)。

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