一种用于晶棒加工时的自动装夹装置的制作方法

本发明涉及晶体加工辅助设备领域，具体涉及一种用于晶棒加工时的自动装夹装置。

背景技术：

已知的，在使用西门子法生产多晶硅的过程中，晶棒搭接技术是其中非常重要的关键技术之一，其主要应用于多晶硅生产中的一个环节，即还原反应过程；还原反应过程的原理是在一个密闭的还原炉中进行的，在装炉前先在还原炉内用晶棒搭接成若干个闭合回路，也就是行话中的“搭桥”；每个闭合回路都由两根竖晶棒和一根横晶棒组成；每一个闭合回路的两个竖晶棒分别接在炉底上的两个电极上，电极分别连接直流电源的正负极，然后对晶棒进行加热，加热中一组搭接好的晶棒相当于一个大电阻，向密闭的还原炉内通入氢气和三氯氢硅，进行还原反应；这样，所需的多晶硅就会在晶棒表面生成。以上所述就是晶棒及其搭接技术在多晶硅生产中的应用。

实现上述技术时，通过搭桥技术使一根横晶棒和两根竖晶棒进行联通，其中横晶棒的两端通过钻孔或切槽或磨削成一定形状，然后由磨削成一定形状的磨削面对应切槽部分进行搭接，或在晶棒端部设置具有一定锥度的插柱与晶棒的钻孔进行插接，形成最终的搭接方式；然而前述搭接技术必须对横晶棒或竖晶棒进行先期的加工，根据目前的加工能力，在加工横晶棒或竖晶棒时就要求在加工过程中必须时刻留有工作人员看守，当一根晶棒加工完成后，工作人员为了防止发生安全事故就要先停机，由人工取出已经加工好的晶棒，然后再装上一根新的晶棒，同时为了使晶棒在磨削或钻孔时对磨削或钻孔位置的统一，工作人员还要对晶棒进行不断的调整，调整好以后，再重新启动设备进行再次加工，由于这种方式受到人为干扰的因素非常大，而且在更换晶棒时还要停机进行取放晶棒和调整晶棒的位置，这就势必会大大降低加工的效率和提高生产的成本；不利于节能环保的实现等，由于这种方式受到人为干扰的因素非常大；例如，技工师傅的熟练程度、所用设备的加工状况等，都可能使所加工的横晶棒或竖晶棒上的孔或磨削槽很不规范，使得后期搭接工艺中接触面很小，也就是点接触或线接触，从而影响晶棒的加工品质等。那么如何提供一种用于晶棒加工时的自动装夹装置就显得尤为重要。

技术实现要素：

为了克服背景技术中的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于晶棒加工时的自动装夹装置，本发明通过自动上料机构将晶棒输送至晶棒支撑座，然后由晶棒支撑座带动晶棒实现晶棒的夹紧与放置，避免了现有加工方法的人工长期现场盯点弊端，进一步实现了晶棒加工的机械化程度等。

为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于晶棒加工时的自动装夹装置，包括晶棒夹紧机构、晶棒支撑座、晶棒推送器、底板、晶棒收集器、升降器、左夹紧臂和右夹紧臂，在所述底板上面的右侧前后间隔设有至少两个右夹紧臂，在每个右夹紧臂的左边分别设有左夹紧臂，在每个左夹紧臂与右夹紧臂的内侧面分别设有晶棒左夹紧块和晶棒右夹紧块，在底板右侧的下面设有升降器，所述升降器的升降杆穿过底板并处于左夹紧臂与右夹紧臂之间，在升降杆的上端设有晶棒支撑座，所述左夹紧臂或右夹紧臂连接晶棒夹紧机构，在晶棒夹紧机构的上方设有晶棒推送器，所述晶棒推送器的推送杆端部设有晶棒推板，在晶棒推送器的上方设有自动上料机构，所述自动上料机构上晶棒接取板的右端对应晶棒支撑座，在底板的右侧设有晶棒收集器，所述晶棒收集器的进料口对应晶棒推板形成所述的用于晶棒加工时的自动装夹装置。

所述的用于晶棒加工时的自动装夹装置，所述晶棒夹紧机构包括晶棒夹紧器、推板和导向座，所述推板连接左夹紧臂的左侧面，在推板的两端分别设有导向孔，每个导向孔分别套接在导向座的导向杆上，两导向座分别设在底板上，推板左侧面的中部连接晶棒夹紧器。

所述的用于晶棒加工时的自动装夹装置，所述晶棒夹紧机构的替换结构为晶棒夹紧机构包括晶棒夹紧器、拉板和滑座，所述滑座设置为两个，两滑座分别设置在对应左夹紧臂的底板上，在两个滑座上分别设置右夹紧臂，两右夹紧臂分别连接拉板，所述拉板的左侧面连接晶棒夹紧器。

所述的用于晶棒加工时的自动装夹装置，所述晶棒夹紧器通过晶棒夹紧器支撑座固定在底板上，晶棒夹紧器为气缸，所述气缸连接气源。

所述的用于晶棒加工时的自动装夹装置，所述右夹紧臂上设有钻头穿孔。

所述的用于晶棒加工时的自动装夹装置，所述晶棒左夹紧块和晶棒右夹紧块的内侧面分别设有用于卡接晶棒的v型槽。

所述的用于晶棒加工时的自动装夹装置，所述晶棒支撑座的上面设有用于放置晶棒的v型槽。

所述的用于晶棒加工时的自动装夹装置，所述升降器为气缸，所述气缸连接气源。

所述的用于晶棒加工时的自动装夹装置，所述晶棒推送器通过晶棒推送器支撑座固定在底板上，晶棒推送器为气缸，所述气缸连接气源。

所述的用于晶棒加工时的自动装夹装置，所述左夹紧臂或右夹紧臂的两端分别设有晶棒挡板。

由于采用上述技术方案，本发明具备如下优点：

本发明通过升降器带动晶棒升降实现晶棒三个工位的操作，通过晶棒推送器和晶棒夹紧器的配合动作，实现晶棒的拿取、夹紧和放置，避免了人工在加工过程中长期现场盯点的弊端，同时还有效的提高了加工效率，降低了生产成本等，本发明具有结构简便，使用效果等特点，进一步实现了晶棒加工的机械化程度，利于在晶体材料加工行业推广应用。

附图说明

图1是本发明实施例中接取晶棒的示意图；

图2是本发明实施例中夹紧晶棒的示意图；

图3是本发明实施例中推送晶棒的示意图；

图4是本发明的应用示意图；

在图中：1、晶棒接取板；2、晶棒；3、晶棒支撑座；4、晶棒推送器；5、晶棒推板；6、晶棒夹紧器；7、晶棒右夹紧块；8、晶棒左夹紧块；9、推板；10、底板；11、晶棒收集器；12、升降器；13、晶棒夹紧器支撑座；14、晶棒推送器支撑座；15、托板；16、自动上料机构；17、左夹紧臂；18、右夹紧臂；19、自动上料驱动器；20、钻头；21、升降杆；22、导向座。

具体实施方式

参考下面实施例，可以更详细的解释本发明，但是本发明并不局限于这些实施例的组合方式。

首先需要说明的是，本发明在描述结构时采用的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

结合附图1～4所述的一种用于晶棒加工时的自动装夹装置，包括晶棒夹紧机构、晶棒支撑座3、晶棒推送器4、底板10、晶棒收集器11、升降器12、左夹紧臂17和右夹紧臂18，在所述底板10上面的右侧前后间隔设有至少两个右夹紧臂18，在每个右夹紧臂18的左边分别设有左夹紧臂17，在每个左夹紧臂17与右夹紧臂18的内侧面分别设有晶棒左夹紧块8和晶棒右夹紧块7，在每个右夹紧臂18上设有钻头穿孔，具体如图4所示，本发明在具体实施时，晶棒左夹紧块8和晶棒右夹紧块7的内侧面分别设有用于卡接晶棒2的v型槽，晶棒左夹紧块8和晶棒右夹紧块7的材质可以选择为非金属材料，如尼龙、pp等，两个右夹紧臂18与左夹紧臂17配合分别可以夹持晶棒2的两端，也就是说两个右夹紧臂18为一组，当需要同时钻取两根及两根以上的晶棒2时，可以设置四个或四个以上的右夹紧臂18；

进一步，在底板10右侧的下面设有升降器12，在升降杆21的上端设有晶棒支撑座3，升降杆21带动晶棒支撑座3实现升降，即实现晶棒2的取、放和夹紧，晶棒支撑座3的上面设有用于放置晶棒2的v型槽。升降器12在具体实施时可以选择为气缸，所述气缸连接气源。或者选择其它具有升降功能的标准件，如液压缸或螺杆升降机等，如图4所示，所述升降器12的升降杆21穿过底板10并处于左夹紧臂17与右夹紧臂18之间，升降杆21处于左夹紧臂17与右夹紧臂18之间的目的是为了使左夹紧臂17与右夹紧臂18能夹紧位于晶棒支撑座3上的晶棒2，晶棒支撑座3的材质可以选择为非金属材料，如尼龙、pp等；

进一步，所述左夹紧臂17或右夹紧臂18连接晶棒夹紧机构，所述左夹紧臂17或右夹紧臂18的两端分别设有晶棒挡板，如图4所示，所述晶棒夹紧机构包括晶棒夹紧器6、推板9和导向座22，所述推板9连接左夹紧臂17的左侧面，在推板9的两端分别设有导向孔，每个导向孔分别套接在导向座22的导向杆上，两导向座22分别设在底板10上，推板9左侧面的中部连接晶棒夹紧器6实现左夹紧臂17左右移动，右夹紧臂18固定的夹紧结构形式；

所述晶棒夹紧机构的替换结构为晶棒夹紧机构包括晶棒夹紧器6、拉板和滑座，所述滑座设置为两个，两滑座分别设置在对应左夹紧臂17的底板10上，在两个滑座上分别设置右夹紧臂18，两右夹紧臂18分别连接拉板，所述拉板的左侧面连接晶棒夹紧器6实现右夹紧臂18左右移动，左夹紧臂17固定的夹紧结构形式；

或者将左夹紧臂17和右夹紧臂18同时连接晶棒夹紧机构使左夹紧臂17和右夹紧臂18同时实现左右移动的功能。

实施时，所述晶棒夹紧器6通过晶棒夹紧器支撑座13固定在底板10上，晶棒夹紧器6为气缸，所述气缸连接气源。

进一步，在晶棒夹紧机构的上方设有晶棒推送器4，所述晶棒推送器4的推送杆端部设有晶棒推板5，所述晶棒推送器4通过晶棒推送器支撑座14固定在底板10上，晶棒推送器4为气缸，所述气缸连接气源，在晶棒推送器4的上方设有自动上料机构16，所述自动上料机构16的左侧设有托板15，自动上料机构16上的自动上料驱动器19驱动自动上料机构16实现自动上料的功能，本发明中涉及到的自动上料机构16本发明的发明人已申请了专利，故在此不对其具体结构做详细累述，所述自动上料机构16上晶棒接取板1的右端对应晶棒支撑座3，在底板10的右侧设有晶棒收集器11，所述晶棒收集器11的进料口对应晶棒推板5形成所述的用于晶棒加工时的自动装夹装置。

具体实施时，在晶棒收集器11的上面设有非金属材质的护板。

本发明在具体实施时，首先如图1所示，启动自动上料机构16，并将升降器12上的升降杆21处于最高位，此时升降器12上的晶棒支撑座3与自动上料机构16上的晶棒接取板1高度一致，然后自动上料驱动器19驱动自动上料机构16上的棘轮，棘轮带动托板15上的晶棒2进入棘轮上的工位，同时位于棘轮工位上的晶棒2通过晶棒接取板1进入到晶棒支撑座3上的v型槽内，然后下降升降器12，使升降器12上的升降杆21处于最低位，如图2所示，此时晶棒支撑座3上的晶棒2处于晶棒右夹紧块7与晶棒左夹紧块8之间，启动晶棒夹紧器6，使晶棒右夹紧块7与晶棒左夹紧块8夹紧晶棒2，然后开启钻取机构并带动钻头20高速旋转，移动钻取机构使钻头20穿过右夹紧臂18的钻头穿孔对晶棒2进行钻孔，当钻孔完成后，再次启动晶棒夹紧器6，使晶棒右夹紧块7与晶棒左夹紧块8松开晶棒2，再次启动升降器12，使升降器12上的升降杆21处于中位，具体如图3所示，然后开启晶棒推送器4，晶棒推送器4通过晶棒推板5将钻好孔的晶棒2推出晶棒支撑座3并进入晶棒收集器11内，此时即完成了一次晶棒2的钻取，在此过程中实现了晶棒2的自动装夹功能，重复上述步骤即可进行下一根晶棒2的钻孔工作。

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。