区熔炉上轴限位保护装置制造方法
【专利摘要】本实用新型创造提供区熔炉上轴限位保护装置，包括区熔炉、线圈、多晶棒料、观察窗法兰、PLC控制器、激光测距传感器、上轴伺服控制器和上轴速度电机，多晶棒料位于区熔炉内，且与上轴速度电机连接，线圈位于多晶棒料下端，观察窗法兰位于区熔炉一侧，且观察窗法兰内设有玻璃，激光测距传感器位于玻璃外侧，激光测距传感器输出信号通过信号线分别与PLC控制器和上轴伺服控制器连接，所述上轴伺服控制器通过信号线与所述上轴速度电机连接。本实用新型创造通过在炉外安装激光测距传感器，增加检测和自动控制多晶棒料与线圈距离的功能，避免因人为控制失误造成多晶料与高频线圈之间的挤压、碰撞而造成损失，降低了成本。
【专利说明】区熔炉上轴限位保护装置
【技术领域】
[0001] 本发明创造涉及一种区熔炉上轴限位保护装置。
【背景技术】
[0002] 根据现有的区熔炉结构，拉制单晶前需进行多晶料填装，多晶料填装完毕后需快 速下降多晶料，使多晶料与线圈之间的距离满足拉晶要求，由于目前的区熔炉采用高频感 应加热的方式，其内部真空度要求极高，多晶料的下降距离主要是靠操作人员观测和判断， 然后关闭控制多晶料下降的电机运转，适时停止多晶料的运动，这种工艺过程对操作人员 的要求高、劳动强度大。由于操作人员的主观问题，经常会出现多晶料快速下降过程中，操 作人员忘记停止其运动，发生多晶料与高频线圈碰撞、挤压，导致多晶料及高频线圈损坏， 造成严重损失。
【发明内容】
[0003] 本发明创造的目的是克服因现有区熔炉内高真空度，导致内部无法安装多晶棒料 检测装置的困难，提供一种能够通过炉体外测量，并自动控制多晶料与线圈距离的感应装 置系统，避免因人为控制失误造成多晶料与高频线圈之间的挤压、碰撞而造成损失。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：区熔炉上轴限位保护装置， 其特征在于：包括区熔炉、线圈、多晶棒料、观察窗法兰、PLC控制器、激光测距传感器、上轴 伺服控制器和上轴速度电机，所述多晶棒料位于所述区熔炉内，且与所述上轴速度电机连 接，所述线圈位于所述多晶棒料下端，所述观察窗法兰位于所述区熔炉的一侧，且所述观察 窗法兰内设有玻璃，所述激光测距传感器位于所述玻璃外侧，所述PLC控制器通过信号线 分别与所述激光测距传感器和所述上轴伺服控制器连接，所述上轴伺服控制器通过信号线 与所述上轴速度电机连接。
[0005] 进一步，所述线圈为高频线圈。
[0006] 进一步，所述上轴速度电机为伺服电机。
[0007] 本发明创造具有的优点和积极效果是：一种区熔炉上轴限位保护装置，克服了现 有区熔炉内为保证高真空度，导致内部无法安装多晶棒料检测装置的困难，通过对区熔炉 炉体的改造，通过在炉外安装激光测距传感器，增加了检测和自动控制多晶棒料与线圈距 离的功能，避免了因人为控制失误造成多晶料与高频线圈之间的挤压、碰撞而造成损失，有 效的降低了成本，同时本设计结构简单、安全可靠、便于操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1是本发明创造系统示意图；
[0009] 图2是本发明创造工作状态示意图。
[0010] 图中：
[0011] 1、区熔炉 2、线圈 3、多晶棒料
[0012] 4、观察窗法兰5、激光测距传感器
【具体实施方式】
[0013] 如图1、图2所示，区熔炉上轴限位保护装置，包括区熔炉1、线圈2、多晶棒料3、观 察窗法兰4、PLC控制器、激光测距传感器5、上轴伺服控制器和上轴速度电机，所述多晶棒 料3位于所述区熔炉1内，且与所述上轴速度电机连接，所述线圈2位于所述多晶棒料3下 端，所述观察窗法兰4位于所述区熔炉1的一侧，且所述观察窗法兰4内设有玻璃，所述激 光测距传感器5位于所述玻璃外侧，所述PLC控制器通过信号线分别与所述激光测距传感 器5和所述上轴伺服控制器连接，所述上轴伺服控制器通过信号线与所述上轴速度电机连 接。
[0014] 所述线圈2为高频线圈。
[0015] 所述上轴速度电机为伺服电机。
[0016] 本发明创造采用一种激光测距传感器5,通过观察窗法兰4及玻璃对真空区熔炉1 膛内进行测量，当多晶棒料3在距高频线圈2上方一定位置时，激光测距传感器5内会检测 到有物体出现，此时激光传感器5开关量输出一个信号到PLC控制器，所述PLC控制器通过 内部条件判断，输出控制信号传送给上轴伺服控制器，所述上轴伺服控制器接收控制信号 指令，停止信号输出，使伺服上轴速度电机停止动作。此时，控制所述多晶棒料3运动的电 机停止动作，所述多晶棒料3停止快速下降。因此有效地确保多晶棒料3与高频线圈2不 会发生碰撞和挤压。
[0017] 所述激光测距传感器5的测距范围在所述区熔炉1的半径长度至直径长度之间， 目的是即可有效测出所述多晶棒料3的距离，又能避免因测距范围过大而引起的对所述区 熔炉1内壁的误测量。
[0018] 由于目前的区熔炉1采用高频感应加热的方式，其内部真空度要求极高，因此无 法在内部加装传感器，故而多晶棒料3的下降距离主要是靠操作人员观测和判断，然后适 时停止多晶棒料的运动。这种操作方式对操作人员的要求高、劳动强度大，甚至经常会出 现多晶棒料3快速下降过程中，操作人员忘记停止其运动，发生多晶棒料3与高频线圈2碰 撞、挤压，导致多晶棒料3及高频线圈2损坏，造成严重损失。而本发明创造则克服了现有 区熔炉1内由于要保证高真空度，导致内部无法安装多晶棒料3检测装置的困难，提供一种 能够通过炉体外测量，并自动控制多晶棒料3与线圈2距离的激光测距传感器5及自动控 制设备PLC控制器，快速有效地将控制信号传送至控制上轴速度电机运动的上轴伺服控制 器，有效地避免了因人为控制失误造成多晶棒料3与高频线圈2之间的挤压、碰撞而造成损 失，同时降低了劳动力和生产成本，提高了生产效率。
[0019] 以上对本发明创造的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳 实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明创造范围所作的均等变化与 改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1. 区熔炉上轴限位保护装置，其特征在于：包括区熔炉（1)、线圈（2)、多晶棒料（3)、观 察窗法兰（4)、PLC控制器、激光测距传感器（5)、上轴伺服控制器和上轴速度电机，所述多 晶棒料（3)位于所述区熔炉（1)内，且与所述上轴速度电机连接，所述线圈（2)位于所述多 晶棒料（3)下端，所述观察窗法兰（4)位于所述区熔炉（1)的一侧，且所述观察窗法兰（4) 内设有玻璃，所述激光测距传感器（5)位于所述玻璃外侧，所述PLC控制器通过信号线分别 与所述激光测距传感器（5)和所述上轴伺服控制器连接，所述上轴伺服控制器通过信号线 与所述上轴速度电机连接。
2. 根据权利要求1所述的区熔炉上轴限位保护装置，其特征在于：所述线圈（2)为高 频线圈。
3. 根据权利要求1所述的区熔炉上轴限位保护装置，其特征在于：所述上轴速度电机 为伺服电机。
【文档编号】C30B13/28GK203999901SQ201420299969
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】刘嘉, 冯啸桐, 孙昊, 乔柳, 韩璐, 由佰玲 申请人:天津市环欧半导体材料技术有限公司