一种石英舟硅片的顶升机构的制作方法

本发明涉及一种太阳能电池片生产设备，特别涉及一种在扩散制结工艺中对石英舟内的成组硅片进行顶托起的机构。

背景技术：

太阳能电池片的生产工艺，大致可以归纳为：硅片检测、表面制绒及酸洗、扩散制结、去磷硅玻璃、等离子刻蚀及酸洗、镀减反射膜、丝网印刷、快速烧结；完成表面制绒及酸洗工艺的硅片需要先从扩散工艺篮具中转运到石英舟内，然后，再将装载有硅片的石英舟传送到烧结炉中，对硅片进行扩散制结；硅片从扩散工艺篮具转运到石英舟内的操作是通过石英舟装片机完成的；在石英舟装片机上分别设置有石英舟传送轨道和扩散工艺篮具传送轨道，在石英舟传送轨道上设置有石英舟，在扩散工艺篮具传送轨道上设置有扩散工艺篮具，在两轨道上方设置有抓取并转运硅片的吸盘机构，经过表面制绒及酸洗后的硅片，每100片为一组，被平放在扩散工艺篮具中，平放有硅片的扩散工艺篮具被运送到石英舟装片机的上料平台上，之后篮具被传送到吸盘机构的正下方；首先，要完成硅片的抓取动作，在吸盘机构的正下方设置有硅片托起机构，托起机构的任务是将篮具中的硅片托起，使其脱离篮具，以方便吸盘抓取，具体过程为：托架从篮具下方穿过篮具底端向上举升，将篮具中的50片一组的硅片向上托离篮具，吸盘下探，将50片硅片吸附抓取，吸着50片硅片的吸盘机构带着抓取的硅片向石英舟上方传送，在传送过程中，吸盘旋转45度，使被抓取的硅片转变姿态，呈菱形布置状态，当抓取有硅片的吸盘机构移动到石英舟正上方时，石英舟下方的顶起机构的托架穿过石英舟底部，从石英舟中升起，在顶起机构的托架顶端设置有一组托齿，吸盘将旋转后的50片硅片向下放置到一组托齿上，此时硅片在托齿上仍呈菱形放置状态，接手硅片的顶起机构下降，再将一组硅片呈菱形放置状态转载到石英舟中，从而完成整个石英舟硅片的装片装载工作，装满硅片的石英舟被传送进扩散炉内去进行扩散制结工艺。

现有石英舟的结构是由两端板和4根连接杆组成，在两端板的底部之间间隔地设置有两根硅片底部支撑杆，在两端板两侧分别设置有一根硅片限位杆，在硅片限位杆上布置有间距恒定的齿槽；硅片顶升机构设置在石英舟的正下方，现有的顶升机构的结构为：在顶升架底座上彼此平行地设置有两个托板，在每个托板的顶端均设置有疏齿状托架，顶升架底座与丝杠举升驱动机构连接在一起，通过丝杠驱动电机实现顶升架底座的升降，托板上方的疏齿状托架是从石英舟中底部的两根硅片底部支撑杆之间的间隙中向上升起的，升起后等待吸盘放置硅片，吸盘将篮具中的硅片运送到石英舟的正上方后，吸盘下降将硅片放置到升起的托板上方的疏齿状托架上，丝杠驱动电机驱动顶升机构下降，将硅片转运到石英舟上的两根间距恒定的齿槽限位杆上，从而完成硅片从篮具到石英舟的转运。

需要进入到扩散炉中的硅片和从扩散炉中工艺完的硅片，均是通过石英舟进行转运传送的，在吸盘与石英舟之间进行硅片传送的过程中，正方形的硅片是每两片重叠放置在石英舟的一个齿槽内的，每100个齿槽为一组，在石英舟的正下方设置的硅片顶升机构，将石英舟中的硅片成组托起，完成硅片从石英舟到顶升机构上的硅片托齿槽中之间的传送，每个托齿槽内有2张硅片，以满足上方吸盘吸取搬运的要求；由于石英舟中齿槽的间距恒定且精度很高，要将100片硅片同时平稳地托起，且在托起和吸盘抓取时不影响两端硅片，这就要求装配后的顶升架上的托齿间距与石英舟内的齿槽间距匹配，且足够细长，使顶升机构中托起的硅片要高于石英舟内已存放的硅片，为上方吸盘的抓方提供操作空间；因此，在制做顶升架托齿时，对单根托齿材料的选用有着严格的要求，材料必须硬度足够且有良好的加工性能，现有结构一般选用99瓷加工制作，该材料具有加工变形小和硬度高的优点，但具有造价昂贵和易碎的缺陷；现有顶升机构的中间单根托齿厚2.38毫米、宽10毫米、长190毫米，托齿上端车铣深0.6毫米和长45毫米的平面，顶部有11.42度倒角；左侧面单根托齿厚1毫米、长190毫米、宽10毫米，顶部有5.72度倒角；右侧面单根托齿厚1.6毫米、宽10毫米、长190毫米，托齿上端车铣深0.6毫米、长45毫米的平面；现有顶升机构是由1根左侧托齿、99根中间托齿和1根右侧托齿叠加装配而成，通常在托齿底部加工有直径6.5毫米的两个通孔，通过在101片托齿中间穿轴，两端通过铝板夹持和螺钉紧固的方式固定托齿；装配过程很复杂，对装配人员的技术要求高，装配好后的托齿侧面缺少基准面，由于直径6.5的通孔安装，托齿容易发生左右倾倒、不齐等现象，影响硅片插取；由于采用底部两端螺钉夹紧的方式，托齿叠加安装后容易在托齿顶部发生张口的情况，托齿间隙难以保证，顶升硅片时容易发生错齿和插碎等情况，而且间隙不统一容易，容易导致吸盘漏吸；通过整根长轴贯穿托齿安装的方式，在托齿单根发生损坏时，需要整套拆卸，存在更换时间长和更换难度大的问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种石英舟硅片的顶升机构，解决了现有托起机构存在的制造成本高维修更换不方便和使用寿命低的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种石英舟硅片的顶升机构，包括丝杠支撑架和石英舟安装架，丝杠支撑架设置在石英舟安装架的正下方，在丝杠支撑架上安装有沿上下竖直方向设置的丝杠导轨安装板，在丝杠导轨安装板上设置有一对丝杠支撑座和滑块导轨，在一对丝杠支撑座上安装有沿上下竖直方向设置的丝杠，在丝杠支撑架上设置有丝杠驱动电机，丝杠驱动电机的输出轴通过联轴器与丝杠连接在一起，在丝杠上设置有丝杠螺母，在丝杠螺母的左侧面上连接有滑块，滑块设置在滑块导轨上，在丝杠螺母的右侧面上设置有连接过渡板，在连接过渡板上设置顶升架底板，在顶升架底板上间隔地彼此平行地设置有两立板，在每个立板的顶端均设置有梳齿状托架；在石英舟安装架上设置有石英舟，在石英舟下方的石英舟安装架上设置有长条缝隙，两个梳齿状托架依次穿过石英舟安装架上的长条缝隙和石英舟后设置在石英舟上方，在两个梳齿状托架之间设置有硅片。

梳齿状托架是由托齿底架板、长条状托齿和托齿固定盖板组合而成的，在托齿底架板的前侧面上的中上部沿上下竖直方向等间隔地设置有长条状凹槽，在长条状凹槽的顶端设置有开口，在长条状凹槽下方的托齿底架板的前侧面上设置有带螺纹的沉孔，在长条状托齿的顶端设置有硅片插入u形槽，在托齿固定盖板的上部等间隔地设置有固定长条状托齿的顶丝孔，在托齿固定盖板的下部设置有连接螺栓穿过通孔；长条状托齿的下端活动插接在托齿底架板上的长条状凹槽中，托齿固定盖板靠接在托齿底架板的前侧面上，连接螺栓从连接螺栓穿过通孔穿过后与托齿底架板的前侧面上设置的带螺纹的沉孔螺接在一起。

在长条状托齿的顶端设置的硅片插入u形槽的槽底设置有45度倾斜面；在顶丝孔中设置有顶丝；在硅片插入u形槽两侧的长条状托齿的顶端均设置有锥形顶尖，锥形顶尖的顶角为10.2度。

本发明能够在降低成本、简化安装更换的同时，提高托齿的安装精度，提升生产效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的顶升架底板9及其上的部件的结构示意图；

图3是本发明的梳齿状托架11的结构示意图；

图4是本发明的托齿底架板16的结构示意图；

图5是本发明的长条状托齿19的结构示意图；

图6是本发明的托齿固定盖板23的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种石英舟硅片的顶升机构，包括丝杠支撑架1和石英舟安装架13，丝杠支撑架1设置在石英舟安装架13的正下方，在丝杠支撑架1上安装有沿上下竖直方向设置的丝杠导轨安装板2，在丝杠导轨安装板2上设置有一对丝杠支撑座4和滑块导轨3，在一对丝杠支撑座4上安装有沿上下竖直方向设置的丝杠5，在丝杠支撑架1上设置有丝杠驱动电机6，丝杠驱动电机6的输出轴通过联轴器与丝杠5连接在一起，在丝杠5上设置有丝杠螺母，在丝杠螺母的左侧面上连接有滑块7，滑块7设置在滑块导轨3上，在丝杠螺母的右侧面上设置有连接过渡板8，在连接过渡板8上设置顶升架底板9，在顶升架底板9上间隔地彼此平行地设置有两立板10，在每个立板10的顶端均设置有梳齿状托架11；在石英舟安装架13上设置有石英舟15，在石英舟15下方的石英舟安装架13上设置有长条缝隙14，两个梳齿状托架11依次穿过石英舟安装架13上的长条缝隙14和石英舟15后设置在石英舟15上方，在两个梳齿状托架11之间设置有硅片12；丝杠驱动电机6通过驱动丝杠5的正向转和反向旋转，实现顶升架底板9的升起或降下，顶升架底板9上的梳齿状托架11接收其上方吸盘上的硅片，然后顶升架下降，再将接收的硅片转载到石英舟中，从而完成硅片从吸盘到石英舟的传送；当需要将硅片从石英舟到吸盘传送时，载有硅片的石英舟会移动到顶升机构上方，顶升机构在丝杠驱动电机的驱动下，梳齿状托架11从下向上穿过石英舟安装架13上的长条缝隙14，进入到石英舟中，将石英舟中的硅片顶接到长条状托齿19的顶端设置的硅片插入u形槽20中，梳齿状托架11继续向上升起，使硅片脱离石英舟，直至硅片到达石英舟正上方停止，上方的吸盘下探后，将梳齿状托架11上的硅片抓取后运走。

梳齿状托架11是由托齿底架板16、长条状托齿19和托齿固定盖板23组合而成的，在托齿底架板16的前侧面上的中上部沿上下竖直方向等间隔地设置有长条状凹槽17，在长条状凹槽17的顶端设置有开口27，在长条状凹槽17下方的托齿底架板16的前侧面上设置有带螺纹的沉孔18，在长条状托齿19的顶端设置有硅片插入u形槽20，在托齿固定盖板23的上部等间隔地设置有固定长条状托齿的顶丝孔25，在托齿固定盖板23的下部设置有连接螺栓穿过通孔24；长条状托齿19的下端活动插接在托齿底架板16上的长条状凹槽17中，托齿固定盖板23靠接在托齿底架板16的前侧面上，连接螺栓从连接螺栓穿过通孔24穿过后与托齿底架板16的前侧面上设置的带螺纹的沉孔18螺接在一起；这种组合式梳齿状托架11方便加工，加工精度高，保证了托齿的间隙的精度，顶升硅片时不容易发生错齿和插碎硅片的情况，该结构还保证了当梳齿状托架11顶升石英舟中一组硅片时，不会影响邻近的石英舟中的其它硅片。

在长条状托齿19的顶端设置的硅片插入u形槽20的槽底设置有45度倾斜面21；在顶丝孔25中设置有顶丝26；在硅片插入u形槽20两侧的长条状托齿19的顶端均设置有锥形顶尖22，锥形顶尖22的顶角为10.2度；锥形顶尖22的设置为硅片的插入硅片插入u形槽20提供了导向的作用，槽底设置有45度倾斜面21使硅片转载到梳齿状托架11上后，能仍然保持倾斜菱形状放置状态；当梳齿状托架11上的某一根长条状托齿19损坏后，只需要将对应的其根部上顶接的顶丝26松开，即可将损坏的长条状托齿19取出进行更换，而不需要将整个梳齿状托架11报废，大大降低了维修配件的成本。