晶棒夹持轴头托放定位装置、晶棒滚磨系统及安装方法与流程

本发明涉及晶棒加工，具体涉及一种晶棒夹持轴头托放定位装置、晶棒滚磨系统及其使用方法。

背景技术：

0、技术背景

1、由于在晶棒拉制的过程中，对于单晶硅棒的直径控制较难，所以为了得到标准直径的晶棒，比如4寸、5寸、6寸、8寸等等，在晶棒拉制后会对晶棒直径进行滚磨，滚磨后的晶棒表面光滑，并且在尺寸误差上更小。

2、在对晶棒进行滚磨加工时，主要通过滚磨机对晶棒进行滚磨加工。目前4寸、5寸、6寸、8寸等滚磨机在对晶棒进行滚磨前，需要更换对应规格的晶棒夹持轴头。

3、现有的安装方法是人工托举晶棒夹持轴头进行更换和安装。然而，因晶棒夹持轴头较重，人力难以长时间托举，且滚磨机内空间狭小，更换过程较为繁杂，进而导致安装进度缓慢，耗时耗力，在安装过程中还会出现晶棒夹持轴头安装偏差，甚至晶棒夹持轴头脱落的情况发生，如此不仅在一定程度上造成了人力的浪费，降低了晶棒的加工效率，还可能发生生产安全事故。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提出一种晶棒夹持轴头托举定位装置、晶棒滚磨系统及安装方法，用以提升晶棒夹持轴头的安装及更换效率，从而提升晶棒的加工效率。

2、第一方面，本发明提供了一种晶棒夹持轴头托举定位装置，该装置用于安装在晶棒滚磨机的工作台面，且位于晶棒夹持轴头安装位置的下方，包括竖直升降组件、水平移动组件、轴头托放组件和定位组件；

3、所述轴头托放组件，用以承载晶棒夹持轴头，所述水平移动组件固定安装在所述轴头托放组件的下方，用于使所述轴头托放组件在水平面上横向和纵向移动，所述竖直升降组件固定安装在所述水平移动组件下方，用于使所述水平移动组件和其上固定安装的所述轴头托放组件在竖直面上移动，所述定位组件固定安装在所述轴头托放组件上，用以使所述晶棒夹持轴头的中心与晶棒夹持轴头安装中心重合。

4、优选的，所述水平移动组件包括横向移动机构和纵向移动机构，所述横向移动机构和纵向移动机构以运动方向相互垂直的方式设置；所述横向移动机构和纵向移动机构均包括移动顶板、固定底板、螺旋驱动组件、螺旋驱动连接座和导向组件；所述移动顶板和所述固定底板正对设置，所述螺旋驱动连接座设置在所述固定底板的上表面，所述螺旋驱动组件的固定端固定安装在移动顶板，驱动端与所述螺旋驱动连接座螺纹配合连接，用于驱动移动顶板沿螺纹驱动方向运动；所述导向组件包括两组，每一组的上端均安装在移动顶板的下表面，下端固定安装在固定底板的上表面，且分别平行设置在螺旋驱动组件的两侧，用以承载移动顶板。

5、优选的，所述竖直升降组件包括竖直升降机构和高度测量组件，所述竖直升降机构包括升降底板、升降顶板、升降螺旋杆和叉形连杆，所述升降顶板固定安装在所述叉形连杆的上部，所述升降底板固定安装在所述叉形连杆的下部，所述升降螺旋杆可转动的安装在所述叉形连杆上，用以使叉形连杆顶起所述升降顶板，所述高度测量组件固定安装在所述升降底板的一侧，用以根据刻度读出所述升降底板与所述升降顶板之间的距离。

6、优选的，所述叉形连杆包括两组连杆、底部导轨、顶部导轨、两组转轴和两组滑轴，所述底部导轨和顶部导轨上均设置有滑槽，两组滑轴可转动的安装在底部导轨和顶部导轨的滑槽中的一端，且可沿滑槽滑动，所述转轴可转动的安装在底部导轨和顶部导轨的滑槽中的另一端，两组连杆以关于相交位置的轴为中心可转动的方式交叉设置，每一组连杆的一端两端分别可转动的连接一组转轴和滑轴；所述滑轴的中心设置有螺旋杆过孔，所述转轴的中心设置有螺旋孔，所述升降螺旋杆可转动的安装在所述滑轴上，并与所述转轴上的螺纹孔相配合，所述底部导轨固定安装在所述升降底板上，所述顶部导轨固定安装在所述升降顶板上，用以转动升降螺旋杆，升起或将降下升降顶板。

7、优选的，所述移动螺旋杆上还设置有刻度，用以根据刻度读出所述轴头托放组件的横向移动距离和纵向移动距离。

8、优选的，所述定位组件包括激光发生器、移动架、固定架、锁紧螺栓和固定螺母，所述激光发生器和固定螺母均固定安装在所述移动架上，移动架可移动的安装在所述固定架上，所述锁紧螺栓安装在所述固定螺母上，用以将所述激光发生器固定，所述固定架固定安装在所述轴头托放组件上。

9、优选的，所述固定架上设置有刻度，用以根据刻度读出所述激光发生器与所述轴头托放组件的距离。

10、优选的，所述轴头托放组件上设置有槽口，用以放置晶棒夹持轴头。

11、第二方面，本发明提供了一种晶棒滚磨系统，包括晶棒放置平台、晶棒滚磨机、晶棒上料装置、晶棒夹持轴头放置平台和如第一方面的晶棒夹持轴头托举定位装置，所述晶棒放置平台和所述晶棒夹持轴头放置平台均设置于所述滚磨机的侧面，晶棒放置平台用于放置待滚磨的晶棒，晶棒夹持轴头放置平台用于放置待更换的晶棒夹持轴头；晶棒滚磨机的上料装置设置于晶棒滚磨机的拐角处，用于从晶棒放置平台上夹持待滚磨的晶棒搬运至晶棒滚磨机处，还用于从晶棒夹持轴头放置平台上夹持待更换的晶棒夹持轴头搬运至晶棒夹持轴头托举定位装置上；所述晶棒滚磨机用于夹持所述晶棒滚磨机的上料装置搬运的待滚磨的晶棒，并对该待滚磨的晶棒进行滚磨加工；所述晶棒夹持轴头托举定位装置设置在晶棒滚磨机的工作台面上，且位于晶棒夹持轴头安装位置的下方，用于托举待更换的晶棒夹持轴头，并运送到安装位置。

12、第三方面，本发明提供了一种晶棒夹持轴头的安装方法，该晶棒滚磨方法基于第二方面的晶棒滚磨系统实施，该方法包括：

13、测量需更换的晶棒夹持轴头的最大外径的值，并调节激光发生器的高度，以使晶棒夹持轴头中心轴线和激光发生器发出的光线重合；

14、利用所述晶棒上料装置将需更换的晶棒夹持轴头放置在所述轴头托放组件上的槽口中，调节所述横向移动机构、纵向移动机构和竖直升降机构，以使在激光发生器产生的在轴头安装面上的投影与轴头安装中心重合；

15、人工安装紧固晶棒夹持轴头，并通过滚磨机的控制端控制晶棒滚磨机在待机状态下使左右两个晶棒夹持轴头靠拢，以验证左右两端的晶棒夹持轴头是否对齐。

16、上述晶棒夹持轴头托放定位装置、晶棒滚磨系统及其使用方法中，该装置包括竖直升降组件、水平移动组件、轴头托放组件和定位组件；首先通过轴头托放组件以放置固定晶棒夹持轴头，通过竖直升降组件和水平移动组件能够将待安装或跟换的晶棒夹持轴头托举到轴头安装位置，其次通过安装在轴头托放组件上的定位组件以对晶棒夹持轴头的安装进行定位，使晶棒夹持轴头的轴线与轴头安装位置的中心重合；如此晶棒夹持轴头的更换或安装不在需要人力进行托举，不仅降低了工人的劳动强度还加快了更换或安装速度，提升了生产效率，另外定位组件的设置还可以减少安装偏差，避免了生产安全事故的发生。

技术特征：

1.一种晶棒夹持轴头托举定位装置，该装置用于安装在晶棒滚磨机的工作台面，且位于晶棒夹持轴头安装位置的下方，其特征在于，包括竖直升降组件、水平移动组件、轴头托放组件和定位组件；

2.根据权利要求1所述的晶棒夹持轴头托举定位装置，其特征在于，所述水平移动组件包括横向移动机构和纵向移动机构，所述横向移动机构和纵向移动机构以运动方向相互垂直的方式设置；所述横向移动机构和纵向移动机构均包括移动顶板、固定底板、螺旋驱动组件、螺旋驱动连接座和导向组件；所述移动顶板和所述固定底板正对设置，所述螺旋驱动连接座设置在所述固定底板的上表面，所述螺旋驱动组件的固定端固定安装在移动顶板，驱动端与所述螺旋驱动连接座螺纹配合连接，用于驱动移动顶板沿螺纹驱动方向运动；所述导向组件包括两组，每一组的上端均安装在移动顶板的下表面，下端固定安装在固定底板的上表面，且分别平行设置在螺旋驱动组件的两侧，用以承载移动顶板。

3.根据权利要求1所述的晶棒夹持轴头托举定位装置，其特征在于，所述竖直升降组件包括竖直升降机构和高度测量组件，所述竖直升降机构包括升降底板、升降顶板、升降螺旋杆和叉形连杆，所述升降顶板固定安装在所述叉形连杆的上部，所述升降底板固定安装在所述叉形连杆的下部，所述升降螺旋杆可转动的安装在所述叉形连杆上，用以使叉形连杆顶起所述升降顶板，所述高度测量组件固定安装在所述升降底板的一侧，用以根据刻度读出所述升降底板与所述升降顶板之间的距离。

4.根据权利要求3所述的晶棒夹持轴头托举定位装置，其特征在于，所述叉形连杆包括两组连杆、底部导轨、顶部导轨、两组转轴和两组滑轴，所述底部导轨和顶部导轨上均设置有滑槽，两组滑轴可转动的安装在底部导轨和顶部导轨的滑槽中的一端，且可沿滑槽滑动，所述转轴可转动的安装在底部导轨和顶部导轨的滑槽中的另一端，两组连杆以关于相交位置的轴为中心可转动的方式交叉设置，每一组连杆的一端两端分别可转动的连接一组转轴和滑轴；所述滑轴的中心设置有螺旋杆过孔，所述转轴的中心设置有螺旋孔，所述升降螺旋杆可转动的安装在所述滑轴上，并与所述转轴上的螺纹孔相配合，所述底部导轨固定安装在所述升降底板上，所述顶部导轨固定安装在所述升降顶板上，用以转动升降螺旋杆，升起或降下升降顶板。

5.根据权利要求4所述的晶棒夹持轴头托举定位装置，其特征在于，所述移动螺旋杆上还设置有刻度，用以根据刻度读出所述轴头托放组件的横向移动距离和纵向移动距离。

6.根据权利要求1所述的晶棒夹持轴头托举定位装置，其特征在于，所述定位组件包括激光发生器、移动架、固定架、锁紧螺栓和固定螺母，所述激光发生器和固定螺母均固定安装在所述移动架上，移动架可移动的安装在所述固定架上，所述锁紧螺栓安装在所述固定螺母上，用以将所述激光发生器固定，所述固定架固定安装在所述轴头托放组件上。

7.根据权利要求6所述的晶棒夹持轴头托举定位装置，其特征在于，所述固定架上设置有刻度，用以根据刻度读出所述激光发生器与所述轴头托放组件的距离。

8.根据权利要求1所述的晶棒夹持轴头托举定位装置，其特征在于，所述轴头托放组件上设置有槽口，用以放置晶棒夹持轴头。

9.一种晶棒滚磨系统，其特征在于，包括晶棒放置平台、晶棒滚磨机、晶棒上料装置、晶棒夹持轴头放置平台和如权利要求1至 8所述的晶棒夹持轴头托举定位装置，所述晶棒放置平台和所述晶棒夹持轴头放置平台均设置于所述滚磨机的侧面，晶棒放置平台用于放置待滚磨的晶棒，晶棒夹持轴头放置平台用于放置待更换的晶棒夹持轴头；晶棒滚磨机的上料装置设置于晶棒滚磨机的拐角处，用于从晶棒放置平台上夹持待滚磨的晶棒搬运至晶棒滚磨机处，还用于从晶棒夹持轴头放置平台上夹持待更换的晶棒夹持轴头搬运至晶棒夹持轴头托举定位装置上；所述晶棒滚磨机用于夹持所述晶棒滚磨机的上料装置搬运的待滚磨的晶棒，并对该待滚磨的晶棒进行滚磨加工；所述晶棒夹持轴头托举定位装置设置在晶棒滚磨机的工作台面上，且位于晶棒夹持轴头安装位置的下方，用于托举待更换的晶棒夹持轴头，并运送到安装位置。

10.一种晶棒夹持轴头的安装方法，其特征在于，该晶棒滚磨方法基于如权利要求9所述的晶棒滚磨系统实施，该方法包括：

技术总结
本发明涉及晶棒加工技术领域，具体涉及一种晶棒夹持轴头托放定位装置、晶棒滚磨系统及安装方法，上述晶棒夹持轴头托放定位装置、晶棒滚磨系统及其使用方法中，该装置包括竖直升降组件、水平移动组件、轴头托放组件和定位组件；首先通过轴头托放组件以放置固定晶棒夹持轴头，通过竖直升降组件和水平移动组件能够将待安装或跟换的晶棒夹持轴头托举到轴头安装位置，其次通过安装在轴头托放组件上的定位组件以对晶棒夹持轴头的安装进行定位，使晶棒夹持轴头的轴线与轴头安装位置的中心重合；如此晶棒夹持轴头的更换或安装不在需要人力进行托举，不仅降低了工人的劳动强度还加快了更换或安装速度，提升了生产效率。

技术研发人员：马国庆,郭一辰,宋冠军
受保护的技术使用者：宁夏申和新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5