CN102560443A

CN102560443A - 一种工艺腔传输控制系统

Info

Publication number: CN102560443A
Application number: CN2011104603606A
Authority: CN
Inventors: 于素豪; 吴国发
Original assignee: Hanergy Technology Co Ltd
Current assignee: Hanergy Technology Co Ltd
Priority date: 2011-12-31
Filing date: 2011-12-31
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明涉及一种工艺腔传输控制系统，具体地讲是涉及一种低压化学气相沉积反应工艺腔中单电机同步传输控制系统。该系统包括由伺服电机组件驱动的、带动工艺腔一侧的传输滚轮转动的主动装置和与主动装置联动的伸缩滑台，伺服电机组件只有一套且安装在工艺腔的一侧，该系统还包括位于工艺腔另一侧的、带动该侧传输滚轮转动的、由伺服电机组件驱动的从动装置。该系统结构相对简单，克服了双电机同步控制系统易出现失同步现象的缺点，具有很好的同步精度和稳定性，并且可调性较好，传输结构安全、可靠、高效，降低了设备成本以及生产成本，且易于维护。

Description

一种工艺腔传输控制系统

技术领域

本发明涉及一种工艺腔传输控制系统，具体地讲是涉及一种低压化学气相沉积反应工艺腔中的单电机同步传输控制系统。

背景技术

由于太阳能清洁安全、取之不竭，很多国家将目光投向了清洁的太阳能发电。对于太阳能发电而言，最重要的莫过于太阳能电池技术的发展。其中，薄膜太阳能电池就以其大面积、轻薄透明等特点在民用设施建筑物等的太阳能发电领域拥有广阔的发展前景。

薄膜太阳能电池的制造需要透明导电氧化物玻璃（TCO）作为电池的前电极，LPCVD设备就是根据低压化学气相沉积法制备TCO的一种设备。其原理是：在低压状态下，利用气态物质通过热分解反应或者化学反应，在玻璃基材表面上形成固态薄膜。LPCVD拥有均匀的阶梯覆盖性、很好的组成成份和结构的控制,具有较高的沉积速率和输出量，以及低廉的制程成本，适合大批量生产应用；另外，LPCVD不需要载子气体，大大降低了颗粒污染源，因此其被广泛应用于薄膜电池产业中。

在LPCVD设备中，有供玻璃基材传输的传输系统。根据工艺要求，在玻璃基材传输过程中，需要对玻璃基材的位置进行精确的定位，采用伺服系统来保证传输的稳定性、可靠性。目前，该设备工艺腔传输采用双电机同步控制，PLC通过CAN总线控制两套伺服系统使他们实现同步，从而保证腔体两侧由电机驱动的滚轮转动的同步，实现置于滚轮上的玻璃基材的传输稳定性和可靠性。

现有技术中的工艺腔传输控制系统，如图1所示，包括与伸缩滑台105连为一体的伺服电机101、同步驱动带轮102、同步皮带103、传输滚轮104、伸缩滑台105、工艺腔106、连接伺服电机和伸缩滑台的金属杆107等，伸缩滑台的驱动系统为一气缸组件。

可以看出，原方案中工艺腔传输采用两套伺服系统，PLC通过CAN总线对它们进行控制，使它们实现同步。此方案中，伺服控制器的输入信号不受除了PLC信号以外的任何其它因素的影响，所以任一伺服控制器的扰动不会影响其它伺服控制器的工作状态。但是，只有当各个伺服控制器的跟随性能相似时，在仅仅只有给定PLC信号出现变化，而且任何伺服控制器都不会受到大的扰动时，该方案才能较好地实现同步功能。而一旦任何伺服电机遭遇较大扰动，就会出现失同步现象，从而影响系统的正常运行。而且，使用双电机，提高了设备成本，降低了设备性价比，且维护不便。

发明内容

本发明提供一种工艺腔传输控制系统，其结构相对简单，克服了双电机同步控制系统易出现失同步现象的缺点，具有很好的同步精度和稳定性，并且可调性较好，传输结构安全、可靠、高效，降低了设备成本以及生产成本，且易于维护。

为解决上述技术问题，本发明技术方案如下：

一种工艺腔传输控制系统，包括由伺服电机组件驱动的、带动工艺腔一侧的传输滚轮转动的主动装置和与主动装置联动的伸缩滑台，伺服电机组件只有一套且安装在工艺腔的一侧，该系统还包括位于工艺腔另一侧的、带动该侧传输滚轮转动的、由伺服电机组件驱动的从动装置。

所述主动装置包括伺服电机组件和伺服电机组件驱动的主同步驱动装置；主同步驱动装置和与其位于工艺腔同一侧的传输滚轮传动连接。

所述主同步驱动装置由同步驱动带轮和皮带组成。

所述伺服电机组件包括伺服电机和伺服驱动器，伸缩滑台与上述主动装置中的伺服电机以金属杆固定连接，避免同步驱动带轮和皮带发生偏斜，影响滚轮传输。

所述从动装置包括由伺服电机组件驱动的齿轮箱、由齿轮箱驱动的副同步驱动装置和与齿轮箱位于工艺腔同一侧的伸缩滑台；所述副同步驱动装置也是由同步驱动带轮和皮带组成。齿轮箱与该伸缩滑台以金属杆固定连接，避免同步驱动带轮和皮带发生偏斜，影响滚轮传输。副同步驱动装置和与其位于工艺腔同一侧的传动滚轮传动连接。

所述齿轮箱通过传输轴与伺服电机组件驱动的主同步驱动装置传动连接。

所述齿轮箱内设齿轮装置；位于工艺腔两侧的伸缩滑台的驱动系统是两套气缸组件。

在玻璃基材传输过程中，需要传输滚轮精确定位以支持玻璃传输，这就需要控制传输滚轮伸出的位置和距离。而传输滚轮的伸缩定位通过伸缩滑台和金属波纹管控制，因此，伸缩滑台的移动需要精确化。当在两侧气缸驱动下，与主动装置联动的伸缩滑台以及与齿轮箱位于工艺腔同一侧的伸缩滑台同时移动时，两个伸缩滑台的位置和距离应得到保障，由于传输轴的长度是固定的，所以可以通过齿轮箱内齿轮装置的转动来消化该结构所产生的错位距离。

利用上述系统进行玻璃基材传输的基本原理是，由于工艺腔一侧的伺服电机和另一侧的齿轮箱与各自一侧的伸缩滑台固定连接，当气缸驱动滚轮伸出时，伸缩滑台通过齿轮箱内的轮齿相对移动控制在一个固定的距离内。同时，在伺服电机的驱动下传输轴开始转动，在传输轴的带动下，两边同步驱动带轮也开始转动，其所驱动的滚轮同步转动，从而使玻璃基材平稳地传输。传输方向导向方式为在滚轮旁边设置滚轮挡板，防止玻璃基材在传输过程中发生偏离。玻璃基材位置检测采用光电开关，玻璃基材到达的位置信号进入信号放大器后，再反馈给伺服驱动器。

伺服驱动器主要靠脉冲来定位，基本上可以理解为，伺服电机接收到一个脉冲，就会旋转一个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，同样会发出对应数量的脉冲。这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环。本系统中传输系统采用稳定的闭环控制，在这个闭环控制系统中，以传输轴的转动角度（转化为传送距离）为目标，利用编码器采集伺服电机的脉冲信号，并反馈给伺服驱动器，同时玻璃基材的位置信号也会反馈给伺服驱动器。伺服驱动器以这两个信号数据为输入量，通过其内部控制算法，运算得到的结果作为输出信号控制伺服电机，从而实现该传动系统中对玻璃基材位置控制灵活性、精确性和可靠性的目标。

本发明提供的工艺腔传输系统，通过只设置一套脉冲定位的伺服电机组件及其从动装置控制工艺腔两侧滚轮转动，实现了单电机同步传输控制，结构相对简单，克服了双电机同步控制系统易出现失同步现象的缺点，具有很好的同步精度和稳定性，并且可调性较好，传输结构安全、可靠、高效，降低了设备成本以及生产成本，运行噪声比较小且易于维护。

附图说明

图1是现有技术中的工艺腔传输系统结构示意图；

图2是本发明的工艺腔传输系统结构示意图；

图3是本发明的工艺腔传输控制流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

一种工艺腔传输控制系统，如图2所示，包括由伺服电机组件驱动的、带动工艺腔206一侧的传输滚轮204转动的主动装置和与主动装置联动的伸缩滑台205，主动装置包括伺服电机组件和伺服电机组件驱动的主同步驱动装置；主同步驱动装置和与其位于工艺腔同一侧的传输滚轮204传动连接；主同步驱动装置由同步驱动带轮202和皮带203组成.

伺服电机组件只有一套且安装在工艺腔206的一侧，该系统还包括位于工艺腔206另一侧的、带动该侧传输滚轮214转动的、由伺服电机组件驱动的从动装置。

伺服电机组件包括伺服电机201和伺服驱动器，伸缩滑台205与上述主动装置中的伺服电机201以金属杆207固定连接，避免同步驱动带轮202和皮带203发生偏斜，影响滚轮传输。

从动装置包括由伺服电机组件驱动的齿轮箱209、由齿轮箱209驱动的副同步驱动装置和与齿轮箱209位于工艺腔206同一侧的伸缩滑台213；所述副同步驱动装置是由同步驱动带轮210和皮带211组成。齿轮箱209与该伸缩滑台213以金属杆212固定连接，避免同步驱动带轮210和皮带211发生偏斜，影响滚轮传输。副同步驱动装置和与其位于工艺腔206同一侧的传动滚轮214传动连接。

齿轮箱209通过传输轴208与伺服电机组件驱动的主同步驱动装置传动连接。

齿轮箱209内设齿轮装置；位于工艺腔206两侧的伸缩滑台205、213的驱动系统是两套气缸组件。

在玻璃基材传输过程中，需要传输滚轮204、214精确定位以支持玻璃传输，这就需要控制传输滚轮204、214伸出的位置和距离。而传输滚轮204、214的伸缩定位通过伸缩滑台205、213和金属波纹管控制，因此，伸缩滑台205、213的移动需要精确化。当在两侧气缸驱动下，与主动装置联动的伸缩滑台205以及与齿轮箱209位于工艺腔206同一侧的伸缩滑台213同时移动时，两个伸缩滑台205、213的位置和距离应得到保障，由于传输轴208的长度是固定的，所以可以通过齿轮箱208内齿轮装置的转动来消化该结构所产生的错位距离。

进行玻璃基材传输时，在伺服电机201的驱动下传输轴208开始转动，在传输轴208的带动下，两边同步驱动带轮202、210也开始转动，其所驱动的滚轮同步转动，从而使玻璃基材平稳地传输。传输方向导向方式为在滚轮旁边设置滚轮挡板，防止玻璃基材在传输过程中发生偏离。玻璃基材位置检测采用光电开关，玻璃基材到达的位置信号进入信号放大器后，再反馈给伺服驱动器。

伺服驱动器主要靠脉冲来定位，基本上可以理解为，伺服电机201接收到一个脉冲，就会旋转一个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机201每旋转一个角度，同样会发出对应数量的脉冲。这样，和伺服电机201接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环。本系统中传输系统采用稳定的闭环控制，控制流程如图3所示，在这个闭环控制系统中，以传输轴208的转动角度（转化为传送距离）为目标，利用编码器采集伺服电机201的脉冲信号，并反馈给伺服驱动器，同时玻璃基材的位置信号也会反馈给伺服驱动器。伺服驱动器以这两个信号数据为输入量，通过其内部控制算法，运算得到的结果作为输出信号控制伺服电机201，从而实现该传动系统中对玻璃基材位置控制灵活性、精确性和可靠性的目标。

Claims

1.一种工艺腔传输控制系统，包括由伺服电机组件驱动的、带动工艺腔一侧的传输滚轮转动的主动装置和与主动装置联动的伸缩滑台，其特征在于伺服电机组件只有一套且安装在工艺腔的一侧，该系统还包括位于工艺腔另一侧的、带动该侧传输滚轮转动的、由伺服电机组件驱动的从动装置。

2.根据权利要求1所述的工艺腔传输控制系统，其特征在于所述主动装置包括伺服电机组件和伺服电机组件驱动的主同步驱动装置；主同步驱动装置和与其位于工艺腔同一侧的传输滚轮传动连接。

3.根据权利要求1或2所述的工艺腔传输控制系统，其特征在于所述伺服电机组件包括伺服电机和伺服驱动器。

4.根据权利要求3所述的工艺腔传输控制系统，其特征在于所述伸缩滑台与主动装置中的伺服电机以金属杆固定连接。

5.根据权利要求3所述的工艺腔传输控制系统，其特征在于所述从动装置包括由伺服电机组件驱动的齿轮箱、由齿轮箱驱动的副同步驱动装置和与齿轮箱位于工艺腔同一侧的伸缩滑台；齿轮箱与该伸缩滑台以金属杆固定连接；副同步驱动装置和与其位于工艺腔同一侧的传动滚轮传动连接。

6.根据权利要求5所述的工艺腔传输控制系统，其特征在于所述齿轮箱通过传输轴与伺服电机组件驱动的主同步驱动装置传动连接。

7.根据权利要求2、4、5或6中任意一项所述的工艺腔传输控制系统，其特征在于所述主同步驱动装置由同步驱动带轮和皮带组成。

8.根据权利要求5或6所述的工艺腔传输控制系统，其特征在于所述副同步驱动装置由同步驱动带轮和皮带组成。