发明内容
为了解决以上技术问题,本发明提供了一种可有效节省加工资源和加工时间、提高生产效率的传递工件进出真空并在真空中通过加工区的方法及设备。
本发明所述传递工件进出真空并在真空中通过加工区的方法,其特征在于对工件在真空中进行加工之前,在真空制程腔内有一个前缓冲程序,该程序包括对一纵列N个工件进行逐个工件下降运动,将每最下方一个工件送至水平传输平台上,由水平传输平台逐个将工件送至加工区进行加工。
为了达到更好的效果,本发明还包括以下步骤:
1、对工件在真空中进行加工之后,在真空制程腔内有一个后缓冲程序,该程序包括对工件进行上升运动,将水平传输平台传送过来加工完毕的工件进行逐个工件上升运动,最后形成一纵列N个工件。这样,工件在真空中连续通过加工区,整个传输过程中一直是直线运动没有拐弯,因而传输效率高,运动方式简单。
2、在一纵列N个工件进入真空制程腔之前,其先进入一个可在大气与真空状态切换的进片腔。由外界向进片腔进片时,进片腔内为大气状态;由进片腔进入真空制程腔时,进片腔内为真空状态。这样,工件在真空制程腔进行传送及加工的同时,进片腔又重新破真空,放入新的工件,以待进入真空制程腔。可以进一步有效的节约装片时间,未造成任何时间损失。
3、上述一纵列N个工件同时从进片腔传输至真空制程腔。这样所有工件一次性进入,可最大程度的节省时间。
4、一纵列N个工件离开真空制程腔,通过进入一个可在大气与真空状态切换的出片腔来完成。由真空制程腔进入出片腔时,出片腔内为真空状态;由出片腔送出外界时,出片腔内为大气状态。从而,避免了真空制程腔本身不断抽真空、破真空,将该时间转移至进片腔与出片腔,使真空制程腔一直处于真空状态,专门进行工件的批量加工。
5、上述一纵列N个工件同时从真空制程腔传输至出片腔。这样所有工件一次性进入,可最大程度的节省时间。
6、当一纵列N个工件逐一通过加工区,第二批次N个工件纵列送入进片腔。从而,使第一批次工件的加工过程与第二批次工件进入真空的传送过程同时进行,节省时间,提高效率。
7、当一纵列N个工件中最后一个由前缓冲区落至水平传输平台上,第二批次N个工件纵列一起进入前缓冲区,开始下一个批次往加工区的传送。这样,加工区对工件的加工便可接连不断的进行,提高生产效率。
8、本发明所述一种传递工件进出真空并在真空中通过加工区的方法,具体包括以下步骤:
(1)、第一批次十二个工件纵列全部进入进片腔,进片腔与外界之间的阀门关闭;
(2)、进片腔抽真空,完毕后,进片腔与真空制程腔之间的阀门打开;
(3)、十二个工件从进片腔一起进入前缓冲区,完全进入后,进片腔与真空制程腔之间的阀门关闭;
(4)、第一批次工件从前缓冲区逐步下降,顺次落到水平输送平台上进行直线运动;与此同时进片腔冲入大气,进片腔与外界之间的阀门打开。
(5)、第一批次工件逐一通过加工区;同时第二批次工件开始进入进片腔;
(6)、第二批次工件同步骤(1)的过程;同时,第一批次工件逐一达到水平输送平台的运动终止区,并到达后逐一通过升降机构上升至后缓冲腔内;
(7)、进片腔抽真空,完毕后,进片腔与真空制程腔之间的阀门打开;
(8)、当第一批次工件中最后一个落下之后,第二批次工件同时一起进入前缓冲腔;第二批次工件重复步骤(3)~步骤(4)的过程;
(9)、第一批次工件全部进入后缓冲区后,一起进入出片腔,出片腔与真空制程腔之间的阀门关闭;
(10)、出片腔充大气,出片腔与外界之间的阀门打开;
(11)、第一批次工件由出片腔开始被取出,同时第三批次工件进入进片腔,从而开始下一个循环。
本发明还提供了一种传递工件进出真空并在真空中通过加工区的设备,包括一个真空制程腔,所述真空制程腔分为顺次的前缓冲区、加工区和后缓冲区,其内贯穿前缓冲区、加工区和后缓冲区设有水平传输平台;前缓冲区和后缓冲区内设置升降装置,可以逐一下降或上升工件,使工件下降落到水平传输平台上或上升离开水平传输平台。
为了达到更好的效果,本发明传递工件进出真空并在真空中通过加工区的设备还可采用以下措施:
1、该设备还包括一个至少设置两个可开闭密封件的进片腔,所述进片腔通过一个可开闭密封件与真空制程腔的前端连接;进片腔内设置传送机构。可以把一列N个纵向排列的工件同时从进片腔传输至真空制程腔。
2、该设备还包括一个至少设置两个可开闭密封件的出片腔,所述出片腔通过一个可开闭密封件与真空制程腔的后端连接;出片腔内设置传送机构。可以把一列N个纵向排列的工件同时从真空制程腔传输至出片腔。3、所述加工区内设置一个以上的加工位。加工位数量的设置可根据加工工件的工艺特点,目的是达到最高的效率。
4、所述加工区内设置两个加工位。
本发明的有益效果在于:
所述真空制程腔的前缓冲区、加工区和后缓冲区,所述前缓冲区的升降装置对工件在前缓冲区进行下降运动、所述水平传输平台对工件在加工区进行水平运动、所述后缓冲区的升降装置对工件在后缓冲区又进行上升运动,这样加工区前一纵列N个工件最底部的工件下移,一个个分别送至水平传输平台,当加工完毕后,工件再将从传送平台上一个个进行上移,最终排成一纵列N个工件。于是可以使工件在真空中连续通过加工区,整个传输过程中一直是直线运动没有拐弯,因而传输效率高,运动方式简单,结构简单,所需的机械零部件少,成本低,可靠性高。
进片腔和出片腔通过控制其上可开闭密封件,使其在大气状态与真空状态之间切换,从而可以传递工件进出真空。避免了真空制程腔本身不断抽真空、破真空,将该时间转移至进片腔与出片腔,使真空制程腔一直处于真空状态,专门进行工件的批量加工。工件在真空制程腔进行传送及加工的同时,进片腔或进片腔则在破真空,放入或输出工件。这样进一步有效的节约装片时间,未造成任何时间损失。
本发明所述方法及设备应用于太阳能离子注入机行业,使产能得到大幅度提高。如规格为156mm*156mm的太阳能硅片的加工产能达到3000片/小时以上,规格为125mm*125mm的太阳能硅片的加工产能可达到5000片/小时以上,从而可满足太阳能行业对于离子注入大产能的要求,使离子注入工艺在太阳行业制程成本极大的降低,并可在市场中大规模的推广。
本发明所述传递工件进出真空并在真空中通过加工区的方法及设备,不但可用于光伏产业中太阳能离子注入机,而且可应用到其他众多适用真空制程的行业及生产中。
具体实施方式
结合图1至图8,对本发明所述传递工件进出真空并在真空中通过加工区的方法及设备进行详细说明。
如图1所示,本发明所述传递工件进出真空并在真空中通过加工区的设备,其中部的前缓冲区6、加工区7和后缓冲区8共同组成真空制程腔,前缓冲区6、加工区7和后缓冲区8之间彼此贯通。
进片腔5、真空制程腔、出片腔9顺次通过阀门B2、阀门C3连接。进片腔5及出片腔9分别还设置另一阀门A1和阀门D4。进片腔5和出片腔9通过对阀门A1和阀门D4的控制,进行与外界之间的工件传送;通过阀门B2、阀门C3的控制,进行与真空制程腔之间的工件传送。为了进行工件传送,进片腔5和出片腔9内还分别设置有传送机构(图中未示,位于工件10处),传送机构可对N个竖直方向的纵列工件往外界或往真空制程腔进行传送。
进片腔5和出片腔9均设置有真空泵(图中未示),可在大气和真空状态之间进行切换,从而完成与外界、与真空制程腔之间的工件传送。
如图2所示,所述真空制程腔,其内贯穿前缓冲区6、加工区7和后缓冲区8的底部设有水平传输平台(图中未示);前缓冲区6和后缓冲区8内设置升降装置(图中未示),升降装置可对N个竖直方向的纵列工件进行升降运动。
在加工区7内,根据加工工件的工艺特点,设置不同数量的加工位11,
本实施例为两个加工位11。
运行时,假定初始状态:进片腔5为大气,出片腔为真空。阀门A1打开,阀门B2关闭,阀门C3打开,阀门D4关闭。一批次工件为十二个。整个工作流程如下:
1、第一批次十二个工件10I纵列全部进入进片腔5,如图2所示,阀门A1关闭。
2、进片腔5抽真空,完毕后阀门B2打开。
3、十二个工件10I从进片腔5一起进入前缓冲区6,如图3所示;进入前缓冲区6后,阀门B2关闭。
4、第一批次工件10I从前缓冲区6逐步下降,顺次落到水平输送平台上进行直线运动,如图4所示;同时进片腔5冲入大气,阀门A1打开。
5、第一批次工件10I逐一通过加工区;同时第二批次工件10II开始进入进片腔5,如图5所示。
6、第二批次工件10II同步骤1的过程;与此同时,第一批次工件10I逐一达到水平输送平台的运动终止区,并到达后逐一通过升降机构上升至后缓冲腔内,如图6所示。
7、进片腔5抽真空,完毕后阀门B2打开。
8、当第一批次工件10I中最后一个落下之后,第二批次工件10II同时一起进入前缓冲腔6,如图7所示;第二批次工件10II重复步骤3~步骤4的过程。
9、第一批次工件10I全部进入后缓冲区后,一起进入出片腔9,阀门C3关闭。
10、出片腔9充大气,阀门D4打开。
11、第一批次工件10I由出片腔9开始被取出,同时第三批次工件10III进入进片腔5,如图8所示。
由此完成传递第一批次工件进出真空并在真空中连续通过加工区域,第二批次、第三批次开始以上步骤的循环。