CN110937606A - 一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装方法及装置，涉及多晶硅生产技术领域，主要用于解决人工安装硅芯、硅芯横梁，硅芯垂直度难以保证，且易引入杂质，影响多晶硅品质的问题。其通过如下步骤实现：准备硅芯；输送硅芯：安装石墨底座；90°翻转硅芯：组装硅芯和电极盘：装入还原炉。装置的结构为：工作台上设有硅芯输送带；硅芯输送带进料端设有硅芯存储箱，硅芯输送带中部两侧设有石墨座安装器和硅芯顶块，硅芯输送带的出料端依次设有翻转机械臂、成品架、夹持机构以及电极盘。本发明提供的一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装方法及装置，其能自动组装硅芯、硅芯横梁以及电极盘，保证硅芯垂直度的同时还能减少引入杂质。

Description

一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装方法及装置

技术领域

本发明涉及多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装方法及装置。

背景技术

硅芯是多晶硅生产过程中生长多晶硅的载体。将其放置在还原炉中，通过还原炉的反应，可以在硅芯表面“生长”出多晶硅。一般来说，还原炉内会放置多组硅芯。每组硅芯包括两根与底盘垂直的硅芯和一根与底盘平行的硅芯横梁，三根硅芯组成“П”型，可构成单独的电流回路。

传统的还原炉硅芯安装通常是利用安装人员站在还原炉底盘上，一人拿着硅芯，一人在还原炉底盘上进行装配，将硅芯垂直插入还原炉底盘上的石墨件的夹头。并由炉外人员目测指挥调整硅芯与还原炉底盘的垂直度，待硅芯的垂直度调整好之后，由站在还原炉底盘上的安装人员拧紧石墨件的夹头，从而将硅芯竖直安装在还原炉底盘上。之后，再将另外一根硅芯按照同样的方法竖直安装在还原炉底盘上，最后将第三根硅芯横梁横向安装于两根竖直硅芯的顶端，从而完成一组硅芯的安装。

然而，现有的硅芯安装过程中，由于人为因素多的缘故，硅芯垂直度难以保证，易引入杂质，影响多晶硅产品品质，进而导致多晶硅的生产效率低下，无法满足现有的生产需求。

因此，目前需要一种能够解决上述缺陷的还原炉硅芯、硅芯横梁安装方法及装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装方法，其能自动组装硅芯、硅芯横梁以及电极盘，保证硅芯垂直度的同时还能减少引入杂质，进而保证多晶硅产品的品质。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种结构巧妙、能够实现上述方法的还原炉硅芯、硅芯横梁安装装置。

本发明解决前一技术问题的技术方案是：一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装方法，其特征在于，通过如下步骤实现：

一、准备硅芯：

启动工作台，按照设计要求调整好硅芯底端与顶端方向后，将多根硅芯放置于硅芯存储箱中；

二、输送硅芯：

硅芯从硅芯存储箱上的出芯口依次滚出，落入到硅芯输送带上，并通过硅芯输送带运输移动；

三、安装石墨底座；

当硅芯被运送至石墨座安装器位置时，硅芯输送带停顿，硅芯顶块顶住硅芯顶端，并向相对位置的石墨座安装器推动硅芯，使硅芯底端进入石墨底座，石墨底座锁紧装在硅芯上，紧固操作完成后，硅芯顶块复位，硅芯输送带继续运输硅芯；

四、90°翻转硅芯：

通过翻转机械臂将装好石墨底座的硅芯竖直放置在成品架上；

五、组装硅芯和电极盘：

利用夹持机构将硅芯的底端竖直插装在电极盘上，并将硅芯横梁搭接在硅芯上端；

六、将组装好的硅芯、硅芯横梁以及电极盘整体装入还原炉中。

作为本发明的更进一步改进，步骤一中：将硅芯沿与输送方向垂直的方向放置，且硅芯的顶端正对硅芯顶块一侧，硅芯的底端正对石墨底座一侧。

作为本发明的更进一步改进，步骤二中：通过沿输送方向依次设置在硅芯输送带上的硅芯槽来托住硅芯。

作为本发明的更进一步改进，步骤四中：硅芯竖直插装在成品架的放置座上。

作为本发明的更进一步改进，采用伺服电机来驱动硅芯输送带。

本发明解决第二个技术问题的技术方案是：一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装装置，包括工作台，所述工作台上设有硅芯输送带；所述硅芯输送带进料端设有硅芯存储箱，所述硅芯输送带中部的两侧相对设有石墨座安装器和硅芯顶块，所述硅芯输送带的出料端依次设有翻转机械臂、成品架、夹持机构以及电极盘。

作为本发明的更进一步改进，所述硅芯输送带上设有硅芯槽，所述硅芯槽的延伸方向与硅芯输送带的移动方向垂直。

作为本发明的更进一步改进，所述硅芯存储箱上设有出芯口，所述出芯口的延伸方向与硅芯输送带的移动方向垂直。

作为本发明的更进一步改进，所述硅芯顶块上设有硅芯卡槽和红外传感器，所述硅芯顶块远离石墨座安装器的一侧设有驱动其移动的推进气缸。

作为本发明的更进一步改进，所述成品架的底部设有放置座，所述放置座上设有多个插口。

与现有技术相比，本发明的一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装方法及装置的优点为：

1、本发明的方法中，设置的硅芯顶块与石墨底座的相对运动，在硅芯底端锁紧安装石墨底座，然后通过翻转机械臂将硅芯翻转90°，将硅芯竖直插入成品架的放置座上，利用夹持机构将放置座上的硅芯竖直插装在电极盘上，并安装硅芯横梁，最后将组装好的硅芯、硅芯横梁以及电极盘整体移装到还原炉中。通过采用这种方式，能自动组装硅芯、硅芯横梁以及电极盘，将之预先组装成一个整体模块，方便后续安装。同时，还能保证硅芯垂直度，减少人工安装引入的杂质，进而保证多晶硅产品的品质，满足现有的生产需求。

2、将硅芯沿与输送方向垂直的方向放置，且硅芯的顶端正对硅芯顶块一侧，硅芯的低端正对石墨底座一侧。预先这样设置，能够方便后续的石墨底座的安装。

3、硅芯竖直插装在成品架的放置座上，方便后续用夹持机构移动硅芯。

4、采用伺服电机来驱动硅芯输送带，则方便控制硅芯输送带的停止/启动。

5、工作台上设有硅芯输送带，硅芯输送带进料端设有硅芯存储箱，硅芯输送带中部的两侧相对设有石墨座安装器和硅芯顶块，硅芯输送带的出料端依次设有翻转机械臂、成品架、夹持机构以及电极盘。通过硅芯输送带输送硅芯，配合石墨座安装器和硅芯顶块，完成石墨底座的锁紧安装。然后利用翻转机械臂、成品架、夹持机构将硅芯、硅芯横梁以及电极盘组装。该装置能自动将硅芯、硅芯横梁以及电极盘成一个整体模块，方便后续安装。同时，还能保证硅芯垂直度，减少人工安装引入的杂质，进而保证多晶硅产品的品质，满足现有的生产需求。

6、硅芯输送带上设有硅芯槽，硅芯槽的延伸方向与硅芯输送带的移动方向垂直。硅芯槽的设置能够保证硅芯在输送过程中不会出现偏转，方便后续翻转机械臂的夹取。

7、硅芯存储箱上设有出芯口，出芯口的延伸方向与硅芯输送带的移动方向垂直，使从出芯口出来的硅芯能准确落入到硅芯槽中。

8、硅芯顶块上设有硅芯卡槽和红外传感器，硅芯顶块远离石墨座安装器的一侧设有驱动其移动的推进气缸。通过红外传感器，能及时监控是否有硅芯通过，进而能够准确安装石墨底座。

9、成品架的底部设有放置座，放置座上设有多个插口，方便硅芯的临时竖直放置，同时，成品架作为硅芯的中转存放处，也方便后续夹持机构的夹取。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中的安装装置的整体示意图；

图2为本发明的硅芯输送带的俯向示意图；

图3为本发明的硅芯存储箱与硅芯输送带的配合示意图；

图4为本发明中硅芯、硅芯横梁、石墨底座组装好后的结构示意图；

图5为本发明的电极盘的结构示意图。

其中：1-工作台；11-硅芯存储箱；111-出芯口；12-硅芯输送带；121-硅芯槽；122-伺服电机；2-石墨座安装器；21-石墨底座；3-推进气缸；31-硅芯顶块；311-硅芯卡槽；312-红外传感器；4-翻转机械臂；5-成品架；51-放置座；6-夹持机构；7-电极盘；8-硅芯。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现在参考附图描述本发明的实施例。

实施例

本发明公开的一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装方法，通过如下步骤实现：

一、准备硅芯8：

启动工作台1，按照设计要求调整好硅芯8底端与顶端方向后，将多根硅芯8放置于硅芯存储箱11中；

二、输送硅芯8：

硅芯8从硅芯存储箱11上的出芯口111依次滚出，落入到硅芯输送带12上，并通过硅芯输送带12运输移动；

三、安装石墨底座21；

当硅芯8被运送至石墨座安装器2位置时，硅芯输送带12停顿，硅芯顶块31顶住硅芯8顶端，并向相对位置的石墨座安装器2推动硅芯8，使硅芯(8)底端进入石墨底座21，石墨底座21锁紧装在硅芯8上，紧固操作完成后，硅芯顶块31复位，硅芯输送带12继续运输硅芯8；

四、90°翻转硅芯8：

通过翻转机械臂4将装好石墨底座21的硅芯8竖直放置在成品架5上；

五、组装硅芯8和电极盘7：

利用夹持机构将硅芯8的底端竖直插装在电极盘7上，并将硅芯横梁搭接在硅芯8上端；

六、将组装好的硅芯8、硅芯横梁以及电极盘7整体装入还原炉中。

该方法中，设置的硅芯顶块31与石墨底座21的相对运动，在硅芯8底端锁紧安装石墨底座21，然后通过翻转机械臂4将硅芯8翻转90°，将硅芯8竖直插入成品架5的放置座51上，利用夹持机构6将放置座51上的硅芯8竖直插装在电极盘7上，并安装硅芯横梁，最后将组装好的硅芯8、硅芯横梁以及电极盘7整体移装到还原炉中。通过采用这种方式，能自动组装硅芯8、硅芯横梁以及电极盘7，将之预先组装成一个整体模块，方便后续安装。同时，还能保证硅芯8垂直度，减少人工安装引入的杂质，进而保证多晶硅产品的品质，满足现有的生产需求。

并且，在本方法步骤一中：将硅芯8沿与输送方向垂直的方向放置，且硅芯8的顶端正对硅芯顶块31一侧，硅芯8的底端正对石墨底座21一侧。预先这样设置，能够方便后续的石墨底座21的安装。在本方法步骤二中：通过沿输送方向依次设置在硅芯输送带12上的硅芯槽121来托住硅芯8。

在本方法步骤四中：硅芯8竖直插装在成品架5的放置座51上，方便后续用夹持机构6移动硅芯8。本实施例中，采用伺服电机122来驱动硅芯输送带12，则方便控制硅芯输送带12的停止/启动。

如图1-5所示，采用该方法的一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装装置，包括工作台1。其中，工作台1上设有硅芯输送带12。硅芯输送带12进料端设有硅芯存储箱12。硅芯输送带12中部的两侧相对设有石墨座安装器2和硅芯顶块31。硅芯输送带12的出料端依次设有翻转机械臂4、成品架5、夹持机构6以及电极盘7。

通过硅芯输送带12输送硅芯8，配合石墨座安装器2和硅芯顶块31，完成石墨底座21的锁紧安装。然后利用翻转机械臂4、成品架5、夹持机构6将硅芯8、硅芯横梁以及电极盘7组装。该装置能自动将硅芯8、硅芯横梁以及电极盘7成一个整体模块，方便后续安装。同时，还能保证硅芯8垂直度，减少人工安装引入的杂质，进而保证多晶硅产品的品质，满足现有的生产需求。

同时，硅芯输送带12上设有硅芯槽121，硅芯槽121的延伸方向与硅芯输送带12的移动方向垂直。硅芯槽121的设置能够保证硅芯8在输送过程中不会出现偏转，方便后续翻转机械臂4的夹取。本实施例中，硅芯存储箱11上设有出芯口111，出芯口111的延伸方向与硅芯输送带12的移动方向垂直。

并且，硅芯顶块31上设有硅芯卡槽311和红外传感器312。硅芯顶块31远离石墨座安装器2的一侧设有驱动其移动的推进气缸3。通过红外传感器312，能及时监控是否有硅芯8通过，进而能够准确安装石墨底座21。

另外，成品架5的底部设有放置座51，放置座51上设有多个插口，方便硅芯8的临时竖直放置，同时，成品架5作为硅芯8的中转存放处，也方便后续夹持机构6的夹取。

需要注意的是：

本实施例中，在将硅芯8竖直插装在电极盘7中之后，利用对准仪检测硅芯8的垂直度，保证硅芯8的弯曲度符合要求。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (10)

1.一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装方法，其特征在于，通过如下步骤实现：

一、准备硅芯(8)：

启动工作台(1)，按照设计要求调整好硅芯(8)底端与顶端方向后，将多根硅芯(8)放置于硅芯存储箱(11)中；

二、输送硅芯(8)：

硅芯(8)从硅芯存储箱(11)上的出芯口(111)依次滚出，落入到硅芯输送带(12)上，并通过硅芯输送带(12)运输移动；

三、安装石墨底座(21)；

当硅芯(8)被运送至石墨座安装器(2)位置时，硅芯输送带(12)停顿，硅芯顶块(31)顶住硅芯(8)顶端，并向相对位置的石墨座安装器(2)推动硅芯(8)，使硅芯(8)底端进入石墨底座(21)，石墨底座(21)锁紧装在硅芯(8)上，紧固操作完成后，硅芯顶块(31)复位，硅芯输送带(12)继续运输硅芯(8)；

四、90°翻转硅芯(8)：

通过翻转机械臂(4)将装好石墨底座(21)的硅芯(8)竖直放置在成品架(5)上；

五、组装硅芯(8)和电极盘(7)：

利用夹持机构将硅芯(8)的底端竖直插装在电极盘(7)上，并将硅芯横梁搭接在硅芯(8)上端；

六、将组装好的硅芯(8)、硅芯横梁以及电极盘(7)整体装入还原炉中。

2.根据权利要求1所述的一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装方法，其特征在于，步骤一中：将硅芯(8)沿与输送方向垂直的方向放置，且硅芯(8)的顶端正对硅芯顶块(31)一侧，硅芯(8)的底端正对石墨底座(21)一侧。

3.根据权利要求1或2所述的一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装方法，其特征在于，步骤二中：通过沿输送方向依次设置在硅芯输送带(12)上的硅芯槽(121)来托住硅芯(8)。

4.根据权利要求1所述的一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装方法，其特征在于，步骤四中：硅芯(8)竖直插装在成品架(5)的放置座(51)上。

5.根据权利要求1所述的一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装方法，其特征在于，采用伺服电机(122)来驱动硅芯输送带(12)。

6.一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装装置，包括工作台(1)，其特征在于，所述工作台(1)上设有硅芯输送带(12)；所述硅芯输送带(12)进料端设有硅芯存储箱(12)，所述硅芯输送带(12)中部的两侧相对设有石墨座安装器(2)和硅芯顶块(31)，所述硅芯输送带(12)的出料端依次设有翻转机械臂(4)、成品架(5)、夹持机构(6)以及电极盘(7)。

7.根据权利要求6所述的一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装装置，其特征在于，所述硅芯输送带(12)上设有硅芯槽(121)，所述硅芯槽(121)的延伸方向与硅芯输送带(12)的移动方向垂直。

8.根据权利要求7所述的一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装装置，其特征在于，所述硅芯存储箱(11)上设有出芯口(111)，所述出芯口(111)的延伸方向与硅芯输送带(12)的移动方向垂直。

9.根据权利要求6所述的一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装方法及装置，其特征在于，所述硅芯顶块(31)上设有硅芯卡槽(311)和红外传感器(312)，所述硅芯顶块(31)远离石墨座安装器(2)的一侧设有驱动其移动的推进气缸(3)。

10.根据权利要求6所述的一种还原炉硅芯、硅芯横梁安装方法及装置，其特征在于，所述成品架(5)的底部设有放置座(51)，所述放置座(51)上设有多个插口。

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