CN113333909A - 一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置，包括角度调节器、焊接枪、支撑架、驱动件、光线发射器和中央控制器，所述驱动件安装在支撑架之上并驱动角度调节器水平运动，所述焊接枪的焊接头的焊接点和光线发射器的光线发生头的光照点汇集在同一处，所述焊接枪和光线发射器分别安装在角度调节器之上并由角度调节器驱动而改变焊接头和光线发生头的朝向，所述中央控制器分别与角度调节器、焊接枪、驱动件和光线发射器电连接。本发明通过驱动件与角度调节器之间的配合，带动焊接枪在水平运动的同时实时调节焊接头的朝向，从而使焊接枪沿着锯齿形、圆圈形或月牙形运动路线逐渐焊接，保证单晶炉圆筒式主炉室的焊缝的焊接强度。

Description

一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置
【技术领域】
本发明涉及单晶炉的技术领域，特别是一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置的技术领域。
【背景技术】
单晶硅是一种良好的半导体材料，可以用于二极管级、整流器件级、电路级和芯片产品的生产与深加工制造之中，其后续产品集成电路和半导体分离器件等也已广泛应用于各个领域，尤其在军事电子设备中占有着重要地位，处于新材料发展的前沿。
单晶炉是一种在惰性气体环境中，利用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，再利用直拉法生长无错位单晶的设备，通常包括炉体、电气控制柜、加热变压器、电源滤波柜、主真空泵、副室真空泵、真空管道、液压系统、氩气系统和冷却水系统等。
由于硅单晶生产时温度较高，为了防止主炉室壳体的材料挥发影响硅单晶的纯度，以及考虑到主炉室壳体还需要具有优良的耐蚀性、塑性、可焊性、顺磁性等特性，目前通常采用奥氏体不锈钢作为材料配合氩弧焊焊接来制备主炉室壳体。在焊接时，为了保证焊接牢度，常常需要采用锯齿形运条法、三角形运条法或者圆圈运条法等运条方式，使焊条不断运动，形成良好的焊缝，若采用手工焊接，则对于工人的技术要求较高，若采用机器焊接，则存在焊接枪的位置难以精准调整的问题。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置，能够带动焊接枪在水平运动的同时实时调节焊接头的朝向，从而使焊接枪沿着锯齿形、圆圈形或月牙形运动路线逐渐焊接。
为实现上述目的，本发明提出了一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置，包括角度调节器、焊接枪、支撑架、驱动件、光线发射器和中央控制器，所述驱动件安装在支撑架之上并驱动角度调节器水平运动，所述焊接枪的焊接头的焊接点和光线发射器的光线发生头的光照点汇集在同一处，所述焊接枪和光线发射器分别安装在角度调节器之上并由角度调节器驱动而改变焊接头和光线发生头的朝向，所述中央控制器分别与角度调节器、焊接枪、驱动件和光线发射器电连接。
作为优选，所述角度调节器包括外壳、球体、电磁铁和永磁铁，所述外壳上设有缺口，所述球体可转动连接在外壳之中且部分区域通过缺口暴露在外并与焊接枪和光线发射器相连接，若干个所述电磁铁分别安装在外壳的内壁上，所述永磁铁安装在球体上。
作为优选，所述外壳包括上壳体和下壳体，所述上壳体呈半球形，所述下壳体呈弧形圆环状，所述上壳体和下壳体通过紧固件可拆卸连接，若干个所述电磁铁分别安装在上壳体的内壁上。
作为优选，所述上壳体和下壳体的连接处分别设有上延伸边和下延伸边，所述上延伸边和下延伸边上相应设有若干组上孔体和下孔体。
作为优选，所述球体暴露在缺口之外的区域处设有限位凸台。
作为优选，所述球体的外表面上涂覆有耐磨涂层。
作为优选，所述驱动件包括电机、丝杆和丝母，所述丝杆可转动连接在支撑架的立柱之间，所述电机固定在支撑架上并通过传动带驱动丝杆转动，所述丝母螺纹连接在丝杆上。
作为优选，所述支撑架的顶杆上设有滑槽，所述丝母的顶端设有滑块，所述滑块滑动连接在滑槽上。
作为优选，所述丝母的底端设有气缸，所述角度调节器固定在气缸的伸缩杆端部。
作为优选，还包括摄像头，所述摄像头固定在角度调节器上，所述摄像头与中央控制器电连接。
本发明的有益效果：本发明通过驱动件与角度调节器之间的配合，带动焊接枪在水平运动的同时实时调节焊接头的朝向，从而使焊接枪沿着锯齿形、圆圈形或月牙形运动路线逐渐焊接，保证单晶炉圆筒式主炉室的焊缝的焊接强度；通过设置光线发射器，利用光照点位指示焊接点位，便于在焊接前和焊接过程中的实时检查和调整焊接位置；通过设置摄像头，进一步方便远程监测和控制；通过将安装有永磁铁的球体可转动连接在安装有若干个电磁铁的外壳之中，从而能够根据所需，利用磁铁间的磁力吸引作用，带动球体在外壳内转动，实现焊接枪的位置调整，结构简单，操作便捷；通过上壳体与下壳体拼接形成外壳，便于球体和电磁铁的拆装更换；通过在球体上设置限位凸台，限制的球体在各个方向上的转动区域大小。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置的主视图；
图2是图1的A处的放大示意图；
图3是本发明一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置的角度调节器的主视剖视图；
图4是锯齿形运条示意图；
图5是圆圈形运条示意图；
图6是月牙形运条示意图。
图中：1-角度调节器、11-外壳、111-上壳体、1111-上孔体、112-下壳体、1121-下孔体、113-紧固件、12-球体、121-限位凸台、13-电磁铁、14-永磁铁、2-焊接枪、3-支撑架、4-驱动件、41-电机、42-丝杆、43-丝母、44-滑块、5-气缸、6-摄像头、7-光线发射器。
【具体实施方式】
参阅图1至图6，本发明一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置，包括角度调节器1、焊接枪2、支撑架3、驱动件4、光线发射器7和中央控制器，所述驱动件4安装在支撑架3之上并驱动角度调节器1水平运动，所述焊接枪2的焊接头的焊接点和光线发射器7的光线发生头的光照点汇集在同一处，所述焊接枪2和光线发射器7分别安装在角度调节器1之上并由角度调节器1驱动而改变焊接头和光线发生头的朝向，所述中央控制器分别与角度调节器1、焊接枪2、驱动件4和光线发射器7电连接。
所述角度调节器1包括外壳11、球体12、电磁铁13和永磁铁14，所述外壳11上设有缺口，所述球体12可转动连接在外壳11之中且部分区域通过缺口暴露在外并与焊接枪2和光线发射器7相连接，若干个所述电磁铁13分别安装在外壳11的内壁上，所述永磁铁14安装在球体12上。
所述外壳11包括上壳体111和下壳体112，所述上壳体111呈半球形，所述下壳体112呈弧形圆环状，所述上壳体111和下壳体112通过紧固件113可拆卸连接，若干个所述电磁铁13分别安装在上壳体111的内壁上。
所述上壳体111和下壳体112的连接处分别设有上延伸边111和下延伸边112，所述上延伸边111和下延伸边112上相应设有若干组上孔体1111和下孔体1121。
所述球体暴露在缺口之外的区域处设有限位凸台121。
所述球体12的外表面上涂覆有耐磨涂层。
所述驱动件4包括电机41、丝杆42和丝母43，所述丝杆42可转动连接在支撑架3的立柱之间，所述电机41固定在支撑架3上并通过传动带驱动丝杆42转动，所述丝母43螺纹连接在丝杆42上。
所述支撑架3的顶杆上设有滑槽，所述丝母43的顶端设有滑块44，所述滑块44滑动连接在滑槽上。
所述丝母43的底端设有气缸5，所述角度调节器1固定在气缸5的伸缩杆端部。
还包括摄像头6，所述摄像头6固定在角度调节器1上，所述摄像头6与中央控制器电连接。
本发明工作过程：
首先，气缸5伸长伸缩杆，使角度调节器1向下并靠近待处理的单晶炉圆筒式主炉室。接着，电机41驱动丝杆42转动，带动丝母43沿着丝杆42水平移动，从而带动气缸5及其上所连接的各个部件水平运动。与此同时，不断启动位于上壳体111内壁上的其中一个或靠近设置的几个电磁铁13，利用磁力吸引永磁铁14靠近，带动球体12在外壳11之中转动，从而带动所安装的焊接枪2、摄像头6和光线发射器7朝向制定的位置，进而使焊接枪2的焊接点位形成锯齿形、圆圈形或月牙形运动路线。
本发明通过驱动件与角度调节器之间的配合，带动焊接枪在水平运动的同时实时调节焊接头的朝向，从而使焊接枪沿着锯齿形、圆圈形或月牙形运动路线逐渐焊接，保证单晶炉圆筒式主炉室的焊缝的焊接强度；通过设置光线发射器，利用光照点位指示焊接点位，便于在焊接前和焊接过程中的实时检查和调整焊接位置；通过设置摄像头，进一步方便远程监测和控制；通过将安装有永磁铁的球体可转动连接在安装有若干个电磁铁的外壳之中，从而能够根据所需，利用磁铁间的磁力吸引作用，带动球体在外壳内转动，实现焊接枪的位置调整，结构简单，操作便捷；通过上壳体与下壳体拼接形成外壳，便于球体和电磁铁的拆装更换；通过在球体上设置限位凸台，限制的球体在各个方向上的转动区域大小。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置，其特征在于：包括角度调节器(1)、焊接枪(2)、支撑架(3)、驱动件(4)、光线发射器(7)和中央控制器，所述驱动件(4)安装在支撑架(3)之上并驱动角度调节器(1)水平运动，所述焊接枪(2)的焊接头的焊接点和光线发射器(7)的光线发生头的光照点汇集在同一处，所述焊接枪(2)和光线发射器(7)分别安装在角度调节器(1)之上并由角度调节器(1)驱动而改变焊接头和光线发生头的朝向，所述中央控制器分别与角度调节器(1)、焊接枪(2)、驱动件(4)和光线发射器(7)电连接。
2.如权利要求1所述的一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置，其特征在于：所述角度调节器(1)包括外壳(11)、球体(12)、电磁铁(13)和永磁铁(14)，所述外壳(11)上设有缺口，所述球体(12)可转动连接在外壳(11)之中且部分区域通过缺口暴露在外并与焊接枪(2)和光线发射器(7)相连接，若干个所述电磁铁(13)分别安装在外壳(11)的内壁上，所述永磁铁(14)安装在球体(12)上。
3.如权利要求2所述的一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置，其特征在于：所述外壳(11)包括上壳体(111)和下壳体(112)，所述上壳体(111)呈半球形，所述下壳体(112)呈弧形圆环状，所述上壳体(111)和下壳体(112)通过紧固件(113)可拆卸连接，若干个所述电磁铁(13)分别安装在上壳体(111)的内壁上。
4.如权利要求3所述的一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置，其特征在于：所述上壳体(111)和下壳体(112)的连接处分别设有上延伸边(111)和下延伸边(112)，所述上延伸边(111)和下延伸边(112)上相应设有若干组上孔体(1111)和下孔体(1121)。
5.如权利要求2所述的一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置，其特征在于：所述球体暴露在缺口之外的区域处设有限位凸台(121)。
6.如权利要求2所述的一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置，其特征在于：所述球体(12)的外表面上涂覆有耐磨涂层。
7.如权利要求1所述的一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置，其特征在于：所述驱动件(4)包括电机(41)、丝杆(42)和丝母(43)，所述丝杆(42)可转动连接在支撑架(3)的立柱之间，所述电机(41)固定在支撑架(3)上并通过传动带驱动丝杆(42)转动，所述丝母(43)螺纹连接在丝杆(42)上。
8.如权利要求7所述的一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置，其特征在于：所述支撑架(3)的顶杆上设有滑槽，所述丝母(43)的顶端设有滑块(44)，所述滑块(44)滑动连接在滑槽上。
9.如权利要求8所述的一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置，其特征在于：所述丝母(43)的底端设有气缸(5)，所述角度调节器(1)固定在气缸(5)的伸缩杆端部。
10.如权利要求1至9中任一项所述的一种单晶炉圆筒式主炉室的自动化焊接装置，其特征在于：还包括摄像头(6)，所述摄像头(6)固定在角度调节器(1)上，所述摄像头(6)与中央控制器电连接。
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