CN212864534U - 石英玻璃坩埚的自动成型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的石英玻璃坩埚的自动成型装置，包括机架、升降装置、摆动装置、石英砂成型装置、控制装置，所述机架与升降装置固定连接，升降装置与摆动装置固定连接，以带动摆动装置上下移动，摆动装置与石英砂成型装置固定连接，以带动石英砂成型装置在水平方向上转动，控制装置与升降装置、摆动装置、石英砂成型装置电性连接，以控制升降装置、摆动装置以及石英砂成型装置工作。通过在控制装置上设置相关参数，控制升降装置、摆动装置以及石英砂成型装置工作，从而将石英砂布置到模具的预定位置，进而能够高效的加工出规格较为复杂的石英砂坩埚，同时节省了模具的使用。

Description

石英玻璃坩埚的自动成型装置

技术领域

本实用新型涉及半导体材料生产设备技术领域，尤其涉及一种石英玻璃坩埚的自动成型装置。

背景技术

石英玻璃坩埚目前主要用于太阳能和半导体行业拉晶。目前石英玻璃坩埚成型都是使用简单、粗糙的人工倒砂方式完成，再使用成型棒完成成型，然后将模具送入熔融室内，通过石墨电极产生的电弧高温将石英砂融化，并且高温融化的过程中石墨模具外侧要不断抽真空形成真空压力，最后将熔融后的石英砂冷却形成一定尺寸和形状的石英玻璃坩埚。不同的坩埚规格不同，同一坩埚的不同部分的厚度也不同，这种方式在生产规格不同的坩埚时，需要更换模具，如果坩埚的种类非常多，那么所需的模具也就非常多，从而增加了坩埚的生产成本。同时，换模过程也费时费力，造成生产坩埚的效率比较低。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种低成本的、高效的石英玻璃坩埚的自动成型装置。

一种石英玻璃坩埚的自动成型装置包括机架、升降装置、摆动装置、石英砂成型装置、控制装置，所述支撑装置与升降装置固定连接，升降装置与摆动装置固定连接，以带动摆动装置上下移动，摆动装置与石英砂成型装置固定连接，以带动石英砂成型装置在水平方向上转动，控制装置与升降装置、摆动装置、石英砂成型装置电性连接，以控制升降装置、摆动装置以及石英砂成型装置工作。

优选的，所述升降装置包括升降电机、升降丝杆、导轨座，所述升降电机的机身与机架的上端固定连接，升降电机的转轴与升降丝杆的上端固定连接，升降丝杆竖直设置在机架上，且升降丝杆的下端与机架通过轴承固定连接，导轨座的一侧设有螺纹孔，升降丝杆与导轨座通过螺纹孔螺纹连接，导轨座的另一侧与摆动装置固定连接，相应的，机架上还设有导轨，导轨座的水平两端与机架上的导轨卡合连接，以使导轨座稳定移动。

优选的，所述升降装置还包括可伸缩防尘套，可伸缩防尘罩与升降丝杆套设连接，可伸缩防尘套的下端与机架固定连接，可伸缩防尘套的上端与导轨座固定连接。

优选的，所述升降装置还包括电缆拖链，缆拖链的一端与导轨座固定连接，电缆拖链的另一端与机架固定连接。

优选的，所述摆动装置包括摆动电机、连接轴、摆动支架，所述摆动电机的机身与导轨座的上端固定连接，摆动电机的转轴与连接轴固定连接，连接轴的两端与导轨座套设连接，连接轴还与摆动支架固定连接，以带动摆动支架转动。

优选的，所述石英砂成型装置包括支撑架、若干装料桶、引流管、截砂阀、汇流管、下砂管、石英砂甩盘、旋转轴、旋转电机，所述支撑架的下端与摆动支架固定连接，支撑架的上端与装料桶固定连接，装料桶的出料口与引流管的上端连通，截砂阀设置在引流管上，引流管的下端与汇流管的上端连通，汇流管的下端与下砂管的上端固定连接，下砂管的下端与石英砂甩盘相正对，以通过石英砂甩盘将石英砂甩出，石英砂甩盘的中心与旋转轴的下端固定连接，旋转轴的上端与旋转电机固定连接，以使旋转电机带动旋转轴转动。

优选的，所述控制装置包括PLC控制器，所述括PLC控制器与升降电机、摆动电机、截砂阀、旋转电机电性连接，PLC控制器上设有控制参数，以控制升降电机、摆动电机、旋转电机的转动速率和转动时间。

有益效果：本实用新型的石英玻璃坩埚的自动成型装置包括机架、升降装置、摆动装置、石英砂成型装置、控制装置，所述支撑装置与升降装置固定连接，升降装置与摆动装置固定连接，以带动摆动装置上下移动，摆动装置与石英砂成型装置固定连接，以带动石英砂成型装置在水平方向上转动，控制装置与升降装置、摆动装置、石英砂成型装置电性连接，以控制升降装置、摆动装置以及石英砂成型装置工作。通过在控制装置上设置相关参数，控制升降装置、摆动装置以及石英砂成型装置工作，从而将石英砂布置到模具的预定位置，进而能够高效的加工出规格较为复杂的石英砂坩埚，同时节省了模具的使用。

附图说明

图1为本实用新型的石英玻璃坩埚的自动成型装置的结构示意图。

图2为图1的局部结构示意图。

图3为本实用新型的石英玻璃坩埚的自动成型装置的侧视图。

图中：石英玻璃坩埚的自动成型装置10、机架20、升降装置30、升降电机301、升降丝杆302、导轨座303、可伸缩防尘套304、电缆拖链305、摆动装置40、摆动电机401、连接轴402、摆动支架403、石英砂成型装置50、支撑架501、装料桶502、引流管503、截砂阀504、汇流管505、下砂管506、石英砂甩盘507、旋转轴508、旋转电机509。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。

请参看图1至图3，一种石英玻璃坩埚的自动成型装置10包括机架20、升降装置30、摆动装置40、石英砂成型装置50、控制装置，所述支撑装置与升降装置30固定连接，升降装置30与摆动装置40固定连接，以带动摆动装置40上下移动，摆动装置40与石英砂成型装置50固定连接，以带动石英砂成型装置50在水平方向上转动，控制装置与升降装置30、摆动装置40、石英砂成型装置50电性连接，以控制升降装置30、摆动装置40以及石英砂成型装置50工作。

进一步的，所述升降装置30包括升降电机301、升降丝杆302、导轨座303，所述升降电机301的机身与机架20的上端固定连接，升降电机301的转轴与升降丝杆302的上端固定连接，升降丝杆302竖直设置在机架20上，且升降丝杆302的下端与机架20通过轴承固定连接，导轨座303的一侧设有螺纹孔，升降丝杆302与导轨座303通过螺纹孔螺纹连接，导轨座303的另一侧与摆动装置40固定连接，相应的，机架20上还设有导轨，导轨座303的水平两端与机架20上的导轨卡合连接，以使导轨座303稳定移动。

具体的，导轨座303上设有滚珠丝母，滚珠丝母与升降丝杆302配合使用，丝母和丝杆定期注入润滑脂。由于作业环境中石英砂粉尘颗粒很多，石英砂颗粒落到升降丝杆302上，就会粘附在丝杆表面，长期积累，就会严重影响丝杆的寿命。因此，进一步的，所述升降装置30还包括可伸缩防尘套304，可伸缩防尘罩与升降丝杆302套设连接，可伸缩防尘套304的下端与机架20固定连接，可伸缩防尘套304的上端与导轨座303固定连接。

在实际工作中，导轨座303的升降行程约3300毫米，与用电部件连接的电缆也需要配合移动。为了更好的保护电缆，因此，进一步的，所述升降装置30还包括电缆拖链305，缆拖链的一端与导轨座303固定连接，电缆拖链305的另一端与机架20固定连接。电缆拖链305能够保护电缆，同时也能够使走线整齐美观。

进一步的，所述摆动装置40包括摆动电机401、连接轴402、摆动支架403，所述摆动电机401的机身与导轨座303的上端固定连接，摆动电机401的转轴与连接轴402固定连接，连接轴402的两端与导轨座303套设连接，连接轴402还与摆动支架403固定连接，以带动摆动支架403转动。

在一较佳实施方式中，摆动装置40的摆动角度在0°-105°范围内，正常待机位是在0°位置，加砂位置是在95°，工作位置大约在80°-95°范围内。

进一步的，所述石英砂成型装置50包括支撑架501、若干装料桶502、引流管503、截砂阀504、汇流管505、下砂管506、石英砂甩盘507、旋转轴508、旋转电机509，所述支撑架501的下端与摆动支架403固定连接，支撑架501的上端与装料桶502固定连接，装料桶502的出料口与引流管503的上端连通，截砂阀504设置在引流管503上，引流管503的下端与汇流管505的上端连通，汇流管505的下端与下砂管506的上端固定连接，下砂管506的下端与石英砂甩盘507相正对，以通过石英砂甩盘507将石英砂甩出，石英砂甩盘507的中心与旋转轴508的下端固定连接，旋转轴508的上端与旋转电机509固定连接，以使旋转电机509带动旋转轴508转动。

在一较佳实施方式中，所述石英砂成型装置50设有三个装料桶502，装有三种不同的石英砂。石英砂通过导流管汇入汇流管505再进入下砂管506引入到石英砂甩盘507上，在旋转轴508的带动下，石英砂甩盘507高速旋转，从而将石英砂均匀甩出，甩出的石英砂就会均匀的黏附在模具内壁上。

进一步的，所述控制装置包括PLC控制器，所述括PLC控制器与升降电机301、摆动电机401、截砂阀504、旋转电机509电性连接，PLC控制器上设有控制参数，以控制升降电机301、摆动电机401、旋转电机509的转动速率和转动时间。

为了对下料位置进行微调，在摆动支架403上还设有横向移动机构和纵向移动机构，横向移动机构、纵向移动机构的结构与升降装置30的结构相似。以横向移动机构为例，横向移动机构包括电机、丝杆、丝母、导轨座303，电机的转轴与丝杆固定，丝母套设在丝杆上，丝母与导轨座303固定。且电机通过PLC控制器控制。

在一较佳实施例中，先根据所要制备的坩埚在PLC控制器上设置相应的参数，并使石英砂甩盘507位于起始位置。控制参数设置完成后，启动控制程序，使升降装置30下降100毫米，摆动装置40自动摆动到95°位置，升降装置30继续下降至预定位置，工作人员站在作业平台上把准备好的石英砂装到相应的装砂桶内。作业人员装砂完成后，继续执行控制程序，使石英砂甩盘507到达预定的位置，为甩砂作业做好准备。之后根据PLC控制器设置的相关参数运行装置，对石英砂进行甩砂作业。旋转电机509带动旋转轴508，进而带动甩盘转动，甩出的石英砂就会均匀分布在模具表面，直至完成石英砂成型。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种石英玻璃坩埚的自动成型装置，其特征在于：包括机架、升降装置、摆动装置、石英砂成型装置、控制装置，所述机架与升降装置固定连接，升降装置与摆动装置固定连接，以带动摆动装置上下移动，摆动装置与石英砂成型装置固定连接，以带动石英砂成型装置在水平方向上转动，控制装置与升降装置、摆动装置、石英砂成型装置电性连接，以控制升降装置、摆动装置以及石英砂成型装置工作。

2.如权利要求1所述的石英玻璃坩埚的自动成型装置，其特征在于：所述升降装置包括升降电机、升降丝杆、导轨座，所述升降电机的机身与机架的上端固定连接，升降电机的转轴与升降丝杆的上端固定连接，升降丝杆竖直设置在机架上，且升降丝杆的下端与机架通过轴承固定连接，导轨座的一侧设有螺纹孔，升降丝杆与导轨座通过螺纹孔螺纹连接，导轨座的另一侧与摆动装置固定连接，相应的，机架上还设有导轨，导轨座的水平两端与机架上的导轨卡合连接，以使导轨座稳定移动。

3.如权利要求2所述的石英玻璃坩埚的自动成型装置，其特征在于：所述升降装置还包括可伸缩防尘套，可伸缩防尘罩与升降丝杆套设连接，可伸缩防尘套的下端与机架固定连接，可伸缩防尘套的上端与导轨座固定连接。

4.如权利要求2所述的石英玻璃坩埚的自动成型装置，其特征在于：所述升降装置还包括电缆拖链，缆拖链的一端与导轨座固定连接，电缆拖链的另一端与机架固定连接。

5.如权利要求2所述的石英玻璃坩埚的自动成型装置，其特征在于：所述摆动装置包括摆动电机、连接轴、摆动支架，所述摆动电机的机身与导轨座的上端固定连接，摆动电机的转轴与连接轴固定连接，连接轴的两端与导轨座套设连接，连接轴还与摆动支架固定连接，以带动摆动支架转动。

6.如权利要求5所述的石英玻璃坩埚的自动成型装置，其特征在于：所述石英砂成型装置包括支撑架、若干装料桶、引流管、截砂阀、汇流管、下砂管、石英砂甩盘、旋转轴、旋转电机，所述支撑架的下端与摆动支架固定连接，支撑架的上端与装料桶固定连接，装料桶的出料口与引流管的上端连通，截砂阀设置在引流管上，引流管的下端与汇流管的上端连通，汇流管的下端与下砂管的上端固定连接，下砂管的下端与石英砂甩盘相正对，以通过石英砂甩盘将石英砂甩出，石英砂甩盘的中心与旋转轴的下端固定连接，旋转轴的上端与旋转电机固定连接，以使旋转电机带动旋转轴转动。

7.如权利要求6所述的石英玻璃坩埚的自动成型装置，其特征在于：所述控制装置包括PLC控制器，所述括PLC控制器与升降电机、摆动电机、截砂阀、旋转电机电性连接，PLC控制器上设有控制参数，以控制升降电机、摆动电机、旋转电机的转动速率和转动时间。

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