CN220784472U - 载料夹持装置、旋转载料台及晶棒加工系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种载料夹持装置、旋转载料台及晶棒加工系统，包括垫板和压板，垫板和压板沿竖直方向上下对置设置，以夹持在晶棒轴向方向的两端面，使晶棒呈竖直状态，垫板和/或压板的有效夹持面小于晶棒端面，以预留从晶棒轴向端面取放晶棒时的承接空间。本实用新型提供的载料夹持装置既能满足从晶棒侧向取放晶棒，又能满足从晶棒轴向端面取放晶棒，以适应不同晶棒夹持装置的夹持需求。

Description

载料夹持装置、旋转载料台及晶棒加工系统

技术领域

本实用新型涉及材料加工设备领域，尤其涉及一种载料夹持装置、旋转载料台及晶棒加工系统。

背景技术

目前，晶体硅太阳能电池因其转换效率高被广泛应用于光伏发电领域，晶体硅太阳能电池是在高质量硅片上制成的，这种硅片是从提拉或浇铸的硅棒通过线锯切割等一系列加工工序制作而成。现有的晶棒加工系统普遍为单工位或双工位加工，其加工效率低、产能低，不能满足降本增效的需求。

设计一款多工位晶棒加工系统会面临很多技术问题，例如现有的晶棒加工系统在上料时，是通过递送装置将晶棒从上一级加工系统或原料库中递送给当前晶棒加工系统的转运装置，转运装置再将晶棒转运到加工工位上。这种操作方式通常一次只能递送一根晶棒，且在一次加工完成后需要等待下料结束再径向上料，这种上下料方式对于多工位晶棒加工系统来说会因为上料时间节拍过长会影响加工效率。

因此，想要进一步缩短晶棒上下料时间节拍，需要在晶棒加工系统上设置备料装置，用于同时储备多根待加工晶棒并可暂时存储加工完成的晶棒。而备料装置的引入增加了一次晶棒递接操作，从而增加了不同晶棒夹持装置递接晶棒时相互配合的操作难度。为了满足不同晶棒夹持装置的夹持需要和快速稳定递接晶棒，设计一块夹持装置使其既能满足从晶棒侧向取放晶棒，又能满足从晶棒轴向端面取放晶棒，成为行业需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种载料夹持装置、旋转载料台及晶棒加工系统，其既能满足从晶棒侧向取放晶棒，又能满足从晶棒轴向端面取放晶棒，以适应不同晶棒夹持装置的夹持需求。具体技术方案如下：

一种载料夹持装置，包括垫板和压板，垫板和压板沿竖直方向上下对置设置，以夹持在晶棒轴向方向的两端面，使晶棒呈竖直状态，垫板和/或压板的有效夹持面小于需要夹持的与晶棒的有效夹持面小于晶棒端面，以预留从晶棒轴向端面取放晶棒时的承接空间。

进一步地，垫板的有效夹持面覆盖晶棒端面的中心，以在夹持晶棒时为晶棒提供稳定的支撑力。

进一步地，垫板与晶棒的有效夹持面相比于晶棒下端面两侧或中间留有预设接触面积，以预留承托空间。

进一步地，垫板下方形成有预设空间，以预留从晶棒轴向端面取放晶棒时上下移动的纵向空间。

进一步地，压板的有效夹持面相比于晶棒上端面的两侧或中间留有预设接触面积，以预留压紧空间。

进一步地，垫板和/或压板的表面为软质材料，以增大与晶棒端面的摩擦力。

进一步地，压板的下表面与水平面呈预设角度，以在夹持晶棒时为晶棒提供抵抗离心力的水平分力。

进一步地，还包括载料支撑柱，垫板和压板沿载料支撑柱朝同一方向横向延伸设置，以预留晶棒侧向夹持空间，便于从晶棒侧向取放晶棒。

进一步地，垫板和载料支撑柱相对固定设置，压板可沿载料支撑柱上下移动，以实现晶棒的夹紧和松开。

进一步地，载料支撑柱上设置有压板导轨和压板驱动组件，压板与压板导轨滑动连接，压板驱动组件驱动压板沿压板导轨上下移动。

进一步地，压板包括压板支架和压板凸块，压板支架为由两个侧臂构成的L形结构，压板支架的一个侧臂与载料支撑柱滑动连接，压板支架另一个侧臂的端部与压板凸块连接，压板凸块的下端面与晶棒上端面接触形成与晶棒的有效夹持面。

进一步地，还包括晶棒检测装置，用于检测载料夹持装置是否夹持有晶棒。

本实用新型的另一方面，还提供了一种旋转载料台，旋转载料单元，旋转载料单元上设置有上述各项所述的载料夹持装置。

进一步地，旋转载料单元包括转盘，转盘包括沿转盘中心位置向外辐射的至少两条转盘侧臂，转盘侧臂上竖直设置有载料支撑柱，载料夹持装置设置在载料支撑柱上，通过控制转盘旋转以带动转盘上的载料夹持装置旋转。

本实用新型的另一方面，还提供了一种晶棒加工系统，包括旋转载料台，旋转载料台包括上述各项所述的载料夹持装置。

进一步地，晶棒加工系统包括晶棒转运装置和多个晶棒加工工位，晶棒转运装置设置于旋转载料台和晶棒加工工位之间，以将旋转载料台上的待加工晶棒运送至晶棒加工工位，或将晶棒加工工位上的加工后晶棒运送至旋转载料台。

进一步地，旋转载料台的一侧设置有翻转台，翻转台上转动设置有上下料台，上下料台可带动晶棒在水平放置和竖直放置之间翻转，载料夹持装置可向翻转台提供加工后的晶棒，或承接翻转台递送的待加工晶棒。

本实用新型提供的载料夹持装置、旋转载料台及晶棒加工系统，通过垫板和压板夹持在晶棒轴向方向的两端，使晶棒呈竖直状态，通过垫板和/或压板与晶棒的有效夹持面小于晶棒端面，以预留了从晶棒轴向端面取放晶棒时的承接空间，适应了不同晶棒夹持装置的夹持需求。

附图说明

图1为本实用新型实施例的旋转载料台的立体图。

图2为本实用新型实施例的旋转载料台的侧视图。

图3为本实用新型实施例的旋转载料台另一视角的部分剖视图。

图4为本实用新型实施例的载料夹持装置的立体图。

图5为本实用新型实施例的旋转载料台与翻转台的整体结构的立体图。

图6为本实用新型实施例的翻转台的立体图。

图7为本实用新型实施例的上下料台的立体图。

图8为本实用新型实施例的电气单元的电气固定部的立体图。

图9为本实用新型实施例的滑环组件的立体图。

图10为本实用新型实施例的接水盘的立体图。

图11为本实用新型实施例的旋转载料台的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型实施例提供的旋转载料台2具体用于配合晶棒装运装置实现晶棒加工系统的上下料，当晶棒加工系统能够同时加工多根晶棒时，通过旋转载料台2同时夹持多根晶棒，快速为晶棒加工系统提供待加工晶棒，并可暂时存储加工后晶棒，减少在晶棒加工系统工作时的晶棒上下料的等待时长，有效缩短了晶棒上下料的时间节拍，且旋转载料台整体结构紧凑，节省空间，减小了占地空间。

需要说明的是，在本实用新型的一个具体实施例中，旋转载料台2配合前端的翻转台1和后端的晶棒转运装置(附图中未示出)共同实现晶棒加工系统的晶棒上下料，具体为上料时，翻转台1将晶棒从平躺状态翻转到竖直状态，并将竖直状态的晶棒递送到旋转载料台2，旋转载料台2携带待加工晶棒旋转至晶棒转运装置，晶棒转运装置夹持待加工晶棒后送入晶棒加工系统的加工工位。下料时，晶棒转运装置夹持加工后晶棒后移动到旋转载料台2，将加工后晶棒转送到旋转载料台2，旋转载料台2携带加工后晶棒旋转至翻转台1，翻转台1夹持加工后晶棒，将加工后晶棒由竖直状态翻转为平躺状态，实现加工后晶棒的最终下料。该操作流程只是示意性的说明了晶棒的上下料的单流程过程，在实际操作时需要配合实际操作设定具体出上下料操作流程。

本实用新型实施例的旋转载料台2的一侧还设置有晶棒转运装置，晶棒转运装置可在旋转载料台和晶棒加工系统的多个晶棒加工工位之间移动，以将待加工晶棒从旋转载料台上的载料夹持装置运送至晶棒加工工位，和/或将加工后晶棒从晶棒加工工位运送至旋转载料台上的载料夹持装置上。本实用新型实施例的晶棒转运装置可同时设置两个夹爪组件，分别用于夹持待加工晶棒和加工后晶棒，以在一次转运的过程中同时实现晶棒的上料和下料，缩短了晶棒的上下料时间节拍。

如图1、图2和图3所示，本实用新型实施例提供的旋转载料台2包括旋转载料单元21、电气单元22和接水单元23，下面对本实用新型实施例的旋转载料台2的各个单元模块的作用和具体结构进行详细介绍。

旋转载料单元21可在旋转载料台2上转动，旋转载料单元21上设置有多个晶棒夹持工位，每个晶棒夹持工位上设置有载料夹持装置213，用于提供或承接晶棒，通过控制旋转载料单元21旋转对不同晶棒夹持工位进行位置转换，以便于从各个晶棒夹持工位上取放晶棒。

电气单元22包括电气固定部221和电气转动部222，电气固定部221与外部能源输入设备连接，电气转动部222固定设置在旋转载料单元21上，可随旋转载料单元21一起转动，电气固定部221通过滑环组件223和电气转动部222连接，电气转动部222通过电气线路与旋转载料单元21内的电气设备连接，以为旋转载料单元21内的电气设备提供能源动力。

进一步地，外部能源具体包括气动设备的气源和电动设备的电源，气动设备具体可以为气缸，电动设备具体可以为电机、传感器、处理器等用电组件。由于电气转动部222与旋转载料单元21之间没有相对运动，避免了旋转载料单元21的旋转导致的线路缠绕问题。

接水单元23设置在旋转载料台2的旋转载料单元21下方，接水单元23下方设置有旋转驱动单元24，接水单元23用于承接旋转载料单元21上流下的水渍，以避免水渍溅射到旋转驱动单元24上，同时也避免水渍流入地面造成地面积水。本实用新型通过设置接水单元23提高设备运行的稳定性和安全性。

进一步地，本实用新型实施例的旋转载料台2还包括与旋转载料台底座固定连接的转台框架25，在转台框架25上安装有旋转驱动单元24，用于驱动旋转载料单元21旋转。

本实用新型的一个具体实施例中，旋转驱动单元24具体包括旋转伺服电机241、旋转减速机242、旋转轴承243和连接盘244。旋转伺服电机241与旋转减速机242连接，并固定在转台框架25上。旋转轴承243的内圈与转台框架25固定连接，旋转轴承243的外圈分别与旋转减速机242和旋转载料单元21连接。其中旋转轴承243的外圈与旋转载料单元21通过连接盘244连接。在旋转伺服电机241的驱动下，连接盘244随旋转驱动单元24的转动轴转动，连接盘244上还固定连接有旋转载料单元21，以通过连接盘244带动整个旋转载料单元21转动。其中本实用新型实施例的旋转轴承243可以为交叉滚子轴承，以便于提高旋转角度的控制精度，当然本实用新型实施例的旋转轴承243也可以选取其他轴承类结构。

此外，由于旋转驱动单元24与旋转载料单元21处于相对运动的状态，旋转驱动单元24的电源供给区别于上述实施例所述的电气单元22提供，而是通过单独连接外部电源的形式，减少电气单元22结构的复杂程度。在具体的应用中，可以根据实际需要，和结构空间的限制选择旋转驱动单元24的供电形式。

进一步地，本实用新型实施例的旋转载料单元21具体包括转盘211和设置在转盘211上的多个载料夹持装置213，载料夹持装置213对应一个晶棒夹持工位用于夹持晶棒。载料夹持装置213垂直于转盘211设置以夹持竖直姿态的晶棒，载料夹持装置213分布在转盘211周向的不同方位上，在充分利用空间结构，使旋转载料单元21结构紧凑的同时，便于与其他设备配合实现晶棒的快速、稳定的取放。

进一步地，转盘211包括沿转盘211中心位置向外辐射的至少两条转盘侧臂2111。各个转盘侧臂2111的一端相互连接于转盘211的中心位置，并与旋转驱动单元24通过连接盘旋转连接。各个转盘侧臂2111上竖直设置有载料支撑柱212，载料夹持装置213设置在载料支撑柱212上，载料支撑柱212的一端与转盘211固定连接，另一端竖直向上延伸，载料支撑柱212可以为载料夹持装置213提供竖向支撑。每个载料支撑柱212的侧臂可同时设置两个载料夹持装置213，以充分利用旋转载料单元21的结构空间。通过控制转盘211旋转以带动转盘211上的载料夹持装置213旋转。

由附图1可知，本实用新型实施例的转盘211通过向不同方向辐射的转盘侧臂2111形成框架类结构，且转盘211相对于底部设备留有预设的操作距离，以便于旋转载料台2与翻转台1或晶棒转运装置相互对接实现晶棒转运时，为翻转台1和晶棒转运装置的晶棒夹持装置预留足够的操作空间，在本实用新型实施例中的转盘211底部设备具体为接水单元23。

在本实用新型的一个具体实施例中，各个转盘侧臂2111之间的夹角均相等，即转盘侧臂2111均匀的排布于转轴中心的圆周方向上，以使得载料夹持装置213均匀分布于转盘211上。在实际使用中，也可以将转盘侧臂2111之间的夹角设置为不相等的形式，以满足现场工况的其他要求，例如使旋转载料单元21同时对接翻转台1和晶棒转运装置。因此各个转盘侧臂2111之间的夹角不相等的方式也落入本实用新型的保护范围。此外，本实用新型实施例的每个转盘侧臂2111优选设置为具有两个载料夹持装置213以充分利用转盘211的空间位置的同时使得各个晶棒的位置不至于太紧凑，两个载料夹持装置213分布于载料支撑柱212的不同侧面。当然，在实际使用时根据需要也可以每个转盘侧臂2111设置一个或多个载料夹持装置213。

图1示出了本实用新型实施例的转盘侧臂2111为两条时的旋转载料单元21的具体结构。如图所示，当转盘侧臂2111为两条时，转盘211整体呈一字型结构，该一字型结构的转盘211上共设置有四个载料夹持装置213。可以理解地，本实用新型实施例中的载料夹持装置213的数量不限定为四个，可以根需要设置。例如转盘侧臂2111的数量为三个时，转盘211整体形成Y字型结构，此时载料夹持装置213可设置为六个，本实用新型实施例中的转盘211的具体结构和载料夹持装置213的数量视结构空间和具体需求而定。本实用新型的具体实施例中，载料夹持装置213设置在载料支撑柱212相对的两个侧面，以使旋转载料单元21上有两个载料夹持装置213对应的晶棒夹持工位朝向同一侧，此时，通过旋转一次旋转载料单元21便可以实现两个晶棒夹持工位的晶棒对接。

具体地，参照图1-图4，本实用新型实施例的载料夹持装置213包括垫板2131和压板2132，垫板2131和压板2132夹持在晶棒轴向方向的两端，使晶棒呈竖直状态，以便于从晶棒侧向取放晶棒，垫板2131和/或压板2132与晶棒的有效夹持面小于晶棒端面，以预留从晶棒轴向端面取放晶棒时的承接空间。本实用新型提供的载料夹持装置213既能满足从晶棒侧向取放晶棒，又能满足从晶棒轴向端面取放晶棒，以适应不同晶棒夹持装置的夹持需求，也即在本实用新型的具体实施例中可以同时满足翻转台1的竖向晶棒夹持装置的快速取放，也能满足晶棒转运装置的横向晶棒夹持装置的快速取放。其中，有效夹持面即为板2131和/或压板2132在夹持晶棒时，与晶棒的接触面。可以理解地，前述实施例的翻转台1和晶棒转运装置只是一个具体实施例，用于说明本实用新型实施例提供的载料夹持装置213即可以提供侧向夹持空间，也可以提供横向夹持空间，具体在哪个操作流程如何夹持晶棒并不作为本实用新型限定保护范围的内容。

进一步地，垫板2131为一体式平面结构或多根支架类结构，在夹持晶棒时垫板2131与晶棒的有效夹持面覆盖晶棒端面的中心，以为晶棒提供稳定的支撑力。其中，有效夹持面覆盖晶棒端面的中心具体为，有效夹持面与晶棒的中心重合，或多个有效夹持面构成的平面与晶棒的中心重合。具体地，垫板2131可以为沿转盘侧臂2111向外延伸的平面结构，具体延伸角度与转盘211上转盘侧臂2111的数量和翻转台1、晶棒转运装置与旋转载料台2的相对位置相关，垫板2131的位置设定优选为垫板2131向外延伸的方向与翻转台1垂直翻转后的朝向相对应，垫板2131的位置与晶棒转运装置上晶棒夹持装置的位置相对应，压板2132与垫板2131向外延伸的方向相同。

进一步地，由于本实用新型实施例的载料夹持装置213需要与其他晶棒夹持装置实现晶棒转运，因此应该考虑不同晶棒夹持装置之间在转运晶棒时的稳定性与可靠性。本实用新型通过竖直夹持晶棒可以很方便水平夹持的晶棒夹持装置的夹爪通过晶棒侧向抓取晶棒。而对于竖直夹持晶棒的晶棒夹持装置通过合理布局垫板2131与压板2132的结构形态也可以实现从晶棒轴向两端面的快速夹持。

进一步地，垫板2131与晶棒的有效夹持面相比于晶棒下端面两侧或中间留有预设接触面积，以预留承托空间。如本实用新型实施例的垫板2131为一体式平面结构时，垫板2131用于承托晶棒底部中心位置，而垫板2131两侧预留出了足够的与晶棒下端面的接触空间，使得竖直晶棒夹持装置的下夹爪也能稳定承托晶棒，具体的竖直晶棒夹持装置的下夹爪可以为两根向外延伸的支架，在与载料夹持装置213对接时，两根向外延伸的支架位于垫板2131两侧。可以理解地垫板2131与竖直晶棒夹持装置的下夹爪的结构互换，也能实现上述功能。

进一步地，在实际应用中，晶棒夹持装置转运晶棒时还需要考虑为晶棒夹持装置预留运动空间，如若晶棒为从上向下转运，还需要为晶棒夹持装置的下夹爪预留上下移动纵向空间。因此本实用新型实施例的垫板2131下方形成有预设空间，以预留从晶棒轴向端面取放晶棒时上下移动的纵向空间。在本实用新型的具体实施例中，通过转盘211与接水盘231之间留有预设距离，预留出了晶棒夹持装置的下夹爪上下移动的纵向空间。

进一步地，本实用新型实施例的载料夹持装置213的压板2132与竖直方向晶棒夹持装置的上部夹爪之间也需要配合设置，即压板2132与晶棒的有效夹持面相比于晶棒上端面的两侧或中间留有预设接触面积，以预留压紧空间。对于竖向夹持晶棒的晶棒夹持装置而言，下夹爪承托了整个晶棒的重量以及上夹爪施加的压紧力，因此对于本实用新型实施例的晶棒夹持装置的压板2132来说，只需要在夹持晶棒时为晶棒提供稳定的压紧力，使晶棒不至于甩出或倾倒即可。因此本实用新型实施例的压板2132包括压板支架21321和压板凸块21322，压板支架21321为由两个侧臂构成的L形结构，压板支架21321的一个侧臂与载料支撑柱212滑动连接，压板支架21321另一个侧臂的端部与压板凸块21322连接，压板凸块21322的下端面与晶棒上端面接触形成与晶棒的有效夹持面，压板支架21321的两个侧臂之间设置有连接梁21323，用于提高压板支架21321的稳定性，压板凸块21322的下端面与晶棒的上端面接触，并覆盖晶棒上端面的中心，本实用新型实施例的压板凸块21322下端面的面积相比于晶棒上端面的面积可以很小以在为晶棒提供稳定压紧力的同时，为晶棒夹持装置的上夹爪预留压紧空间和上下移动空间。

进一步地，由于载料夹持装置213是设置在转盘211上的，随着转盘211的转动载料夹持装置213夹持的晶棒也会随之转动，此时被夹持的晶棒便会受到离心力的作用。因此为了抵抗离心力，垫板2131和/或压板2132的表面为软质材料，具体地，垫板2131的上端面和压板2132凸块的下端面为软质材料，以增大与晶棒端面的摩擦力。此外垫板2131和/或压板2132的表面为软质材料还可以减少与晶棒之间的磕碰损坏。在下述实施例中压板2132的下表面即为与晶棒上端面的接触面。

进一步地，由于压板2132的下表面为软质材料，压板2132的下表面与水平面呈预设角度，以在夹持晶棒时为晶棒提供抵抗离心力的水平分力。其中，预设角度的角度大小与实际应用时转盘211的旋转速度范围有关，旨在防止受离心力的作用晶棒被甩飞，可以理解地由于压板2132表面具有弹性，即使压板2132底面与晶棒上端面有预设角度，在压板2132向下压时也会与晶棒上端面为平面接触，由于压板2132下表面的弹性材料为晶棒提供了能够抵抗离心力的分力，防止晶棒受离心力的作用被甩飞。

进一步地，本实用新型实施例的垫板2131和压板2132沿载料支撑柱212朝同一方向横向延伸设置，以预留晶棒侧向夹持空间，便于从晶棒侧向取放晶棒。本实用新型通过将垫板2131和压板2132设置在载料支撑柱212的横向方向的同一侧，在夹持晶棒时预留出足够的晶棒侧向空间，便于横向夹持的晶棒夹持装置快速取放晶棒。其中，垫板2131和载料支撑柱212相对固定设置，压板2132可沿载料支撑柱212上下移动，以实现晶棒的夹紧和松开。

在本实用新型的一个具体实施例中，垫板2131与转盘211固定连接，压板2132可垂直上下移动，实现对晶棒的压紧和松开。具体地，通过竖直设置的压板导轨2133和压板驱动组件实现压板2132的上下移动，其中压板2132与压板导轨2133可滑动连接，压板驱动组件用于驱动压板2132沿压板导轨2133上下移动。具体地，压板导轨2133可以安装在载料支撑柱212上，压板2132通过滑块滑动连接在压板导轨2133上。

可以理解地，本实用新型实施例的垫板2131也可以通过上下移动实现晶棒的压紧和松开。因此本实用新型实施例的载料夹持装置213还可以包括附图中未示出的竖直设置的垫板导轨和垫板驱动组件，垫板2131与垫板导轨可滑动连接，实现垫板2131在垫板导轨上的上下移动，垫板驱动组件用于驱动垫板2131沿垫板导轨上下移动。具体地，垫板2131通过滑块滑动连接在垫板导轨上，垫板导轨可以和压板导轨2133共同设置在载料支撑柱212上，也可以单独设置垫板支撑柱以支撑垫板2131。

进一步地，压板驱动组件为压板夹紧气缸2134，压板夹紧气缸2134的缸体外壳与载料支撑柱212固定连接，压板夹紧气缸2134的活动端与压板2132连接，在压板夹紧气缸2134的活动端伸出时带动压板2132向上移动，压板夹紧气缸2134的活动端缩回时带动压板2132向下移动。当然本实用新型实施例的压板2132也可用通过其他压板驱动组件控制压板2132的上下移动，此外需要说明的是，本实用新型实施例还可以通过其他竖向移动组件控制压板2132的上下移动，例如滚珠丝杠等。垫板2131驱动组件的相关设置参考垫板驱动组件即可。

进一步地，本实用新型实施例的载料夹持装置213上还设置有晶棒检测装置(附图中未示出)，用于检测载料夹持装置213的相应工位上是否夹持有晶棒。具体地，晶棒检测装置可以为漫反射传感器，通过漫反射传感器检测载料夹持装置213上是否有料，可以避免上下料时发生冲突。

下面以本实用新型的一个具体实施例，说明对于用于晶棒转运的载料夹持装置213与晶棒夹持装置递接时的操作流程。其中，载料夹持装置213需要与翻转台1配合现实晶棒的上下料，翻转台1的具体结构可以为如图5、图6和图7所示，翻转台1包括上下料台11，上下料台11转动连接在翻转台底座13上，通过控制上下料台11在水平和竖直位置的翻转转换实现晶棒由平躺至竖直的位置转换。

进一步地，上下料台11具体包括料台底座111和可沿料台底座111轴向移动的定位底板112，定位底板112与料台底座111呈90°垂直连接。在料台底座111的顶端还设置有夹紧块113，夹紧块113可在料台底座111上旋转，并可沿料台底座111的轴向方向移动。夹紧块113可与晶棒顶部端面接触，与定位底板112配合实现晶棒的夹紧与松开。即定位底板112可以为前述实施例提到的晶棒夹持装置的下夹爪，夹紧块113为前述实施例提到的晶棒夹持装置的上夹爪。

进一步地，在对旋转载料台2上料时，上下料台11先翻转至垂直位置再运动到旋转载料台2上相应的载料夹持装置213的晶棒夹持工位上，当上下料台11夹持的晶棒运送到载料夹持装置213的垫板2131的上方时，先控制上下料台11的定位底板112和夹紧块113同时向下运动使的定位底板112与载料夹持装置213的垫板2131处于同一平面；再控制载料夹持装置213的压板2132向下运动至接触到晶棒上端面以夹紧晶棒；进而控制上下料台11的定位底板112在继续向下运动的同时松开夹紧块113；最终控制上下料台11退出。上述步骤完成晶棒在翻转台1和旋转载料台2之间的转运。此时由于定位底板112需要继续向下运动一段距离，因此垫板2131与垫板2131下方的接水单元23留有一定距离，即垫板2131处于悬空的状态，为上下料台11的定位底板112预留了向下移动的纵向空间。可以理解地，对于翻转台1从载料夹持装置213取走晶棒的操作流程也便可以反向推倒出来，对比本实用新型实施例不再赘述。

基于上述实施例可知，本实用新型提供的载料夹持装置213的垫板2131与上下料台11的料台底板112在晶棒转运时需要同时承接晶棒，因此垫板2131与晶棒下端面的有效下夹持面积为晶棒中心轴向两侧平移一定距离构成的类似矩形的面积，在有效下夹持面积的两侧预留有上下料台11的料台底板112与晶棒下端面的接触面积，在进行晶棒转运时，料台底板112从垫板2131两侧承托晶棒，因此无论料台底板112还是垫板2131均可以单独稳定承托晶棒。

再进一步地，由于本实用新型实施例提供的载料夹持装置213夹持晶棒时晶棒的侧向空间较大，在与横向夹持晶棒的晶棒夹持装置对接时，待横向晶棒夹持装置将晶棒放置垫板2131上之后，控制压板2132向下运动至接触到晶棒上端面以夹紧晶棒，横向晶棒夹持装置的左右夹爪松开退出便完成了晶棒的递接。反之从载料夹持装置213取走晶棒的操作流程也容易实现。

本实用新型实施例的旋转载料单元21上的用电设备和用气设备由旋转载料台电气单元22(以下简称电气单元)提供能源动力供给，例如为载料夹持装置213的压板夹紧气缸2134提供气动通路，为载料夹持装置213的晶棒检测装置提供电源通路。下面结合图1、图8和图9对本实用新型实施例提供的电气单元22进行详细介绍。

本实用新型电气单元22用于为旋转载料台2上的旋转载料单元21提供能源动力，旋转载料单元21可在旋转载料台2上转动。具体地，本实用新型实施例提供的电气单元22包括电气固定部221和电气转动部222，电气固定部221与外部能源输入设备连接，电气转动部222固定设置在旋转载料单元21上，可随旋转载料单元21一起转动，电气固定部221通过滑环组件223和电气转动部222连接，电气转动部222通过电气线路与旋转载料单元21内的电气设备连接，以为旋转载料单元21内的电气设备提供能源动力。

其中，外部能源具体包括气动设备的气源和电动设备的电源，气动设备具体可以为气缸，电动设备具体可以为电机、传感器、处理器等用电组件。由于电气转动部222与旋转载料单元21之间没有相对运动，避免了旋转载料单元21的旋转导致的线路缠绕问题。

进一步地，本实用新型实施例的电气固定部221包括滑环支架2211，滑环支架2211的一端与外部固定装置连接，另一端与滑环组件固定部2231固定连接，用于固定滑环组件223在旋转载料单元21中的位置。即外部能源输入设备与电气线路与旋转载料单元21的电气结构始终处于固定位置，以提高设备运行的稳定性。

进一步地，电气固定部221还包括滑环连接盘2212，滑环组件223与滑环支架2211通过滑环连接盘2212连接。滑环支架2211通过滑环连接盘2212与滑环组件固定部2231连接，滑环连接盘2212为盘状支撑结构，用于为外部能源输入设备的电气线路提供支撑。如图8所示，滑环连接盘2212为外径大于滑环组件223的外径的盘转结构，且滑环连接盘2212上设置有紧固装置，滑环连接盘2212设置有镂空结构，以便于外部电气线路在滑环连接盘2212上固定，并穿过镂空装置连接至滑环组件223的电气输入端口。

本实用新型的电气固定部221与晶棒加工系统的框架结构固定连接，即电气固定部221的滑环支架2211的一端通过滑环连接盘2212与滑环组件固定部2231连接，滑环支架2211的另一端与晶棒加工系统的框架结构(附图中未示出)固定连接。晶棒加工系统的框架结构可以为支撑整个晶棒加工系统的外部结构，也可以为晶棒加工单元的外部框架，滑环支架2211的另一端与晶棒加工系统的框架结构(附图中未示出)固定连接有利于稳定整个晶棒加工系统，并可将晶棒加工单元上的气源和电源引入到旋转载料台。

进一步地，本实用新型实施例的滑环组件223如图9所示，其中滑环固定部2231设置有滑环进气口2233，在滑环转动部2232设置有滑环出气口2234，滑环进气口2233与滑环出气口2234对应设置实现旋转载料单元21的用气设备的不间断供气，滑环转动部2232可相对于滑环固定部2231转动。此外，本实用新型实施例的滑环组件223还包括附图中未示出的在滑环固定部2231设置的进电接口和在滑环转动部2232设置的出电接口，进电接口与出电接口对应设置实现旋转载料单元21的用电设备的不间断供电。

进一步地，本实用新型实施例的电气单元22的电气转动部222包括与旋转载料单元21固定连接的走线管，走线管与滑环转动部2232固定连接，从滑环转动部2232接出的电气线路通过走线管连接至旋转载料单元21上的各个电气设备。由于走线管与旋转载料单元21处于相对静止状态，此时走线管上的气体管路和电气线路并不会随着旋转载料单元21的旋转造成线路缠绕的问题。

进一步地，本实用新型实施例的走线管包括竖直管路2221和水平管路2222，其中竖直管路2221的一端与滑环组件223的滑环转动部2232连接，另一端与旋转载料单元21固定连接。具体地，竖直管路2221的旋转载料单元21的转盘211连接，竖直管路2221可随转盘211转动，并为滑环组件223和水平管路2222提供竖直支撑。

进一步地，水平管路2222一端与竖直管路2221固定连接，水平管路2222的另一端与旋转载料单元21固定连接，电气线路通过水平管路2222连接至旋转载料单元21上的电气设备。

具体地，由前述实施例可知，旋转载料单元21包括转盘211和设置在转盘211上的载料支撑柱212，竖直管路2221与转盘211固定连接，水平管路2222与载料支撑柱212固定连接，电气线路通过水平管路2222连接至载料支撑柱212上的电气设备。此外，水平管路2222还可以为载料支撑柱212起到支撑作用，加强整个系统的稳定性。可以理解地，本实用新型实施例的水平管路2222的数量相对于载料支撑柱212的数量设置，以便于为各个载料支撑柱212提供支撑以及气体管路和/或电气线路的路径，也即转盘211上设置有至少两个载料支撑柱212，竖直管路2221设置在载料支撑柱212之间，水平管路2222分别与各个载料支撑柱212连接。本实用新型的具体实施例中，当载料支撑柱212的数量为两个时，走线管构成如图所示的十字架结构，需要说明的是，走线管的两个水平管路2222可以为如图示的一体式管路，也可以为分别于竖直管路2221固定连接的两个水平管路2222。

在本实用新型的具体实施例中，由前述实施例可知旋转载料单元21上设置有载料夹持装置213，载料夹持装置213上设置有夹紧气缸和晶棒检测装置，夹紧气缸用于控制载料夹持装置213夹持晶棒，晶棒检测装置用于检测载料夹持装置213上是否夹持有晶棒，电气转动部222上的电气线路与夹紧气缸和晶棒检测装置连接。具体地，夹紧气缸可以为前述实施例所述的压板夹紧气缸2134。

本实用新型实施例的电气单元22通过电气固定部221与外部能源输入设备连接，通过电气转动部222与旋转载料台2上的旋转载料单元21固定连接，并通过电气线路连接旋转载料单元21内的电气设备，在不间断为旋转载料单元21的电气设备提供能源动力的同时，也避免了旋转载料单元21内的线路缠绕问题。

在本实用新型的具体实施例中，由于旋转载料单元21夹持的晶棒上存在水渍，旋转载料单元21的旋转进一步加速了晶棒上水渍的甩出，因此本实用新型通过设置旋转载料台接水单元23(以下简称接水单元)承接晶棒滴落的水渍。下面结合图1、图10对本实用新型实施例的接水单元23进行详细介绍。

本实用新型实施例提供的接水单元23包括接水盘231，接水盘231设置在旋转载料台2的旋转载料单元21下方，接水盘231下方设置有旋转驱动单元24，接水盘231用于承接旋转载料单元21上流下的水渍，以避免水渍溅射到旋转驱动单元24上。

进一步地，本实用新型实施例的接水盘231包括连接轴过孔2311，供旋转载料单元21和旋转驱动单元24之间的连接组件通过该连接轴过孔2311穿过，具体地为供旋转载料单元21与旋转驱动单元24之间的连接盘244穿过，连接轴过孔2311的四周边沿设置有连接轴过孔挡水边2312，以防止水流通过连接轴过孔2311流出。

进一步地，在接水盘231上还设置有排水口2315，排水口2315下连接有接水管，排水口2315用于将接水盘231中的水通过排水口排出。同时接水盘231的四周边沿也设置有接水盘挡边2316，以防止接水盘231中的水通过接水盘231的四周边沿流出。可以理解地，排水口2315可以为分布在不同方位的多个排水口2315，接水盘231内部沿排水口2315方向有一定坡度，以便于水流快速通过排水口2315流出。

进一步地，接水盘231上设置有夹紧气缸过孔2313，供旋转载料单元21上的夹紧气缸通过。由于受到载料夹持装置213的压板2132上下移动行程影响，压板夹紧气缸2134的底部端面可能穿过接水盘231，此时接水盘231上还设置有压板夹紧气缸过孔，供压板夹紧气缸2134穿过。可以理解地，夹紧气缸过孔2313的四周边沿设置有夹紧气缸过孔挡水边2314，以防止水流通过夹紧气缸过孔2313流出。本实用新型实施例的夹紧气缸过孔2313可以为压板夹紧气缸2134也可以为垫板夹紧气缸等有可能穿过接水盘231的装置。

进一步地，接水盘231与旋转载料单元21固定连接，在旋转驱动单元24的驱动下随旋转载料单元21一起旋转。由于旋转载料单元21上的压板夹紧气缸2134会随旋转载料单元21旋转，因此本实用新型实施例通过接水盘231与旋转载料单元21一起旋转，使得压板夹紧气缸2134与接水盘231相对静止，使得接水盘231与压板夹紧气缸2134之间不会产生干涉。

在本实用新型的具体实施例中，由前述实施例可知，旋转载料台2还包括与旋转载料台2底座固定连接的转台框架25，在转台框架25上固定安装有旋转驱动单元24，转台框架25上可转动连接有连接盘244，旋转驱动单元24的旋转轴与连接盘244固定连接，连接盘位于转台框架25上方，旋转载料单元21和接水盘231分别固定连接在连接盘244上，旋转驱动单元24可驱动连接盘244转动，以带动旋转载料单元21和接水盘231一起旋转。其中，连接盘244、旋转驱动单元24和接水盘231为同心连接，以使保证旋转驱动单元24和接水盘231一起旋转时的运行稳定性。

进一步地，接水盘231的水平方向的外部轮廓大于旋转载料单元21的投影到水平面的外部轮廓，以将旋转载料单元21上流下的水渍全部承接到接水盘上。

可以理解地，当旋转载料单元21上的设备不需要穿过接水盘231时，本实用新型实施例的接水盘231也可以与旋转驱动单元24固定连接，即接水盘231与转台框架25固定连接，接水盘的水平方向外部轮廓大于旋转载料单元21旋转时投影到水平面的外部轮廓，以将旋转载料单元21上流下的水渍全部承接到接水盘231上。

本实用新型的具体实施例中，旋转载料单元21上设置有转盘211，旋转驱动单元24用于驱动转盘211旋转，转盘211在垂直方向上覆盖连接轴过孔2311和夹紧气缸过孔2313，以防止水渍通过连接轴过孔2311或压板夹紧气缸过孔2313直接滴落到旋转驱动单元24上。

本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种旋转载料台2的控制方法，本实用新型实施例提供的旋转载料台2为晶棒加工系统的载料组件，具体用于与翻转台1和晶棒转运装置配合，实现晶棒的上下料操作，下面就本实用新型实施例的旋转载料台2的在工作过程中的具体工艺过程进行详细说明：

本实用新型实施例的旋转载料台2配合实现晶棒加工系统的晶棒上下料，具体包括如图11所示的如下步骤：

S1、控制旋转载料台2的旋转载料单元21旋转，以使旋转载料单元21上夹持有待加工晶棒的晶棒夹持工位依次旋转至第一晶棒上下料工位；其中，旋转载料单元21上设置有多个晶棒夹持工位，每个晶棒夹持工位上设置有载料夹持装置213；

S2、控制第一晶棒上下料工位上的载料夹持装置213提供所夹持的待加工晶棒，并承接转运回的加工后晶棒。本实用新型实施例提供的旋转待料台可同时提供多根待加工晶棒的待料，当晶棒加工系统具有多个加工工位时，可以通过晶棒转运装置快速为各个加工工位补充待加工晶棒，并且能够同时承接多根加工后晶棒。避免了由翻转台1向晶棒转运装置直接提供待加工晶棒造成的时间浪费，缩短了上下料时间节拍。

进一步地，本实用新型实施例的旋转载料台2的控制方法还包括为加工后晶棒下料的过程，具体的还包括如下步骤：

S3、控制旋转载料台2的旋转载料单元21旋转，以使旋转载料单元21上夹持有加工后晶棒的晶棒夹持工位依次旋转至第二晶棒上下料工位；

S4、控制第二晶棒上下料工位上的载料夹持装置213递提供夹持的加工后晶棒，以实现加工后晶棒的下料转运。

进一步地，本实用新型实施例的旋转载料台2的控制方法还包括用于为旋转载料台2进行待加工晶棒上料储备的方法，所述方法还包括：

S01、控控制旋转载料台2的旋转载料单元21旋转，以使旋转载料单元21上未夹持晶棒的晶棒夹持工位依次旋转至第二晶棒上下料工位；

S02、控制第二晶棒上下料工位上的载料夹持装置213承接待加工晶棒，以实现旋转载料单元21上待加工晶棒的上料储备。

需要说明的是，本实用新型的一个具体实施例中的第一上下料工位具体为旋转载料台2与晶棒装运装置的对接工位，以实现晶棒装运装置对晶棒加工系统的晶棒加工工位的晶棒上下楼。第二上下料工位具体为旋转载料台2与翻转台1的对接工位，以实现翻转台1向旋转载料台2提供待加工晶棒或从旋转载料台2夹持加工后晶棒并转运走。此外第一上下料工位和第二上下料工位都不局限于一个，可以为两个或多个。

进一步地，本实用新型实施例的旋转载料台2的控制方法以向晶棒加工工位上下料为最优优先级，以保证晶棒加工系统等待上下料时间最短。在晶棒加工系统所有加工工位均工作时，用于执行下料转运和上料储备的过程，其中下料转运和上料储备可以同时进行，也可以分开进行，对于具体如何执行本实用新型不做限定。且需要说明的是，该实施例说明了本实用新型的一个最优实施方式，并不作为本实用新型保护范围的限定。

下面结合本实用新型的一个具体实施例，对本实用新型的旋转载料台2的具体操作过程进行说明。在本实用新型的具体实施例中旋转载料台2有4个晶棒夹持工位，晶棒加工系统有4个晶棒加工工位，且第一晶棒上下料工位为两个，第二晶棒上下料工位为两个。

晶棒加工系统上下料：首先通过翻转台1将4根待加工晶棒分别上至旋转载料台2的4个晶棒夹持工位；旋转载料台2旋转，将旋转载料台2上的两个晶棒夹持工位旋转至第一上下料工位，即晶棒转运装置的夹持工位；晶棒转运装置将第一上下料工位夹持的待加工晶棒夹持送入晶棒加工系统的晶棒加工工位；晶棒装运装置先将晶棒加工工位的加工后晶棒夹起，再旋转将待加工晶棒上料至加工工位；晶棒转运装置分两次完成上述操作后旋转载料台2旋转180度，将另外两个晶棒夹持工位旋转至第一上下料工位，晶棒转运装置分两次将剩余的两根待加工晶棒上料至晶棒加工系统，以实现整个晶棒加工系统所有加工工位的上下料。

上述实施例中，晶棒转运装置具有两个晶棒夹持装置，一侧晶棒夹持装置用于夹持待加工晶棒，一侧晶棒夹持装置用于夹持加工后晶棒。对于只有一个晶棒夹持装置的晶棒转运装置而言，可以先将一个加工后晶棒转运至旋转载料台2，再对晶棒加工系统的加工工位依次上料。即保证旋转载料台2上有一个晶棒夹持工位未夹持有晶棒，便可以将加工后晶棒先夹持为夹持有晶棒的晶棒夹持工位上，再依次重复执行上料、下料的过程实现晶棒加工系统的整体上下料。

本实用新型提供的旋转载料台具有以下优点：

1、通过在旋转载料台上设置多个晶棒夹持工位，可以同时夹持多根晶棒，以配合实现晶棒加工系统的快速上料；

2、每个晶棒夹持工位上设置有载料夹持装置，且每个载料夹持装置可提供或承接晶棒，可以实现加工后晶棒的暂存，进一步地缩短晶棒加工系统的上下料时间节拍，提高了晶棒加工系统的整体工作效率；

3、通过设置旋转载料单元，以旋转方式配合实现晶棒的上下料，使旋转载料台的整体结构紧凑，节省空间，减小了占地面积；

4、载料夹持装置既能满足从晶棒侧向取放晶棒，又能满足从晶棒轴向端面取放晶棒，以适应不同晶棒夹持装置的夹持需求；

5、电气单元在不间断为旋转载料单元的电气设备提供能源动力的同时，也避免了旋转载料单元内的线路缠绕问题。

6、接水单元避免了旋转载料单元上流下的水渍对旋转驱动单元造成影响，提高了系统运行的稳定性，同时避免了水流汇聚在地面造成的安全隐患。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

Claims (17)

1.一种载料夹持装置，其特征在于，包括垫板和压板，垫板和压板沿竖直方向上下对置设置，以夹持在晶棒轴向方向的两端面，使晶棒呈竖直状态，垫板和/或压板的有效夹持面小于晶棒端面，以预留从晶棒轴向端面取放晶棒时的承接空间。

2.根据权利要求1所述的载料夹持装置，其特征在于，垫板的有效夹持面覆盖晶棒端面的中心，以在夹持晶棒时为晶棒提供稳定的支撑力。

3.根据权利要求2所述的载料夹持装置，其特征在于，垫板与晶棒的有效夹持面相比于晶棒下端面两侧或中间留有预设接触面积，以预留承托空间。

4.根据权利要求1-3任一项所述的载料夹持装置，其特征在于，垫板下方形成有预设空间，以预留从晶棒轴向端面取放晶棒时上下移动的纵向空间。

5.根据权利要求1所述的载料夹持装置，其特征在于，压板的有效夹持面相比于晶棒上端面的两侧或中间留有预设接触面积，以预留压紧空间。

6.根据权利要求1所述的载料夹持装置，其特征在于，垫板和/或压板的表面为软质材料，以增大与晶棒端面的摩擦力。

7.根据权利要求6所述的夹持装置，其特征在于，压板的下表面与水平面呈预设角度，以在夹持晶棒时为晶棒提供抵抗离心力的水平分力。

8.根据权利要求1所述的载料夹持装置，其特征在于，还包括载料支撑柱，垫板和压板沿载料支撑柱朝同一方向横向延伸设置，以预留晶棒侧向夹持空间，便于从晶棒侧向取放晶棒。

9.根据权利要求8所述的载料夹持装置，其特征在于，垫板和载料支撑柱相对固定设置，压板可沿载料支撑柱上下移动，以实现晶棒的夹紧和松开。

10.根据权利要求9所述的载料夹持装置，其特征在于，载料支撑柱上设置有压板导轨和压板驱动组件，压板与压板导轨滑动连接，压板驱动组件驱动压板沿压板导轨上下移动。

11.根据权利要求9所述的载料夹持装置，其特征在于，压板包括压板支架和压板凸块，压板支架为由两个侧臂构成的L形结构，压板支架的一个侧臂与载料支撑柱滑动连接，压板支架另一个侧臂的端部与压板凸块连接，压板凸块的下端面与晶棒上端面接触形成与晶棒的有效夹持面。

12.根据权利要求1所述的载料夹持装置，其特征在于，还包括晶棒检测装置，用于检测载料夹持装置是否夹持有晶棒。

13.一种旋转载料台，其特征在于，包括旋转载料单元，旋转载料单元上设置有权利要求1-12中任一项所述的载料夹持装置。

14.根据权利要求13所述的旋转载料台，其特征在于，旋转载料单元包括转盘，转盘包括沿转盘中心位置向外辐射的至少两条转盘侧臂，转盘侧臂上竖直设置有载料支撑柱，载料夹持装置设置在载料支撑柱上，通过控制转盘旋转以带动转盘上的载料夹持装置旋转。

15.一种晶棒加工系统，其特征在于，包括旋转载料台，旋转载料台包括权利要求1-12中任一项所述的载料夹持装置。

16.根据权利要求15所述的晶棒加工系统，其特征在于，晶棒加工系统包括晶棒转运装置和多个晶棒加工工位，晶棒转运装置设置于旋转载料台和晶棒加工工位之间，以将旋转载料台上的待加工晶棒运送至晶棒加工工位，或将晶棒加工工位上的加工后晶棒运送至旋转载料台。

17.根据权利要求15所述的晶棒加工系统，其特征在于，旋转载料台的一侧设置有翻转台，翻转台上转动设置有上下料台，上下料台可带动晶棒在水平放置和竖直放置之间翻转，载料夹持装置可向翻转台提供加工后的晶棒，或承接翻转台递送的待加工晶棒。