CN221019526U - 一种石英炉管焊接用夹持设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种石英炉管焊接用夹持设备，其包括炉管支撑机构、龙门架机构、移动机构和尾管夹持机构，炉管支撑机构包括支撑架和滚轮，滚轮设于支撑架的顶部四角；龙门架机构设于支撑架的一侧，移动机构包括滑轨、滑块、齿条、移动板、驱动电机和齿轮，移动板设于滑块上，齿轮与齿条相啮合；尾管夹持机构包括伺服电缸、升降板、连接杆和夹具。炉管支撑机构用于支撑炉管，滚轮的设置使得炉管可转动，尾管夹持机构可稳定夹持尾管并带动尾管上下运动，移动机构可带动尾管左右运动，从而使尾管运动至炉管尾部精确位置，以便于焊接操作；此设备能够实现稳定有效的夹持作用及精确定位功能，能够提高工作效率，提升产品质量，且适配不同尺寸的炉管。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体器件生产设备领域，尤其涉及一种石英炉管焊接用夹持设备。
背景技术
扩散炉是半导体生产线前工序的重要工艺设备之一，其常用于大规模集成电路、分立器件、电力电子、光电器件和光导纤维等行业的扩散、氧化、退火、合金及烧结等工艺。石英炉管是扩散炉中的反应管道，主要作用是隔离工艺气体和半导体材料之间的接触，保证扩散过程的稳定性和可靠性。
在石英炉管的生产制造中，需要在石英炉管的尾部焊接尾管，目前多采用人工定位焊接方式，需要操作人员手持尾管放置到石英炉管的尾部并进行焊接，定位精度低，焊接效率低，批量产品的一致性差，需要进行改进。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种石英炉管焊接用夹持设备，提高石英炉管与尾管定位精度，提升工作效率和产品质量。
为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种石英炉管焊接用夹持设备，包括炉管支撑机构、龙门架机构、移动机构和尾管夹持机构。
所述炉管支撑机构包括支撑架和滚轮，所述滚轮有四个，四个滚轮分别可转动地设于所述支撑架的顶部四角。
所述龙门架机构设于所述支撑架的一侧。
所述移动机构包括滑轨、滑块、齿条、移动板、驱动电机和齿轮，所述滑轨、所述齿条相互平行地设于所述龙门架机构的顶面，所述滑块可运动地设于所述滑轨上，所述移动板设于所述滑块上，所述驱动电机设于所述移动板的上方，所述齿轮设于所述移动板的下方，所述驱动电机的输出轴与所述齿轮连接，所述齿轮与所述齿条相啮合。
所述尾管夹持机构包括伺服电缸、升降板、连接杆和夹具，所述伺服电缸沿竖直方向设于所述移动板上，所述升降板与所述伺服电缸的活塞杆连接，所述连接杆设于所述升降板的下方，所述夹具可拆卸地设于所述连接杆的底端，所述夹具上设有尾管夹持槽。
优选地，所述移动机构还包括光电传感器和感应片，所述光电传感器设于所述齿条的两端，所述感应片设于所述移动板的底部两侧。
优选地，所述尾管夹持机构还包括直线轴承和导向轴，所述直线轴承设于所述移动板上，所述导向轴的下端与所述升降板连接，所述导向轴的上端穿过所述直线轴承。
优选地，所述直线轴承有两个，两个直线轴承分别位于所述伺服电缸的两侧，每个直线轴承内对应穿设有一根导向轴。
优选地，所述移动机构还包括减速机，所述减速机设于所述驱动电机与所述齿轮之间。
优选地，所述滑轨有两条，两条滑轨平行设置，两条滑轨上均设有所述滑块，所述移动板与两个滑块固定连接，所述齿条设于两条滑轨之间。
优选地，所述龙门架机构包括横梁、侧杆、底杆和加强杆，所述侧杆分别设于所述横梁的两侧，所述底杆设于所述侧杆的底部，所述加强杆与所述侧杆、所述底杆形成三角形支撑结构。
优选地，所述支撑架的底部以及所述底杆的底部均设有高度可调节的带孔脚杯。
优选地，所述石英炉管焊接用夹持设备还包括电控柜，所述电控柜内部设有控制机构，所述控制机构与所述移动机构、所述尾管夹持机构中的电气器件电连接。
优选地，所述连接杆的底端设有第一销孔，所述第一销孔沿所述连接杆的径向设置；所述夹具上设有定位槽，所述定位槽的结构与所述连接杆的底端结构相匹配，所述定位槽的周围设有第二销孔，所述连接杆的底端插入所述定位槽内，所述连接杆的底端通过快拆插销与所述夹具可拆卸地连接，所述快拆插销的结构与所述第一销孔、所述第二销孔的结构相匹配。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型的石英炉管焊接用夹持设备中，炉管支撑机构用于支撑炉管，滚轮的设置使得炉管可转动，尾管夹持机构可稳定夹持尾管并带动尾管上下运动，移动机构可带动尾管左右运动，从而使尾管运动至炉管尾部精确位置，以便于焊接操作；此设备能够实现稳定有效的夹持作用及精确定位功能，能够提高工作效率，提升产品质量。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的石英炉管焊接用夹持设备的结构示意图。
图2为本实用新型一实施例的石英炉管焊接用夹持设备中炉管支撑机构的结构示意图。
图3为本实用新型一实施例的石英炉管焊接用夹持设备中龙门架机构的结构示意图。
图4为本实用新型一实施例的石英炉管焊接用夹持设备中移动机构的爆炸图。
图5为本实用新型一实施例的石英炉管焊接用夹持设备中移动机构的侧视图。
图6为本实用新型一实施例的石英炉管焊接用夹持设备中尾管夹持机构的结构示意图。
图7为本实用新型一实施例的石英炉管焊接用夹持设备中连接杆与夹具连接处的拆分结构示意图。
图中，100-石英炉管焊接用夹持设备，10-炉管支撑机构，11-支撑架，12-滚轮，13-带孔脚杯，20-龙门架机构，21-横梁，22-侧杆，23-底杆，24-加强杆，30-移动机构，31-滑轨，32-滑块，33-齿条，34-移动板，35-驱动电机，36-减速机，37-齿轮，38-光电传感器，39-感应片，40-尾管夹持机构，41-伺服电缸，42-升降板，43-连接杆，431-第一销孔，44-夹具，441-定位槽，442-第二销孔，443-尾管夹持槽，45-直线轴承，46-导向轴，47-快拆插销，50-电控柜，200-炉管，201-尾管。
实施方式
为使对本实用新型的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请结合参见图1至图6，图1为本实用新型一实施例的石英炉管焊接用夹持设备的结构示意图，图2为本实用新型一实施例的石英炉管焊接用夹持设备中炉管支撑机构的结构示意图，图3为本实用新型一实施例的石英炉管焊接用夹持设备中龙门架机构的结构示意图，图4为本实用新型一实施例的石英炉管焊接用夹持设备中移动机构的爆炸图，图5为本实用新型一实施例的石英炉管焊接用夹持设备中移动机构的侧视图，图6为本实用新型一实施例的石英炉管焊接用夹持设备中尾管夹持机构的结构示意图。
本实用新型提供一种石英炉管焊接用夹持设备100，其包括炉管支撑机构10、龙门架机构20、移动机构30和尾管夹持机构40。其中，炉管支撑机构10用于放置石英炉管200，龙门架机构20为移动机构30的安装平台，尾管夹持机构40用于稳定夹持尾管201并带动尾管201上下运动，移动机构30用于带动尾管夹持机构40左右运动。
请结合参见图1和图2，在一些实施例中，炉管支撑机构10包括支撑架11和滚轮12，滚轮12有四个，四个滚轮12分别可转动地设于支撑架11的顶部四角。龙门架机构20设于支撑架11的一侧。
应用中，炉管200放置于四个滚轮12之间，炉管200的中轴线平行于滚轮12的中轴线。滚轮12的设置，不仅能够保证炉管是可转动的，还能够适配不同尺寸的炉管，提升设备适配度。
请结合参见图1、图4和图5，在一些实施例中，移动机构30包括滑轨31、滑块32、齿条33、移动板34、驱动电机35和齿轮37，滑轨31、齿条33相互平行地设于龙门架机构20的顶面，滑块32可运动地设于滑轨31上，移动板34设于滑块32上，驱动电机35设于移动板34的上方，齿轮37设于移动板34的下方，驱动电机35的输出轴与齿轮37连接，齿轮37与齿条33相啮合。应用中，驱动电机35可驱动齿轮37转动，在齿轮37与齿条33的配合作用下，齿轮37转动的同时还沿齿条33左右运动，从而带动移动板34、滑块32同步沿滑轨31左右运动。
请结合参见图1和图6，在一些实施例中，尾管夹持机构40包括伺服电缸41、升降板42、连接杆43和夹具44，伺服电缸41沿竖直方向设于移动板34上，升降板42与伺服电缸41的活塞杆连接，连接杆43设于升降板42的下方，夹具44可拆卸地设于连接杆43的底端，夹具44上设有尾管夹持槽443。滚轮12的中轴线方向垂直于滑轨31的长度方向且垂直于伺服电缸41的中轴线方向。应用中，夹具44用于稳定夹持尾管201，伺服电缸41可驱动升降板42上下运动，带动尾管201同步运动，从而调整尾管201的位置。其中，夹具44可以根据尾管的尺寸而采用现有的机械夹具、电动夹具或气动夹具产品。伺服电缸41可以采用市售的伺服电缸产品，其用于高度方向的精确定位，可以兼容行程范围内所有高度位置。
上述石英炉管焊接用夹持设备100工作时，炉管200置于支撑架11上，炉管200尾部朝向龙门架机构20，夹具44用于夹持尾管201，伺服电缸41可带动尾管201上下运动，移动机构30可带动尾管201左右运动，从而将尾管201带动至炉管200的尾部合适位置，之后，再利用焊接机器人或手工焊接方式将尾管201焊接至炉管200尾部即可。另外，炉管200的开口端可以利用卡盘等进行夹持，转动卡盘即可以调整炉管200的方位，从而便于在炉管200的尾端一圈间隔地焊接多根尾管201。该设备能够实现稳定有效的夹持作用及精确定位功能，能够提高工作效率，提升产品质量，且可以适用于不同尺寸的炉管焊接加工场景。
请结合参见图1和图3，在一些实施例中，龙门架机构20包括横梁21、侧杆22、底杆23和加强杆24，侧杆22分别设于横梁21的两侧，底杆23设于侧杆22的底部，加强杆24与侧杆22、底杆23形成三角形支撑结构。其中，横梁21的长度方向垂直于滚轮12的中轴线方向。
请结合参见图4和图5，本实用新型优选的一些实施例中，移动机构30还包括光电传感器38和感应片39，光电传感器38设于齿条33的两端，感应片39设于移动板34的底部两侧。两侧的光电传感器38及感应片39用于进行限位，当感应片39靠近对应侧的光电传感器38时，该光电传感器38被触发，说明移动板34已达到该侧的最远距离处。光电传感器可以采用市售的凹槽光电传感器等产品，其构造和工作原理属于现有技术，在此不再赘述。在一些实施例中，齿条33的每端还可以设有多个光电传感器38，能够提升定位精度。
请参见图6，本实用新型优选的另一些实施例中，尾管夹持机构40还包括直线轴承45和导向轴46，直线轴承45设于移动板34上，导向轴46的下端与升降板42连接，导向轴46的上端穿过直线轴承45，导向轴46的中轴线平行于伺服电缸41的中轴线。当伺服电缸41的活塞杆带动升降板42上下运动时，导向轴46可以在直线轴承45内上下运动，导向轴46与直线轴承45的配合，可以保证升降板42运动的直线性，提升设备稳定性和可靠性。
进一步地，直线轴承45可以设置有两个，两个直线轴承45分别位于伺服电缸41的两侧，每个直线轴承45内对应穿设有一根导向轴46。
请参见图4，在一些实施例中，移动机构30还包括减速机36，减速机36设于驱动电机35与齿轮37之间。减速机36在驱动电机35与齿轮37之间起到匹配转速和传递转矩的作用，能够提升稳定性和可靠性。应用中，驱动电机35和减速机36可以根据需求而选用市售的相关产品。
本实用新型优选的一些实施例中，滑轨31有两条，两条滑轨31平行设置，两条滑轨31上均设有滑块32，移动板34与两个滑块32固定连接，齿条33设于两条滑轨31之间。应用中，滑轨31与滑块32可以采用市售的直线模组产品。
本实用新型优选的另一些实施例中，支撑架11的底部以及底杆23的底部均设有高度可调节的带孔脚杯13，方便对支撑架11或龙门架机构20的高度进行调整，以适配不同尺寸的炉管，提升设备适配度。
请参见图1，石英炉管焊接用夹持设备100还包括电控柜50，电控柜50内部设有控制机构，控制机构与移动机构30、尾管夹持机构40中的电气器件电连接。控制机构可以采用电气控制方式对驱动电机35、伺服电缸41等器件进行精确控制，能够保证定位精度，提升工作效率和产品质量。
请参见图7，图7为本实用新型一实施例的石英炉管焊接用夹持设备中连接杆与夹具连接处的拆分结构示意图。本实用新型优选的一些实施例中，连接杆43的底端设有第一销孔431，第一销孔431沿连接杆43的径向设置。夹具44上设有定位槽441，定位槽441的结构与连接杆43的底端结构相匹配，定位槽441的周围设有第二销孔442，连接杆43的底端插入定位槽441内，连接杆43的底端通过快拆插销47与夹具44可拆卸地连接，快拆插销47的结构与第一销孔431、第二销孔442的结构相匹配。应用中，夹具44可以根据尾管尺寸的不同而设置有多个，连接杆43与夹具44采用快拆插销47进行可拆卸连接，方便根据不同尺寸的尾管焊接需求而快速更换夹具44，提升工作效率和设备兼容性。
综上所述，本实用新型提供一种石英炉管焊接用夹持设备，炉管支撑机构用于支撑炉管，滚轮的设置使得炉管可转动，尾管夹持机构可稳定夹持尾管并带动尾管上下运动，移动机构可带动尾管左右运动，从而使尾管运动至炉管尾部精确位置，以便于焊接操作；此设备能够实现稳定有效的夹持作用及精确定位功能，能够提高工作效率，提升产品质量，且能够适配不同尺寸的炉管。
本实用新型已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本实用新型的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本实用新型的范围。相反地，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本实用新型的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种石英炉管焊接用夹持设备，其特征在于：包括炉管支撑机构、龙门架机构、移动机构和尾管夹持机构；
所述炉管支撑机构包括支撑架和滚轮，所述滚轮有四个，四个滚轮分别可转动地设于所述支撑架的顶部四角；
所述龙门架机构设于所述支撑架的一侧；
所述移动机构包括滑轨、滑块、齿条、移动板、驱动电机和齿轮，所述滑轨、所述齿条相互平行地设于所述龙门架机构的顶面，所述滑块可运动地设于所述滑轨上，所述移动板设于所述滑块上，所述驱动电机设于所述移动板的上方，所述齿轮设于所述移动板的下方，所述驱动电机的输出轴与所述齿轮连接，所述齿轮与所述齿条相啮合；
所述尾管夹持机构包括伺服电缸、升降板、连接杆和夹具，所述伺服电缸沿竖直方向设于所述移动板上，所述升降板与所述伺服电缸的活塞杆连接，所述连接杆设于所述升降板的下方，所述夹具可拆卸地设于所述连接杆的底端，所述夹具上设有尾管夹持槽。
2.如权利要求1所述的石英炉管焊接用夹持设备，其特征在于：所述移动机构还包括光电传感器和感应片，所述光电传感器设于所述齿条的两端，所述感应片设于所述移动板的底部两侧。
3.如权利要求1所述的石英炉管焊接用夹持设备，其特征在于：所述尾管夹持机构还包括直线轴承和导向轴，所述直线轴承设于所述移动板上，所述导向轴的下端与所述升降板连接，所述导向轴的上端穿过所述直线轴承。
4.如权利要求3所述的石英炉管焊接用夹持设备，其特征在于：所述直线轴承有两个，两个直线轴承分别位于所述伺服电缸的两侧，每个直线轴承内对应穿设有一根导向轴。
5.如权利要求1所述的石英炉管焊接用夹持设备，其特征在于：所述移动机构还包括减速机，所述减速机设于所述驱动电机与所述齿轮之间。
6.如权利要求1所述的石英炉管焊接用夹持设备，其特征在于：所述滑轨有两条，两条滑轨平行设置，两条滑轨上均设有所述滑块，所述移动板与两个滑块固定连接，所述齿条设于两条滑轨之间。
7.如权利要求1所述的石英炉管焊接用夹持设备，其特征在于：所述龙门架机构包括横梁、侧杆、底杆和加强杆，所述侧杆分别设于所述横梁的两侧，所述底杆设于所述侧杆的底部，所述加强杆与所述侧杆、所述底杆形成三角形支撑结构。
8.如权利要求7所述的石英炉管焊接用夹持设备，其特征在于：所述支撑架的底部以及所述底杆的底部均设有高度可调节的带孔脚杯。
9.如权利要求1-8中任意一项所述的石英炉管焊接用夹持设备，其特征在于：所述石英炉管焊接用夹持设备还包括电控柜，所述电控柜内部设有控制机构，所述控制机构与所述移动机构、所述尾管夹持机构中的电气器件电连接。
10.如权利要求1-8中任意一项所述的石英炉管焊接用夹持设备，其特征在于：所述连接杆的底端设有第一销孔，所述第一销孔沿所述连接杆的径向设置；所述夹具上设有定位槽，所述定位槽的结构与所述连接杆的底端结构相匹配，所述定位槽的周围设有第二销孔，所述连接杆的底端插入所述定位槽内，所述连接杆的底端通过快拆插销与所述夹具可拆卸地连接，所述快拆插销的结构与所述第一销孔、所述第二销孔的结构相匹配。
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