[发明专利]多晶硅熔炼自动捣渣机械臂

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅熔炼设备，尤其是涉及一种多晶硅熔炼自动捣渣机械臂。

背景技术

半导体硅的优点很多，其中高可靠性、高效、耐高温高压等特性特别适合作为太阳能电池的材料。目前，世界上大部分太阳能电池都采用多晶硅制造，从转化效率上来说，光电转换的效率与所用硅原料的纯度成正比关系。所以多晶硅的重要性不言而喻，它在全球的光伏产业中占有举足轻重的地位。在多晶硅熔炼造渣过程中，硅水液面易氧化，在硅水表面形成硅渣，不仅影响到多晶硅的产品质量，而且容易造成安全事故。因此需要人工捣渣，现阶段常需要捣渣工作人员近距离地用捣炉棒进行捣渣，但是由于周围环境温度很高，工作人员的工作条件十分恶劣，整套捣渣流程也无法进行定量控制，从而导致产品质量难以保证。

发明内容

本发明的目的在于提供可提高产品质量和工人工作效率，改善工人工作环境，降低安全事故发生率的一种多晶硅熔炼自动捣渣机械臂。

本发明设有控制器、工作台、底座旋转控制伺服电动机、旋转控制转台、旋转控制台防护底座、机械臂升降调整机构、机械臂连接装置、第一机械臂、机械臂螺杆控制伺服电动机、伸缩螺杆、机械臂连接螺栓、第二机械臂、反复气缸、弹簧、夹具和段接式石墨棒；

所述控制器与底座旋转控制伺服电动机和机械臂螺杆控制伺服电动机电连接，以实现第一机械臂和第二机械臂在坩埚圆面范围内的自由移动捣渣；用于控制底座旋转的底座旋转控制伺服电动机安装于工作台下方，底座旋转控制伺服电动机与旋转控制转台相连，在工作时带动旋转控制转台转动；旋转控制转台外部设有防护底座；机械臂升降调整机构固定在旋转控制转台上，第一机械臂通过焊接固定在机械臂连接装置上，第一机械臂的上端放置动力装置机械臂螺杆控制伺服电动机，安装时将第一机械臂与伸缩螺杆相连；第二机械臂的一端通过机械臂连接螺栓与第一机械臂连接，第二机械臂的另一端通过焊接与反复气缸相连；反复气缸内部设有活塞和弹簧，弹簧的一端固定于反复气缸底部，用于支撑活塞，在弹簧露出反复气缸的末端固定有夹具，连接在活塞末端的夹具夹着段接式石墨棒。

在多晶硅熔炼过程中，中频炉炉口辐射范围温度较高，不适于操作人员直接近距离操作，所以需要所述整体装置来实现自动坩埚硅水捣渣控制；所述控制器由技术操作人员在控制器上通过编程控制所述两台伺服电动机，以实现所述机械臂在坩埚圆面范围内的自由移动捣渣；所述底座旋转控制伺服电动机可以安装于工作台下方，并可通过齿轮等机构与旋转控制转台相连；所述旋转控制转台强度需足够支撑所述机械臂升降调整机构，在所述的机械臂升降调整机构的特定区域，具有一系列钻孔，这一系列钻孔呈垂直排列方式，机械臂的高低可以通过插销或其他装置，配合这些钻孔来实现高度调整；所述的两段机械臂连接处采用类似铰链的连接方式；在铰链连接处，安装有可以精确控制机械臂弯曲动作的伸缩螺杆和机械臂螺杆控制伺服电动机，所述伸缩螺杆与机械臂螺杆控制伺服电动机可通过齿轮等相关装置相连接，机械臂螺杆控制伺服电动机可以为伸缩螺杆提供动力支持，从而精确地调整机械臂的张角；所述两台伺服电机由控制器精确控制，配合实现机械臂末端石墨棒在坩埚圆面范围内的自由移动；在远离机械臂升降调整机构的机械臂末端，可通过一些固定装置来对所述气缸进行固定；所述气缸与所述弹簧配合，实现活塞的反复运动；可将一定数量的所述段接式石墨棒通过螺纹锁紧机构首尾相连，形成合适长度的捣渣棒，实现无损耗补充，并通过相关锁紧机构锁紧到活塞末端，从而实现捣渣棒的反复运动。

以下给出本发明的工作原理：

本发明主要设有控制器，工作台，底座旋转控制伺服电动机，旋转控制转台，旋转控制台防护底座，机械臂升降调整机构，机械臂连接装置，第一机械臂，第二机械臂，机械臂螺杆控制伺服电动机，伸缩螺杆，机械臂连接螺栓，反复气缸，弹簧，夹具，段接式石墨棒等部分；底座旋转控制伺服电动机连接旋转控制转台，通过底座旋转转控制伺服电动机实现机械臂圆周范围内的移动，旋转控制转台上固定机械臂升降调整机构，机械臂和机械臂连接装置一起固定于升降调整机构上，机械臂可通过升降调整机构上的钻孔来调整高度，两段机械臂的连接处装有由机械臂螺杆控制伺服电动机控制的伸缩螺杆，可以精确地控制机械臂的张角，机械臂的末端装有气动装置，气缸里活塞的反复运动带动石墨棒的反复运动进行捣渣。捣渣机械臂装置工作时，工人在升降调整转轴设定好高度，通过两个伺服电机调整好末端执行石墨棒的坐标位置，启动空压机就能通过活塞使石墨棒进行捣渣工作；