一种单晶石英坩埚切边倒棱机的新型开合式定位装置的制作方法

本实用新型涉及石英坩埚制造加工技术领域，尤其涉及一种单晶石英坩埚切边倒棱机的新型开合式定位装置。

背景技术：

近年来，随着环保能源不断被重视和发展，太阳能作为绿色能源受到世界各国的普遍关注，并得到了广泛地开发和利用，这使得用于太阳能转换的单晶硅的用量急剧增加，从而促进了单晶硅生产的快速发展。因此，单晶石英坩埚作为熔硅的载体和单晶硅铸锭生产过程中不可替代的关键消耗性器件，对其需求量也与日俱增。

单晶石英坩埚切边倒棱机是单晶石英坩埚生产制造过程中必不可少的设备，单晶石英坩埚生产出来后，根据尺寸要求，首先要对其进行切割和倒边处理，切除单晶石英坩埚边沿的不良部分，确保其高度达到工艺要求。目前，单晶石英坩埚切边倒棱机的传统定位方式一般都采用三爪卡盘定位，此装置为封闭式结构，使用切边倒棱机对单晶石英坩埚的边沿进行加工处理时，需要依靠人工搬运的方式将单晶石英坩埚放在开口的三爪中间，然后旋转卡盘，三爪夹紧坩埚，做轴向和径向定位。当坩埚在机床主轴卡盘内定位完成后才能进行切边倒棱。

但是，随着市场需求的变化，单晶石英坩埚的尺寸逐渐增大，28、32和36英寸的大口径单晶石英坩埚逐渐成为主流。大口径单晶石英坩埚，不仅体积大，而且重量重，有的重量甚至高达近50kg以上，极其不利于搬移操作，人工将坩埚从开口处送入或搬出的方式一般仅适用于16～26英寸的单晶石英坩埚。对于大尺寸单晶石英坩埚，仅依靠人工很难实现，因此，三爪卡盘定位已无法适应大尺寸单晶石英坩埚的切边倒边加工。此外，传统的采用人工方式把单晶石英坩埚安装到主轴卡盘内进行加工的方法，定位精度需要人工校准，并且需要反复用定位仪进行调整定位，不仅工作效率低下，而且在安装过程中单晶石英坩埚容易受到碰撞，形成内应力，从而降低了单晶石英坩埚在使用中的安全性能。

有鉴于此，特提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种单晶石英坩埚切边倒棱机的新型开合式定位装置，替代了传统的三爪卡盘定位装置，不仅结构简单，牢固可靠，操作便捷，取送坩埚动作与各部件不存在操作干扰，可避免因碰撞而降低其使用性能，而且由机器自动校准，定位精度高，大大节约了人力资源，提高了生产效率，此外，可以满足不同尺寸的坩埚，适用范围广。同时，也为后续自动化取送坩埚提供了可能。

为了实现上述目的，本实用新型提供的一种单晶石英坩埚切边倒棱机的新型开合式定位装置，其特征在于，包括主动定位模组和从动定位模组，所述主动定位模组包括轴向定位机构和径向定位机构，所述径向定位机构水平设置，用于承载轴向水平放置的待定位坩埚，所述从动定位模组设置于径向定位机构的正上方，用于与径向定位机构配合夹紧坩埚对其进行径向定位，所述轴向定位机构设置于待定位坩埚底部一侧的轴向上，用于抵靠住坩埚实现轴向定位。

优选地，所述从动定位模组包括升降气缸，光轴导轨和从动滚轮，所述升降气缸推杆朝下竖直设置，所述光轴导轨为两条，竖直设置于升降气缸的两侧，所述从动滚轮为两个，通过固定板连接于两条光轴导轨的底端，所述从动滚轮位于同一水平面上，其轴向与待定位坩埚的轴向平行，两个从动滚轮之间的间隙小于待定位坩埚的直径以稳定压紧坩埚。

优选地，所述径向定位机构包括主动滚轮，所述主动滚轮为两个，位于同一水平面上，其轴向与待定位坩埚的轴向平行，两个主动滚轮之间的间隙小于待定位坩埚的直径以稳定承托坩埚。

优选地，所述主动滚轮由电机驱动，经同步带传递转矩依靠主动滚轮与坩埚之间的滚动摩擦带动坩埚旋转。

优选地，所述轴向定位机构的底部设有水平滑轨。

优选地，所述轴向定位机构由电机驱动，实现在待定位坩埚轴向上的水平滑动。

优选地，所述轴向定位机构为L形，其两个相互垂直的平面分别水平设置和靠近待定位坩埚底部一侧设置。

优选地，所述L形轴向定位机构的两个相互垂直的平面之间对称焊接有两个加固板。

优选地，所述加固板的形状为直角三角形。

本实用新型提供的一种单晶石英坩埚切边倒棱机的新型开合式定位装置，具有如下有益效果。

1.本实用新型采用开合式定位方式替代了传统的三爪卡盘定位，结构简单，牢固可靠，操作便捷，定位精准，人工成本低，生产效率高，适用范围广，可以满足不同尺寸的坩埚。同时，也为后续自动化取送坩埚提供了可能，有利于单晶石英坩埚切边倒棱机实现全自动操作，方便操控和维护。

2.新型的开合式定位方式对单晶石英坩埚的搬移没有干涉，上埚省力，取送坩埚动作与各部件不存在操作干扰，大大节约了人力资源，提高了生产效率，时间可比原来缩短30％，降低了人工成本，还可避免因碰撞而导致的使用性能降低。

3.本实用新型采用机器自动校准，无需人工定位，操作便捷，不仅生产效率更加快捷高效，而且定位及切边倒棱的精度也大幅度提高，经济效益明显。

4.本实用新型由从动定位模组和径向定位机构夹紧坩埚完成径向定位，定位机构牢固可靠。工作时，主动滚轮带动坩埚旋转，同时从动定位模组对坩埚施加外力，以确保坩埚与主动滚轮线速度相同，从而使得坩埚旋转更加稳定，有利于提高加工精度。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种单晶石英坩埚切边倒棱机的新型开合式定位装置的结构示意图。

图中：

1.从动定位模组 2.轴向定位机构 3.径向定位机构 4.升降气缸 5.从动滚轮 6.光轴导轨 7.主动滚轮 8.固定板 9.加固板 10.水平滑轨。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型做进一步说明，以助于理解本实用新型的内容。

本实用新型提供的一种单晶石英坩埚切边倒棱机的新型开合式定位装置用于单晶石英坩埚进行切边倒棱加工时的承载定位，以确保切边倒棱的实现。如图1所示，为本实用新型提供的一种单晶石英坩埚切边倒棱机的新型开合式定位装置的结构示意图，该定位装置包括安装于机架上的主动定位模组和从动定位模组1，所述主动定位模组包括轴向定位机构2和径向定位机构3，所述径向定位机构3水平设置，用于承载轴向水平放置的待定位坩埚，所述从动定位模组1设置于径向定位机构3的正上方，用于与径向定位机构3配合夹紧坩埚对其进行径向定位，所述轴向定位机构2设置于待定位坩埚底部一侧的轴向上，用于抵靠住坩埚实现坩埚的轴向定位。

所述从动定位模组1包括升降气缸4，光轴导轨6和从动滚轮5，所述升降气缸4推杆朝下竖直设置，所述光轴导轨6为两条，竖直设置于升降气缸4的两侧，所述从动滚轮5为两个，通过固定板8连接于两条光轴导轨6的底端，所述从动滚轮5位于同一水平面上，其轴向与待定位坩埚的轴向平行，两个从动滚轮5之间的间隙小于待定位坩埚的直径以稳定压紧坩埚。所述径向定位机构3包括主动滚轮7，所述主动滚轮7为两个，位于同一水平面上，其轴向与待定位坩埚的轴向平行，两个主动滚轮7之间的间隙小于待定位坩埚的直径，用以稳定承托坩埚。

所述主动滚轮7由电机驱动，经同步带传递转矩依靠主动滚轮7与坩埚之间的滚动摩擦带动坩埚旋转。所述轴向定位机构2的底部设有水平滑轨10，便于轴向定位机构2在待定位坩埚的轴向上水平滑动。优选地，所述轴向定位机构2由电机驱动，实现在待定位坩埚轴向上的水平滑动，以便于调整其位置满足不同坩埚高度要求。所述轴向定位机构2为L形，其两个相互垂直的平面分别水平设置和靠近待定位坩埚底部一侧设置。所述L形轴向定位机构2的两个相互垂直的平面之间对称焊接有两个加固板9。优选地，所述加固板9的形状为直角三角形。

在对单晶石英坩埚进行定位处理时，首先将坩埚轴向水平放置于径向定位机构3的两个主动滚轮7上，坩埚轴向与主动滚轮7轴向平行，此时的主动滚轮7对坩埚发挥承托作用。然后，轴向定位机构2在电机的驱动下水平运动至坩埚的底部，接触后，轴向定位完成。最后，从动定位模组1的升降气缸4向下伸出推杆，以光轴导轨6做导向，从动定位模组1在推杆的驱动下做下降运动，直至从动滚轮5与坩埚紧密接触，从动定位模组1与径向定位机构3夹紧坩埚完成径向定位，此时定位工作全部完成，定位机构牢固可靠。新型的开合式定位方式对单晶石英坩埚的搬移没有干涉，上埚省力，取送坩埚动作与各部件不存在操作干扰，大大节约了人力资源，提高了生产效率，时间可比原来缩短30％，降低了人工成本，还可避免因碰撞而导致的使用性能降低。采用机器自动校准，无需人工定位，操作便捷，不仅生产效率更加快捷高效，而且定位及切边倒棱的精度也大幅度提高，经济效益明显。

在对单晶石英坩埚进行切边倒棱加工时，径向定位机构3的主动滚轮7由电机驱动，经同步带传递转矩依靠主动滚轮7与坩埚之间的滚动摩擦带动坩埚旋转。同时，从动定位模组1对坩埚施加外力，以确保坩埚与主动滚轮7线速度相同，从而使得坩埚旋转更加稳定，有利于提高加工精度。

本实用新型采用开合式定位方式替代了传统的三爪卡盘定位，改善了传统坩埚径向定位问题和夹紧方式，结构简单，牢固可靠，操作便捷，定位精准，人工成本低，生产效率高，适用范围广，可以满足不同尺寸的坩埚。同时，也为后续自动化取送坩埚提供了可能，有利于单晶石英坩埚切边倒棱机实现全自动操作，方便操控和维护。

本文中应用了具体个例对实用新型构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该实用新型构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。