一种碳纤维保温棉自动上卷装置的制作方法

本技术涉及晶体生长炉保温筒，尤其是一种碳纤维保温棉自动上卷装置。

背景技术：

1、晶体生长炉是一种重要的半导体工艺设备，炉内的热场稳定对硅晶体的品质有着较高的影响。在硅晶体生长的的高温环境中，晶体生长炉内的保温筒是保证炉内热场稳定、减少炉内热量损失的重要部件。保温桶外通常卷裹多层碳纤维保温棉制成的碳毡进行保温，因此碳纤维保温棉作为硅晶体生长炉的热场材料，其裹碳的品质与硅晶体的质量直接相关。晶体生长炉自动化程度较高，运行过程中仅需要少量人工干预，但是在烧晶准备工作过程中仍需要较多的人工，特别是其中碳毡上卷包裹作业，由于缺乏相关设备目前仍需人工操作。

2、晶体生长炉内的热场部件保温筒通常需要缠裹多层碳纤维保温棉碳毡且需要定期更换，特别随着大尺寸单晶硅的发展，对热场材料也要求较大尺寸，在单晶车间的拆清工作中，全工艺流程均为人工操作，生产过程中存在负重搬运现象，一般需要多人配合工作，费事费力，劳动强度大，难以进行质量控制，已逐渐不能满足需求。并且由于碳纤维保温棉含有大量石墨纤维，在上卷包裹过程中纤维易掉落，容易被工人吸入，进而引发尘肺病等职业病，影响工人健康。因此需要一自动化设备，以提高生产效率及成品质量，实现对生产过程的全流程有效监管，并消除保温棉碳纤维对作业环境的影响。

技术实现思路

1、本申请针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的碳纤维保温棉自动上卷装置。装置适用于多种不同规格的保温桶外部裹上碳纤维保温棉，原料及成品的辅助搬运，可完全避免负重搬运现象，实现上料、下料、裁边、卷毡、修顶等耗时环节的自动化运行，满足晶体生长炉保温筒自动包裹碳纤维保温棉的需求。

2、本实用新型所采用的技术方案如下：

3、一种碳纤维保温棉自动上卷装置包括原材料放毡转台、碳毡张紧与接头切刀切割一体装置、收卷旋转台、保温桶内夹紧装置、碳毡卷外压紧装置以及碳粘卷削顶装置组成。所述原材料放毡转台用以放置碳纤维保温棉碳毡原料卷，以进行裹碳毡工序原料的输送；所述碳毡张紧与接头切刀切割一体装置为一多功能组合件，用于碳毡的可调张紧、碳毡的接头压紧及切割；所述收卷旋转台由旋转驱动装置与保温桶内支撑工装两部分组成，旋转驱动装置的旋转收卷速度可调，以适应不同的工作需要，保温桶内支撑工装共设计有3组，均匀安装于旋转台的中间，每组工装由一个气缸单独驱动；所述碳毡卷外压紧装置共设计有四组，均匀分布于收卷旋转台的四周，用于收卷时保温桶外层碳毡层的柔性压紧，保证收卷的均匀一致性；所述碳毡削顶装置由x轴手轮滑台、z轴手轮滑台与切割刀头组成，通过两个方向的手轮移动切割刀头的位置，配合收卷旋转台的旋转完成碳毡卷的削顶作业。

4、进一步的碳毡张紧，由可调的小号手轮机构调整两压辊之间的间隙进行调整。

5、进一步的碳毡接头压紧及切割，由可调的中号手轮机构驱动活动压紧板向前移动到极限位置，进行压紧固定，活动压紧板与固定压紧板均开有固定角度的切刀槽，压紧碳毡料后由切刀槽将碳毡料切出标准的斜度接头。

6、进一步的旋转台的启停采用的控制装置为气动脚踏阀，当踏下脚踏阀时旋转台开始转动，直到松开脚踏阀时旋转台停止转动。

7、进一步的旋转台的转速由单向节流阀控制，通过调节节流阀的开合程度来控制气动马达的转速。

8、进一步的碳毡卷外压紧装置由气缸、压紧辊、光轴滑块与拉簧组成，柔性压紧力由预拉伸的拉簧提供，随着卷径的增大其压紧力也同步增大，装置中的气缸仅用于解除压紧之用。压紧辊的上部设计有限位挡边，同时压紧辊被设计为多段式以满足碳毡卷在卷制完成后的安装抱箍的工序。

9、本实用新型的有益效果如下：

10、通过本方案的实施，可完全避免负重搬运现象，实现上料、下料、裁边、卷毡、修顶等耗时环节的自动化运行，提高生产效率；仅部分工序需要工人辅助完成，极大节省人力成本；结合送毡过程中的张紧力、卷毡厚度和裁边控制，能有效控制成品的质量；现场传感器和控制器的过程数据可实时同步到工厂的生产管理系统中，实现对生产过程的有效监管；作业区局部封闭，引入除尘系统收集碳毡毛絮，可消除其对作业环境的影响；广泛使用气动及防爆设备，杜绝安全隐患。

技术特征：

1.一种碳纤维保温棉自动上卷装置，包括放毡转台(1)、碳毡压紧与接头切割一体装置(2)、碳毡卷外压紧装置(3)、碳毡削顶装置(4)、收卷旋转台(6)、保温桶(10)，所述放毡转台(1)为碳纤维保温棉碳毡原料卷(1.1)的放置装置，其特征在于：所述碳毡原料卷(1.1)放置于放毡转台(1)上，中心轴(1.3)从上而下穿过碳毡原料卷(1.1)轴心，插入轴承(1.4)孔内；

技术总结
本技术涉及晶体生长炉保温筒技术领域，尤其是一种碳纤维保温棉自动上卷装置。包括放毡转台，所述放毡转台为碳纤维保温棉碳毡原料卷的放置装置，所述碳毡原料卷放置于放毡转台上，中心轴从上而下穿过碳毡原料卷轴心，插入轴承孔内，所述放毡转台能进行碳纤维保温棉碳毡自动上卷工序原料的供给；所述碳毡张紧与接头切刀切割一体装置设置有张紧手轮、压紧板、切刀槽，可实现碳毡的可调张紧、碳毡的接头压紧及切割；所述收卷旋转台用以实现碳毡的收卷；所述碳毡卷外压紧装置通过拉簧与气缸配合进行碳毡层的柔性压紧。相比现有的人工裹碳毡，本技术能够实现碳毡裹毡多个环节的自动化运行，提高裹毡效率，减少工人在高粉尘车间的工作时长。

技术研发人员：李勇,杜江龙,常博坤,李思华,王中华
受保护的技术使用者：宁夏晶创智能装备有限公司
技术研发日：20220905
技术公布日：2024/1/13