专利名称：单晶炉摄像头自动切换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及硅单晶炉技术领域，尤其涉及一种硅单晶炉摄像头自动切换装置。
背景技术：
单晶炉是一种在惰性气体环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。硅单晶炉又称硅单晶提拉炉，主要由提拉头、副室、炉盖、主室、加热部分、速度部分、温度部分组成，硅单晶提拉炉一般采用成像方法获得直径反馈信号，在炉盖上开设观察窗，透过观察窗通过摄像头获取晶棒图像，为了提高精度采用两个镜头焦距不同的成像装置，相应的硅单晶提拉炉需开两个观察窗。从工艺角度看，两个摄像头并不同时工作，而是在不同的工艺段，两摄像头切换使用。例如，中国专利文献CN202054931U公开一种“硅单晶炉摄像头安装支架”，其包括设置于观察窗上的立板，所述观察窗平行于硅单晶炉筒径向线，所述立板水平面上与硅单晶炉筒径向线平行，且所述立板之上并列设置有第一摄像头和第二摄像头，将第一摄像头和第二摄像头在水平面上放在炉筒径向线上，在垂直面上位置错开，并各自可以调整俯视角，实际装配时，水平面上将立板与炉筒径向线平行，第一摄像头和第二摄像头与径向线重合，然后在垂直面上调制摄像头俯角。上述技术方案有效的解决了实际使用过程中摄像头调整俯角易受观察窗尺寸限制的问题。但是通常的硅单晶炉腔体只有一个观察窗，而且观察窗直径偏小，只能供一个摄像头使用，为了满足两种成像精度的要求，目前已有的解决方法是使用单摄像头加可变焦镜头，但是存在成本较高的缺点；另一种方法是双摄像头加分光镜，其存在技术实施难度大、不易掌握和操作不便的缺陷。
实用新型内容本实用新型的目的在于解决上述技术问题，提供一种单晶炉摄像头自动切换装置，其能够适应单个观察窗的单晶炉，使两种不同焦距的摄像头在不同的工艺阶段自动切换工作，具有结构简单、易于实现和成本较低的优点。为达此目的，本实用新型采用以下技术方案一种单晶炉摄像头自动切换装置，包括设于观察窗支架延伸部位的导轨，以及至少两个带不同焦距镜头且平行于观察窗设置的摄像头，所述导轨上设置可往复运动的滑块，所述滑块通过固定支架与所述摄像头相连接，所述导轨上还设置用于驱动滑块往复运动的传动机构，所述传动机构与控制器连接。进一步的，所述摄像头有两个，且并排设置于与观察窗平行的固定板上，所述固定板连接所述固定支架的第一端，所述固定支架的第二端与所述滑块连接。优选的，所述导轨的一侧设置驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接丝杆，所述固定支架的第二端与所述丝杆传动连接，以使所述丝杆与所述固定支架组成丝杠传动副，所述驱动电机的控制端与所述控制器连接。[0008]优选的，所述导轨的一侧设置气缸或者液压缸，且所述气缸或者液压缸的输入端分别与气源或者液压源连接，所述气缸或者液压缸的输出端与所述滑块连接，以驱动所述滑块在导轨上往复运动，所述气缸或者液压缸的控制端与所述控制器连接。优选的，所述导轨采用槽型结构，所述滑块下部可滑动的嵌入槽型结构的导轨内，所述滑块一侧活动铰接连杆机构，所述连接机构连接驱动电机的输出轴，所述驱动电机的控制端与所述控制器连接。优选的，所述固定支架包括相互呈垂直设置的第一支架和第二支架，所述固定支架整体呈L型，所述第一支架平行于所述固定板，且所述第一支架平行于观察窗的径向，所述的两摄像头并排固定于所述固定板上，所述固定板上还设置有连接体，所述第一支架与所述连接体连接，所述第二支架与所述滑块固定连接，且所述第二支架平行于观察窗的轴向。更进一步的，所述驱动电机采用步进电机或者伺服电机。\更进一步的，所述连杆机构包括相互铰接的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆与所述滑块铰接，所述第二连杆与所述驱动电机输出轴连接。优选的，所述控制器采用可编程控制器PLC。优选的，所述固定支架与所述滑块之间采用一体式结构或者分体式结构。相对于现有技术，本实用新型的有益效果通过平行于观察窗设置至少两个带不同焦距镜头的摄像头，满足了不同工艺阶段的成像需求；通过控制器控制传动机构动作，进一步控制滑块在导轨上往复运动，通过采用固定支架将滑块与摄像头连接，进而滑块的往复运动驱使了摄像头有选择的往复移动，实现了不同焦距摄像头根据需要自动切换工作。
图I是实施例一所述的单晶炉摄像头自动切换装置的结构示意图；图2是图I中所示的单晶炉摄像头自动切换装置的安装示意图。图中I、观察窗；2、观察窗支架；21、延伸部位；3、导轨；4、滑块；5、电机；6、丝杆；7、第_■支架；71、弟_. ;8、弟一支架；81、弟一纟而；9、弟一摄像头；10、弟_■摄像头；11、连接体。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施方式
来进一步说明本实用新型的技术方案。实施例一如图I、图2所示，一种单晶炉摄像头自动切换装置，包括设于观察窗支架2的延伸部位21上的导轨3，以及带有不同焦距镜头的第一摄像头9和第二摄像头10，导轨3上设置滑块4，滑块4上部连接固定支架的一端，导轨3的一侧设置电机5，电机5的输出轴连接有丝杆6,丝杆6与固定支架的第二端71传动连接,从而使丝杆6与固定支架组成丝杠传动畐IJ，固定支架的第一端81连接一连接体11，连接体11固定在一块平行于观察窗I径向的固定板上，第一摄像头9与第二摄像头10并排设于固定板上。电机5的控制端与可编程控制器PLC (图中未示出)连接，可通过PLC系统实现电机启停以及正反转的自动控制；本实施例中，电机5采用步进电机，可实现摄像头的精确定位。本实施例中，固定支架与滑块采用分体式结构，两者通过螺栓连接紧固。更为具体的，固定支架包括相互呈垂直设置的第一支架8和第二支架7，固定支架整体呈L型，第一支架8平行于观察窗I的径向，第一支架8的端部(即第一端81)连接连接体11，并延伸入两摄像头之间部位，第二支架7与滑块4固定连接，且第二支架7平行于观察窗I的轴向。在硅单晶提拉生产工艺分引晶、放肩、等径和收尾等不同阶段。在引晶阶段需使用带长焦距的第一摄像头，当进入放肩和后续阶段，需使用带短焦距的第二摄像头。在娃单晶提拉开始时,首先通过PLC控制电机5启动,带动丝杆6转动，并将转动转换为固定支架及滑块4的直线移动，滑块4在导轨3上滑动，通过将滑块与固定支架固定连接，可使固定支架的运动更为平稳，固定支架运动带动摄像头动作，将第一摄像头9调整至对准观察窗I中央，然后拉晶生产进入引晶工艺阶段；当引晶工艺阶段完成时，通过PLC控制电机5反转，将第一摄像头9移出观察窗I中央，将第二摄像头10调整至对准观察窗中央，拉晶进入放肩和后续工艺阶段。 实施例二 一种单晶炉摄像头自动切换装置，包括设于观察窗支架的延伸部位上的导轨，以及带有不同焦距镜头的第一摄像头和第二摄像头，导轨上设置滑块，导轨的一侧设置气缸，气缸的输出端与滑块连接，气缸输入端连接气源，固定支架的一端设于滑块上部，固定支架的另一端连接一连接体，连接体固定在一块平行于观察窗径向的固定板上，第一摄像头与第二摄像头并排设于固定板上。气缸的控制端与可编程控制器PLC连接，可通过PLC系统实现气缸动作的自动控制，可实现摄像头的精确定位。本实施例中，固定支架与滑块采用分体式结构，两者通过螺栓连接紧固。更为具体的，固定支架包括相互呈垂直设置的第一支架和第二支架，固定支架整体呈L型，第一支架平行于观察窗的径向，第一支架的端部与连接体相连，并延伸入两摄像头之间部位，第二支架的端部与滑块固定连接，且第二支架平行于观察窗的轴向。在硅单晶提拉生产工艺分引晶、放肩、等径和收尾等不同阶段。在引晶阶段需使用带长焦距的第一摄像头，当进入放肩和后续阶段，需使用带短焦距的第二摄像头。在硅单晶提拉开始时，首先通过PLC控制气缸启动，其活塞杆推动滑块在导轨上滑动，使固定支架运动带动摄像头动作，将第一摄像头调整至对准观察窗中央，然后拉晶生产进入引晶工艺阶段；当引晶工艺阶段完成时，通过PLC控制气缸动作，将第一摄像头拉出观察窗中央，将第二摄像头调整至对准观察窗中央，拉晶进入放肩和后续工艺阶段。实施例三一种单晶炉摄像头自动切换装置，包括设于观察窗支架的延伸部位上的导轨，以及带有不同焦距镜头的第一摄像头和第二摄像头，导轨上设置滑块，导轨采用燕尾槽结构，滑块的下部可滑动的嵌入导轨内，滑块的一侧铰接连杆机构，连杆机构与驱动电机的输出轴连接；滑块上部设置固定支架，固定支架包括相互呈垂直设置的第一支架和第二支架，第一支架平行于观察窗的径向，第一支架的端部与连接体相连，并延伸入两摄像头之间部位，连接体固定在一块平行于观察窗径向的固定板上，第一摄像头与第二摄像头并排设于固定板上，第二支架的端部与滑块连接，且第二支架平行于观察窗的轴向。[0035]其中，连杆机构包括相互铰接的第一连杆和第二连杆，第一连杆与滑块相互铰接，第二连杆与驱动电机输出轴连接，驱动电机的控制端与可编程控制器PLC连接，可通过PLC系统实现驱动电机动作的自动控制，可实现摄像头的精确定位。本实施例中，固定支架与滑块采用专用模具一体成型，成型后整体呈L型。在硅单晶提拉生产工艺分引晶、放肩、等径和收尾等不同阶段。在引晶阶段需使用带长焦距的第一摄像头，当进入放肩和后续阶段，需使用带短焦距的第二摄像头。在硅单晶提拉开始时，首先通过PLC控制驱动电机启动，其通过连杆机构推动滑块在导轨内滑动，带动摄像头运动，从而将第一摄像头调整至对准观察窗中央，然后拉晶生产进入引晶工艺阶段；当引晶工艺阶段完成时，通过PLC控制驱动电机反转，通过连杆机构拉动滑块在导轨内反向滑动，将第一摄像头拉出观察窗中央，将第二摄像头调整至对准观 察窗中央，拉晶进入放肩和后续工艺阶段。以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式
，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种单晶炉摄像头自动切換装置，其特征在于，包括设于观察窗支架延伸部位的导轨，以及至少两个带不同焦距镜头且平行于观察窗设置的摄像头，所述导轨上设置可往复运动的滑块，所述滑块通过固定支架与所述摄像头相连接，所述导轨上还设置用于驱动滑块往复运动的传动机构，所述传动机构与控制器连接。
2.根据权利要求I所述的单晶炉摄像头自动切換装置，其特征在于，所述摄像头有两个，且并排设置干与观察窗平行的固定板上，所述固定板连接所述固定支架的第一端，所述固定支架的第二端与所述滑块连接。
3.根据权利要求2所述的单晶炉摄像头自动切換装置，其特征在于，所述导轨的ー侧设置驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接丝杆，所述固定支架的第二端与所述丝杆传动连接，以使所述丝杆与所述固定支架组成丝杠传动副，所述驱动电机的控制端与所述控制器连接。
4.根据权利要求2所述的单晶炉摄像头自动切換装置，其特征在于，所述导轨的ー侧设置气缸或者液压缸，且所述气缸或者液压缸的输入端分别与气源或者液压源连接，所述气缸或者液压缸的输出端与所述滑块连接，以驱动所述滑块在导轨上往复运动，所述气缸或者液压缸的控制端与所述控制器连接。
5.根据权利要求2所述的单晶炉摄像头自动切換装置，其特征在于，所述导轨采用槽型结构，所述滑块下部可滑动的嵌入槽型结构的导轨内，所述滑块ー侧活动铰接连杆机构，所述连接机构连接驱动电机的输出轴，所述驱动电机的控制端与所述控制器连接。
6.根据权利要求2所述的单晶炉摄像头自动切換装置，其特征在于，所述固定支架包括相互呈垂直设置的第一支架和第二支架，所述固定支架整体呈L型，所述第一支架平行于所述固定板，且所述第一支架平行于观察窗的径向，所述的两摄像头并排固定于所述固定板上，所述固定板上还设置有连接体，所述第一支架与所述连接体连接，所述第二支架与所述滑块固定连接，且所述第二支架平行于观察窗的轴向。
7.根据权利要求3或者5任一所述的单晶炉摄像头自动切换装置，其特征在于，所述驱动电机采用步进电机或者伺服电机。
8.根据权利要求5所述的单晶炉摄像头自动切換装置，其特征在于，所述连杆机构包括相互铰接的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆与所述滑块铰接，所述第二连杆与所述驱动电机输出轴连接。
9.根据权利要求I 6任一项所述的单晶炉摄像头自动切换装置，其特征在于，所述控制器采用可编程控制器PLC。
10.根据权利要求I 6任一项所述的单晶炉摄像头自动切換装置，其特征在于，所述固定支架与所述滑块之间采用一体式结构或者分体式结构。
专利摘要本实用新型公开了一种单晶炉摄像头自动切换装置，包括设于观察窗支架延伸部位的导轨，以及至少两个带不同焦距镜头且平行于观察窗设置的摄像头，所述导轨上设置可往复运动的滑块，所述滑块通过固定支架与所述摄像头相连接，所述导轨上还设置用于驱动滑块往复运动的传动机构，所述传动机构与控制器连接。通过平行于观察窗设置至少两个带不同焦距镜头的摄像头，满足了不同工艺阶段的成像需求；通过控制器控制传动机构动作，进一步控制滑块在导轨上往复运动，通过采用固定支架将滑块与摄像头连接，进而滑块的往复运动驱使了摄像头有选择的往复移动，实现了不同焦距摄像头根据需要自动切换工作。
文档编号C30B15/26GK202809000SQ20122041319
公开日2013年3月20日 申请日期2012年8月20日 优先权日2012年8月20日
发明者惠梦君, 于永贵, 徐向众, 徐瑞丰, 杨胜建 申请人:无锡力汇光电科技有限公司