一种晶棒夹持装置的制作方法

本技术涉及晶体生长领域，具体地说是一种晶棒夹持装置。

背景技术：

1、晶棒在单晶炉内生长结束后，需要从单晶炉中取出晶棒。取晶过程中，需先通过托盘托住晶棒，然后采用夹爪组件夹持住晶棒，最后再剪断晶棒的上端与籽晶之间的连接部位。

2、如图1所示，为了防止晶棒在夹持过程中籽晶发生断裂，需确保夹持动作之前，晶棒100处于两个夹爪之间的中心位置处。然而，实际取料过程中，晶棒100在进入至两个夹爪之间后，其初始位置往往偏离中心位置。

3、为了将晶棒调节至两个夹爪之间的中心位置处，现有的做法是：通过人工将晶棒拨至两个夹爪之间的中心位置处。人工拨棒因晶棒重量、肉眼观察范围受限的原因很难精准地将晶棒拨到两个夹爪之间的中心位置。

技术实现思路

1、针对现有的夹爪组件存在的上述问题，本技术提供了一种晶棒夹持装置，其技术方案如下：

2、一种晶棒夹持装置，包括第一背板、第二背板、第一平移调节机构、第一夹爪、第二夹爪、第二平移调节机构及夹持驱动机构，其中：

3、第一平移调节机构设置在第一背板上，第二背板连接在第一平移调节机构的活动部件上并平行于第一背板，第一平移调节机构用于驱动第二背板在第一水平方向上朝向或远离第一背板平移；

4、第二平移调节机构设置在第二背板上；

5、第二背板上设置有沿垂直于第一水平方向的第二水平方向延伸的导柱，第一夹爪和第二夹爪滑动连接在导柱上并与第二平移调节机构传动连接，第二平移调节机构用于驱动第一夹爪和第二夹爪沿导柱在第二水平向上同向平移；

6、夹持驱动机构设置在第二背板上，夹持驱动机构用于驱动第一夹爪和第二夹爪沿导柱在第二水平向上反向平移，使得第一夹爪和第二夹爪夹持或释放晶棒。

7、通过设置第一平移调节机构和第二平移调节机构，在实施对晶棒的夹持之前，通过第一平移调节机构和第二平移调节机构分别控制第一夹爪、第二夹爪在第一水平方向、第二水平方向同步运动，直至晶棒位于第一夹爪和第二夹爪之间的中心位置处；实现了晶棒被夹持前夹爪与晶棒之间相对位置的自动化调节，提高了调节效率；另外，本技术通过调节较轻的夹爪，而不再是调节较重的晶棒，如此，更容易保证调节精度。

8、在一些实施例中，第一平移调节机构包括第一丝杆模组，第一丝杆模组包括第一驱动电机、第一丝杆及第一丝杆螺母，其中：第一驱动电机设置在第一背板上，第一丝杆连接在第一驱动电机的驱动端上且沿第一水平方向延伸，第一丝杆螺母螺接在第一丝杆上，第二背板连接在第一丝杆螺母上；第一驱动电机驱动第一丝杆旋转时，第一丝杆螺母带动第二背板在第一水平方向上朝向或远离第一背板平移。

9、相比于其他的直线驱动模组，丝杆模组具有更加优良的驱动稳定性、驱动精度。

10、在一些实施例中，第一背板上设置有至少两个沿第一水平方向延伸的导向杆，第二背板滑动设置在导向杆上。

11、通过设置导向杆，实现了对第二背板的支撑，且为第二背板在第一水平方向上的平移提供了导向。

12、在一些实施例中，第二平移调节机构包括第二丝杆模组、导块、齿轮、第一齿条及第二齿条，其中：

13、第二丝杆模组设置在第二背板上，第二丝杆模组包括第二驱动电机、第二丝杆及第二丝杆螺母，其中，第二丝杆平行于导柱设置，第二丝杆螺母螺接在第二丝杆上，第二驱动电机用于驱动第二丝杆旋转，以带动第二丝杆螺母平移；

14、导块固定在第二丝杆螺母上，导块上固定安装有转轴，齿轮可转动地套设在转轴上；

15、第一齿条位于第二丝杆的上方且平行于第二丝杆，第一齿条的第一端固定连接在第二夹爪上，第一齿条的第二端穿过第一夹爪，第一齿条与齿轮啮合；

16、第二齿条位于第二丝杆的下方且平行于第二丝杆，第二齿条的第一端固定连接在第一夹爪上，第二齿条的第二端穿过第二夹爪，第二齿条与齿轮啮合；

17、第二驱动电机经第二丝杆及第二丝杆螺母驱动齿轮平移时，齿轮经第一齿条和第二齿条带动第一夹爪和第二夹爪沿导柱在第二水平向上同向平移。

18、通过对第二平移调节机构进行设置，使得第二平移调节机构能够平稳地驱动第一夹爪和第二夹爪在第二水平向上同向平移，从而使得晶棒与第一夹爪之间的距离、和晶棒与第二夹爪之间的距离被调整至一致。特别的，由于齿轮可转动地安装在转轴上，转轴固定安装在导块上，因此，当夹持驱动机构驱动第一夹爪和第二夹爪在第二水平向上反向平移以实施对晶棒的夹持或释放时，齿轮在第一齿条、第二齿条的带动下绕着转轴旋转，但并不会将转矩传递到转轴上，并不会对第一夹爪和第二夹爪的反向平移造成任何阻碍。

19、在一些实施例中，第一夹爪上设置有第一导向块，第一导向块上设有第一导向孔，第一齿条的第二端穿过第一导向孔；第二夹爪上设置有第二导向块，第二导向块上设有第二导向孔，第二齿条的第二端穿过第二导向孔。

20、通过在第一夹爪上设置第一导向块，实现了对第一齿条的第二端的支撑导向，确定第一齿条在平移过程中始终保证水平状态。同理，通过在第二夹爪上设置第二导向块，实现了对第二齿条的第二端的支撑导向，确定第二齿条在平移过程中始终保证水平状态。

21、在一些实施例中，第二平移调节机构还包括设置在第二背板上的第一导向横杆和第二导向横杆，其中：导块的第一端滑动连接或滑动抵靠在第一导向横杆上，导块的第二端滑动连接或滑动抵靠在第二导向横杆上。

22、通过第一导向横杆和第二导向横杆对导块的滑动进行导向，确保导块在第二水平方向上稳定滑动。

23、在一些实施例中，晶棒夹持装置还包括第一立板和第二立板，第一立板和第二立板并排间隔设置，并分别固定安装在第二背板上；第二驱动电机设置在第一立板上，第二丝杆架设在第一立板和第二立板之间，第二丝杆模组通过第一立板和第二立板设置在第二背板上；第一导向横杆和第二导向横杆并排且间隔架设在第一立板和第二立板之间，第一导向横杆和第二导向横杆通过第一立板和第二立板设置在第二背板上。

24、通过设置第一立板、第二立板，为第二丝杆模组、第一导向横杆和第二导向横杆提供了安装位置。

25、在一些实施例中，第二平移调节机构上还包括设置在导块上的拉绳传感器，拉绳传感器的拉绳固定在第一夹爪或第二夹爪上，拉绳传感器用于感应第一夹爪或第二夹爪是否夹住晶棒。

26、通过设置拉绳传感器，在第一夹爪、第二夹爪夹住晶棒后，拉绳传感器产生感应信号，确认第一夹爪和第二夹爪是否夹住晶棒，也可防止第一夹爪、第二夹爪过度夹紧，损伤晶棒。

27、在一些实施例中，第一夹爪和第二夹爪的夹持端均设有夹持部，夹持部上安装有滚轮，滚轮经陶瓷轴承可滚动地安装在夹持部上。

28、通过在夹持部上设置滚轮，能够减少晶棒在夹爪内升降时的摩擦，同时对晶棒的升降进行导向。采用含陶瓷轴承安装滚轮，可避免轴承在高温下失效。

29、在一些实施例中，夹持驱动机构包括油缸，其中：油缸包括有第一驱动端和第二驱动端，其中，第一驱动端与第一夹爪传动连接，第二驱动端与第二夹爪传动连接，油缸通过第一驱动端和第二驱动端驱动第一夹爪和第二夹爪沿导柱在第二水平方向上反向平移。

30、油缸仅通过两端的两个驱动端与夹爪连接，可实施对第二平移调节机构的避让。

31、在一些实施例中，晶棒夹持装置还包括视觉组件，视觉组件设置在第一背板或第二背板上，视觉组件用于获取晶棒的图像。

32、通过在晶棒夹持装置上设置视觉组件，在进行第一夹爪和第二夹爪的调节前或者调节的过程中，可以对晶棒进行拍照，获取晶棒相对于第一夹爪和第二夹爪之间的位置信息，便于第一平移调节机构和第二平移调节机构对第一夹爪和第二夹爪进行更准确的位置调节。