專利名稱：一種pecvd自動裝卸舟裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及太能能電池制造設備，尤其是涉及PECVD自動裝卸舟裝置。
背景技術：
在太陽能電池制造中，需要在電池片的減反射膜生長工藝中需要用到PECVD (等 離子體增強化學氣相沉積法)鍍膜設備，而且PECVD的鍍膜效果直接關系到電池片的最終 轉(zhuǎn)換效率與電性能參數(shù)。但是，傳統(tǒng)的PECVD設備在裝舟時將石墨舟從裝卸片小車平臺裝 載至工位的全套動作以及卸舟時將出爐的工位上的石墨舟取出并放置在裝卸片小車平臺 上的全套動作都必須由人工完成，因此，在設備的使用過程中需要大量人力，而人工操作的 隨意性必然會對工藝產(chǎn)生不良影響，而且由于石墨舟出爐后溫度較高，人工卸載有一定的 危險，并且對多管PECVD而言，上管位置較高，人工操作很不方便，也增加了一定的危險性。

實用新型內(nèi)容本實用新型為了解決現(xiàn)有技術人工裝載石墨舟，自動化程度不高、影響工藝質(zhì)量 且不安全的技術問題，提供了一種PECVD自動裝卸舟裝置。為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為設計一種PECVD自動裝卸舟 裝置，包括一控制系統(tǒng)、機械手裝置和與機械手裝置平行的小車升降機構；其中所述機械手裝置包括一沿Z軸方向的豎直軸；與豎直軸可上下運動連接且沿Y軸 方向的水平軸；與水平軸可沿Y軸方向前后運動連接的機械手臂；與機械手臂可沿Y軸方 向前后運動連接的機械手爪；小車升降機構具有一可前后運動和上下運動的小車升降平臺；控制系統(tǒng)與所述水平軸、機械手臂、機械手爪和小車升降機構相連并控制其運動。所述豎直軸與水平軸之間通過一絲桿傳動機構連接，水平軸與機械手臂之間、機 械手臂與機械手爪之間通過帶傳動機構連接，且所述絲桿傳動機構和帶傳動機構均與控制 系統(tǒng)相連并受控制系統(tǒng)控制。所述豎直軸包括相對設置的第一豎直軸和第二豎直軸；所述機械手臂包括與所述 第一豎直軸和第二豎直軸分別連接的第一機械手臂和第二機械手臂，第一機械手臂與第二 機械手臂之間連接有一機械手臂連接軸；所述機械手爪包括相對設置的第一機械手爪和第 二機械手爪。所述第一機械手爪和第二機械手爪均成“L”型且相對設置在機械手臂的下部。 所述豎直軸上還設有石墨舟暫存區(qū)。 本實用新型PECVD自動裝卸舟裝置設置一受控制系統(tǒng)控制的小車升降機構和機 械手裝置，通過小車升降機構可將裝載在小車上的石墨舟運動到需要工位，人工只需將裝 載有石墨舟的小車在起始位置推入或推出小車升降機構即可，裝卸均非常安全。同時，機械 手裝置通過一控制系統(tǒng)控制可上下運動的水平軸、可沿Y軸方向前后運動的機械手臂和機 械手爪的運動，實現(xiàn)對石墨舟的自動裝卸，相比現(xiàn)有技術人工裝卸又具有自動化程度高且不會影響工藝質(zhì)量的優(yōu)點。
下面結合實施例和附圖對本實用新型進行詳細說明，其中圖1是本實用新型PECVD自動裝卸舟裝置結構圖；圖2是本實用新型PECVD自動裝卸舟裝置工作時結構圖。
具體實施方式
請參見圖1。本實用新型PECVD自動裝卸舟裝置包括一控制系統(tǒng)、機械手裝置9和 與機械手裝置平行的小車升降機構6。為便于描述，在本實施例中，如圖所示，定義上下方向為Z軸方向，前后方向為Y軸 方向，左右方向為X軸方向。機械手裝置9包括Z軸方向的豎直軸1、沿Y軸方向連接在豎直軸上的水平軸2、 連接在水平軸上的機械手臂3、連接于機械手臂上的機械手爪5和控制系統(tǒng)。其中豎直軸1包括一第一豎直軸11和第二豎直軸12，并通過一 Z軸傳動機構與水平軸 2相連，且水平軸2在Z軸傳動機構的帶動下可沿Z軸方向上下運動。第一豎直軸11和第 二豎直軸12的內(nèi)側還分別對稱設有石墨舟暫存區(qū)13，用于暫時放置石墨舟。石墨舟暫存區(qū) 的數(shù)量為每個工位對應設置一套。在本具體實施例中，一套對稱分別設置在第一豎直軸和 第二豎直軸上的石墨舟暫存區(qū)13配合用于放置石墨舟，其為一桿狀結構。水平軸2包括一第一水平軸21和第二水平軸22，第一水平軸21和第二水平軸22 通過Z軸傳動機構分別對應連接在第一豎直軸11和第二豎直軸12上。水平軸2通過一 Y 軸傳動機構與機械手臂3相連，機械手臂3在Y軸傳動機構的帶動下可沿水平軸2所在的 Y軸方向前后運動。機械手臂3包括一第一機械手臂31和第二機械手臂32，第一機械手臂31和第二 機械手臂32通過Y軸傳動機構分別對應連接在第一水平軸和第二水平軸上。機械手臂3 上固定連接有一位于X軸方向的機械手臂連接軸4，當Y軸傳動機構帶動第一機械手臂沿Y 軸方向運動時，該連接軸可帶動第二機械手臂以同樣的速度沿相同方向隨第一機械手臂從 動。機械手臂通過同步帶和導軌與機械手爪5相連，機械手爪可在Y軸傳動機構的帶 動下沿Y軸方向前后運動。機械手爪5包括一第一機械手爪51和第二機械手爪52，第一機械手爪51和第二 機械手爪52均呈“L”型，且相對設置在機械手臂的下部。第一機械手爪51和第二機械手 爪52相對運動到抓取位置即石墨舟兩端的正下方時，兩個手爪同時以相同的速度豎直上 升，其相對的水平端配合即可將石墨舟平穩(wěn)端于水平端上并隨機械手裝置適時的進行水平 或者上下運動。在豎直軸和水平軸的預定位置還可以設置限定所述傳動機構運行的限位傳感器。小車升降機構6設在機械手裝置的前方，其設有一可前后運動和上下運動的小車 升降平臺，以用于放置裝載有石墨舟的小車，并可帶動小車前后運動和上下運動到合適的 位置。小車升降平臺的前后運動和上下運動可以采用現(xiàn)有技術的機械傳動機構來實現(xiàn)，如氣缸傳動機構等?？刂葡到y(tǒng)與Z軸傳動機構、Y軸傳動機構和小車升降機構均相連且控制所述Z軸 傳動機構、Y軸傳動機構和小車升降機構工作。Z軸傳動機構為絲桿傳動機構，Y軸傳動機構為帶傳動機構，所述傳動機構包括步 進電機、伺服電機、同步帶、導軌和絲桿。本實用新型并不限定傳動機構的結構，可采用現(xiàn)有 技術的任何結構，但由于絲桿傳動機構具有較高的精度，并且能承受較大的重量，因此控制 機械手臂上下運行的Z軸傳動機構優(yōu)選采用絲桿傳動機構。請一并參見圖2。本實用新型PECVD自動裝卸舟裝置的工作過程如下裝舟之前， 機械手裝置9在進舟機構8前方的無障礙空間處于待命狀態(tài)，進舟機構具有一裝載石墨舟 的雙SIC懸臂桿81，其受一 X軸傳動機構的帶動而在X軸方向運動，X軸傳動機構為帶傳動 機構，包括同步帶、導軌和步進電機，X軸傳動機構也可以受所述控制系統(tǒng)控制。小車升降 機構6處于裝舟時的起始位置。先由人工將裝載硅片的石墨舟71放置到小車7上，并把小 車推入到小車升降機構中。當PLC接收到裝舟指令后，控制系統(tǒng)控制小車升降機構帶動小 車沿Y軸往雙SIC懸臂桿方向運動，到達預定位置后再沿Z軸豎直向上運行，直到其到達設 定的小車上下位置，即小車的工位后停止小車升降機構的運動。然后機械手裝置開始工作控制系統(tǒng)控制Z軸傳動機構帶動水平軸2沿豎直軸向 下運動到設定位置，然后，Y軸傳動機構帶動機械手臂3向置于小車升降平臺上的小車7方 向運動，到小車上的石墨舟71位置時，Y軸傳動機構帶動機械手爪運行到該石墨舟的正下 方，此時Y軸傳動機構停止運動?？刂葡到y(tǒng)控制Z軸傳動機構帶動第一機械手臂沿豎直軸 向上運行，第二機械手臂在機械手臂連接軸的帶動下跟著第一機械手臂以同樣的速度和方 向豎直向上運行，同時，連接在機械手臂上的機械手爪也隨機械手臂沿豎直軸向上運行將 小車上的石墨舟平穩(wěn)抬起后往上提升。Z軸傳動機構帶動水平軸沿豎直軸向上運動到相應 工位的進舟機構8的雙SIC懸臂桿81上方位置后停止，然后，Y軸傳動機構帶動機械手臂 和機械手爪沿Y軸方向向雙SIC懸臂桿81方向運動，當機械手爪和石墨舟位于雙SIC懸臂 桿正上方時停止Y軸傳動機構的運動，然后Z軸傳動機構帶動水平軸向下運動將石墨舟平 穩(wěn)放置在雙SIC懸臂桿上，機械手爪脫離石墨舟。接著由Y軸傳動機構帶動機械手臂水平 后退到進舟機構前方的無障礙空間。隨后進舟機構8帶動雙SIC懸臂桿81沿X軸方向運 動將石墨舟送往反應室，當其到達平移終點位置時，進舟機構再沿Z軸方向豎直向下運行， 把舟平穩(wěn)放入反應室后沿X軸導軌水平后退至進舟機構平移運行的起始位置，實現(xiàn)石墨舟 與反應室的軟著陸。等到工藝結束，進舟機構帶動雙SIC懸臂桿將石墨舟從反應室內(nèi)取出后，機械手 裝置再沿裝舟時的路徑反向運行，把石墨舟放置到位于豎直軸內(nèi)側對應工位的石墨舟暫存 區(qū)，待舟充分冷卻以后，機械手再沿豎直軸豎直向下運行把石墨舟放置到小車升降機構中 的小車上。然后由控制系統(tǒng)控制小車升降機構帶動小車沿Y軸水平后退到預定位置，再沿 Z軸豎直向下運行到裝舟時的起始位置后，由人工取走石墨舟。本PECVD自動裝卸舟裝置，可通過獨立的控制系統(tǒng)聯(lián)機檢測各個工位的工作狀 況，適時的進行X、Y、Z軸運動和裝卸片小車平臺放置處理，裝舟時只需人工將裝好片的舟 放置在小車上并將小車推至小車升降機構，控制系統(tǒng)控制小車升降機構運動到裝載工位， 機械手裝置將自動完成裝載至雙Sic懸臂桿的全部動作；卸舟時機械手裝置會自動將出爐的雙SIC懸臂桿上的石墨舟取出并放置在小車上，人工只需把小車從小車升降機構推至裝 片臺，待石墨舟充分冷卻后取走硅片即可。全套動作由控制系統(tǒng)控制，各種動作通過電機與導軌配合自動完成，系統(tǒng)可通過 與各個工位現(xiàn)場計算機及限位傳感器進行聯(lián)鎖，保護石墨舟及反應片的安全。本實用新型的PECVD自動裝卸舟裝置大大的提高了減反射膜生長工藝的自動化 操作程度，配合另置的自動或半自動裝卸片機械，可以大量的節(jié)省操作所需人工，且避免了 人工操作的隨意性對工藝產(chǎn)生的影響。
權利要求1.一種PECVD自動裝卸舟裝置，其特征在于所述PECVD自動裝卸舟裝置包括一控制 系統(tǒng)、機械手裝置和與機械手裝置平行的小車升降機構；其中所述機械手裝置包括一沿Z軸方向的豎直軸；與豎直軸可上下運動連接且沿Y軸方向 的水平軸；與水平軸可沿Y軸方向前后運動連接的機械手臂；與機械手臂可沿Y軸方向前 后運動連接的機械手爪；所述小車升降機構具有一可前后運動和上下運動的小車升降平臺；所述控制系統(tǒng)與所述水平軸、機械手臂、機械手爪和小車升降機構相連并控制其運動。
2.根據(jù)權利要求1所述的PECVD自動裝卸舟裝置，其特征在于所述豎直軸與水平軸 之間通過一絲桿傳動機構連接，水平軸與機械手臂之間、機械手臂與機械手爪之間通過帶 傳動機構連接，且所述絲桿傳動機構和帶傳動機構均與控制系統(tǒng)相連并受控制系統(tǒng)控制。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的PECVD自動裝卸舟裝置，其特征在于所述豎直軸包括 相對設置的第一豎直軸和第二豎直軸；所述機械手臂包括與所述第一豎直軸和第二豎直軸 分別連接的第一機械手臂和第二機械手臂，第一機械手臂與第二機械手臂之間連接有一機 械手臂連接軸；所述機械手爪包括相對設置的第一機械手爪和第二機械手爪。
4.根據(jù)權利要求3所述的PECVD自動裝卸舟裝置，其特征在于所述第一機械手爪和 第二機械手爪均成“L”型且相對設置在機械手臂的下部。
5.根據(jù)權利要求1所述的PECVD自動裝卸舟裝置，其特征在于所述豎直軸上還設有 石墨舟暫存區(qū)。
專利摘要本實用新型公開一種PECVD自動裝卸舟裝置，包括一控制系統(tǒng)、機械手裝置和與機械手裝置平行的小車升降機構；其中所述機械手裝置包括一沿Z軸方向的豎直軸；與豎直軸可上下運動連接且沿Y軸方向的水平軸；與水平軸可沿Y軸方向前后運動連接的機械手臂；與機械手臂可沿Y軸方向前后運動連接的機械手爪；小車升降機構具有一可前后運動和上下運動的小車升降平臺；控制系統(tǒng)與所述水平軸、機械手臂、機械手爪和小車升降機構相連并控制其運動。本實用新型PECVD自動裝卸舟裝置用于太陽能電池片減反射膜工藝的自動裝卸石墨舟。
文檔編號C23C16/44GK201778110SQ20102029238
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權日2010年8月13日
發(fā)明者伍波, 張勇, 李果山 申請人:深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設備有限公司