專利名稱：單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速系統(tǒng)及調(diào)速方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于運(yùn)動控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及晶體生長過程中坩堝桿運(yùn)行的調(diào)速系統(tǒng)及調(diào)速方法，尤其是涉及一種單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速系統(tǒng)及調(diào)速方法。
背景技術(shù)：
坩堝下降法是一種常用的晶體生長方法，將用于晶體生長用的材料裝在圓柱型的坩堝中，緩慢地下降，并通過一個具有一定溫度梯度的加熱爐，爐溫控制在略高于材料的熔點(diǎn)附近，在通過加熱區(qū)域時(shí)，坩堝中的材料被熔融，當(dāng)坩堝持續(xù)下降時(shí)，坩堝底部的溫度先下降到熔點(diǎn)以下，并開始結(jié)晶，晶體隨坩堝下降而持續(xù)長大。在此種晶體生長方法中，坩堝桿是用來推動坩堝上下運(yùn)動的，晶體的生長工藝要求坩堝桿運(yùn)行速度低且平穩(wěn)均勻。同時(shí)為了提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，又要求在進(jìn)行裝爐、出爐、檢修過程中，坩堝桿能以相對較快的速度移動?，F(xiàn)有技術(shù)中多采用單臺步進(jìn)電機(jī)推動坩堝桿運(yùn)動，該機(jī)構(gòu)具有雙速功能， 但速度范圍窄，只有慢速0. 2mm/h 5. 6mm/h,快速0. 2cm/min 4. 7cm/min的調(diào)速范圍，而且步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)，存在著運(yùn)行不平穩(wěn)、不流暢、不連續(xù)的缺點(diǎn)；而采用雙電機(jī)實(shí)現(xiàn)該功能，機(jī)械機(jī)構(gòu)復(fù)雜且加工制造成本大。而且，晶體生長的周期都比較長，在晶體生長過程中，都不允許停電的發(fā)生，如果出現(xiàn)突然停電，將使晶體生長中斷，已生長出的晶體的質(zhì)量將受到嚴(yán)重影響，如果因雷電、 暴雨等意外情況發(fā)生停電，造成坩堝桿自動下滑，將使整個晶體報(bào)廢，這將不僅帶來能源的巨大浪費(fèi)，而且也會給生產(chǎn)廠家?guī)黼y以彌補(bǔ)的經(jīng)濟(jì)損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、調(diào)速范圍寬、制造成本低、使用效果好的單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于包括基座，所述基座的頂端設(shè)置有坩堝桿運(yùn)行裝置、與坩堝桿運(yùn)行裝置連接的動力及調(diào)速系統(tǒng)、以及與坩堝桿運(yùn)行裝置和動力及調(diào)速系統(tǒng)連接的運(yùn)行及調(diào)速控制系統(tǒng)；所述坩堝桿運(yùn)行裝置包括底端與基座連接的立柱、固定連接在立柱側(cè)壁上的滾珠直線導(dǎo)軌、轉(zhuǎn)動連接在立柱上且與滾珠直線導(dǎo)軌平行的滾珠絲桿、套接在滾珠絲桿上的滾珠絲母、與滾珠絲母和滾珠直線導(dǎo)軌連接且隨滾珠絲母一起在滾珠絲桿上沿滾珠直線導(dǎo)軌上下運(yùn)行的滑塊、以及與滑塊連接且隨滑塊一起運(yùn)行的坩堝桿；所述滾珠絲桿的下部連接有用于連接坩堝桿運(yùn)行裝置與動力及調(diào)速系統(tǒng)的同步皮帶輪一；所述立柱的頂端固定連接有用于防止在掉電時(shí)滾珠絲桿繼續(xù)轉(zhuǎn)動的制動裝置，所述制動裝置包括固定連接在立柱頂端的制動本體、集成在制動本體內(nèi)的電磁鐵、以及設(shè)置在制動本體與立柱頂端構(gòu)成的空腔內(nèi)的摩擦片和制動盤，所述制動盤和摩擦片從下到上依次安裝在滾珠絲桿上，所述摩擦片與制動本體之間設(shè)置有多根嵌入安裝到制動本體中的壓緊彈簧；所述動力及調(diào)速系統(tǒng)包括直流測速力矩機(jī)組和與直流測速力矩機(jī)組相接并安裝在調(diào)速系統(tǒng)安裝箱內(nèi)的調(diào)速裝置，所述調(diào)速裝置包括與直流測速力矩機(jī)組連接的電磁離合器一和電磁離合器二、通過電磁離合器一與直流測速力矩機(jī)組連接的諧波減速器、以及與諧波減速器連接或者通過電磁離合器二與直流測速力矩機(jī)組連接的同步皮帶輪二 ；所述動力及調(diào)速系統(tǒng)通過同步皮帶輪一、同步皮帶輪二和跨接在皮帶輪一與皮帶輪二的同步齒形帶與坩堝桿運(yùn)行裝置連接并驅(qū)動坩堝運(yùn)行裝置運(yùn)行；所述運(yùn)行及調(diào)速控制系統(tǒng)包括與直流測速力矩機(jī)組和制動裝置連接的運(yùn)行驅(qū)動及調(diào)速電路、以及與電磁離合器一和電磁離合器二連接的快慢速轉(zhuǎn)換電路；所述運(yùn)行驅(qū)動及調(diào)速電路由PWM直流伺服驅(qū)動器12A8、伺服驅(qū)動器電源、方向轉(zhuǎn)換開關(guān)SB1、調(diào)速電位器 Rl、快速速度校準(zhǔn)電位器R2、慢速速度校準(zhǔn)電位器R3、速度顯示表V和具有四組觸點(diǎn)的電磁繼電器K中的兩組觸點(diǎn)構(gòu)成，所述電磁繼電器K的四組觸點(diǎn)分別為常開觸點(diǎn)Kl-I和常閉觸點(diǎn)K1-2、常開觸點(diǎn)K2-1和常閉觸點(diǎn)K2-2、常開觸點(diǎn)K3-1和常閉觸點(diǎn)K3-2、以及常開觸點(diǎn) K4-1和常閉觸點(diǎn)K4-2 ；所述伺服驅(qū)動器電源的正輸出端與PWM直流伺服驅(qū)動器12A8的功率接口引腳5和制動裝置的正電源輸入端相接，所述伺服驅(qū)動器電源的負(fù)輸出端與PWM直流伺服驅(qū)動器12A8的功率接口引腳4和制動裝置的負(fù)電源輸入端相接，所述PWM直流伺服驅(qū)動器12A8的信號接口引腳6、信號接口引腳7、功率接口引腳1和功率接口引腳2分別對應(yīng)與直流測速力矩機(jī)組的測速發(fā)電機(jī)負(fù)輸入端、測速發(fā)電機(jī)正輸入端、電機(jī)負(fù)輸入端和電機(jī)正輸入端相接，所述PWM直流伺服驅(qū)動器12A8的信號接口引腳1和信號接口引腳3分別對應(yīng)與方向轉(zhuǎn)換開關(guān)SBl的常開觸點(diǎn)的一端和常閉觸點(diǎn)的一端相接，所述方向轉(zhuǎn)換開關(guān) SBl的常開觸點(diǎn)的另一端和常閉觸點(diǎn)的另一端均與調(diào)速電位器Rl的一個固定端相接，所述 PWM直流伺服驅(qū)動器12A8的信號接口引腳5與調(diào)速電位器Rl的滑動端、電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)Kl-I的一端和電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K1-2的一端相接，所述電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)Kl-I的另一端和電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K1-2的另一端分別與快速速度校準(zhǔn)電位器R2的一個固定端和慢速速度校準(zhǔn)電位器R3的一個固定端相接，所述快速速度校準(zhǔn)電位器R2的另一個固定端和慢速速度校準(zhǔn)電位器R3的另一個固定端分別與電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K2-1的一端和電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K2-2的一端相接，電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K2-1的另一端和電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K2-2的另一端均與速度顯示表V的輸入端相接，所述快速速度校準(zhǔn)電位器R2的滑動端、慢速速度校準(zhǔn)電位器R3的滑動端和速度顯示表 V的輸出端均與PWM直流伺服驅(qū)動器12A8的信號接口引腳2和調(diào)速電位器Rl的另一個固定端相接；所述快慢速轉(zhuǎn)換電路由電磁離合器電源、快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2、以及具有四組觸點(diǎn)的電磁繼電器K中的一組觸點(diǎn)構(gòu)成，所述快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2與電磁繼電器K的線圈串聯(lián)后并聯(lián)在電磁離合器電源的兩端，所述電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K3-1串聯(lián)在電磁離合器電源給電磁離合器一供電的供電回路中，所述電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K3-2串聯(lián)在電磁離合器電源給電磁離合器二供電的供電回路中。上述的單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于所述電磁離合器一通過安裝在直流測速力矩機(jī)組輸出軸上的齒輪一和安裝在電磁離合器一輸入軸上且與齒輪一嚙合的齒輪二與直流測速力矩機(jī)組連接，所述電磁離合器二通過安裝在直流測速力矩機(jī)組輸出軸上的齒輪一和安裝在電磁離合器二輸入軸上且與齒輪一嚙合的齒輪三與直流測速力矩機(jī)組連接，所述諧波減速器過鍵連接在電磁離合器一的輸出軸上，所述同步皮帶輪二通過安裝在調(diào)速系統(tǒng)安裝箱上的傳動軸、安裝在傳動軸上的齒輪四和安裝在諧波減速器輸出軸上且與齒輪四嚙合的齒輪五與諧波減速器連接，或者所述同步皮帶輪二通過安裝在調(diào)速系統(tǒng)安裝箱上的傳動軸、安裝在傳動軸上的齒輪四和安裝在電磁離合器二輸出軸上的齒輪六與電磁離合器二連接。上述的單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于所述伺服驅(qū)動器電源為輸出電壓為36V的直流電源。上述的單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于所述電磁離合器電源為輸出電壓為MV的直流電源。上述的單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于所述壓緊彈簧為兩根或四根。本發(fā)明還提供了一種使用操作便捷、調(diào)速范圍寬、能夠使得坩堝桿平穩(wěn)、流暢、連續(xù)運(yùn)行的單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟一、使用前，對速度顯示表V進(jìn)行校準(zhǔn)，使坩堝桿在快速運(yùn)行和慢速運(yùn)行時(shí)， 速度顯示表V上顯示的速度與坩堝桿實(shí)際運(yùn)行的速度相等，其具體過程如下101、按快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2，使其處在彈起狀態(tài)，電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K3-1處在斷開狀態(tài)，電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K3-2處在閉合狀態(tài)，電磁離合器一的供電回路斷開， 電磁離合器二的供電回路接通，直流測速力矩機(jī)組通過電磁離合器二帶動同步皮帶輪二轉(zhuǎn)動，同步皮帶輪二通過同步齒形帶帶動同步皮帶輪一和滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)，滾珠絲桿上的滾珠絲母帶動滑塊和坩堝桿在滾珠絲桿上快速沿滾珠直線導(dǎo)軌向上或向下運(yùn)行；102、調(diào)節(jié)PWM直流伺服驅(qū)動器12A8上的電流限制電位器，使PWM直流伺服驅(qū)動器 12A8所輸出的最大電流為8A;103、調(diào)節(jié)調(diào)速電位器Rl的阻值為最大；104、調(diào)節(jié)PWM直流伺服驅(qū)動器12A8上的參考增益電位器，用光柵尺測量坩堝桿的移動距離，使之一分鐘移動距離為IOcm ；105、通過調(diào)節(jié)快速速度校準(zhǔn)電位器R2對速度顯示表V進(jìn)行校準(zhǔn)，使速度顯示表V 上顯示為10cm/min ；106、按快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2，使其處在按下狀態(tài)，電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K3_l 處在閉合狀態(tài)，電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)Κ3-2處在斷開狀態(tài)，電磁離合器一的供電回路接通，電磁離合器二的供電回路斷開，直流測速力矩機(jī)組通過電磁離合器一和諧波減速器帶動同步皮帶輪二轉(zhuǎn)動，同步皮帶輪二通過同步齒形帶帶動同步皮帶輪一和滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)， 滾珠絲桿上的滾珠絲母帶動滑塊和坩堝桿在滾珠絲桿上慢速沿滾珠直線導(dǎo)軌向上或向下運(yùn)行；107、調(diào)節(jié)調(diào)速電位器Rl的阻值為~ |尺，其中，R為調(diào)速電位器Rl的最大阻值；108、用光柵尺測量坩堝桿一小時(shí)的移動距離，計(jì)算出坩堝桿的移動速度；109、通過調(diào)節(jié)慢速速度校準(zhǔn)電位器R3對速度顯示表V進(jìn)行校準(zhǔn)，使速度顯示表V 上顯示的速度與步驟108中所計(jì)算出的坩堝桿的移動速度相同；
110、調(diào)節(jié)調(diào)速電位器Rl，使速度顯示表V上顯示的速度為0. 2mm/h ；111、再次用光柵尺測量坩堝桿一小時(shí)的移動距離，并通過調(diào)節(jié)慢速速度校準(zhǔn)電位器R3對速度顯示表V進(jìn)行重新校準(zhǔn)，使速度顯示表V上穩(wěn)定顯示為0. 2mm/h ；112、根據(jù)坩堝桿的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)整PWM直流伺服驅(qū)動器12A8上的環(huán)路增益， 使坩堝桿平穩(wěn)均勻地運(yùn)行；步驟二、裝爐階段，裝好生產(chǎn)原料后，調(diào)節(jié)所述運(yùn)行及調(diào)速控制系統(tǒng)，使坩堝桿以實(shí)際所需要的快速運(yùn)行速度在滾珠絲桿上沿滾珠直線導(dǎo)軌向上運(yùn)行，其具體過程如下201、按方向轉(zhuǎn)換開關(guān)SB1，使其處在按下狀態(tài)，PWM直流伺服驅(qū)動器12A8驅(qū)動直流測速力矩機(jī)組逆時(shí)針轉(zhuǎn)動；202、按快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2，使其處在彈起狀態(tài)，電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K3_l處在斷開狀態(tài)，電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)Κ3-2處在閉合狀態(tài)，電磁離合器一的供電回路斷開， 電磁離合器二的供電回路接通，直流測速力矩機(jī)組通過電磁離合器二帶動同步皮帶輪二轉(zhuǎn)動，同步皮帶輪二通過同步齒形帶帶動同步皮帶輪一和滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)，滾珠絲桿上的滾珠絲母帶動滑塊和坩堝桿在滾珠絲桿上快速沿滾珠直線導(dǎo)軌向上運(yùn)行；203、調(diào)節(jié)調(diào)速電位器Rl，觀察速度顯示表V上所顯示的速度，當(dāng)速度顯示表V上所顯示的速度為坩堝桿實(shí)際所需要的快速運(yùn)行速度時(shí)，停止調(diào)節(jié)調(diào)速電位器R1，坩堝桿在滾珠絲桿上以實(shí)際所需要的快速運(yùn)行速度在滾珠絲桿上沿滾珠直線導(dǎo)軌向上運(yùn)行；步驟三、晶體正常生長階段，調(diào)節(jié)所述運(yùn)行及調(diào)速控制系統(tǒng)，使坩堝桿以實(shí)際所需要的慢速運(yùn)行速度在滾珠絲桿上沿滾珠直線導(dǎo)軌向下運(yùn)行，其具體過程如下301、按方向轉(zhuǎn)換開關(guān)SB1，使其處在彈起狀態(tài)，PWM直流伺服驅(qū)動器12Α8驅(qū)動直流測速力矩機(jī)組順時(shí)針轉(zhuǎn)動；302、按快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2，使其處在按下狀態(tài)，電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K3_l處在閉合狀態(tài)，電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)Κ3-2處在斷開狀態(tài)，電磁離合器一的供電回路接通， 電磁離合器二的供電回路斷開，直流測速力矩機(jī)組通過電磁離合器一和諧波減速器帶動同步皮帶輪二轉(zhuǎn)動，同步皮帶輪二通過同步齒形帶帶動同步皮帶輪一和滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)，滾珠絲桿上的滾珠絲母帶動滑塊和坩堝桿在滾珠絲桿上慢速沿滾珠直線導(dǎo)軌向下運(yùn)行；303、調(diào)節(jié)調(diào)速電位器Rl，觀察速度顯示表V上所顯示的速度，當(dāng)速度顯示表V上所顯示的速度為實(shí)際所需要的坩堝桿慢速運(yùn)行速度時(shí)，停止調(diào)節(jié)調(diào)速電位器R1，坩堝桿在滾珠絲桿上以實(shí)際所需要的慢速運(yùn)行速度在滾珠絲桿上沿滾珠直線導(dǎo)軌向下運(yùn)行；步驟四、出爐階段，按照步驟201 步驟203調(diào)節(jié)所述運(yùn)行及調(diào)速控制系統(tǒng)，使坩堝桿以實(shí)際所需要的快速運(yùn)行速度在滾珠絲桿上沿滾珠直線導(dǎo)軌向上運(yùn)行，運(yùn)行到合適位置后，取出生長好的晶體。上述的單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速方法，其特征在于步驟101、步驟 202和步驟四中坩堝桿快速運(yùn)行的速度和步驟203中坩堝桿實(shí)際所需要的快速運(yùn)行速度均為0. 2cm/min lOcm/min，步驟106和步驟302中坩堝桿慢速運(yùn)行的速度和步驟303中坩堝桿實(shí)際所需要的慢速運(yùn)行速度均為0. 2mm/h 10mm/h。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明選用PWM直流伺服驅(qū)動器12A8驅(qū)動直流測速力矩機(jī)組運(yùn)行，直流測速力矩機(jī)組經(jīng)過電磁離合器一、諧波減速器、同步齒形帶和同步皮帶輪的傳動，帶動滾珠絲杠運(yùn)動，使堆禍桿能在低速寬調(diào)速范圍內(nèi)上下移動；或者直流測速力矩機(jī)組經(jīng)過電磁離合器ニ、 同步齒形帶和同步皮帶輪的傳動，帶動滾珠絲杠運(yùn)動，使堆禍桿能在高速寬調(diào)速范圍內(nèi)上 下移動；結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，制造成本低。2、本發(fā)明的調(diào)速范圍寬，堆禍桿快速時(shí)能以0. 2cm/min lOcm/min的運(yùn)動速度上 下運(yùn)動，慢速時(shí)能以0. 2mm/h lOmm/h的運(yùn)動速度上下運(yùn)動。3、本發(fā)明中采用PWM直流伺服驅(qū)動器12A8驅(qū)動直流測速力矩機(jī)組在低速運(yùn)行狀 態(tài)下運(yùn)行時(shí)，輸出力矩特性突出，運(yùn)行平穩(wěn)均勻，堆禍桿上下移動均勻、無爬行，有利于晶體 的生長。4、本發(fā)明通過對兩個電磁離合器的吸合與斷開控制，來實(shí)現(xiàn)直流測速力矩機(jī)組與 諧波減速器的斷開與連接，達(dá)到實(shí)現(xiàn)快慢速轉(zhuǎn)換及寬范圍調(diào)速的目的，使用操作便捷。5、本發(fā)明中設(shè)計(jì)了制動裝置，能夠在最大程度上降低晶體生長廠家因雷電、暴雨 等意外情況造成停電時(shí)，堆禍桿因負(fù)載和自重而自動下滑，造成整個晶體報(bào)廢所帯來的巨 大損失。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，調(diào)速范圍寬，制造成本低，不僅保證了晶體 生長過程中堆禍桿運(yùn)行過程所要求的平穩(wěn)、可靠、無爬行的特性，即以0. 2mm/h lOmm/h的 速度進(jìn)行晶體生長；同時(shí)又保證了在裝爐、出爐及維修過程中，堆禍桿能以0. 2 lOcm/min 的較快速度移動；相比現(xiàn)有技術(shù)步進(jìn)調(diào)速系統(tǒng)中的慢速0. 2mm/h 5. 6mm/h,快速0. 2mm/ h 4. 7cm/min的調(diào)速范圍，有了大幅度的提高；同時(shí)克服了步進(jìn)電機(jī)低速運(yùn)行吋，運(yùn)行不 平穩(wěn)、不流暢、不連續(xù)的缺點(diǎn)，使用操作便捷，使用效果好，便于推廣使用。下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明運(yùn)行驅(qū)動及調(diào)速電路的電路原理圖。圖3為本發(fā)明快慢速轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖。附圖標(biāo)記說明1-基座；2-立柱；3-滾珠絲桿；4-滾珠絲母； 5-滑塊；6-堆禍桿；7-制動裝置；7-1-制動本體；7-2-電磁鐵；7-3-摩擦片；7-4-制動盤；7-5-壓緊彈簧；8-直流測速力矩機(jī)組；9-調(diào)速系統(tǒng)安裝箱；10-電磁離合器一；11-電磁離合器ニ； 12-諧波減速器； 13-1-同步皮帶輪一；13-2-同步皮帶輪二 ； 13-3-同步齒形帶；14-1-運(yùn)行驅(qū)動及調(diào)速電路；14-2-快慢速轉(zhuǎn)換電 15-伺服驅(qū)動器電源；16-電磁離合器電源；路；17-1-齒輪一 ；17-2-齒輪二 ；17-3-齒輪三；17-4-齒輪四；17-5-齒輪五；17-6-齒輪六；18-傳動軸；19-滾珠直線導(dǎo)軌。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明所述的單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速系統(tǒng)， 包括基座1，所述基座1的頂端設(shè)置有坩堝桿運(yùn)行裝置、與坩堝桿運(yùn)行裝置連接的動力及調(diào)速系統(tǒng)、以及與坩堝桿運(yùn)行裝置和動力及調(diào)速系統(tǒng)連接的運(yùn)行及調(diào)速控制系統(tǒng)；所述坩堝桿運(yùn)行裝置包括底端與基座1連接的立柱2、固定連接在立柱2側(cè)壁上的滾珠直線導(dǎo)軌19、轉(zhuǎn)動連接在立柱2上且與滾珠直線導(dǎo)軌19平行的滾珠絲桿3、套接在滾珠絲桿3上的滾珠絲母4、與滾珠絲母4和滾珠直線導(dǎo)軌19連接且隨滾珠絲母4 一起在滾珠絲桿3上沿滾珠直線導(dǎo)軌19上下運(yùn)行的滑塊5、以及與滑塊5連接且隨滑塊5 —起運(yùn)行的坩堝桿6 ；所述滾珠絲桿3的下部連接有用于連接坩堝桿運(yùn)行裝置與動力及調(diào)速系統(tǒng)的同步皮帶輪一 13-1 ；所述立柱2的頂端固定連接有用于防止在掉電時(shí)滾珠絲桿3繼續(xù)轉(zhuǎn)動的制動裝置7，所述制動裝置7包括固定連接在立柱2頂端的制動本體7-1、集成在制動本體7-1內(nèi)的電磁鐵7-2、以及設(shè)置在制動本體7-1與立柱2頂端構(gòu)成的空腔內(nèi)的摩擦片7-3 和制動盤7-4，所述制動盤7-4和摩擦片7-3從下到上依次安裝在滾珠絲桿3上，所述摩擦片7-3與制動本體7-1之間設(shè)置有多根嵌入安裝到制動本體7-1中的壓緊彈簧7-5 ；所述動力及調(diào)速系統(tǒng)包括直流測速力矩機(jī)組8和與直流測速力矩機(jī)組8相接并安裝在調(diào)速系統(tǒng)安裝箱9內(nèi)的調(diào)速裝置，所述調(diào)速裝置包括與直流測速力矩機(jī)組8連接的電磁離合器一 10和電磁離合器二 11、通過電磁離合器一 10與直流測速力矩機(jī)組8連接的諧波減速器12、以及與諧波減速器12連接或者通過電磁離合器二 11與直流測速力矩機(jī)組 8連接的同步皮帶輪二 13-2 ；所述動力及調(diào)速系統(tǒng)通過同步皮帶輪一 13-1、同步皮帶輪二
13-2和跨接在皮帶輪一13-1與皮帶輪二 13-2上的同步齒形帶13_3與坩堝桿運(yùn)行裝置連接并驅(qū)動坩堝運(yùn)行裝置運(yùn)行；所述運(yùn)行及調(diào)速控制系統(tǒng)包括與直流測速力矩機(jī)組8和制動裝置7連接的運(yùn)行驅(qū)動及調(diào)速電路14-1、以及與電磁離合器一 10和電磁離合器二 11連接的快慢速轉(zhuǎn)換電路
14-2；所述運(yùn)行驅(qū)動及調(diào)速電路14-1由PWM直流伺服驅(qū)動器12A8、伺服驅(qū)動器電源15、方向轉(zhuǎn)換開關(guān)SB1、調(diào)速電位器R1、快速速度校準(zhǔn)電位器R2、慢速速度校準(zhǔn)電位器R3、速度顯示表V和具有四組觸點(diǎn)的電磁繼電器K中的兩組觸點(diǎn)構(gòu)成，所述電磁繼電器K的四組觸點(diǎn)分別為常開觸點(diǎn)Kl-I和常閉觸點(diǎn)K1-2、常開觸點(diǎn)K2-1和常閉觸點(diǎn)K2-2、常開觸點(diǎn)K3-1和常閉觸點(diǎn)K3-2、以及常開觸點(diǎn)K4-1和常閉觸點(diǎn)K4-2 ；所述伺服驅(qū)動器電源15的正輸出端與PWM直流伺服驅(qū)動器12A8的功率接口引腳5和制動裝置7的正電源輸入端相接，所述伺服驅(qū)動器電源15的負(fù)輸出端與PWM直流伺服驅(qū)動器12A8的功率接口引腳4和制動裝置7的負(fù)電源輸入端相接，所述PWM直流伺服驅(qū)動器12A8的信號接口引腳6、信號接口引腳7、功率接口引腳1和功率接口引腳2分別對應(yīng)與直流測速力矩機(jī)組8的測速發(fā)電機(jī)負(fù)輸入端、測速發(fā)電機(jī)正輸入端、電機(jī)負(fù)輸入端和電機(jī)正輸入端相接，所述PWM直流伺服驅(qū)動器12A8的信號接口引腳1和信號接口引腳3分別對應(yīng)與方向轉(zhuǎn)換開關(guān)SBl的常開觸點(diǎn)的一端和常閉觸點(diǎn)的一端相接，所述方向轉(zhuǎn)換開關(guān)SBl的常開觸點(diǎn)的另一端和常閉觸點(diǎn)的另一端均與調(diào)速電位器Rl的一個固定端相接，所述PWM直流伺服驅(qū)動器12A8的信號接口引腳5與調(diào)速電位器Rl的滑動端、電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)Kl-I的一端和電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K1-2的一端相接，所述電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)Kl-I的另一端和電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K1-2的另一端分別與快速速度校準(zhǔn)電位器R2的一個固定端和慢速速度校準(zhǔn)電位器R3的一個固定端相接，所述快速速度校準(zhǔn)電位器R2的另一個固定端和慢速速度校準(zhǔn)電位器R3的另一個固定端分別與電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K2-1的一端和電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K2-2的一端相接，電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K2-1的另一端和電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K2-2的另一端均與速度顯示表V的輸入端相接，所述快速速度校準(zhǔn)電位器R2的滑動端、慢速速度校準(zhǔn)電位器R3的滑動端和速度顯示表V的輸出端均與PWM直流伺服驅(qū)動器 12A8的信號接口引腳2和調(diào)速電位器Rl的另一個固定端相接；所述快慢速轉(zhuǎn)換電路14-2 由電磁離合器電源16、快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2、以及具有四組觸點(diǎn)的電磁繼電器K中的一組觸點(diǎn)構(gòu)成，所述快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2與電磁繼電器K的線圈串聯(lián)后并聯(lián)在電磁離合器電源16 的兩端，所述電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K3-1串聯(lián)在電磁離合器電源16給電磁離合器一 10 供電的供電回路中，所述電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K3-2串聯(lián)在電磁離合器電源16給電磁離合器二 11供電的供電回路中。如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例中，所述電磁離合器一 10通過安裝在直流測速力矩機(jī)組8輸出軸上的齒輪一 17-1和安裝在電磁離合器一 10輸入軸上且與齒輪一 17-1嚙合的齒輪17-2與直流測速力矩機(jī)組8連接，所述電磁離合器二 11通過安裝在直流測速力矩機(jī)組8輸出軸上的齒輪一 17-1和安裝在電磁離合器二 11輸入軸上且與齒輪一 17-1嚙合的齒輪三17-3與直流測速力矩機(jī)組8連接，所述諧波減速器12通過鍵連接在電磁離合器一 10的輸出軸上，所述同步皮帶輪二 13-2通過安裝在調(diào)速系統(tǒng)安裝箱9上的傳動軸18、 安裝在傳動軸18上的齒輪四17-4和安裝在諧波減速器12輸出軸上且與齒輪17-4嚙合的齒輪17-5與諧波減速器12連接，或者所述同步皮帶輪二 13-2通過安裝在調(diào)速系統(tǒng)安裝箱 9上的傳動軸18、安裝在傳動軸18上的齒輪17-4和安裝在電磁離合器二 11輸出軸上的齒輪六17-6與電磁離合器二 11連接。所述伺服驅(qū)動器電源15為輸出電壓為36V的直流電源。所述電磁離合器電源16為輸出電壓為24V的直流電源。所述壓緊彈簧7-5為兩根或四根。本發(fā)明所述的單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速方法，包括以下步驟步驟一、使用前，對速度顯示表V進(jìn)行校準(zhǔn)，使坩堝桿6在快速運(yùn)行和慢速運(yùn)行時(shí)， 速度顯示表V上顯示的速度與坩堝桿實(shí)際運(yùn)行的速度相等，其具體過程如下101、按快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2，使其處在彈起狀態(tài)，電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K3_l處在斷開狀態(tài)，電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)Κ3-2處在閉合狀態(tài)，電磁離合器一 10的供電回路斷開，電磁離合器二 11的供電回路接通，直流測速力矩機(jī)組8通過電磁離合器二 11帶動同步皮帶輪二 13-2轉(zhuǎn)動，同步皮帶輪二 13-2通過同步齒形帶13-3帶動同步皮帶輪一 13_1和滾珠絲桿3旋轉(zhuǎn)，滾珠絲桿3上的滾珠絲母4帶動滑塊5和坩堝桿6在滾珠絲桿3上快速沿滾珠直線導(dǎo)軌19向上或向下運(yùn)行；102、調(diào)節(jié)PWM直流伺服驅(qū)動器12Α8上的電流限制電位器，使PWM直流伺服驅(qū)動器 12Α8所輸出的最大電流為8Α;103、調(diào)節(jié)調(diào)速電位器Rl的阻值為最大；104、調(diào)節(jié)PWM直流伺服驅(qū)動器12Α8上的參考增益電位器，用光柵尺測量坩堝桿6 的移動距離，使之一分鐘移動距離為IOcm ；105、通過調(diào)節(jié)快速速度校準(zhǔn)電位器R2對速度顯示表V進(jìn)行校準(zhǔn)，使速度顯示表V上顯示為10cm/min ；106、按快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2，使其處在按下狀態(tài)，電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K3_l處在閉合狀態(tài)，電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)Κ3-2處在斷開狀態(tài)，電磁離合器一 10的供電回路接通，電磁離合器二 11的供電回路斷開，直流測速力矩機(jī)組8通過電磁離合器一 10和諧波減速器12帶動同步皮帶輪二 13-2轉(zhuǎn)動，同步皮帶輪二 13-2通過同步齒形帶13-3帶動同步皮帶輪一 13-1和滾珠絲桿3旋轉(zhuǎn)，滾珠絲桿3上的滾珠絲母4帶動滑塊5和坩堝桿6在滾珠絲桿3上慢速沿滾珠直線導(dǎo)軌19向上或向下運(yùn)行；107、調(diào)節(jié)調(diào)速電位器Rl的阻值為~ 其中，R為調(diào)速電位器Rl的最大阻值；108、用光柵尺測量坩堝桿6 —小時(shí)的移動距離，計(jì)算出坩堝桿6的移動速度；109、通過調(diào)節(jié)慢速速度校準(zhǔn)電位器R3對速度顯示表V進(jìn)行校準(zhǔn)，使速度顯示表V 上顯示的速度與步驟108中所計(jì)算出的坩堝桿6的移動速度相同；110、調(diào)節(jié)調(diào)速電位器Rl，使速度顯示表V上顯示的速度為0. 2mm/h ；111、再次用光柵尺測量坩堝桿6 —小時(shí)的移動距離，并通過調(diào)節(jié)慢速速度校準(zhǔn)電位器R3對速度顯示表V進(jìn)行重新校準(zhǔn)，使速度顯示表V上穩(wěn)定顯示為0. 2mm/h ；112、根據(jù)坩堝桿6的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)整PWM直流伺服驅(qū)動器12A8上的環(huán)路增益，使坩堝桿6平穩(wěn)均勻地運(yùn)行；步驟二、裝爐階段，裝好生產(chǎn)原料后，調(diào)節(jié)所述運(yùn)行及調(diào)速控制系統(tǒng)，使坩堝桿6 以實(shí)際所需要的快速運(yùn)行速度在滾珠絲桿3上沿滾珠直線導(dǎo)軌19向上運(yùn)行，其具體過程如下201、按方向轉(zhuǎn)換開關(guān)SB1，使其處在按下狀態(tài)，PWM直流伺服驅(qū)動器12A8驅(qū)動直流測速力矩機(jī)組8逆時(shí)針轉(zhuǎn)動；202、按快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2，使其處在彈起狀態(tài)，電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K3_l處在斷開狀態(tài)，電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)Κ3-2處在閉合狀態(tài)，電磁離合器一 10的供電回路斷開，電磁離合器二 11的供電回路接通，直流測速力矩機(jī)組8通過電磁離合器二 11帶動同步皮帶輪二 13-2轉(zhuǎn)動，同步皮帶輪二 13-2通過同步齒形帶13-3帶動同步皮帶輪一 13_1和滾珠絲桿3旋轉(zhuǎn)，滾珠絲桿3上的滾珠絲母4帶動滑塊5和坩堝桿6在滾珠絲桿3上快速沿滾珠直線導(dǎo)軌19向上運(yùn)行；203、調(diào)節(jié)調(diào)速電位器R1，觀察速度顯示表V上所顯示的速度，當(dāng)速度顯示表V上所顯示的速度為坩堝桿6實(shí)際所需要的快速運(yùn)行速度時(shí)，停止調(diào)節(jié)調(diào)速電位器R1，坩堝桿6 在滾珠絲桿3上以實(shí)際所需要的快速運(yùn)行速度在滾珠絲桿3上沿滾珠直線導(dǎo)軌19向上運(yùn)行；步驟三、晶體正常生長階段，調(diào)節(jié)所述運(yùn)行及調(diào)速控制系統(tǒng)，使坩堝桿6以實(shí)際所需要的慢速運(yùn)行速度在滾珠絲桿3上沿滾珠直線導(dǎo)軌19向下運(yùn)行，其具體過程如下301、按方向轉(zhuǎn)換開關(guān)SB1，使其處在彈起狀態(tài)，PWM直流伺服驅(qū)動器12Α8驅(qū)動直流測速力矩機(jī)組8順時(shí)針轉(zhuǎn)動；302、按快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2，使其處在按下狀態(tài)，電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K3_l處在閉合狀態(tài)，電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)Κ3-2處在斷開狀態(tài)，電磁離合器一 10的供電回路接通，電磁離合器二 11的供電回路斷開，直流測速力矩機(jī)組8通過電磁離合器一 10和諧波減速器12帶動同步皮帶輪二 13-2轉(zhuǎn)動，同步皮帶輪二 13-2通過同步齒形帶13-3帶動同步皮帶輪一 13-1和滾珠絲桿3旋轉(zhuǎn)，滾珠絲桿3上的滾珠絲母4帶動滑塊5和坩堝桿6在滾珠絲桿3上慢速沿滾珠直線導(dǎo)軌19向下運(yùn)行；303、調(diào)節(jié)調(diào)速電位器R1，觀察速度顯示表V上所顯示的速度，當(dāng)速度顯示表V上所顯示的速度為實(shí)際所需要的坩堝桿6慢速運(yùn)行速度時(shí)，停止調(diào)節(jié)調(diào)速電位器R1，坩堝桿6 在滾珠絲桿3上以實(shí)際所需要的慢速運(yùn)行速度在滾珠絲桿3上沿滾珠直線導(dǎo)軌19向下運(yùn)行；步驟四、出爐階段，按照步驟201 步驟203調(diào)節(jié)所述運(yùn)行及調(diào)速控制系統(tǒng)，使坩堝桿6以實(shí)際所需要的快速運(yùn)行速度在滾珠絲桿3上沿滾珠直線導(dǎo)軌19向上運(yùn)行，運(yùn)行到合適位置后，取出生長好的晶體。其中，步驟101、步驟202和步驟四中坩堝桿6快速運(yùn)行的速度和步驟203中坩堝桿6實(shí)際所需要的快速運(yùn)行速度均為0. 2cm/min lOcm/min，步驟106和步驟302中坩堝桿6慢速運(yùn)行的速度和步驟303中坩堝桿6實(shí)際所需要的慢速運(yùn)行速度均為0. 2mm/h 10mm/ho另外，本發(fā)明中，在立柱2的頂端設(shè)置了與滾珠絲桿3連接的制動裝置7，通電后， 制動本體7-1內(nèi)的電磁鐵7-2吸合摩擦片7-3，使摩擦片7-3與制動盤7_4分離，此時(shí)滾珠絲桿3自由轉(zhuǎn)動并通過滾珠絲母4和滑塊5帶動坩堝桿6上下移動；斷電后，制動本體7-1 內(nèi)的電磁鐵7-2斷電，摩擦片7-3在壓緊彈簧7-5的作用下，頂緊摩擦片7-5，使摩擦片7_5 壓在制動盤7-4的端面上，摩擦力使制動盤7-4不能轉(zhuǎn)動，從而使得滾珠絲桿3停止轉(zhuǎn)動， 達(dá)到制動效果。該制動裝置7能夠在最大程度上降低晶體生長廠家因雷電、暴雨等意外情況造成停電時(shí)，坩堝桿6因負(fù)載和自重而自動下滑，造成整個晶體報(bào)廢所帶來的巨大損失。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于包括基座(1)，所述基座(1)的頂端設(shè)置有坩堝桿運(yùn)行裝置、與坩堝桿運(yùn)行裝置連接的動力及調(diào)速系統(tǒng)、以及與坩堝桿運(yùn)行裝置和動力及調(diào)速系統(tǒng)連接的運(yùn)行及調(diào)速控制系統(tǒng)；所述坩堝桿運(yùn)行裝置包括底端與基座(1)連接的立柱O)、固定連接在立柱( 側(cè)壁上的滾珠直線導(dǎo)軌(19)、轉(zhuǎn)動連接在立柱( 上且與滾珠直線導(dǎo)軌(19)平行的滾珠絲桿 (3)、套接在滾珠絲桿(3)上的滾珠絲母G)、與滾珠絲母⑷和滾珠直線導(dǎo)軌(19)連接且隨滾珠絲母(4) 一起在滾珠絲桿C3)上沿滾珠直線導(dǎo)軌(19)上下運(yùn)行的滑塊(5)、以及與滑塊( 連接且隨滑塊( 一起運(yùn)行的坩堝桿(6)；所述滾珠絲桿(3)的下部連接有用于連接坩堝桿運(yùn)行裝置與動力及調(diào)速系統(tǒng)的同步皮帶輪一(13-1)；所述立柱O)的頂端固定連接有用于防止在掉電時(shí)滾珠絲桿C3)繼續(xù)轉(zhuǎn)動的制動裝置(7)，所述制動裝置(7)包括固定連接在立柱( 頂端的制動本體(7-1)、集成在制動本體(7-1)內(nèi)的電磁鐵(7-2)、以及設(shè)置在制動本體(7-1)與立柱( 頂端構(gòu)成的空腔內(nèi)的摩擦片(7- 和制動盤(7-4)，所述制動盤(7-4)和摩擦片(7- 從下到上依次安裝在滾珠絲桿C3)上，所述摩擦片(7-3)與制動本體(7-1)之間設(shè)置有多根嵌入安裝到制動本體(7-1)中的壓緊彈簧(7-5)；所述動力及調(diào)速系統(tǒng)包括直流測速力矩機(jī)組(8)和與直流測速力矩機(jī)組(8)相接并安裝在調(diào)速系統(tǒng)安裝箱(9)內(nèi)的調(diào)速裝置，所述調(diào)速裝置包括與直流測速力矩機(jī)組(8)連接的電磁離合器一(10)和電磁離合器二(11)、通過電磁離合器一(10)與直流測速力矩機(jī)組 (8)連接的諧波減速器(12)、以及與諧波減速器(1 連接或者通過電磁離合器二(11)與直流測速力矩機(jī)組(8)連接的同步皮帶輪二(13- ；所述動力及調(diào)速系統(tǒng)通過同步皮帶輪一(13-1)、同步皮帶輪二(13- 和跨接在皮帶輪一(13-1)與皮帶輪二(13- 上的同步齒形帶(13-3)與坩堝桿運(yùn)行裝置連接并驅(qū)動坩堝運(yùn)行裝置運(yùn)行；所述運(yùn)行及調(diào)速控制系統(tǒng)包括與直流測速力矩機(jī)組(8)和制動裝置(7)連接的運(yùn)行驅(qū)動及調(diào)速電路(14-1)、以及與電磁離合器一(10)和電磁離合器二(11)連接的快慢速轉(zhuǎn)換電路(14-2)；所述運(yùn)行驅(qū)動及調(diào)速電路(14-1)由PWM直流伺服驅(qū)動器12A8、伺服驅(qū)動器電源(1 、方向轉(zhuǎn)換開關(guān)SB1、調(diào)速電位器R1、快速速度校準(zhǔn)電位器R2、慢速速度校準(zhǔn)電位器 R3、速度顯示表V和具有四組觸點(diǎn)的電磁繼電器K中的兩組觸點(diǎn)構(gòu)成，所述電磁繼電器K的四組觸點(diǎn)分別為常開觸點(diǎn)Kl-I和常閉觸點(diǎn)K1-2、常開觸點(diǎn)K2-1和常閉觸點(diǎn)K2-2、常開觸點(diǎn)K3-1和常閉觸點(diǎn)K3-2、以及常開觸點(diǎn)K4-1和常閉觸點(diǎn)K4-2 ；所述伺服驅(qū)動器電源(15) 的正輸出端與PWM直流伺服驅(qū)動器12A8的功率接口引腳5和制動裝置(7)的正電源輸入端相接，所述伺服驅(qū)動器電源(15)的負(fù)輸出端與PWM直流伺服驅(qū)動器12A8的功率接口引腳 4和制動裝置(7)的負(fù)電源輸入端相接，所述PWM直流伺服驅(qū)動器12A8的信號接口引腳6、 信號接口引腳7、功率接口引腳1和功率接口引腳2分別對應(yīng)與直流測速力矩機(jī)組(8)的測速發(fā)電機(jī)負(fù)輸入端、測速發(fā)電機(jī)正輸入端、電機(jī)負(fù)輸入端和電機(jī)正輸入端相接，所述PWM直流伺服驅(qū)動器12A8的信號接口引腳1和信號接口引腳3分別對應(yīng)與方向轉(zhuǎn)換開關(guān)SBl的常開觸點(diǎn)的一端和常閉觸點(diǎn)的一端相接，所述方向轉(zhuǎn)換開關(guān)SBl的常開觸點(diǎn)的另一端和常閉觸點(diǎn)的另一端均與調(diào)速電位器Rl的一個固定端相接，所述PWM直流伺服驅(qū)動器12A8的信號接口引腳5與調(diào)速電位器Rl的滑動端、電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)Kl-I的一端和電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K1-2的一端相接，所述電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)Kl-I的另一端和電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K1-2的另一端分別與快速速度校準(zhǔn)電位器R2的一個固定端和慢速速度校準(zhǔn)電位器R3的一個固定端相接，所述快速速度校準(zhǔn)電位器R2的另一個固定端和慢速速度校準(zhǔn)電位器R3的另一個固定端分別與電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K2-1的一端和電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K2-2的一端相接，電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K2-1的另一端和電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K2-2的另一端均與速度顯示表V的輸入端相接，所述快速速度校準(zhǔn)電位器R2的滑動端、慢速速度校準(zhǔn)電位器R3的滑動端和速度顯示表V的輸出端均與PWM直流伺服驅(qū)動器12A8的信號接口引腳2和調(diào)速電位器Rl的另一個固定端相接；所述快慢速轉(zhuǎn)換電路(14-2)由電磁離合器電源(16)、快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2、以及具有四組觸點(diǎn)的電磁繼電器K中的一組觸點(diǎn)構(gòu)成，所述快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2與電磁繼電器K的線圈串聯(lián)后并聯(lián)在電磁離合器電源(16)的兩端，所述電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K3-1串聯(lián)在電磁離合器電源 (16)給電磁離合器一(10)供電的供電回路中，所述電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K3-2串聯(lián)在電磁離合器電源(16)給電磁離合器二(11)供電的供電回路中。
2.按照權(quán)利要求1所述的單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于所述電磁離合器一(10)通過安裝在直流測速力矩機(jī)組(8)輸出軸上的齒輪一(17-1)和安裝在電磁離合器一(10)輸入軸上且與齒輪一(17-1)嚙合的齒輪二(17- 與直流測速力矩機(jī)組(8)連接，所述電磁離合器二(11)通過安裝在直流測速力矩機(jī)組(8)輸出軸上的齒輪一 (17-1)和安裝在電磁離合器二(11)輸入軸上且與齒輪一(17-1)嚙合的齒輪三(17-3) 與直流測速力矩機(jī)組( 連接，所述諧波減速器(1 通過鍵連接在電磁離合器一(10)的輸出軸上，所述同步皮帶輪二(13- 通過安裝在調(diào)速系統(tǒng)安裝箱(9)上的傳動軸(18)、 安裝在傳動軸(18)上的齒輪四(17-4)和安裝在諧波減速器(1 輸出軸上且與齒輪四 (17-4)嚙合的齒輪五(17- 與諧波減速器(1 連接，或者所述同步皮帶輪二(13- 通過安裝在調(diào)速系統(tǒng)安裝箱(9)上的傳動軸(18)、安裝在傳動軸(18)上的齒輪四(17-4)和安裝在電磁離合器二(11)輸出軸上的齒輪六(17-6)與電磁離合器二(11)連接。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于 所述伺服驅(qū)動器電源(15)為輸出電壓為36V的直流電源。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于 所述電磁離合器電源(16)為輸出電壓為24V的直流電源。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于 所述壓緊彈簧(7- 為兩根或四根。
6.一種利用如權(quán)利要求1所述調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行坩堝桿運(yùn)行調(diào)速的方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟一、使用前，對速度顯示表V進(jìn)行校準(zhǔn)，使坩堝桿(6)在快速運(yùn)行和慢速運(yùn)行時(shí)，速度顯示表V上顯示的速度與坩堝桿實(shí)際運(yùn)行的速度相等，其具體過程如下.101、按快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2，使其處在彈起狀態(tài)，電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K3-1處在斷開狀態(tài)，電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K3-2處在閉合狀態(tài)，電磁離合器一(10)的供電回路斷開，電磁離合器二(11)的供電回路接通，直流測速力矩機(jī)組⑶通過電磁離合器二(11)帶動同步皮帶輪二(13- 轉(zhuǎn)動，同步皮帶輪二(13- 通過同步齒形帶(13- 帶動同步皮帶輪一(13-1)和滾珠絲桿C3)旋轉(zhuǎn)，滾珠絲桿C3)上的滾珠絲母(4)帶動滑塊( 和坩堝桿 (6)在滾珠絲桿C3)上快速沿滾珠直線導(dǎo)軌(19)向上或向下運(yùn)行；.102、調(diào)節(jié)PWM直流伺服驅(qū)動器12A8上的電流限制電位器，使PWM直流伺服驅(qū)動器12A8所輸出的最大電流為8A;(103、調(diào)節(jié)調(diào)速電位器Rl的阻值為最大；(104、調(diào)節(jié)PWM直流伺服驅(qū)動器12A8上的參考增益電位器，用光柵尺測量坩堝桿(6)的移動距離，使之一分鐘移動距離為IOcm ；(105、通過調(diào)節(jié)快速速度校準(zhǔn)電位器R2對速度顯示表V進(jìn)行校準(zhǔn)，使速度顯示表V上顯不為 10cm/min ；(106、按快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2，使其處在按下狀態(tài)，電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K3-1處在閉合狀態(tài)，電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K3-2處在斷開狀態(tài)，電磁離合器一(10)的供電回路接通，電磁離合器二(11)的供電回路斷開，直流測速力矩機(jī)組(8)通過電磁離合器一(10) 和諧波減速器(1 帶動同步皮帶輪二(13- 轉(zhuǎn)動，同步皮帶輪二(13- 通過同步齒形帶 (13-3)帶動同步皮帶輪一(13-1)和滾珠絲桿C3)旋轉(zhuǎn)，滾珠絲桿C3)上的滾珠絲母(4)帶動滑塊( 和坩堝桿(6)在滾珠絲桿( 上慢速沿滾珠直線導(dǎo)軌(19)向上或向下運(yùn)行；(107、調(diào)節(jié)調(diào)速電位器Rl的阻值為~其中，R為調(diào)速電位器Rl的最大阻值；(108、用光柵尺測量坩堝桿(6)—小時(shí)的移動距離，計(jì)算出坩堝桿(6)的移動速度；(109、通過調(diào)節(jié)慢速速度校準(zhǔn)電位器R3對速度顯示表V進(jìn)行校準(zhǔn)，使速度顯示表V上顯示的速度與步驟108中所計(jì)算出的坩堝桿(6)的移動速度相同；(110、調(diào)節(jié)調(diào)速電位器Rl，使速度顯示表V上顯示的速度為0.2mm/h ；(111、再次用光柵尺測量坩堝桿(6)—小時(shí)的移動距離，并通過調(diào)節(jié)慢速速度校準(zhǔn)電位器R3對速度顯示表V進(jìn)行重新校準(zhǔn)，使速度顯示表V上穩(wěn)定顯示為0. 2mm/h ；(112、根據(jù)坩堝桿(6)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)整PWM直流伺服驅(qū)動器12A8上的環(huán)路增益， 使坩堝桿(6)平穩(wěn)均勻地運(yùn)行；步驟二、裝爐階段，裝好生產(chǎn)原料后，調(diào)節(jié)所述運(yùn)行及調(diào)速控制系統(tǒng)，使坩堝桿(6)以實(shí)際所需要的快速運(yùn)行速度在滾珠絲桿(3)上沿滾珠直線導(dǎo)軌(19)向上運(yùn)行，其具體過程如下(201、按方向轉(zhuǎn)換開關(guān)SB1，使其處在按下狀態(tài)，PWM直流伺服驅(qū)動器12A8驅(qū)動直流測速力矩機(jī)組(8)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動；(202、按快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2，使其處在彈起狀態(tài)，電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K3-1處在斷開狀態(tài)，電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K3-2處在閉合狀態(tài)，電磁離合器一(10)的供電回路斷開，電磁離合器二(11)的供電回路接通，直流測速力矩機(jī)組⑶通過電磁離合器二(11)帶動同步皮帶輪二(13- 轉(zhuǎn)動，同步皮帶輪二(13- 通過同步齒形帶(13- 帶動同步皮帶輪一(13-1)和滾珠絲桿C3)旋轉(zhuǎn)，滾珠絲桿C3)上的滾珠絲母(4)帶動滑塊( 和坩堝桿 (6)在滾珠絲桿( 上快速沿滾珠直線導(dǎo)軌(19)向上運(yùn)行；(203、調(diào)節(jié)調(diào)速電位器R1，觀察速度顯示表V上所顯示的速度，當(dāng)速度顯示表V上所顯示的速度為坩堝桿(6)實(shí)際所需要的快速運(yùn)行速度時(shí)，停止調(diào)節(jié)調(diào)速電位器R1，坩堝桿(6)在滾珠絲桿(3)上以實(shí)際所需要的快速運(yùn)行速度在滾珠絲桿(3)上沿滾珠直線導(dǎo)軌(19)向上運(yùn)行；步驟三、晶體正常生長階段，調(diào)節(jié)所述運(yùn)行及調(diào)速控制系統(tǒng)，使坩堝桿(6)以實(shí)際所需要的慢速運(yùn)行速度在滾珠絲桿(3)上沿滾珠直線導(dǎo)軌(19)向下運(yùn)行，其具體過程如下·301、按方向轉(zhuǎn)換開關(guān)SB1，使其處在彈起狀態(tài)，PWM直流伺服驅(qū)動器12A8驅(qū)動直流測速力矩機(jī)組(8)順時(shí)針轉(zhuǎn)動；·302、按快慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SB2，使其處在按下狀態(tài)，電磁繼電器K的常開觸點(diǎn)K3-1處在閉合狀態(tài)，電磁繼電器K的常閉觸點(diǎn)K3-2處在斷開狀態(tài)，電磁離合器一(10)的供電回路接通，電磁離合器二(11)的供電回路斷開，直流測速力矩機(jī)組(8)通過電磁離合器一(10) 和諧波減速器(1 帶動同步皮帶輪二(13- 轉(zhuǎn)動，同步皮帶輪二(13- 通過同步齒形帶 (13-3)帶動同步皮帶輪一(13-1)和滾珠絲桿C3)旋轉(zhuǎn)，滾珠絲桿C3)上的滾珠絲母(4)帶動滑塊( 和坩堝桿(6)在滾珠絲桿( 上慢速沿滾珠直線導(dǎo)軌(19)向下運(yùn)行；·303、調(diào)節(jié)調(diào)速電位器R1，觀察速度顯示表V上所顯示的速度，當(dāng)速度顯示表V上所顯示的速度為實(shí)際所需要的坩堝桿(6)慢速運(yùn)行速度時(shí)，停止調(diào)節(jié)調(diào)速電位器R1，坩堝桿(6)在滾珠絲桿(3)上以實(shí)際所需要的慢速運(yùn)行速度在滾珠絲桿(3)上沿滾珠直線導(dǎo)軌(19)向下運(yùn)行；步驟四、出爐階段，按照步驟201 步驟203調(diào)節(jié)所述運(yùn)行及調(diào)速控制系統(tǒng)，使坩堝桿 (6)以實(shí)際所需要的快速運(yùn)行速度在滾珠絲桿(3)上沿滾珠直線導(dǎo)軌(19)向上運(yùn)行，運(yùn)行到合適位置后，取出生長好的晶體。
7.按照權(quán)利要求6所述的單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速方法，其特征在于步驟101、步驟202和步驟四中坩堝桿(6)快速運(yùn)行的速度和步驟203中坩堝桿(6)實(shí)際所需要的快速運(yùn)行速度均為0. 2cm/min lOcm/min，步驟106和步驟302中坩堝桿(6)慢速運(yùn)行的速度和步驟303中坩堝桿(6)實(shí)際所需要的慢速運(yùn)行速度均為0. 2mm/h 10mm/h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單電機(jī)寬調(diào)速范圍的坩堝桿運(yùn)行調(diào)速系統(tǒng)及調(diào)速方法，其系統(tǒng)包括基座，基座的頂端設(shè)有坩堝桿運(yùn)行裝置、與坩堝桿運(yùn)行裝置連接的動力及調(diào)速系統(tǒng)、以及與坩堝桿運(yùn)行裝置和動力及調(diào)速系統(tǒng)連接的運(yùn)行及調(diào)速控制系統(tǒng)，動力及調(diào)速系統(tǒng)包括直流測速力矩機(jī)組和調(diào)速裝置，調(diào)速裝置包括兩個電磁離合器、諧波減速器和同步皮帶輪二；其方法包括步驟使用前，對速度顯示表V進(jìn)行校準(zhǔn)；裝爐階段使坩堝桿以實(shí)際所需的快速運(yùn)行速度向上運(yùn)行；晶體正常生長階段使坩堝桿以實(shí)際所需的慢速運(yùn)行速度向下運(yùn)行；出爐階段使坩堝桿以實(shí)際所需的快速運(yùn)行速度向上運(yùn)行。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，調(diào)速范圍寬，制造成本低，使用操作便捷，便于推廣使用。
文檔編號C30B11/00GK102220627SQ201110132378
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者王強(qiáng), 胡輝, 陸健 申請人:西安西光機(jī)械制造有限公司