一种蓝宝石晶棒缺陷自动检测系统及检测方法转让专利

申请号 : CN202211290390.1

文献号 : CN115420745B

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发明人 : 康森石天虎徐伟同鲁雅荣张芹周凌飞腾斌

申请人 : 天通控股股份有限公司天通银厦新材料有限公司

摘要 :

本发明提供一种蓝宝石晶棒缺陷自动检测系统及检测方法,该检测系统包括晶棒自动传送装置、晶棒自动旋转装置、晶棒缺陷检测装置和缺陷晶棒自动推出装置。该检测方法包括晶棒自动上下料及传送方法、晶棒自动旋转方法、晶棒缺陷检测方法和缺陷晶棒自动推出方法。该检测系统及检测方法可广泛应用于蓝宝石晶棒检测领域,实现晶棒缺陷识别、分类及尺寸的计算,增强缺陷检测准确性,可完全替代人工作业,提高生产效率与品质,并且可实现多尺寸(2‑10英寸)蓝宝石晶棒缺陷的检测。

权利要求 :

1.一种蓝宝石晶棒缺陷自动检测系统,其特征在于,包括晶棒自动传送装置、晶棒自动旋转装置、晶棒缺陷检测装置和缺陷晶棒自动推出装置;

其中,晶棒自动传送装置包括驱动电机(7)、主动轴(8)、从动轴(9)、传送链条(10)、晶棒传送槽(11)、传送支架(13)、旋转滚筒(12)、暗室(24)、上料晶棒放置台(25)、下料晶棒放置台(26)、清洁海绵(27)、转轴(28)、顶升气缸(29)、上料板(30),多个晶棒传送槽(11)排列固定在传送链条上,可根据晶棒尺寸对晶棒传送槽进行更换;上料晶棒放置台(25)、下料晶棒放置台(26)分别安装在暗室两侧;上料板(30)与上料晶棒放置台(25)连接,顶升气缸(29)固定在上料晶棒放置台(25)内;旋转滚筒(12)分别安装在晶棒传送槽(11)两侧,与晶棒传送槽(11)通过微型轴承连接;

其中,晶棒自动旋转装置包括旋转电机(16)、驱动轴(15)、缓震支架(14),旋转电机(16)安装在缓震支架(14)上,驱动轴(15)与旋转电机(16)连接;

其中,晶棒缺陷检测装置包括激光器(2)、伺服电机(23)、激光器支架(19)、前后移动平台(17)、上下移动平台(18)、激光器支架底座(20)、第一高清工业相机(3)、第二高清工业相机(4)、第三高清工业相机(5)、相机安装板(6),激光器(2)固定在前后移动平台(17)上,并对称安装在晶棒自动传送装置两侧,两侧激光器同时照射晶棒,第一高清工业相机(3)、第二高清工业相机(4)、第三高清工业相机(5)安装在弧形的相机安装板(6)上,可沿相机安装板移动;两侧激光器(2)进行位置补正的方法为:两侧激光器(2)同时照射晶棒端面,三部高清工业相机同时进行晶棒图片预拍摄,将图片上传至图片处理平台,图片处理平台计算晶棒当前位置与晶棒长度,将激光器(2)补正距离传输给两侧激光器支架进行移动,以完成激光器位置补正;其中,缺陷晶棒自动推出装置包括推出气缸(21)、气缸固定支架(22),推出气缸(21)安装在气缸固定支架(22)上。

2.如权利要求1所述的一种蓝宝石晶棒缺陷自动检测系统,其特征在于,所述晶棒传送槽(11)的侧边为椭圆弧形,且椭圆长轴大于晶棒直径。

3.如权利要求1所述的一种蓝宝石晶棒缺陷自动检测系统,其特征在于,所述上料板(30)上表面安装带折射率匹配液的毛绒布。

4.如权利要求1所述的一种蓝宝石晶棒缺陷自动检测系统,其特征在于,所述缓震支架(14)内部安装缓震弹簧,缓震支架(14)高度可上下调节。

5.如权利要求1所述的一种蓝宝石晶棒缺陷自动检测系统,其特征在于,所述前后移动平台(17)在上下移动平台(18)上,可在伺服电机控制下进行前后移动,上下移动平台(18)在激光器支架(19)上,可在伺服电机控制下进行上下移动,激光器支架(19)与激光器支架底座(20)通过导轨连接,可在伺服电机控制下进行左右移动。

6.如权利要求1所述的一种蓝宝石晶棒缺陷自动检测系统,其特征在于,所述清洁海绵(27)安装在暗室(24)的缺陷晶棒出口上,晶棒被推出暗室的过程中,与清洁海绵(27)摩擦,可擦除上料时粘有的折射率匹配液。

7.采用权利要求1所述检测系统进行蓝宝石晶棒缺陷的自动检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:将晶棒放入上料晶棒放置台(25)后,滚动至晶棒传送槽(11),再通过晶棒传送槽(11)将晶棒传送至检测位置;

步骤2:晶棒到达检测位置后,下压驱动轴(15)使缓震支架(14)下降,使晶棒与驱动轴(15)完全接触,再进行激光器(2)位置补正,激光器(2)位置补正采用下述方式进行:两侧激光器(2)与三部高清工业相机分别开启,两侧激光器(2)发射一字线形光斑同时照射到晶棒的端面,三部高清工业相机同时进行晶棒图片预拍摄,将图片上传至图片处理平台,图片处理平台计算晶棒当前位置与晶棒长度,将激光器(2)补正距离传输给两侧激光器支架进行移动,使两侧激光光斑长度等同于晶棒半径,水平照射在晶棒端面;

步骤3:完成激光器(2)位置补正后,驱动轴(15)带动晶棒旋转,三部高清工业相机同时对旋转的晶棒进行图片拍摄,将图片上传至图像处理平台,图像处理平台对晶棒缺陷进行识别,并根据缺陷类别对晶棒进行分类;

步骤4:若检测结果为缺陷晶棒,则缺陷晶棒由缺陷晶棒自动推出装置推出后进行缺陷标记,若检测结果为无缺陷晶棒,则晶棒被传送至下料晶棒放置台(26),重复步骤1‑3,完成所有待检晶棒的检测和分类。

8.如权利要求7所述的蓝宝石晶棒缺陷自动检测方法,其特征在于,所述步骤1中,将晶棒放入上料晶棒放置台(25)后,晶棒传送槽(11)到达取棒位置,顶升气缸(29)伸出将上料板(30)顶起,晶棒在上料板(30)上滚动至晶棒传送槽(11),顶升气缸(29)下降,晶棒传送槽(11)将晶棒传送至检测位置。

9.如权利要求7所述的蓝宝石晶棒缺陷自动检测方法,其特征在于,所述步骤3中,图像处理平台根据图片内部的明亮光点识别缺陷,计算出晶棒的尺寸、晶棒缺陷位置距离、晶棒缺陷长度、晶棒有效距离,并根据缺陷类别将晶棒分类。

说明书 :

一种蓝宝石晶棒缺陷自动检测系统及检测方法

技术领域

[0001] 本发明属于蓝宝石晶体材料领域,具体涉及一种用于蓝宝石晶棒缺陷自动检测系统及检测方法。

背景技术

[0002] 近年来,蓝宝石逐渐向高端领域渗透,随着照明光源向第四代绿色新能源LED发展,照明光源需更加节能、环保、绿色,蓝宝石作为照明光源的关键基底材料,更需要有严格的品质把控,其品质把控变得尤为重要,但人造蓝宝石在生产工艺、加工技术方面存在不足,致使其内部存在无法完全根除的缺陷。因此,需要对加工后的蓝宝石晶棒进行内部缺陷检测。目前行业内利用人工上下料,激光笔照射目测的检测方法,检测效率、准确率低下,且大尺寸晶棒重量过大无法人工作业,不易控制生产成本,无法满足绿色照明及新型显示领域中蓝宝石材料的生产供应需求和高品质需求。
[0003] 为解决该问题,公开号为CN111515145A的发明专利,采用基于机器视觉的蓝宝石晶棒自动检测方法,该专利检测趋于理想化,无法在现实的检测环境中得到良好的检测效果,且专利中无自动擦拭折射率匹配液并清洁晶棒表面的过程,不能提高晶棒的表面折射率,达到高质量的检测效果;其面激光光源由于光斑面积较大,照射距离不固定,光强度低,使用单侧检测方法,不能满足于现工艺检测要求且无法适用于多尺寸蓝宝石晶棒的缺陷检测;其无法旋转待检测晶棒,导致对晶棒缺陷的重复或者漏检测,且光源照射晶棒后光线的折射角度、位置不一,单个不可移动相机检测晶棒缺陷准确率较低。公开号为CN106501262A的专利,利用了晶棒浸泡在容器中通过蓝宝石的偏振光获取信息的方法进行视觉检测,其容器开放,容器内的溶液有毒性,且该发明只为晶棒检测,无法自动上料、下料和晶棒的自动传送。
[0004] 因此,十分有必要针对现有技术问题,研发一种蓝宝石晶棒缺陷自动检测系统及检测方法。

发明内容

[0005] 为解决上述技术问题,本发明提供了一种蓝宝石晶棒缺陷自动检测系统及检测方法,该检测系统可为晶棒缺陷检测工艺提供自动的晶棒上料、晶棒下料、晶棒传送、晶棒旋转、晶棒上折射率匹配液的擦拭及清洁、晶棒缺陷检测与分类等过程,自动化程度高,可完全替代人工作业,进一步实现多尺寸(2‑10英寸)蓝宝石晶棒缺陷的检测;设有多部可灵活调节位置的高清工业相机,对自动旋转的晶棒进行拍摄,可全面捕获晶棒缺陷,并通过图片处理平台进行晶棒缺陷识别、分类及尺寸的计算,增强缺陷检测准确性;采用双端激光器发射一字线形光斑照射晶棒两端,并进行激光器位置补正,便于精准识别晶棒缺陷,可广泛应用于蓝宝石晶棒缺陷的自动检测领域,有助于提高蓝宝石晶棒的生产效率与品质。
[0006] 一种蓝宝石晶棒缺陷自动检测系统包括晶棒自动传送装置、晶棒自动旋转装置、晶棒缺陷检测装置和缺陷晶棒自动推出装置。
[0007] 所述晶棒自动传送装置包括驱动电机、主动轴、从动轴、传送链条、晶棒传送槽、传送支架、旋转滚筒、暗室、上料晶棒放置台、下料晶棒放置台、清洁海绵、转轴、顶升气缸、上料板;
[0008] 其中,晶棒传送槽的侧边为椭圆弧形,且椭圆长轴大于晶棒直径,多个晶棒传送槽排列固定在传送链条上,传送链条安装在主动轴、从动轴上,驱动电机、主动轴、从动轴安装在传送支架上,驱动电机可控制主动轴旋转,主动轴转动后经由传送链条与晶棒传送槽带动从动轴旋转;
[0009] 其中,上料晶棒放置台、下料晶棒放置台分别安装在暗室两侧;
[0010] 其中,上料板与上料晶棒放置台通过转轴连接,顶升气缸固定在上料晶棒放置台内;
[0011] 其中,上料板上表面安装带折射率匹配液的毛绒布,晶棒滚动的过程中,其表面会擦拭有折射率匹配液,可提高晶棒表面的折射率,便于晶棒缺陷的检测;
[0012] 所述晶棒自动旋转装置包括旋转电机、驱动轴、缓震支架;
[0013] 其中,旋转电机安装在缓震支架上,驱动轴与旋转电机通过电机轴连接,旋转电机可控制驱动轴旋转;
[0014] 其中,缓震支架高度可上下调节,以适应不同尺寸的晶棒;
[0015] 进一步,缓震支架内部安装缓震弹簧,当晶棒传送至检测位置时,与驱动轴接触并下压缓震支架,缓震支架内的缓震弹簧会发生形变,起到缓冲作用,避免因晶棒加工误差所带来的晶棒放置不稳定的问题,同时也可以使晶棒与驱动轴完全接触,保证晶棒的正常旋转;旋转滚筒分别安装在晶棒传送槽两侧,与晶棒传送槽通过微型轴承连接,可以避免晶棒与晶棒传送槽间的摩擦,便于旋转晶棒;
[0016] 进一步,通过更换晶棒传送槽可实现多尺寸(2‑10英寸)蓝宝石晶棒缺陷的检测。
[0017] 所述晶棒缺陷检测装置包括激光器、伺服电机、激光器支架、前后移动平台、上下移动平台、激光器支架底座、第一高清工业相机、第二高清工业相机、第三高清工业相机、相机安装板;
[0018] 其中,激光器固定在前后移动平台上,对称安装在晶棒自动传送装置两侧,激光器发射一字线形光斑照射到晶棒的端面,两侧激光器同时照射晶棒,可从晶棒两端检测晶棒缺陷,补强光线强度,实现缺陷的完全显现;
[0019] 其中,第一高清工业相机、第二高清工业相机、第三高清工业相机安装在弧形的相机安装板上,在伺服电机的控制下,可沿相机安装板进行位置移动,故相机位置可实现灵活的调节,以便多角度拍摄晶棒图片;
[0020] 其中,三个相机同时对晶棒进行图片拍摄,并将图片上传至图像处理平台,图像处理平台根据图片内部的明亮光点识别缺陷,同时计算出晶棒的尺寸、晶棒缺陷位置距离、晶棒缺陷长度、晶棒有效距离,并根据缺陷类别进行晶棒分类;
[0021] 其中,前后移动平台在上下移动平台上,可在伺服电机控制下进行前后移动,上下移动平台在激光器支架上,可在伺服电机控制下进行上下移动,激光器支架与激光器支架底座通过导轨连接,可在伺服电机控制下进行左右移动,在进行激光器的位置补正时,前后移动平台、上下移动平台、激光器支架进行相对移动,使得照射的一字线形光斑长度等同于晶棒半径,且水平照射在晶棒端面。
[0022] 所述缺陷晶棒自动推出装置包括推出气缸、气缸固定支架,推出气缸安装在气缸固定支架上;
[0023] 进一步,当缺陷晶棒传送至推出位置后,推出气缸的导杆伸出,将晶棒推出暗室,清洁海绵安装在暗室的缺陷晶棒出口上,晶棒被推出暗室的过程中,与清洁海绵摩擦,擦除上料时粘有的折射率匹配液,保证晶棒表面洁净。
[0024] 采用上述蓝宝石晶棒缺陷自动检测系统进行蓝宝石晶棒缺陷自动检测的方法,包括如下步骤:
[0025] 步骤1:将晶棒放入上料晶棒放置台,晶棒传送槽到达取棒位置,顶升气缸伸出将上料板绕转轴顶起,晶棒在上料板上滚动至晶棒传送槽,顶升气缸下降,晶棒传送槽将晶棒传送至检测位置;
[0026] 步骤2:晶棒到达检测位置后,下压驱动轴使缓震支架下降,使晶棒与驱动轴完全接触,再进行激光器位置补正,两侧激光器与三部高清工业相机分别开启,高清工业相机进行晶棒图片预拍摄,将图片上传至图片处理平台,图片处理平台计算晶棒当前位置与晶棒长度,将激光器补正距离传输给两侧激光器支架进行移动,使两侧激光光斑长度等同于晶棒半径,水平照射在晶棒端面,直至完成激光器位置补正;
[0027] 步骤3:驱动轴带动晶棒旋转,高清工业相机对旋转的晶棒进行图片拍摄,将图片上传至图片处理平台,图片处理平台根据图片内部的明亮光点识别缺陷,并计算出晶棒的尺寸、晶棒缺陷位置距离、晶棒缺陷长度、晶棒有效距离,并根据缺陷类别进行晶棒分类;
[0028] 步骤4:若检测结果为缺陷晶棒,则缺陷晶棒由缺陷晶棒自动推出装置推出后进行缺陷标记,若检测结果为无缺陷晶棒,则晶棒被传送至下料晶棒放置台,由机械手拾取放置,重复步骤1‑3,完成所有待检晶棒的检测和分类。
[0029] 其中,除晶棒的上料和下料过程外,其他传送、旋转、检测及推出的操作过程均在暗室内进行。
[0030] 有益效果:
[0031] 1、本发明作为一种蓝宝石晶棒缺陷自动检测系统及检测方法,提供了晶棒自动传送装置、晶棒自动旋转装置、晶棒缺陷自动检测装置、缺陷晶棒自动推出装置,针对现有技术在使用与检测中的不足,可实现晶棒缺陷的全自动精确检测。
[0032] 2、本发明的晶棒自动传送装置,可实现晶棒的自动上料、下料和传送,晶棒上折射率匹配液的自动擦拭及清洁,自动化程度高,可完全代替人工作业,进一步实现多尺寸(2‑10英寸)蓝宝石晶棒缺陷的检测。
[0033] 3、本发明的晶棒缺陷检测装置,可实现晶棒缺陷的自动识别和分类,实现精准检测。该检测装置含有多个高清工业相机,且各高清工业相机可在大范围内控制移动,灵活调节位置,多角度拍摄晶棒缺陷图片,全面捕获晶棒缺陷,相较于仅在晶棒正上方设置单个相机而言,可以避免因晶棒内光线折射角度不同所带来的单相机不能完全捕获晶棒缺陷的问题,可提高晶棒缺陷检测能力,同时可以提高在拍摄图片时产生畸形形变的校正准确率,使测量晶棒长度及位置的精度提高,有助于精确检测晶棒缺陷的位置。
[0034] 4、本发明的激光器发射一字线形光斑,将激光器发射端光源聚焦到一条直线,提高光斑内部的光密度,有效提高光线强度,相较面激光光源,线型激光光源在光密度较高,更有助于光线穿透晶棒内部,使缺陷产生明亮的光点。同时,通过前后移动平台、上下移动平台、激光器支架的相对移动使激光器实现多方位移动,可对不同长度、不同位置的晶棒实现精准检测。另外,通过激光器位置补正,使光斑不超出晶棒端面范围,避免因激光照射到晶棒外表面产生干扰,从而影响缺陷的检测与识别。
[0035] 5、本发明的自动旋转装置可实现晶棒360°旋转检测,避免晶棒缺陷的重复检测或者漏检测,同时,缓震支架可使晶棒与驱动轴充分接触,实现晶棒的稳定旋转。

附图说明

[0036] 图1为本发明的检测系统外部结构示意图;
[0037] 图2为本发明的检测系统内部结构示意图;
[0038] 图3为本发明的上料晶棒放置台剖面图;
[0039] 图中:1‑晶棒;2‑激光器;3‑第一高清工业相机;4‑第二高清工业相机;5‑第三高清工业相机;6‑相机安装板;7‑驱动电机;8‑主动轴;9‑从动轴;10‑传送链条;11‑晶棒传送槽;12‑旋转滚筒;13‑传送支架;14‑缓震支架;15‑驱动轴;16‑旋转电机;17‑前后移动平台;18‑上下移动平台;19‑激光器支架;20‑激光器支架底座;21‑推出气缸;22‑气缸固定支架;23‑伺服电机;24‑暗室;25‑上料晶棒放置台;26‑下料晶棒放置台;27‑清洁海绵;28‑转轴;29‑顶升气缸;30‑上料板。

具体实施方式

[0040] 下面结合实施例对本发明做进一步说明,但不因此限制本发明的保护范围。
[0041] 实施例
[0042]  一种蓝宝石晶棒自动检测系统,该系统的外部结构示意图如图1所示,内部结构示意图如图2所示,内部结构处于暗室24内部,该系统包括晶棒自动传送装置、晶棒自动旋转装置、晶棒缺陷检测装置和缺陷晶棒自动推出装置,各装置的结构组成如下:
[0043] (1)晶棒自动传送装置包括驱动电机7、主动轴8、从动轴9、传送链条10、晶棒传送槽11、传送支架13、旋转滚筒12、暗室24、上料晶棒放置台25(上料晶棒放置台剖面图见图3)、下料晶棒放置台26、清洁海绵27、转轴28、顶升气缸29、上料板30,其中,暗室24的外壳选用铝合金制成,具有强度高、重量轻的优点,方便后期更换,其内壁喷涂一层碳纳米管黑体材料,暗室24周围安装黑色遮光帘,使检测在黑暗环境下进行。缺陷晶棒出口边缘安装有清洁海绵27。上料晶棒放置台25、下料晶棒放置台26分别安装在暗室24两侧,上料晶棒放置台
25的台面同上料板30呈8°夹角,且与到达取棒位置的晶棒传送槽11相切,下料晶棒放置台
26台面与水平方向呈‑5°倾角,且与到达下料位置的晶棒传送槽11相切,上料板30为平面与圆弧面连接的不锈钢板,其宽度大于晶棒的最大加工长度,平面部分长度大于晶棒的圆周长度,上料板30上表面安装带折射率匹配液的毛绒布,晶棒滚落时,表面擦拭有折射率匹配液。由于蓝宝石晶棒的折射率在1.762‑1.770之间,折射率匹配液选用接近蓝宝石折射率的溶液,常见的高折射率溶液都属化学试剂,其具有一定的毒性,暗室24不是完全封闭空间,存在中毒危险,因此本发明选用饱和盐水作为折射率匹配液,饱和盐水折射率在1.5‑1.6之间,高于油脂的折射率(1.47),更有助于晶棒检测。晶棒传送槽11的侧边为椭圆弧形,椭圆长轴大于晶棒直径,多个晶棒传送槽11排列固定在传送链条10的链条肩部平面上,可根据晶棒尺寸对晶棒传送槽11进行更换,旋转滚筒12分别安装在晶棒传送槽11两侧,与晶棒传送槽11通过微型轴承连接,可以避免晶棒与晶棒传送槽11间的摩擦,便于旋转晶棒;
[0044] (2)晶棒自动旋转装置包括旋转电机16、驱动轴15、缓震支架14,旋转电机16安装在缓震支架14上,驱动轴15与旋转电机16通过电机轴连接,旋转电机16可控制驱动轴15旋转,缓震支架14安装缓震弹簧且缓震支架14高度可上下调节,以适应不同尺寸的晶棒;
[0045] (3)晶棒缺陷检测装置包括激光器2、伺服电机23、激光器支架19、前后移动平台17、上下移动平台18、激光器支架底座20、第一高清工业相机3、第二高清工业相机4、第三高清工业相机5、相机安装板6,相机安装板6安装在暗室的顶部中心位置,第一高清工业相机
3、第二高清工业相机4、第三高清工业相机5分别安装在弧形的相机安装板6上,在伺服电机控制下,可沿相机安装板6进行位置移动。激光器2对称安装在晶棒自动传送装置两侧,固定在前后移动平台17上,前后移动平台17在上下移动平台18上,可在伺服电机控制下进行前后移动,上下移动平台18在激光器支架19上,可在伺服电机控制下进行上下移动,激光器支架19与激光器支架底座20通过导轨连接,可在伺服电机控制下进行左右移动。激光器选用
520nm‑535nm绿光激光器,具有高稳定性,高可靠性,光斑质量好等优点,更适用于蓝宝石晶棒缺陷的显现;
[0046] (4)缺陷晶棒自动推出装置包括推出气缸21、气缸固定支架22,出气缸21安装在气缸固定支架22上,推出气缸21选用多级伸缩气缸,其具有体积小,且多级伸出行程长的优点,可以节省暗室24内的空间。
[0047] 采用上述蓝宝石晶棒缺陷自动检测系统进行蓝宝石晶棒缺陷自动检测的方法,包括如下步骤:
[0048] 步骤1:将晶棒放入上料晶棒放置台25,晶棒传送槽11到达取棒位置,通过二次触发上料晶棒放置台25上的接近开关,顶升气缸29缓慢伸出将上料板30绕转轴28顶起,根据晶棒尺寸不同产生与水平方向呈8° 12°倾角,晶棒在上料板30上滚动至晶棒传送槽11内,~顶升气缸29下降,晶棒传送槽11将待检测的晶棒传送至检测位置;
[0049] 步骤2:晶棒到达检测位置后,下压驱动轴15使缓震支架14下降,使晶棒与驱动轴15完全接触,再进行激光器2位置补正,两侧激光器2与第一高清工业相机3、第二高清工业相机4、第三高清工业相机5开启,高清工业相机进行晶棒图片预拍摄,将图片上传至图像处理平台,图片处理平台计算晶棒当前位置与晶棒长度,将激光器2补正距离传输给两侧激光器支架进行移动,使晶棒两侧激光光斑长度等同于晶棒半径,水平照射在晶棒端面直至完成晶棒位置补正;
[0050] 步骤3:驱动轴15以6°/s的速度带动晶棒360°旋转。第一高清工业相机3、第二高清工业相机4、第三高清工业相机5随旋转的晶棒进行缺陷图片拍摄,将图片上传至图像处理平台,图片处理平台根据图片内部的明亮光点识别缺陷,晶棒的尺寸、晶棒缺陷位置距离、晶棒缺陷长度、晶棒有效距离,并根据缺陷类别进行晶棒分类;
[0051] 步骤4:若检测结果为缺陷晶棒,则缺陷晶棒由缺陷晶棒自动推出装置推出后进行缺陷标记,若检测结果为无缺陷晶棒,则晶棒被传送至下料晶棒放置台,由机械手拾取放置,重复步骤1‑3,完成所有待检晶棒的检测和分类。
[0052] 对比例
[0053] 该对比例的蓝宝石晶棒缺陷检测系统与实施例的主要区别在于:实施例的检测系统设有双侧绿光激光器与三部高清工业相机,而对比例的检测系统设有单侧红光激光器与单高清工业相机。
[0054] 在对比例的晶棒缺陷检测装置中,相机安装板安装在暗室的顶部中心位置,高清工业相机安装在弧形的相机安装板上。单侧激光器安装在前后移动平台上,前后移动平台在上下移动平台上,可在伺服电机控制下进行前后移动,上下移动平台在激光器支架上,可在伺服电机控制下进行上下移动,激光器支架与激光器支架底座通过导轨连接,可在伺服电机控制下进行左右移动。激光器选用650nm红光激光器,高清工业相机对此波段光源的捕获能力最好。
[0055] 采用上述检测系统进行蓝宝石晶棒缺陷的检测方法,包括如下步骤:
[0056] 步骤1:与实施例的步骤1相同;
[0057] 步骤2:晶棒到达检测位置后,下压驱动轴使缓震支架下降,使晶棒与驱动轴完全接触,再进行激光器的位置补正,激光器与高清工业相机开启,高清工业相机进行晶棒图片预拍摄,将图片上传至图像处理平台,图片处理平台计算晶棒当前位置与晶棒长度,将激光器补正距离传输给激光器支架进行移动,使晶棒激光光斑等同于晶棒半径,水平照射在晶棒端面直至完成晶棒位置补正;
[0058] 步骤3:驱动轴以6°/s的速度带动晶棒360°旋转。高清工业相机对旋转的晶棒进行缺陷图片拍摄,将图片上传至图像处理平台,图片处理平台根据图片内部的明亮光点识别缺陷,晶棒的尺寸、晶棒缺陷位置距离、晶棒缺陷长度、晶棒有效距离,并根据缺陷类别进行晶棒分类,同时平台将数据传送给晶棒缺陷自动标记系统;
[0059] 步骤4:与实施例的步骤4相同。
[0060] 通过将实施例与对比例进行对比发现,虽然两者均可实现蓝宝石晶棒的缺陷检测,但是,实施例采用了双侧绿光激光器与三部高清工业相机,对晶棒双侧照射,补强光线强度,在绿光照射下,晶棒缺陷更容易显现,且三部高清工业相机有效矫正拍摄图片,多角度拍摄晶棒图片,检测范围大,确保不遗漏拍摄,图片内缺陷清晰可见,晶棒缺陷检测能力强;对比例采用单侧红光激光器与单高清工业相机,红光照射的晶棒缺陷显现能力较低,其晶棒内光线的穿透率较低,无法穿透长尺寸晶棒,不能清晰看到另一端内部缺陷,单相机拍摄存在严重畸变,矫正能力不足,导致对晶棒位置、长度、缺陷的计算误差较大,且由于光线的不同角度折射,单相机对缺陷的拍摄存在遗漏,晶棒缺陷检测能力较差,影响晶棒最终品质。