[发明专利]蓝宝石晶棒中气泡缺陷自动化检测与精确定位装置及方法

说明书

本发明属于蓝宝石晶棒气泡缺陷检测技术领域；现有的气泡检测与定位主要依靠人工，长时间在暗室检测，人眼易出现视觉疲劳，引发视力退化，检测质量下降，易发生气泡漏检的问题，人员手动标记检测效率低；本发明提供一种蓝宝石晶棒中气泡缺陷自动化检测与精确定位装置及方法，将蓝宝石晶棒放置在检测定位装置上，利用两个电机形成二维运动系统实现激光器的激光沿规划轨迹移动照射晶棒，相机拍摄晶棒图像，经过图像处理确定图像中的气泡缺陷形成的光斑的位置和大小，提高了晶棒轴向方向上的位置定位精度，为精确切割工序提供了可靠依据，有效提高了产品效益，提高了检测效率和检测精度。

技术领域

本发明涉及蓝宝石晶棒的自动化检测与定位，更具体的说，涉及一种蓝宝石晶棒中气泡缺陷自动化检测与精确定位装置及方法。

背景技术

蓝宝石由于其物理光学性能的优越性被普遍应用于衬底材料、消费电子、军工等领域，各领域对蓝宝石的规格要求不相同，需要在切片机上对蓝宝石晶棒的切割位置精准确定且切片加工后，才能保证蓝宝石材料满足各个领域的生产需求。蓝宝石晶体生长过程中由于温度、提拉速度等因素造成气泡缺陷的产生，气泡的存在严重影响蓝宝石材料的光学性能，而且气泡的位置影响蓝宝石晶棒的切片位置，所以在蓝宝石晶棒阶段的气泡检测是蓝宝石加工工艺过程中的重要环节。

目前的生产企业中，针对蓝宝石晶棒中气泡缺陷的检测与定位，主要采用的人眼检测法，检测过程一般为：检测人员手持照明设备，不断扫描蓝宝石晶棒，扫描过程中通过肉眼观测蓝宝石晶棒内部，如果观测到气泡特征，则使用记号笔进行手动标记。由于暗室中光线明暗对比度太大，一般情况下，检测人员工作一小时后，人眼很容易出现视觉疲劳现象，如果继续工作，一方面会对人眼健康产生很大危害，另一方面，也会使检测质量下降，很容易发生气泡漏检的问题；另外，检测出的气泡位置需要检测人员手动标记，以方便后续切割此种检测方法检测效率低，且检测人员长时间工作后，很容易产生视觉疲劳，容易发生气泡漏检的问题，降低检测精度，另外，长时间不间断的对比度很大的光线刺激，很容易对人眼视力产生严重危害，引发视力退化等问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种蓝宝石晶棒中气泡缺陷自动化检测与精确定位装置及方法，该发明能够实现对蓝宝石晶棒中气泡缺陷进行快速、高效率的自动化检测与定位。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种蓝宝石晶棒中气泡缺陷自动化检测与精确定位装置，包括激光器运动部分、图像拍摄部分和用于固定蓝宝石晶棒的晶棒支撑架，其中：晶棒支撑架顶部设置用于放置蓝宝石晶棒的V型槽，激光器运动部分位于蓝宝石晶棒轴向一侧，图像拍摄部分位于晶棒支撑架的侧面；激光器运动部分包括激光器、激光器固定座和激光器支架，激光器固定座通过连接板安装在激光器支架上，激光器固定在激光器固定座上；激光器支架包括水平支架和竖直支架，竖直支架置于水平支架顶部，水平支架包括水平运动支撑座和水平导轨，竖直支架置于水平导轨上，竖直支架包括竖直运动支撑座和竖直导轨，竖直导轨上设置连接板；图像拍摄部分包括相机、相机固定底座和倾斜角度可调的相机固定座，相机固定在相机固定座顶面；相机固定座通过固定螺钉连接在相机固定底座的顶部。

进一步，激光器支架还包括用于驱动竖直支架沿水平方向移动的第一电机、滚珠丝杠、丝杠螺母，以及用于驱动连接板沿竖直方向移动的第二电机、滚珠丝杠、丝杠螺母。

进一步，相机固定座底部设置两个平行分布的角度调节板，相机固定底座置于两个角度调节板之间，角度调节板开设用于调节角度的扇形长孔。

一种蓝宝石晶棒中气泡缺陷自动化检测与精确定位方法，用于蓝宝石晶棒中气泡缺陷的快速自动化检测与定位，具体包括以下步骤：

步骤1. 在黑箱或暗室中将激光器运动部分、晶棒支撑架和图像拍摄部分固定，并将蓝宝石晶棒放置在晶棒支撑架上；