(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211290390.1 (22)申请日 2022.10.21 (71)申请人 天通控股 股份有限公司 地址 314412 浙江省嘉兴 市海宁市 盐官镇 建设路1号 申请人 天通银厦新材 料有限公司 (72)发明人 康森　石天虎　徐伟同　鲁雅荣　 张芹　周凌飞　腾斌　 (51)Int.Cl. G01N 21/88(2006.01) G01N 21/13(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G01N 1/34(2006.01) (54)发明名称 一种蓝宝石晶棒缺陷自动检测系统及检测 方法 (57)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。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115420745 A 2022.12.02 CN 115420745 A 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 （1 1） 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 安装在晶棒自动传送装置两侧， 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； 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 （2 4） 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； 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权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115420745 A 2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2中， 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。 10.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。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115420745 A 3