一种硅片切割设备的主辊和金刚线检测方法及移动检测终端与流程

1.本发明属于硅片生产技术领域，尤其涉及一种硅片切割设备的主辊和金刚线检测方法及移动检测终端。


背景技术：

2.目前，市场上现有硅片切片设备对硅棒的切割原理均为：金刚线依托主辊上线槽支撑分布，形成多线网，然后通过多线金刚线网对硅棒进行加减速正反双向切割。
3.其中，硅片切片设备的主辊之间线槽的错槽情况直接影响硅片切片设备所切割出硅片的质量，比如：当错槽距离超出阀值时直接影响硅片的片厚。因此，需要确保硅片切片设备主辊的安装状态和金刚线的布槽方式准确。
4.现有对主辊的安装状态和金刚线的布槽方式是否准确的检测方法均为人工检测。操作人员首先利用手机或电镜类产品对空槽处拍照，然后放大图片后人工对空槽处数槽，并比对标准工艺确认是否一致；接着利用机械辅助测量工具对空槽处距离测量，并比对标准工艺是否一致；最后根据比对结果判定主辊的安装状态和金刚线的布槽方式是否准确。
5.现有这种检测方法测量耗时长，且人为影响因素过多，从而导致测量结果不准确，进而降低了判定的准确率，造成硅片切割设备的主辊安装状态和金刚线布槽方式不准确发生率升高，硅片切割设备跳线发生率提高，从而增加了切割厚薄片的发生机率，硅片厚度、精度和一致性低。


技术实现要素：

6.为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种硅片切割设备的主辊和金刚线检测方法及移动检测终端。
7.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
8.第一方面，本发明提供了一种硅片切割设备的主辊和金刚线检测方法，包括：
9.s1.获取硅片切割设备中两根主辊前端的线槽图像；
10.s2.从获取的线槽图像中识别得到两根主辊的空槽数；
11.s3.根据两根主辊的空槽数，计算得到错槽数量；
12.s4.根据得到错槽数量和槽间距，计算得到错槽理论距离；
13.s5.移动获取两根主辊的错槽端面图像，然后利用图像定标和处理方法，从错槽端面图像中识别出特征点，再利用像素原理计算出两个特征点的距离，即为错槽实际距离；
14.s6.比较错槽实际距离与错槽理论距离，判断主辊的安装状态和金刚线的布槽方式是否准确。
15.通过上述硅片切割设备的主辊和金刚线检测方法，即可全自动快速、精确数槽，进而提高错槽数量、错槽理论距离和错槽实际距离的计算精度，提高主辊安装状态和金刚线布槽方式判断的准确率，从而降低了主辊的安装状态和金刚线的布槽方式不准确发生，有效降低硅片切割设备跳线发生率，提升切割硅片厚度的精度和一致性。
16.进一步地，步骤s3中，所述错槽数量为b-a；
17.步骤s4中，所述错槽理论距离通过以下公式计算得到，
18.(b-a)
×
m；
19.其中a和b分别为两根主辊的空槽数，m为槽间距。
20.进一步地，步骤s2包括：
21.采用边缘检测、边缘探测、轮廓绘制、多边形、区域分割的方法对线槽图像进行综合处理；
22.通过特征值对标定物进行识别；
23.通过数据运算计算线槽图像中布有金刚线的线槽数和无金刚线的线槽数，即得到两根主辊的空槽数。
24.进一步地，在步骤s5中，采用移动检测终端移动获取两根主辊的错槽端面图像，所述移动检测终端包括具有微距镜头的摄影设备、导向滑台和长板，所述长板通过两端的挡板安装在两根主辊最外侧面的卡柱上，所述导向滑台可滑动地安装在长板上，所述摄影设备安装在导向滑台上，并随滑动的导向滑台移动拍摄两根主辊的错槽端面图像。
25.第二方面，本发明还提供了一种用于上述硅片切割设备的主辊和金刚线检测方法的移动检测终端，所述移动检测终端移动用于获取两根主辊的错槽端面图像，包括具有微距镜头的摄影设备、导向滑台和长板，所述长板的两端具有用于安装在硅片切割设备两根主辊最外侧面卡柱上的挡板，所述导向滑台可滑动地安装在长板上，所述摄影设备安装在导向滑台上，并随滑动的导向滑台移动拍摄两根主辊的错槽端面图像。
26.进一步地，所述长板沿长度方向设有导轨，所述导轨与两根主辊的轴心方向垂直，所述导向滑台可滑动地与导轨装配连接；安装在所述导向滑台上的所述摄影设备的微距镜头朝下，并位于两根主辊的错槽端上方。
27.通过本发明所述移动检测终，即可自动快速移动采集两根主辊的错槽端面图像，有利于后续错槽实际距离的计算，从而达到上述第一方面的技术效果。
附图说明
28.图1是本发明所述硅片切割设备的主辊和金刚线检测方法的流程示意图；
29.图2是本发明所述硅片切割设备的主辊和金刚线检测方法中所述移动检测终端的示意图；
30.图3是本发明所述硅片切割设备的主辊和金刚线检测方法中所述移动检测终端移动获取两根主辊的错槽端面图像的示意图；
31.图4是本发明所述硅片切割设备的主辊和金刚线检测方法中左主辊和右主辊的线槽图像。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
33.如图1所示，本发明所述的一种硅片切割设备的主辊和金刚线检测方法，包括以下
步骤：
34.步骤s1.获取硅片切割设备中两根主辊前端的线槽图像，具体通过拍照采集硅片切割设备中两根主辊前端的线槽图像，当然可以通过步骤s5的移动检测终端拍照硅片切割设备中两根主辊前端的线槽图像。
35.步骤s2.从获取的线槽图像中识别得到两根主辊的空槽数；具体包括：
36.s2-1.采用边缘检测、边缘探测、轮廓绘制、多边形、区域分割的方法对线槽图像进行综合处理；具体可以通过训练好的神经网络(比如：使用169层的densenet训练模型)对线槽图像进行分析，完成线槽图像的边缘检测、边缘探测、轮廓绘制、多边形、区域分割；
37.s2-2.通过特征值对标定物进行识别；其中特征值为工艺要求书规定的槽宽值，标定物为有线线槽；具体通过上述神经网络根据槽宽值识别出线槽图像的有线线槽；
38.s2-3.通过数据运算计算线槽图像中布有金刚线的线槽数和无金刚线的线槽数，即得到两根主辊的空槽数。
39.步骤s3.根据两根主辊的空槽数，计算得到错槽数量；具体为：将两根主辊的空槽数相减，得到错槽数量，即错槽数量为b-a，其中a和b分别为两根主辊的空槽数。
40.步骤s4.根据得到错槽数量和槽间距，计算得到错槽理论距离；具体通过以下公式计算得出错槽理论距离，
41.(b-a)
×
m；
42.式中a和b分别为两根主辊的空槽数，m为槽间距，属于工艺要求书规定值。
43.步骤s5.移动获取两根主辊的错槽端面图像，然后利用图像定标和处理方法，从错槽端面图像中识别出特征点(具体可以为：通过拍照后程序自动对照片进行识别，再利用深度学习算法识别出槽数，通过几何运算得到错槽实际距离；其中通过大量图像数据训练神经网络，通过训练好的神经网络对目标物进行分析，相对传统图像处理方法，具备精准的特征分割、目标识别能力；同时，支持神经网络模型再训练：根据工业场景、检测目标的复杂性，支持模型的继续训练，从而可以形成行业专用处理模型。即使用深度卷积神经网络解决空槽和错槽分类问题；训练模型使用169层的densenet，通过7
×
7卷积层和3
×
3最大池化层精确识别空槽和错槽。)，再利用像素原理计算出两个特征点的距离(具体通过ccd成像测量技术计算出两个特征点的距离)，即为错槽实际距离。
44.通过仪器检测金刚线在左右主辊上的x轴正方向上的绝对差值，除以槽间距得到实际错槽数。
45.在一种可能实现的方案中，该步骤可以采用移动检测终端移动获取两根主辊的错槽端面图像，如图2和图3所示，所述移动检测终端包括具有微距镜头的摄影设备100(比如智能手机)、导向滑台200和长板300，所述长板300的两端具有用于安装在硅片切割设备两根主辊(即左主辊400和右主辊500)最外侧面卡柱上的挡板(图中未表示出来)，所述导向滑台200可滑动地安装在长板300上，此时导向滑台200及其附属的长板300平行于左右主辊形成的平面上，所述摄影设备100安装在导向滑200台上；具体地，所述长板300沿长度方向设有导轨301，所述导轨301与两根主辊的轴心方向垂直，所述导向滑台200可滑动地与导轨301装配连接，且安装在所述导向滑台200上的所述摄影设备100的微距镜头朝下，并位于两根主辊的错槽端上方。所述摄影设备100随滑动的导向滑台200移动拍摄两根主辊的错槽端面图像，在此过程，导向滑台200从硅片切割设备的右主辊往左主辊方向滑动。
46.步骤s6.比较错槽实际距离与错槽理论距离，判断主辊的安装状态和金刚线的布槽方式是否准确。当错槽实际距离等于错槽理论距离(即实际错槽数等于相对错槽数，其中实际错槽数等于错槽实际距离除以槽间距)时，则判定左右主辊的安装状态和金刚线的布槽方式准确、无异常；反之，当错槽实际距离大于或小于错槽理论距离(即实际错槽数大于或小于相对错槽数)时，则判定左右主辊的安装状态和金刚线的布槽方式不准确、有异常。
47.因此，通过本发明所述硅片切割设备的主辊和金刚线检测方法即可全自动快速、精确数槽，进而提高错槽数量、错槽理论距离和错槽实际距离的计算精度，从而提高对主辊安装状态和金刚线布槽方式是否准确的判断准确率，降低了主辊的安装状态和金刚线的布槽方式不准确的发生，有效降低硅片切割设备跳线发生率，提升切割硅片厚度的精度和一致性。
48.下面通过实施例对本发明所述硅片切割设备的主辊和金刚线检测方法做进一步说明。
49.实施例
50.本实施例所述硅片切割设备的主辊和金刚线检测方法，具体包括下面过程：
51.1、通过手机等摄影设备采集硅片切割设备上左主辊和右主辊前端的线槽图像；
52.2、从采集的线槽图像中识别得到左主辊和右主辊的空槽数，如图4所示，左主辊边缘的空槽数为b(b＝3)，右主辊边缘的空槽数为a(a＝1)；
53.3、将左主辊的空槽数b减去右主辊的空槽数a，得到左右主辊的错槽数，即左右主辊的错槽数为3-1＝2；
54.4、假设槽间距为m，m为185～192微米，利用步骤3中计算得到的错槽数2，则错槽理论距离为：(b-a)*m＝2m；
55.5、将手机安装在移动检测终端的导向滑台，并将导向滑台连接的长板的两端挡板分别安装在左主辊和右主辊最外侧面卡柱上，然后滑动导向滑台，在此过程利用手机上的微距镜头拍摄左主辊和右主辊的错槽端面，再利用图像标定和处理方法识别出c、d、e特征点(如图3所示)，最后利用像素原理计算出c和e两特征点的距离，即错槽实际距离ce；
56.例如：假设主辊长度为h，两端面余留非加工面均等为i，槽间距为m，槽宽为j，槽台为k，槽数为l，则有：
57.h＝2i+m*l，m＝j+k
58.理论上，如图3所示；ce＝(b-a)*(j+k)，即图中虚线中括号部分；
59.6、将步骤4计算得到的错槽理论距离与步骤5计算得到的错槽实际距离相比较，判定主辊的安装状态、金刚线的布槽方式是否准确。
60.如上述例子，当ce＝(b-a)*m(即ce/m＝b-a＝工艺要求错槽数)时，则判定主辊安装正确，金刚线布线正确，主辊的安装状态和金刚线的布槽方式均准确；
61.当ce＞(b-a)*m(即ce/m＞b-a)时，则认为主辊安装不正确，安装状态不准确，左主辊安装位置相对右主辊更靠近x轴负方向，同时若b-a＝工艺要求错槽数时，则认为金刚线布线正确，布槽方式准确，反之认为金刚线布线不正确，布槽方式不准确；
62.当ce＜(b-a)*m(即ce/m＜b-a)时，则认为主辊安装不正确，安装状态不准确，左主辊安装位置相对右主辊更靠近x轴正方向，同时若b-a＝工艺要求错槽数时，金刚线布线正确，布槽方式准确，反之认为金刚线布线不正确，布槽方式不准确。
63.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种硅片切割设备的主辊和金刚线检测方法，其特征在于，包括：s1.获取硅片切割设备中两根主辊前端的线槽图像；s2.从获取的线槽图像中识别得到两根主辊的空槽数；s3.根据两根主辊的空槽数，计算得到错槽数量；s4.根据得到错槽数量和槽间距，计算得到错槽理论距离；s5.移动获取两根主辊的错槽端面图像，然后利用图像定标和处理方法，从错槽端面图像中识别出特征点，再利用像素原理计算出两个特征点的距离，即为错槽实际距离；s6.比较错槽实际距离与错槽理论距离，判断主辊的安装状态和金刚线的布槽方式是否准确。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中，所述错槽数量为b-a；步骤s4中，所述错槽理论距离通过以下公式计算得到，(b-a)
×
m；其中a和b分别为两根主辊的空槽数，m为槽间距。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2包括：采用边缘检测、边缘探测、轮廓绘制、多边形、区域分割的方法对线槽图像进行综合处理；通过特征值对标定物进行识别；通过数据运算计算线槽图像中布有金刚线的线槽数和无金刚线的线槽数，即得到两根主辊的空槽数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s5中，采用移动检测终端移动获取两根主辊的错槽端面图像，所述移动检测终端包括具有微距镜头的摄影设备、导向滑台和长板，所述长板通过两端的挡板安装在两根主辊最外侧面的卡柱上，所述导向滑台可滑动地安装在长板上，所述摄影设备安装在导向滑台上，并随滑动的导向滑台移动拍摄两根主辊的错槽端面图像。5.一种用于权利要求1-4中任一所述硅片切割设备的主辊和金刚线检测方法的移动检测终端，其特征在于，所述移动检测终端移动用于获取两根主辊的错槽端面图像，包括具有微距镜头的摄影设备、导向滑台和长板，所述长板的两端具有用于安装在硅片切割设备两根主辊最外侧面卡柱上的挡板，所述导向滑台可滑动地安装在长板上，所述摄影设备安装在导向滑台上，并随滑动的导向滑台移动拍摄两根主辊的错槽端面图像。6.根据权利要求5所述的移动检测终端，其特征在于，所述长板沿长度方向设有导轨，所述导轨与两根主辊的轴心方向垂直，所述导向滑台可滑动地与导轨装配连接；安装在所述导向滑台上的所述摄影设备的微距镜头朝下，并位于两根主辊的错槽端上方。

技术总结
本发明涉及一种硅片切割设备的主辊和金刚线检测方法及移动检测终端，该方法包括：S1.获取两根主辊前端的线槽图像；S2.从线槽图像中识别出两根主辊的空槽数；S3.根据两根主辊的空槽数，计算得到错槽数量；S4.根据错槽数量和槽间距，计算得到错槽理论距离；S5.移动获取两根主辊的错槽端面图像，然后利用图像定标和处理方法，从错槽端面图像中识别出特征点，再利用像素原理计算出两个特征点的距离作为错槽实际距离；S6.比较错槽实际距离与错槽理论距离，判断主辊安装状态和金刚线布槽方式是否准确。本发明数槽快速、精确，进而提高计算精度，提高判断准确率，从而降低主辊安装状态和金刚线布槽方式不准确的发生，跳线发生率降低。低。低。


技术研发人员：周禹 郭翔 薄千顷 付明全
受保护的技术使用者：四川高景太阳能科技有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/10/15