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原文传递一种用于微球全表面缺陷检测的辅助测量装置及测量方法

专利名称：	一种用于微球全表面缺陷检测的辅助测量装置及测量方法
摘要：	本发明涉及光学检测空间物体表面三维形貌技术领域，具体地，涉及一种用于微球全表面缺陷检测的辅助测量装置及测量方法，包括主轴、辅助轴、自转电机、连接板、转台和xyz方向位移台等，主轴通过转台可在竖直平面内自由转动，配合主轴自转电机，按照不同纬度方向的环带依次从顶端方向到赤道方向将微球表面展露在白光干涉显微物镜下，主轴处于水平位置时，主辅轴系正交放置实现微球的空间位置交换，通过使微球规律地旋转获得覆盖微球全表面的形貌数据。本发明通过白光扫描干涉测量，确保采集图像间形成覆盖，达到微球全表面无遗漏测量，解决了现有技术中使用原子力显微镜测量所造成的轨迹间孤立缺陷点容易被忽略、信息量偏低等局限性。
专利类型：	发明专利
申请人：	上海交通大学
发明人：	陈欣;郑润泽;乔潇悦;丁国清
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T19:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T10:00:00+0805
申请号：	CN201911320166.0
公开号：	CN110987962A
代理机构：	上海恒慧知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	徐红银
分类号：	G01N21/95;G01N21/01;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/95;G01N21/01
申请人地址：	200240 上海市闵行区东川路800号
主权项：	1.一种用于微球全表面缺陷检测的辅助测量装置，其特征在于：包括：底座；位于所述底座上的微球主吸附机构和微球辅助吸附机构；其中：所述微球主吸附机构具有用于吸附微球的主轴吸嘴，所述主轴吸嘴连接驱动机构，通过所述驱动机构实现所述主轴吸嘴绕所述微球的球心的转动和/或实现所述主轴吸嘴自转；所述微球辅助吸附机构具有用于吸附微球的辅助轴吸嘴，所述辅助轴吸嘴通过连接另一驱动机构能在三维方向移动，实现以下至少一种运动： -所述辅助轴吸嘴与所述主轴吸嘴之间的微球交换运动； -所述辅助轴吸嘴的自转运动； -所述微球在所述辅助轴吸嘴吸附状态下的翻转运动，所述翻转是指经所述辅助轴吸嘴的传递，所述主轴吸嘴可分次吸附所述微球相对两侧的表面。 2.根据权利要求1所述的一种用于微球全表面缺陷检测的辅助测量装置，其特征在于：所述微球主吸附机构还包括转台，所述转台铰接在所述底座上，所述第一驱动机构连接所述主轴吸嘴并固定在所述转台上，所述转台通过所述第一驱动机构带动所述主轴吸嘴绕所述微球的球心转动，所述第一驱动机构驱动所述主轴吸嘴自转。 3.根据权利要求2所述的一种用于微球全表面缺陷检测的辅助测量装置，其特征在于：所述微球主吸附机构还包括主轴连接板和转台连接板，其中，所述转台通过所述转台连接板铰接在所述底座上，所述第一驱动机构通过所述主轴连接板固定在所述转台上。 4.根据权利要求3所述的一种用于微球全表面缺陷检测的辅助测量装置，其特征在于：所述第一驱动机构穿过所述主轴连接板上的中心圆孔连接所述主轴吸嘴并通过所述主轴连接板固定在所述转台上。 5.根据权利要求1所述的一种用于微球全表面缺陷检测的辅助测量装置，其特征在于：所述微球辅助吸附机构还包括三维移动机构，所述第二驱动机构连接所述辅助轴吸嘴并连接固定在所述三维移动机构上，所述三维移动机构带动所述辅助轴吸嘴三维方向移动实现其与所述主轴吸嘴之间的微球交换，所述第二驱动机构驱动所述辅助轴吸嘴自转。 6.根据权利要求5所述的一种用于微球全表面缺陷检测的辅助测量装置，其特征在于：所述微球辅助吸附机构还包括辅助轴连接板，所述第二驱动机构穿过所述辅助轴连接板的中心圆孔连接所述辅助轴吸嘴并通过所述辅助轴连接板连接固定在所述三维移动机构上。 7.根据权利要求5所述的一种用于微球全表面缺陷检测的辅助测量装置，其特征在于：所述三维移动机构包括z方向位移台、z轴连接板、y方向位移台、x方向位移台，其中，所述x方向位移台固定在所述底座上，所述y方向位移台固定在所述x方向位移台上，所述z轴连接板固定在所述y方向位移台上，所述z方向位移台固定在所述z轴连接板上，所述z方向位移台通过所述辅助轴连接板与所述辅助轴自转电机相连接固定。 8.根据权利要求1-7任一项所述的一种用于微球全表面缺陷检测的辅助测量装置，其特征在于：所述主轴吸嘴的主轴在所述第一驱动机构的驱动下能在竖直平面内自由转动，且所述主轴吸嘴的主轴转至水平位置时与所述辅助轴吸嘴的辅助轴成正交关系。 9.一种微球表面缺陷检测辅助测量方法，其特征在于：采用权利要求1-8任一项所述的用于微球全表面缺陷检测的辅助测量装置，所述测量方法用于对微球的全表面进行测量，包括： S1、使主轴吸嘴吸附待检测的所述微球的一侧面，驱动所述主轴吸嘴的主轴转动至竖直位置，即所述主轴吸嘴的主轴与底座相垂直； S2、调整白光干涉测头轴心对准所述微球的球心并拍摄图像，获得单次形貌图像； S3、驱动所述主轴吸嘴沿顺时针转动一定角度，重复S2获取所述微球相较于所述白光干涉测头的轴心转动一定角度后的形貌图像；驱动所述主轴吸嘴自转一定角度，重复S2获取当前所述微球与所述白光干涉测头的相对纬度一定的前提下随着所述主轴吸嘴自转一定角度后的形貌图像；继续使所述主轴吸嘴自转一定角度直至所述微球旋转一周为止，获取所述微球当前纬度一圈的形貌图像； S4、重复S3，直至主轴转至水平位置，完成所述微球的半球检测； S5、使辅助轴吸嘴对准所述主轴吸嘴上的所述微球，交换所述微球至所述辅助轴吸嘴，所述辅助轴吸嘴在第二驱动机构的驱动下自转180度，使所述微球翻转，再交换回所述主轴吸嘴，从而使主轴吸嘴吸附所述微球的另一侧面； S6，将所述转台的转动方向改为逆时针，重复S3直至所述主轴吸嘴的主轴转至竖直位置，完成覆盖所述微球的全表面的形貌图像。 10.根据权利要求9所述的一种微球表面缺陷检测辅助测量方法，其特征在于：将获得的所有单次形貌图像进行拼接处理，根据所述拼接处理的结果获得整个所述微球的表面缺陷评价。
所属类别：	发明专利