CN112573206A - 工件传输定位系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种工件传输定位系统及方法，该工件传输定位系统包括：标定环、第一图像采集装置和控制器，标定环用于标定机械手片叉与预对准机构及工件台沿X/Y向的交接工位，第一图像采集装置用于在机械手片叉携带工件在预对准机构上方、片槽中及工件台上方沿Z向运动的过程中采集工件的图像；控制器用于控制机械手片叉运动、分析第一图像采集装置采集到的图像、确定机械手片叉与预对准机构、片槽及工件台沿Z向的交接工位，并存储标定得到的机械手片叉与预对准机构沿X/Y/Z向的交接工位、机械手片叉与工件台沿X/Y/Z向的交接工位、及机械手片叉与片槽沿Z向的交接工位。上述工件传输定位系统及方法能够提高机械手片叉工位标定的准确性。

Description

工件传输定位系统及方法
技术领域
本发明涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种工件传输定位系统及方法。
背景技术
一般地，光刻设备普遍采用机械手在片库、预处理机构和工件台之间传输硅片。为保证硅片传输精度，需要预先标定机械手的交接工位，具体交接工位包括机械手片叉与预处理机构交接工位、机械手片叉与工件台交接工位，及机械手片叉与片库各个片槽的交接工位，各个交接工位的标定主要涉及空间直角坐标系中沿Rx/Ry/X/Y/Z五个自由度方向上的工位标定。标记机械手的交接工位时，先标定机械手片叉与预对准机构、机械手片叉与片槽，及机械手片叉与工件台相对水平Rx/Ry自由度方向上的工位，再进行机械手片叉与预对准机构、机械手片叉与片槽，及机械手片叉与工件台在X/Y/Z方向上的工位标定。
传统技术中通过人工标定机械手片叉与预对准机构、机械手片叉与片槽，及机械手片叉与工件台沿X/Y向的工位；机械手片叉与预对准机构、机械手片叉与片槽，及机械手片叉与工件台的Z向工位标定主要采用真空检测判断的方式。人工标定方式存在人为误差大和工位标定不准确的问题；并且，采用真空检测Z向工位标定方式进行机械手片叉与预对准机构、机械手片叉与片槽、及机械手片叉与工件台的Z向工位标定时，由于机械手片叉的刚度小，而且片叉处于机械手臂的末端，在片叉距离交接位还有一段距离时，片叉就会被真空拉向交接位，使得机械手片叉与预对准机构、机械手片叉与片槽，及机械手片叉与工件台的Z向工位标定也不准确。
发明内容
本发明的目的在于提出一种工件传输定位系统及方法，能够提高机械手片叉与预对准机构、机械手片叉与片槽，及机械手片叉与工件台在X/Y/Z向工位标定的准确性，确保硅片传输精度。
为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：
一种工件传输定位系统，包括：
标定环，用于标定机械手片叉与预对准机构沿X/Y向的交接工位，和/或所述机械手片叉与工件台沿X/Y向的交接工位；
第一图像采集装置，安装在所述机械手片叉上，用于在所述机械手片叉携带工件在所述预对准机构上方、片槽中及所述工件台上方的至少一个中沿Z向运动的过程中采集所述工件的图像；以及
控制器，分别与所述机械手片叉和所述第一图像采集装置连接，具体包括：
控制单元，用于控制所述机械手片叉运动；
图像分析单元，用于分析第一图像采集装置采集到的图像，确定所述机械手片叉与所述预对准机构沿Z向的交接工位、所述机械手片叉与所述片槽沿Z向的交接工位，及所述机械手片叉与所述工件台沿Z向的交接工位中的至少一个；
存储单元，用于存储标定得到的所述机械手片叉与所述预对准机构沿X/Y/Z向的交接工位、所述机械手片叉与所述工件台沿X/Y/Z向的交接工位，及所述机械手片叉与所述片槽沿Z向的交接工位中的至少一个标定得到的交接工位。
在其中一个实施例中，所述标定环包括相互连接的定位轴和卡环，所述定位轴和所述卡环同心设置，所述定位轴的外径与所述机械手片叉的内圈直径相同，所述卡环的内径与所述预对准机构的旋转盘的外径及所述工件台的支撑盘的外径相同。
在其中一个实施例中，所述工件传输定位系统还包括：片槽标定工装，所述片槽标定工装用于标定所述机械手片叉与所述片槽沿X/Y向的交接工位。
在其中一个实施例中，所述片槽工位标定工装包括第二图像采集装置，所述第二图像采集装置设置在所述片槽上，且所述第二图像采集装置与所述图像分析单元连接；所述第二图像采集装置用于采集位于片槽中的所述工件的边缘图像，并将采集到的所述工件的边缘图像发送至所述图像分析单元，所述图像分析单元根据接收到所述工件的边缘图像进行拟合运算及偏差校准处理，确定所述机械手片叉与所述片槽沿X/Y向的交接工位。
在其中一个实施例中，所述片槽工位标定工装还包括线光源，所述线光源设置在所述片槽上，且所述线光源位于所述第二图像采集装置两侧。
在其中一个实施例中，所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置均为CCD相机。
在其中一个实施例中，所述片槽工位标定工装包括工装本体和第一定位环，所述工装本体的一端设置有端部具有定位圆弧的定位部，所述第一定位环设置在所述定位部上，所述第一定位环的外径与所述机械手片叉的内圈直径相同。
在其中一个实施例中，所述片槽工位标定工装还包括第二定位环，所述第二定位环设置在所述工装本体上与所述定位部相对的另一端，所述第二定位环的外径与所述机械手片叉的内圈直径相同。
在其中一个实施例中，沿所述工装本体的长度方向，所述第一定位环的圆心和所述定位圆弧的圆心之间的距离为2mm。
另一方面，本发明还提供一种工件传输定位方法，包括以下步骤：
S1，采用标定环标定机械手片叉与预对准机构沿X/Y向的交接工位；
S2，通过第一图像采集装置在机械手片叉携带工件在预对准机构上方沿Z向运动的过程中采集工件的图像，并分析第一图像采集装置采集到的图像，确定机械手片叉与预对准机构沿Z向的交接工位；
S4，通过第一图像采集装置在机械手片叉携带工件在片槽中沿Z向运动的过程中采集工件的图像，并分析第一图像采集装置采集到的图像，确定机械手片叉与片槽沿Z向的交接工位；
S5，采用标定环标定机械手片叉与工件台沿X/Y向的交接工位；
S6，通过第一图像采集装置在机械手片叉携带工件在工件台上方沿Z向运动的过程中采集工件的图像，并分析第一图像采集装置采集到的图像，确定机械手片叉与工件台沿Z向的交接工位。
在其中一个实施例中，步骤S1包括以下步骤：
S11，将标定环通过卡环套在预对准机构的旋转盘上；
S12，移动机械手片叉，使机械手片叉的内圈与标定环的定位轴贴紧；
S13，存储机械手片叉的X/Y向坐标，确定机械手片叉与预对准机构沿X/Y向的交接工位。
在其中一个实施例中，步骤S2包括以下步骤：
S21，机械手片叉关真空，机械手片叉携带工件在预对准机构上方沿Z向以预设步距由上向下运动；
S22，机械手片叉携带工件每运动一步，第一图像采集装置采集一张工件的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元；
S23，图像分析单元分析第一图像采集装置采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的历史视场位置是否相同；
S24，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉向上运动一个步距，并通过第一图像采集装置采集工件的图像发送至图像分析单元；
S25，图像分析单元分析第一图像采集装置采集的图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则存储当前位置机械手片叉的坐标，确定机械手片叉与预对准机构沿Z向的交接工位。
在其中一个实施例中，预设步距包括预设第一步距和预设第二步距，预设第一步距大于预设第二步距；其中，
步骤S21包括：机械手片叉关真空，机械手片叉携带工件在预对准机构上方沿Z向以预设第一步距由上向下运动；
步骤S24和步骤S25之间还包括以下步骤：
S241，图像分析单元分析第一图像采集装置采集的图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则确认当前位置机械手片叉的坐标为粗标定位；
S242，机械手片叉携带工件沿Z向由粗标定位以预设第二步距向下运动，机械手片叉携带工件每运动一步，第一图像采集装置采集一张工件的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元；
S243，图像分析单元分析第一图像采集装置采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的历史视场位置是否相同；
S244，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉以预设第二步距向上运动一个步距，通过第一图像采集装置采集工件的图像发送至图像分析单元并执行步骤S25。
在其中一个实施例中，步骤S4之前还包括：
S3，采用片槽标定工装标定机械手片叉与片槽沿X/Y向的交接工位。
在其中一个实施例中，步骤S3包括以下步骤：
S31，将工件放置到片槽中并使工件位于目标位置，通过第二图像采集装置采集工件的边缘图像并发送至图像分析单元，图像分析单元提取工件的边缘特征，并拟合计算得到工件的第一圆心坐标，确定目标圆心位置；
S32，将工件放置到预对准机构上，通过预对准机构使机械手片叉与工件同心对准；
S33，将携带工件的机械手片叉推入片槽中，通过第二图像采集装置采集工件的边缘图像并发送至图像分析单元，图像分析单元提取工件的边缘特征，并拟合计算得到工件的第二圆心坐标；
S34，计算第二圆心坐标与第一圆心坐标沿X/Y向的坐标差值x/y，调节机械手运动沿X/Y向运动x/y位置，存储机械手片叉的X/Y向坐标，确定机械手片叉与片槽沿X/Y向的交接工位。
在其中一个实施例中，步骤S3包括以下步骤：
S35，将工装本体插入片槽中，使定位圆弧与片槽的内壁抵接；
S37，移动机械手片叉，使机械手片叉的内圈与第一定位环贴紧，存储机械手片叉沿X/Y向的第一坐标，确定机械手片叉与片槽沿X/Y向的交接工位。
在其中一个实施例中，步骤S37之前还包括：
S36，移动机械手片叉，使机械手片叉的内圈与第二定位环贴紧，存储机械手片叉沿X/Y向的第二坐标。
在其中一个实施例中，步骤S4包括以下步骤：
S41，机械手片叉关真空，机械手片叉携带工件在片槽中沿Z向以预设步距由上向下运动；
S42，机械手片叉携带工件每运动一步，第一图像采集装置采集一张工件的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元；
S43，图像分析单元分析第一图像采集装置采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的历史视场位置是否相同；
S44，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉向上运动一个步距，并通过第一图像采集装置采集工件的图像发送至图像分析单元；
S45，图像分析单元分析第一图像采集装置采集的图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则存储当前位置机械手片叉的坐标，确定机械手片叉与片槽沿Z向的交接工位。
在其中一个实施例中，所述预设步距包括预设第一步距和预设第二步距，所述预设第一步距大于所述预设第二步距；其中，
步骤S41包括：机械手片叉关真空，机械手片叉携带工件在片槽中沿Z向以预设第一步距由上向下运动；
步骤S44和步骤S45之间还包括以下步骤：
S441，图像分析单元分析第一图像采集装置采集的图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则确认当前位置机械手片叉的坐标为粗标定位；
S442，机械手片叉携带工件沿Z向由粗标定位以预设第二步距向下运动，机械手片叉携带工件每运动一步，第一图像采集装置采集一张工件的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元；
S443，图像分析单元分析第一图像采集装置采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的历史视场位置是否相同；
S444，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉以预设第二步距向上运动一个步距，通过第一图像采集装置采集工件的图像发送至图像分析单元并执行步骤S45。
在其中一个实施例中，步骤S5包括以下步骤：
S51，将标定环通过卡环套在工件台的支撑盘上；
S52，移动机械手片叉，使机械手片叉的内圈与标定环的定位轴贴紧；
S53，存储机械手片叉的X/Y坐标，确定机械手片叉与工件台沿X/Y向的交接工位。
在其中一个实施例中，步骤S6包括以下步骤：
S61，机械手片叉关真空，机械手片叉携带工件在工件台上方沿Z向以预设步距由上向下运动；
S62，机械手片叉携带工件每运动一步，第一图像采集装置采集一张工件的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元；
S63，图像分析单元分析第一图像采集装置采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的历史视场位置是否相同；
S64，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉向上运动一个步距，并通过第一图像采集装置采集工件的图像发送至图像分析单元；
S65，图像分析单元分析第一图像采集装置采集的图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则存储当前位置机械手片叉的坐标，确定机械手片叉与工件台沿Z向的交接工位。
在其中一个实施例中，所述预设步距包括预设第一步距和预设第二步距，所述预设第一步距大于所述预设第二步距；其中，
步骤S61包括：机械手片叉关真空，机械手片叉携带工件在工件台上方沿Z向以预设第一步距由上向下运动；
步骤S64和步骤S65之间还包括以下步骤：
S641，图像分析单元分析第一图像采集装置采集的图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则确认当前位置机械手片叉的坐标为粗标定位；
S642，机械手片叉携带工件沿Z向由粗标定位以预设第二步距向下运动，机械手片叉携带工件每运动一步，第一图像采集装置采集一张工件的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元；
S643，图像分析单元分析第一图像采集装置采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的历史视场位置是否相同；
S644，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉以预设第二步距向上运动一个步距，通过第一图像采集装置采集工件的图像发送至图像分析单元并执行步骤S65。
在其中一个实施例中，步骤S1之前还包括以下步骤：
标定机械手片叉与预对准机构、片槽和工件台相对水平Rx/Ry自由度方向上的交接工位。
本发明具有以下有益效果：
上述的工件传输定位系统及方法采用标定环标定机械手片叉与预对准机构沿X/Y向的交接工位，和/或机械手片叉与工件台沿X/Y向的交接工位，并通过第一图像采集装置和控制器确定机械手片叉与预对准机构、机械手片叉与片槽及机械手片叉与工件台中的至少一个沿Z向的交接工位，能够有效解决人为误差及片叉刚度等因素对机械手交接工位标定的影响，标定准确性高。因此，与传统机械手片叉工位标定方式相比，上述的工件传输定位系统及方法具有能够提高机械手片叉与预对准机构在X/Y/Z向工位标定、机械手片叉与工件台在X/Y/Z向工位标定，及机械手片叉与片槽在Z向的工位标定的准确性，确保硅片传输精度的有益效果。
附图说明
图1是一个实施例中标定环的结构示意图；
图2是一个实施例中标定环分别与机械手片叉和预对准机构的旋转盘组装的结构示意图；
图3是图2的结构俯视图；
图4是一个实施例中机械手片叉携带工件在预对准机构上方时机械手片叉、工件及预对准机构之间的位置关系示意图；
图5是一个实施例中机械手片叉携带工件运动到机械手片叉与预对准机构沿Z向的交接工位时机械手片叉、工件及预对准机构之间的位置关系示意图；
图6是一个实施例中机械手片叉携带工件运动到机械手片叉与预对准机构沿Z向的交接工位的下一个步距位置时机械手片叉、工件及预对准机构之间的位置关系示意图；
图7是一个实施例中标定机械手片叉与片槽沿Z向的交接工位时机械手片叉携带工件在片槽中处于初始状态时机械手片叉、工件及片槽之间的位置关系示意图；
图8是图7的侧视图；
图9是一个实施例中机械手片叉携带工件运动到机械手片叉与片槽沿Z向的交接工位时机械手片叉、工件及片槽之间的位置关系示意图；
图10是一个实施例中机械手片叉携带工件运动到机械手片叉与片槽沿Z向的交接工位的下一个步距位置时机械手片叉、工件及片槽之间的位置关系示意图；
图11是一个实施例中确定目标圆心位置时片库的结构示意图；
图12是一个实施例中目标圆心位置的标定示意图；
图13是一个实施例中确定机械手片叉与片槽沿X/Y向的交接工位时片库的结构示意图；
图14是一个实施例中机械手片叉与片槽沿X/Y向的交接工位标定示意图；
图15是另一个实施例中片槽标定工装的结构示意图；
图16是一个实施例中定位部的结构示意图；
图17是一个实施例中采用图15所示的片槽标定工装标定机械手片叉与片槽沿X/Y向的交接工位时片槽标定工装、机械手片叉及片槽的组装结构示意图；
图18是一个实施例中工件传输定位方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本具体实施例提供一种工件传输定位系统，用于标定机械手片叉与预对准机构、机械手片叉与片槽、及机械手片叉与工件台沿X/Y/Z向的交接工位。具体地，该工件传输定位系统可以但不局限为可应用于光刻设备，工件可以但不局限为硅片。其中，片库用于存储待处理的硅片，并存储完成处理的硅片。预对准机构用于对硅片进行定向、定心预对准。工件台用于对完成预处理的硅片进行检测处理。硅片传输系统通过机械手将待处理的硅片由片库取出传送至预对准机构进行预对准操作，完成预对准的待检测硅片继续传送至工件台进行检测，完成检测的硅片再送回片库存储。
请同时参阅图1至图15，一实施例的工件传输定位系统包括标定环10、第一图像采集装置20和控制器。标定环10用于标定机械手片叉30与预对准机构沿X/Y向的交接工位，和/或机械手片叉30与工件台沿X/Y向的交接工位。第一图像采集装置20安装在机械手片叉30上，用于在机械手片叉30携带硅片50在预对准机构上方、片槽40中及工件台上方的至少一个中沿Z向运动的过程中采集硅片50的图像；控制器分别与机械手片叉30和第一图像采集装置20连接，其包括控制单元、图像分析单元和存储单元。其中，控制单元用于控制机械手片叉30运动。图像分析单元用于分析第一图像采集装置20采集到的图像，确定机械手片叉30与预对准机构沿Z向的交接工位、机械手片叉30与片槽40沿Z向的交接工位，及机械手片叉30与工件台沿Z向的交接工位中的至少一个。存储单元用于存储标定得到的机械手片叉30与预对准机构沿X/Y/Z向的交接工位、机械手片叉30与工件台沿X/Y/Z向的交接工位，及机械手片叉30与片槽40沿Z向的交接工位中的至少一个标定得到的交接工位。
如图1所示，标定环10包括相互连接的定位轴11和卡环12，定位轴11和卡环12同心设置，定位轴11的外径与机械手片叉30的内圈直径相同，卡环12的内径与预对准机构的旋转盘60的外径及工件台的支撑盘的外径相同。
如图2、图3所示，采用上述的标定环10标定机械手片叉30与预对准机构沿X/Y向的交接工位时，先将标定环10通过卡环12套到预对准机构的旋转盘60上，使预对准机构的旋转盘60与卡环12同轴；然后机械手关伺服，手动将机械手片叉30内圈卡到定位轴11上，使机械手片叉30内圈与定位轴11贴紧，保证机械手片叉30内圈与定位轴11同轴；由于定位轴11和卡环12同心设置，因此机械手片叉30与预对准机构的旋转盘60同轴，机械手片叉30所在位置的X/Y坐标即为机械手片叉30与预对准机构沿X/Y向的交接工位，存储该位置的X/Y坐标即完成机械手片叉30与预对准机构沿X/Y向的交接工位标定。采用上述的标定环10标定机械手片叉30与工件台沿X/Y向的交接工位时，将卡环与工件台的支撑盘套接，再使机械手片叉30与定位轴11贴紧即可，具体标定原理与上述机械手片叉30与预对准机构沿X/Y向的交接工位的标定原理相同，在此不再赘述。
上述的工件传输定位系统标定机械手片叉30与预对准机构沿Z向的交接工位时，先将第一图像采集装置20安装在机械手片叉30末端，并尽可能使机械手片叉30上的硅片50位于第一图像采集装置20的视场中心位置，之后机械手片叉30关真空，机械手片叉30携带硅片50在预对准机构上方沿Z向以预设步距由上向下运动；第一图像采集装置20在机械手片叉30携带硅片50每运动一步后采集一张硅片50的图像并发送至图像分析单元，再通过图像分析单元分析第一图像采集装置20采集到的图像，确定机械手片叉30与预对准机构沿Z向的交接工位。
具体地，图像分析单元分析第一图像采集装置20采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的历史视场位置是否相同；如果当前视场位置与历史视场位置相同，则说明硅片在第一图像采集装置20视场中的位置没有发生变化，机械手片叉30还没有运动到交接位置(如图4所示)，控制单元控制机械手片叉30携带硅片50继续向下运动，第一图像采集装置20继续拍摄硅片50的图像；如果当前视场位置与历史视场位置不同，则表示硅片50已经由机械手片叉30交接到预对准机构的旋转盘60上(如图6所示)，机械手片叉30已经运动到交接工位下方。此时，控制单元控制机械手片叉30向上运动一个步距，并通过第一图像采集装置20采集硅片50的图像发送至图像分析单元；图像分析单元分析第一图像采集装置20采集图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则此工位即为确定机械手片叉30与预对准机构沿Z向的交接工位(如图5所示)，存储当前位置机械手片叉30的坐标，确定机械手片叉30与预对准机构沿Z向的交接工位。
进一步地，为提高标定精度，预设步距包括多级步距，如，在一个实施例中，预设步距包括预设第一步距和预设第二步距，预设第一步距大于预设第二步距，机械手片叉30携带硅片50在预对准机构上方沿Z向先以预设第一步距向下运动，机械手片叉30每运动一步第一图像采集装置20拍摄一硅片50的图像，图像分析单元分析硅片50在第一图像采集装置20视场中的位置，如果硅片50在第一图像采集装置20视场中的位置不变，则机械手片叉30继续向下运动，并拍摄图片；如果硅片50在机械手片叉30视场中的位置发生变化，且机械手片叉30向上运动1个步距后硅片50在第一图像采集装置20视场中的位置能够恢复，则记录当前工位为粗交接位；机械手片叉30在此位置以第二预设步距向下运动，机械手片叉30每运动一步第一图像采集装置20拍摄一张图片，图像分析单元分析硅片50在CCD1视场中的位置，如果硅片在CCD1视场中的位置发生变化，而且向上运动1个步距，硅片在CCD1视场中的位置能够恢复，则当前工位为械手片叉30与预对准机构沿Z向的交接工位。
更进一步地，上述的工件传输定位系统标定机械手片叉30与工件台沿Z向的交接工位的过程和原理与上述工件传输定位系统标定机械手片叉30与预对准机构沿Z向的交接工位的过程和原理相同，在此不再赘述。
由于片库内各片槽40之间沿Z向的槽距固定，因此，为提高标定效率，仅标定机械手片叉30与片库中的一个片槽40沿Z向的交接工位即可，机械手片叉30与片库中的其它片槽40沿Z向的交接工位可通过固定槽距计算得到。为方便说明，本实施例中，以标定机械手片叉30与位于片库中间的片槽40沿Z向的交接工位介绍上述的工件传输定位系统标定机械手片叉30与片槽40沿Z向的交接工位的过程，具体地，预设步距包括预设第一步距和预设第二步距。首先，机械手片叉30关真空，机械手片叉30携带硅片50由机械手与片库中间槽交接高位以预设第一步距向下运动(机械手片叉30在片槽40中的初始位置如图7、图8所示)，机械手片叉30每运动一步第一图像采集装置20拍摄一张图片，图像分析单元分析硅片50在第一图像采集装置20视场中的位置，如果硅片50在第一图像采集装置20视场中的位置不变，机械手片叉30继续向下运动，并拍摄图片，如果硅片50在第一图像采集装置20视场中的位置发生变化，且机械手片叉30向上运动1个步距后硅片50在第一图像采集装置20视场中的位置能够恢复，则当前工位即为粗交接位；机械手片叉3在此位置以预设第二步距向下运动，每运动一步第一图像采集装置20拍摄一张图片，图像分析单元计算硅片50在第一图像采集装置20视场中的位置，如果硅片在第一图像采集装置20视场中的位置不变，则机械手片叉30继续向下运动，并拍摄图片，如果硅片40在第一图像采集装置20视场中的位置发生变化(如图10所示)，则向上运动1个步距，此时，如果硅片在第一图像采集装置20视场中的位置能够恢复(如图9所示)，则当前工位即为机械手片叉30与片槽40沿Z向的交接工位。进一步地，机械手片叉30与其余片槽40沿Z向的交接工位通过固定槽距计算得到。
在一个实施例中，上述的工件传输定位系统还包括片槽标定工装，片槽标定工装用于标定机械手片叉30与片槽40沿X/Y向的交接工位。采用片槽标定工装标定机械手片叉与片槽沿X/Y向的交接工位能够避免人为误差，提高机械手片叉30与片槽40沿X/Y向的交接工位标定的准确性。
如图11至图14所示，在一个实施例中，片槽工位标定工装包括第二图像采集装置71，第二图像采集装置71设置在片槽40上，且第二图像采集装置71与图像分析单元连接；第二图像采集装置用于采集位于片槽40中的硅片50的边缘图像，并将采集到的硅片50的边缘图像发送至图像分析单元，图像分析单元根据接收到硅片50的边缘图像进行拟合运算及偏差校准处理，确定机械手片叉30与片槽沿X/Y向的交接工位。具体地，上述的第一图像采集装置20和第二图像采集装置71均可以但不局限为CCD相机。进一步地，为确保第二图像采集装置71的成像质量，在一个实施例中，片槽工位标定工装还包括线光源72，线光源72设置在片槽40上，且线光源72位于第二图像采集装置71两侧。
机械手片叉30与片库中各个片槽40沿X/Y向的交接工位均相同，因此，以机械手片叉30与片库中位于中间位置的片槽40沿X/Y向的交接工位的标定过程为例，上述的工件传输定位系统标定机械手片叉30与片槽40沿X/Y向的交接工位的过程如下：请结合图11、图12，首先，在位于片库中间的片槽40中放置一张硅片50，并使硅片50在片槽40内部结构约束下处于理想位置；之后布置线光源72，安装第二图像采集装置71，使硅片50的边缘能够进入第二图像采集装置71的视场，并尽可能使硅片50的边缘处于第二图像采集装置71的视场中心；安装好第二图像采集装置71后，第二图像采集装置71拍下硅片50的边缘图像，并将图像发送至图像分析单元，图像分析单元通过灰度值进行拟合计算得到硅片的第一圆心坐标O，确定目标圆心位置。之后，确定目标圆心位置后通过预对准机构对硅片50和机械手片叉30进行同心对准操作，先将硅片50放置到预对准机构的旋转盘60上，通过预对准机构的光学采集系统、旋转运动系统及位置偏差补偿运动系统将硅片50中心与预对准机构的旋转盘60中心同心对准，再按照前述通过标定环10标定的机械手片叉30与工件台沿X/Y向的交接工位把硅片50交接到机械手片叉30上，使硅片50中心与机械手片叉30中心同心。最后，将机械手片叉30关伺服，手动将机械手片叉30推入片槽40内，通过第二图像采集装置71拍摄硅片50的边缘图片，图像分析单元进行拟合计算得到硅片50的第二圆心坐标O1，并计算第二圆心坐标O1相对于第一圆心坐标O沿X/Y向的偏差x/y；伺服机械手片叉30运动x/y位置，使硅片50的圆心与目标圆心位置重合，此时，机械手片叉30所在位置的坐标即为机械手片叉30与片槽沿X/Y向的交接工位，存储机械手片叉30的X/Y向坐标。
如图15所示，在另一个实施例中，片槽工位标定工装包括工装本体73和第一定位环74，工装本体73的一端设置有端部具有定位圆弧731的定位部732，第一定位环74设置在定位部732上，第一定位环74的外径与机械手片叉30的内圈直径相同。进一步地，在一个实施例中，片槽工位标定工装还包括第二定位环75，第二定位环75设置在工装本体73与定位部732相对的另一端，第二定位环75的外径与机械手片叉30的内圈直径相同。
采用上述的片槽工位标定工装标定机械手片叉30与片槽40沿X/Y向的交接工位的过程如下：先将工装本体73的定位部732插入片槽40中，使定位圆弧731与片槽40的内壁抵接；之后将机械手片叉30的内圈与第二定位环75贴紧，存储机械手片叉30沿X/Y向的第二坐标，再将机械手片叉30的内圈与第一定位环74贴紧(如图17所示)，存储机械手片叉30沿X/Y向的第一坐标，完成机械手片叉30与片槽沿X/Y向的交接工位标定。具体地，上述的第一坐标为机械手片叉30与片槽沿X/Y向的交接工位，第二坐标用于与第一坐标结合确认机械手片叉30的插入方向，以进一步提高机械手片叉30与片槽沿X/Y向的交接工位标定的准确性。
在一个实施例中，沿工装本体的长度方向，第一定位环74的圆心和定位圆弧731的圆心之间的距离d为2mm(如图16所示)，定位圆弧731与第一定位环74偏心设置，可以使定位部732能够填补片槽40中预留的干涉余量，从而可以确保定位圆弧731能够与片槽40的内壁紧密抵接，确保工装本体73在片槽40内安装到位，保证交接工位标定的准确性。
请参阅图18，本发明还提供一种硅片传输定位方法，包括以下步骤：
S1，采用标定环10标定机械手片叉30与预对准机构沿X/Y向的交接工位。具体地，步骤S1包括以下步骤：S11，将标定环10通过卡环12套在预对准机构的旋转盘上；S12，移动机械手片叉30，使机械手片叉30的内圈与标定环10的定位轴11贴紧；S13，存储机械手片叉30的X/Y向坐标，确定机械手片叉30与预对准机构沿X/Y向的交接工位。
S2，通过第一图像采集装置20在机械手片叉30携带硅片50在预对准机构上方沿Z向运动的过程中采集硅片50的图像，并分析第一图像采集装置20采集到的图像，确定机械手片叉30与预对准机构沿Z向的交接工位。具体地，步骤S2包括以下步骤：
S21，机械手片叉30关真空，机械手片叉30携带硅片50在预对准机构上方沿Z向以预设步距由上向下运动。
S22，机械手片叉30携带硅片50每运动一步，第一图像采集装置20采集一张硅片50的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元。
S23，图像分析单元分析第一图像采集装置20采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的历史视场位置是否相同。
S24，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉30向上运动一个步距，并通过第一图像采集装置20采集硅片50的图像发送至图像分析单元。
S25，图像分析单元分析第一图像采集装置20采集图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则存储当前位置机械手片叉30的坐标，确定机械手片叉30与预对准机构沿Z向的交接工位。
进一步地，在一个实施例中，预设步距包括预设第一步距和预设第二步距，预设第一步距大于预设第二步距。上述的步骤S21包括：机械手片叉30关真空，机械手片叉30携带硅片50在预对准机构上方沿Z向以预设第一步距由上向下运动。步骤S24和步骤S25之间还包括以下步骤：
S241，图像分析单元分析第一图像采集装置20采集图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则确认当前位置机械手片叉30的坐标为粗标定位；
S242，机械手片叉30携带硅片50沿Z向由粗标定位以预设第二步距向下运动，机械手片叉30携带硅片50每运动一步，第一图像采集装置20采集一张硅片50的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元。
S243，图像分析单元分析第一图像采集装置20采集到的图像，判断当前图像中硅片50在第一图像采集装置20的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片50在第一图像采集装置20的视场中的历史视场位置是否相同。
S244，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉30以预设第二步距向上运动一个步距，通过第一图像采集装置20采集硅片50的图像发送至图像分析单元并执行步骤S25。
S4，通过第一图像采集装置20在机械手片叉30携带硅片50在片槽中沿Z向运动的过程中采集硅片50的图像，并分析第一图像采集装置20采集到的图像，确定机械手片叉30与片槽沿Z向的交接工位；具体地，步骤S4包括：
S41，机械手片叉30关真空，机械手片叉30携带硅片50在片槽40中沿Z向以预设步距由上向下运动。
S42，机械手片叉30携带硅片50每运动一步，第一图像采集装置20采集一张硅片50的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元。
S43，图像分析单元分析第一图像采集装置20采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的历史视场位置是否相同。
S44，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉30向上运动一个步距，并通过第一图像采集装置20采集硅片50的图像发送至图像分析单元。
S45，图像分析单元分析第一图像采集装置20采集图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则存储当前位置机械手片叉30的坐标，确定机械手片叉30与片槽40沿Z向的交接工位。
在一个实施例中，预设步距包括预设第一步距和预设第二步距，预设第一步距大于预设第二步距。其中，步骤S41包括：机械手片叉30关真空，机械手片叉30携带硅片50在片槽40中沿Z向以预设第一步距由上向下运动。步骤S44和步骤S45之间还包括以下步骤：
S441，图像分析单元分析第一图像采集装置20采集图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则确认当前位置机械手片叉30的坐标为粗标定位。
S442，机械手片叉30携带硅片50沿Z向由粗标定位以预设第二步距向下运动，机械手片叉30携带硅片50每运动一步，第一图像采集装置20采集一张硅片50的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元。
S443，图像分析单元分析第一图像采集装置20采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的历史视场位置是否相同。
S444，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉30以预设第二步距向上运动一个步距，通过第一图像采集装置20采集硅片50的图像发送至图像分析单元并执行步骤S45。
S5，采用标定环10标定机械手片叉30与工件台沿X/Y向的交接工位。具体地，步骤S5包括以下步骤：S51，将标定环10通过卡环套在工件台的支撑盘上；S52，移动机械手片叉30，使机械手片叉30的内圈与标定环10的定位轴贴紧；S53，存储机械手片叉30的X/Y坐标，确定机械手片叉30与工件台沿X/Y向的交接工位。
S6，通过第一图像采集装置20在机械手片叉30携带硅片50在工件台上方沿Z向运动的过程中采集硅片50的图像，并分析第一图像采集装置20采集到的图像，确定机械手片叉30与工件台沿Z向的交接工位。具体地，步骤S6包括以下步骤：
S61，机械手片叉30关真空，机械手片叉30携带硅片50在工件台上方沿Z向以预设步距由上向下运动。
S62，机械手片叉30携带硅片50每运动一步，第一图像采集装置20采集一张硅片50的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元。
S63，图像分析单元分析第一图像采集装置20采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的历史视场位置是否相同。
S64，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉30向上运动一个步距，并通过第一图像采集装置20采集硅片50的图像发送至图像分析单元。
S65，图像分析单元分析第一图像采集装置20采集图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则存储当前位置机械手片叉30的坐标，确定机械手片叉30与工件台沿Z向的交接工位。
在一个实施例中，预设步距包括预设第一步距和预设第二步距，预设第一步距大于预设第二步距。其中，步骤S61包括：机械手片叉30关真空，机械手片叉30携带硅片50在工件台上方沿Z向以预设第一步距由上向下运动。步骤S64和步骤S65之间还包括以下步骤：
S641，图像分析单元分析第一图像采集装置20采集图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则确认当前位置机械手片叉30的坐标为粗标定位；
S642，机械手片叉30携带硅片50沿Z向由粗标定位以预设第二步距向下运动，机械手片叉30携带硅片50每运动一步，第一图像采集装置20采集一张硅片50的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元；
S643，图像分析单元分析第一图像采集装置20采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置20的视场中的历史视场位置是否相同；
S644，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉30以预设第二步距向上运动一个步距，通过第一图像采集装置20采集硅片50的图像发送至图像分析单元并执行步骤S65。
在一个实施例中，步骤S4之前还包括以下步骤：S3，采用片槽标定工装标定机械手片叉30与片槽沿X/Y向的交接工位。具体地，在一个实施例中，步骤S3包括以下步骤：S31，将硅片50放置到片槽40中并使硅片50位于目标位置，通过第二图像采集装置71采集硅片50的边缘图像并发送至图像分析单元，图像分析单元提取硅片50的边缘特征，并拟合计算得到硅片50的第一圆心坐标，确定目标圆心位置；S32，将硅片50放置到预对准机构上，通过预对准机构使机械手片叉30与硅片50同心对准；S33，将携带硅片50的机械手片叉30推入片槽40中，通过第二图像采集装置71采集硅片50的边缘图像并发送至图像分析单元，图像分析单元提取硅片50的边缘特征，并拟合计算得到硅片50的第二圆心坐标；S34，计算第二圆心坐标与第一圆心坐标沿X/Y向的坐标差值x/y，调节机械手运动沿X/Y向运动x/y位置，存储机械手片叉30的X/Y向坐标，确定机械手片叉30与片槽40沿X/Y向的交接工位。
进一步地，在另一个实施例中，步骤S3包括以下步骤：S35，将工装本体73插入片槽40中，使定位圆弧731与片槽40的内壁抵接；S36，移动机械手片叉30，使机械手片叉30的内圈与第二定位环75贴紧，存储机械手片叉30沿X/Y向的第二坐标；S37，移动机械手片叉30，使机械手片叉30的内圈与第一定位环71贴紧，存储机械手片叉30沿X/Y向的第一坐标，确定机械手片叉30与片槽40沿X/Y向的交接工位。
在一个实施例中，步骤S1之前还包括以下步骤：标定机械手片叉30与预对准机构、片槽40和工件台相对水平Rx/Ry自由度方向上的交接工位，粗标机械手片叉30与预对准机构、片槽40和工件台的交接高位和交接低位。
上述的硅片传输定位系统及方法采用标定环10标定机械手片叉30与预对准机构沿X/Y向的交接工位，及机械手片叉30与工件台沿X/Y向的交接工位，采用片槽标定工装标定机械手片叉30与片槽40沿X/Y向的交接工位，并通过第一图像采集装置20和控制器确定机械手片叉30与预对准机构、机械手片叉30与片槽40、及机械手片叉30与工件台沿Z向的交接工位，能够有效解决人为误差及片叉刚度等因素对机械手交接工位标定的影响，标定准确性高。因此，与传统机械手片叉30工位标定方式相比，上述的硅片传输定位系统及方法具有能够提高机械手片叉30与预对准机构、机械手片叉30与片槽40、及机械手片叉30与工件台在X/Y/Z向工位标定的准确性，确保硅片传输精度的有益效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (23)

1.一种工件传输定位系统，其特征在于，包括：
标定环，用于标定机械手片叉与预对准机构沿X/Y向的交接工位，和/或所述机械手片叉与工件台沿X/Y向的交接工位；
第一图像采集装置，安装在所述机械手片叉上，用于在所述机械手片叉携带工件在所述预对准机构上方、片槽中及所述工件台上方的至少一个中沿Z向运动的过程中采集所述工件的图像；以及
控制器，分别与所述机械手片叉和所述第一图像采集装置连接，具体包括：
控制单元，用于控制所述机械手片叉运动；
图像分析单元，用于分析第一图像采集装置采集到的图像，确定所述机械手片叉与所述预对准机构沿Z向的交接工位、所述机械手片叉与所述片槽沿Z向的交接工位，及所述机械手片叉与所述工件台沿Z向的交接工位中的至少一个；
存储单元，用于存储标定得到的所述机械手片叉与所述预对准机构沿X/Y/Z向的交接工位、所述机械手片叉与所述工件台沿X/Y/Z向的交接工位，及所述机械手片叉与所述片槽沿Z向的交接工位中的至少一个标定得到的交接工位。
2.根据权利要求1所述的工件传输定位系统，其特征在于，所述标定环包括相互连接的定位轴和卡环，所述定位轴和所述卡环同心设置，所述定位轴的外径与所述机械手片叉的内圈直径相同，所述卡环的内径与所述预对准机构的旋转盘的外径及所述工件台的支撑盘的外径相同。
3.根据权利要求1所述的工件传输定位系统，其特征在于，还包括：片槽标定工装，所述片槽标定工装用于标定所述机械手片叉与所述片槽沿X/Y向的交接工位。
4.根据权利要求3所述的工件传输定位系统，其特征在于，所述片槽工位标定工装包括第二图像采集装置，所述第二图像采集装置设置在所述片槽上，且所述第二图像采集装置与所述图像分析单元连接；所述第二图像采集装置用于采集位于片槽中的所述工件的边缘图像，并将采集到的所述工件的边缘图像发送至所述图像分析单元，所述图像分析单元根据接收到所述工件的边缘图像进行拟合运算及偏差校准处理，确定所述机械手片叉与所述片槽沿X/Y向的交接工位。
5.根据权利要求4所述的工件传输定位系统，其特征在于，所述片槽工位标定工装还包括线光源，所述线光源设置在所述片槽上，且所述线光源位于所述第二图像采集装置两侧。
6.根据权利要求4所述的工件传输定位系统，其特征在于，所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置均为CCD相机。
7.根据权利要求3所述的工件传输定位系统，其特征在于，所述片槽工位标定工装包括工装本体和第一定位环，所述工装本体的一端设置有端部具有定位圆弧的定位部，所述第一定位环设置在所述定位部上，所述第一定位环的外径与所述机械手片叉的内圈直径相同。
8.根据权利要求7所述的工件传输定位系统，其特征在于，所述片槽工位标定工装还包括第二定位环，所述第二定位环设置在所述工装本体上与所述定位部相对的另一端，所述第二定位环的外径与所述机械手片叉的内圈直径相同。
9.根据权利要求7或8所述的工件传输定位系统，其特征在于，沿所述工装本体的长度方向，所述第一定位环的圆心和所述定位圆弧的圆心之间的距离为2mm。
10.一种工件传输定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，采用标定环标定机械手片叉与预对准机构沿X/Y向的交接工位；
S2，通过第一图像采集装置在机械手片叉携带工件在预对准机构上方沿Z向运动的过程中采集工件的图像，并分析第一图像采集装置采集到的图像，确定机械手片叉与预对准机构沿Z向的交接工位；
S4，通过第一图像采集装置在机械手片叉携带工件在片槽中沿Z向运动的过程中采集工件的图像，并分析第一图像采集装置采集到的图像，确定机械手片叉与片槽沿Z向的交接工位；
S5，采用标定环标定机械手片叉与工件台沿X/Y向的交接工位；
S6，通过第一图像采集装置在机械手片叉携带工件在工件台上方沿Z向运动的过程中采集工件的图像，并分析第一图像采集装置采集到的图像，确定机械手片叉与工件台沿Z向的交接工位。
11.根据权利要求10所述的工件传输定位方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤：
S11，将标定环通过卡环套在预对准机构的旋转盘上；
S12，移动机械手片叉，使机械手片叉的内圈与标定环的定位轴贴紧；
S13，存储机械手片叉的X/Y向坐标，确定机械手片叉与预对准机构沿X/Y向的交接工位。
12.根据权利要求10的所述工件传输定位方法，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：
S21，机械手片叉关真空，机械手片叉携带工件在预对准机构上方沿Z向以预设步距由上向下运动；
S22，机械手片叉携带工件每运动一步，第一图像采集装置采集一张工件的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元；
S23，图像分析单元分析第一图像采集装置采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的历史视场位置是否相同；
S24，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉向上运动一个步距，并通过第一图像采集装置采集工件的图像发送至图像分析单元；
S25，图像分析单元分析第一图像采集装置采集的图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则存储当前位置机械手片叉的坐标，确定机械手片叉与预对准机构沿Z向的交接工位。
13.根据权利要求12的所述工件传输定位方法，其特征在于，预设步距包括预设第一步距和预设第二步距，预设第一步距大于预设第二步距；其中，
步骤S21包括：机械手片叉关真空，机械手片叉携带工件在预对准机构上方沿Z向以预设第一步距由上向下运动；
步骤S24和步骤S25之间还包括以下步骤：
S241，图像分析单元分析第一图像采集装置采集的图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则确认当前位置机械手片叉的坐标为粗标定位；
S242，机械手片叉携带工件沿Z向由粗标定位以预设第二步距向下运动，机械手片叉携带工件每运动一步，第一图像采集装置采集一张工件的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元；
S243，图像分析单元分析第一图像采集装置采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的历史视场位置是否相同；
S244，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉以预设第二步距向上运动一个步距，通过第一图像采集装置采集工件的图像发送至图像分析单元并执行步骤S25。
14.根据权利要求10的所述工件传输定位方法，其特征在于，步骤S4之前还包括：
S3，采用片槽标定工装标定机械手片叉与片槽沿X/Y向的交接工位。
15.根据权利要求14的所述工件传输定位方法，其特征在于，步骤S3包括以下步骤：
S31，将工件放置到片槽中并使工件位于目标位置，通过第二图像采集装置采集工件的边缘图像并发送至图像分析单元，图像分析单元提取工件的边缘特征，并拟合计算得到工件的第一圆心坐标，确定目标圆心位置；
S32，将工件放置到预对准机构上，通过预对准机构使机械手片叉与工件同心对准；
S33，将携带工件的机械手片叉推入片槽中，通过第二图像采集装置采集工件的边缘图像并发送至图像分析单元，图像分析单元提取工件的边缘特征，并拟合计算得到工件的第二圆心坐标；
S34，计算第二圆心坐标与第一圆心坐标沿X/Y向的坐标差值x/y，调节机械手运动沿X/Y向运动x/y位置，存储机械手片叉的X/Y向坐标，确定机械手片叉与片槽沿X/Y向的交接工位。
16.根据权利要求14的所述工件传输定位方法，其特征在于，步骤S3包括以下步骤：
S35，将工装本体插入片槽中，使定位圆弧与片槽的内壁抵接；
S37，移动机械手片叉，使机械手片叉的内圈与第一定位环贴紧，存储机械手片叉沿X/Y向的第一坐标，确定机械手片叉与片槽沿X/Y向的交接工位。
17.根据权利要求16的所述工件传输定位方法，其特征在于，步骤S37之前还包括：
S36，移动机械手片叉，使机械手片叉的内圈与第二定位环贴紧，存储机械手片叉沿X/Y向的第二坐标。
18.根据权利要求10所述的工件传输定位方法，其特征在于，步骤S4包括以下步骤：
S41，机械手片叉关真空，机械手片叉携带工件在片槽中沿Z向以预设步距由上向下运动；
S42，机械手片叉携带工件每运动一步，第一图像采集装置采集一张工件的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元；
S43，图像分析单元分析第一图像采集装置采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的历史视场位置是否相同；
S44，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉向上运动一个步距，并通过第一图像采集装置采集工件的图像发送至图像分析单元；
S45，图像分析单元分析第一图像采集装置采集的图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则存储当前位置机械手片叉的坐标，确定机械手片叉与片槽沿Z向的交接工位。
19.根据权利要求18所述的工件传输定位方法，其特征在于，所述预设步距包括预设第一步距和预设第二步距，所述预设第一步距大于所述预设第二步距；其中，
步骤S41包括：机械手片叉关真空，机械手片叉携带工件在片槽中沿Z向以预设第一步距由上向下运动；
步骤S44和步骤S45之间还包括以下步骤：
S441，图像分析单元分析第一图像采集装置采集的图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则确认当前位置机械手片叉的坐标为粗标定位；
S442，机械手片叉携带工件沿Z向由粗标定位以预设第二步距向下运动，机械手片叉携带工件每运动一步，第一图像采集装置采集一张工件的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元；
S443，图像分析单元分析第一图像采集装置采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的历史视场位置是否相同；
S444，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉以预设第二步距向上运动一个步距，通过第一图像采集装置采集工件的图像发送至图像分析单元并执行步骤S45。
20.根据权利要求10所述的工件传输定位方法，其特征在于，步骤S5包括以下步骤：
S51，将标定环通过卡环套在工件台的支撑盘上；
S52，移动机械手片叉，使机械手片叉的内圈与标定环的定位轴贴紧；
S53，存储机械手片叉的X/Y坐标，确定机械手片叉与工件台沿X/Y向的交接工位。
21.根据权利要求10所述的工件传输定位方法，其特征在于，步骤S6包括以下步骤：
S61，机械手片叉关真空，机械手片叉携带工件在工件台上方沿Z向以预设步距由上向下运动；
S62，机械手片叉携带工件每运动一步，第一图像采集装置采集一张工件的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元；
S63，图像分析单元分析第一图像采集装置采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的历史视场位置是否相同；
S64，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉向上运动一个步距，并通过第一图像采集装置采集工件的图像发送至图像分析单元；
S65，图像分析单元分析第一图像采集装置采集的图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则存储当前位置机械手片叉的坐标，确定机械手片叉与工件台沿Z向的交接工位。
22.根据权利要求21所述的工件传输定位方法，其特征在于，所述预设步距包括预设第一步距和预设第二步距，所述预设第一步距大于所述预设第二步距；其中，
步骤S61包括：机械手片叉关真空，机械手片叉携带工件在工件台上方沿Z向以预设第一步距由上向下运动；
步骤S64和步骤S65之间还包括以下步骤：
S641，图像分析单元分析第一图像采集装置采集的图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则确认当前位置机械手片叉的坐标为粗标定位；
S642，机械手片叉携带工件沿Z向由粗标定位以预设第二步距向下运动，机械手片叉携带工件每运动一步，第一图像采集装置采集一张工件的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元；
S643，图像分析单元分析第一图像采集装置采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的历史视场位置是否相同；
S644，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉以预设第二步距向上运动一个步距，通过第一图像采集装置采集工件的图像发送至图像分析单元并执行步骤S65。
23.根据权利要求10至22任一项所述的工件传输定位方法，其特征在于，步骤S1之前还包括以下步骤：
标定机械手片叉与预对准机构、片槽和工件台相对水平Rx/Ry自由度方向上的交接工位。
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