CN116230610B - 一种工件的位置调整方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种工件的位置调整方法及系统。该方法包括:控制水平运动装置和垂向运动装置带动承载平台上的工件移动,根据水平运动装置和垂直运动装置的运动数据确定工件的实际高度值,根据实际高度值和目标高度值的差值控制垂向运动装置运动,使工件移动至目标高度值;控制水平旋转装置带动承载平台旋转,若工件超出检测范围,重新控制水平运动装置、垂向运动装置以及水平旋转装置运动,直至工件移动至检测范围内,根据重新确定的高度值差值控制垂向运动装置运动,使工件移动至目标高度值。通过本申请,解决了相关技术中在硅片的加工和检测的过程中,需要复杂的装置和较高的成本才能提高加工/检测点位的高度的定位精度的问题。
Description
技术领域
本申请涉及工件位置调整技术领域,具体而言,涉及一种工件的位置调整方法及系统。
背景技术
在半导体制造与检测领域,为了实现硅片的全局加工和检测,对硅片的加工/检测平面的高度的定位精度以及加工/检测平面的平面度性能具有严格的要求,因而,在硅片的加工与检测的过程中,要求承载平台在上下调整过程中保持硅片的平面性能,同时,要求承载平台在水平向移动的过程中保持硅片的加工/检测点位高度不变。
但是,在实际加工或检测硅片的过程中,使用单个垂向运动装置往往会产生装置本身难以测出的细微偏斜,导致垂向运动装置上方的硅片难以准确运动到设定高度,从而影响硅片的加工与检测。
在相关技术中,为了解决单个垂向运动装置运动过程中产生的偏斜对硅片的高度定位带来的误差问题,通过增加垂向运动装置数量或增加外部机构来提高加工/检测点位的高度的定位精度,但是,上述方式大幅增加了运动装置的复杂程度和成本。
针对相关技术中在硅片的加工和检测的过程中,需要复杂的装置和较高的成本才能提高加工/检测点位的高度的定位精度的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请提供一种工件的位置调整方法及系统,以解决相关技术中在硅片的加工和检测的过程中,需要复杂的装置和较高的成本才能提高加工/检测点位的高度的定位精度的问题。
根据本申请的一个方面,提供了一种工件的位置调整方法。应用于工件的位置调整装置,位置调整装置包括承载平台、用于带动承载平台移动的运动装置以及图像采集装置,运动装置包括水平运动装置、垂向运动装置、水平旋转装置,位置调整装置内预设有竖直方向的目标高度值,该方法包括:
步骤S1:控制水平运动装置带动承载平台上的工件移动至图像采集装置下方,并获取水平运动装置的第一运动数据,其中,第一运动数据是指工件的被检测点在承载平台上的水平位置的数据。
步骤S2:控制垂向运动装置运动,在运动的过程中获取垂向运动装置的第二运动数据,并根据第一运动数据以及第二运动数据确定工件的实际高度值,根据实际高度值和目标高度值的差值控制垂向运动装置持续运动,直至工件移动至目标高度值,其中,第二运动数据是指承载平台的平面姿态数据。
步骤S3:控制水平旋转装置带动承载平台旋转,并基于图像采集装置采集到的图像判断工件是否处于检测范围内。
步骤S4:在工件超出检测范围的情况下,重新控制水平运动装置、垂向运动装置以及水平旋转装置运动,直至工件移动至检测范围内。
步骤S5:在工件处于检测范围内的情况下,重新计算工件的实际高度值,并根据重新确定的实际高度值和目标高度值的差值控制垂向运动装置运动,直至工件移动至目标高度值。
可选地,垂向运动装置包括至少三个位置传感器,且三个位置传感器不在同一直线上,第一运动数据包括水平运动装置的X轴运动装置的第一水平运动参数值、水平运动装置的Y轴运动装置的第二水平运动参数值,第二运动数据包括三个位置传感器的三维参数值,步骤S2中,根据第一运动数据以及第二运动数据确定工件的实际高度值包括:根据至少三个位置传感器的三维参数值确定承载平台的平面姿态数据;根据平面姿态数据、第一水平运动参数值以及第二水平运动参数值计算工件的实际高度值。
可选地,位置传感器数量为三个,位置传感器包含第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器,通过以下公式根据位置传感器的三维参数值确定平面姿态数据:
;
;
;
;
其中,A、B、C、D为平面姿态数据,x1、y1、z1为第一位置传感器的三维参数值,x2、y2、z2为第二位置传感器的三维参数值,x3、y3、z3为第三位置传感器的三维参数值;
通过以下公式根据平面姿态数据、第一水平运动参数值以及第二水平运动参数值计算工件的实际高度值:
,其中,X为第一水平运动参数值,Y为第二水平运动参数值,Z为工件的实际高度值。
可选地,位置传感器为光栅尺,光栅尺包括光栅尺带和光栅读头,步骤S2中,光栅尺的三维参数值包括:光栅尺读头相对工件的水平坐标,以及垂向运动装置运动后光栅尺读头采集的竖直坐标。
可选地,图像采集装置采集到图像的最大范围为检测范围,预设工件具有第一参考线,预设检测范围具有第二参考线,步骤S3包括:判断第一参考线与第二参考线是否满足平行关系或垂直关系;在第一参考线与第二参考线不满足平行关系或垂直关系时,控制水平旋转装置带动承载平台旋转,直至第一参考线与第二参考线满足平行关系或垂直关系。
可选地,水平旋转装置设置在垂向运动装置的竖直上方,步骤S5中,在工件处于检测范围内的情况下,重新计算工件的实际高度值包括:获取水平旋转装置的旋转角度,根据旋转角度确定坐标转换矩阵;根据坐标转换矩阵转换第一水平运动参数和第二水平运动参数,得到转换后的水平运动参数值;根据三个位置传感器的三维参数值确定平面姿态数据;根据平面姿态数据以及转换后的水平运动参数值计算工件的实际高度值。
可选地,垂向运动装置设置在水平旋转装置的竖直上方,步骤S5中,在工件处于检测范围内的情况下,重新计算工件的实际高度值包括:获取水平旋转装置的旋转角度,根据旋转角度确定坐标转换矩阵;根据坐标转换矩阵转换第一水平运动参数和第二水平运动参数,得到转换后的水平运动参数值;根据坐标转换矩阵转换三个位置传感器的三维参数值,得到转换后的三维参数值,并根据转换后的三维参数值确定转换后承载平台的平面姿态数据;根据转换后的平面姿态数据以及转换后的水平运动参数值计算工件的实际高度值。
可选地,根据旋转角度确定以下坐标转换矩阵:
,其中,θ为旋转角度;
通过以下公式根据坐标转换矩阵转换第一水平运动参数和第二水平运动参数,得到转换后的水平运动参数值:
,其中,X1’为第一水平运动参数,Y1’为第二水平运动参数,X1为X1’转换后的水平运动参数值,Y1为Y1’转换后的水平运动参数值。
根据本申请的另一方面,提供了一种工件的位置调整系统。该系统包括:工件的位置调整装置,包括用于承载工件的承载平台、用于带动承载平台移动的运动装置以及图像采集装置,运动装置包括水平运动装置、垂向运动装置、水平旋转装置,其中,垂向运动装置包含至少三个位置传感器,位置传感器不在同一条直线上;控制器,与工件的位置调整装置通信连接,用于上述的工件的位置调整方法。
可选地,垂向运动装置包括定子底座、动子底座、用于驱动动子底座的驱动机构,位置传感器为光栅尺,且数量为三个,光栅尺包括设置在定子底座的光栅尺读头和设置在动子底座的光栅尺尺带。
可选地,水平运动装置、垂向运动装置、水平旋转装置、承载平台、所述图像采集装置沿竖直方向从下至上依次设置;或,水平运动装置、水平旋转装置、垂向运动装置、承载平台、图像采集装置沿竖直方向从下至上依次设置。
通过本申请,采用以下步骤:控制水平运动装置带动承载平台上的工件移动至图像采集装置下方,并获取水平运动装置的第一运动数据,其中,第一运动数据是指工件的被检测点在承载平台上的水平位置的数据;控制垂向运动装置运动,在运动的过程中获取垂向运动装置的第二运动数据,并根据第一运动数据以及第二运动数据确定工件的实际高度值,根据实际高度值和目标高度值的差值控制垂向运动装置持续运动,直至工件移动至目标高度值,其中,第二运动数据是指承载平台的平面姿态数据;控制水平旋转装置带动承载平台旋转,并基于图像采集装置采集到的图像判断工件是否处于检测范围内;在工件超出检测范围的情况下,重新控制水平运动装置、垂向运动装置以及水平旋转装置运动,直至工件移动至检测范围内;在工件处于检测范围内的情况下,重新计算工件的实际高度值,并根据重新确定的实际高度值和目标高度值的差值控制垂向运动装置运动,直至工件移动至目标高度值。解决了相关技术中在硅片的加工和检测的过程中,需要复杂的装置和较高的成本才能提高加工/检测点位的高度的定位精度的问题。通过在工件移动的过程中不断计算工件的实际高度和目标高度值的差值,并根据差值控制垂向运动装置运动,进而达到了采用结构简单的装置低成本地提高加工/检测点位的高度的定位精度的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1是根据本申请实施例提供的工件的位置调整系统的示意图;
图2是根据本申请实施例提供的一种工件的位置调整装置的示意图;
图3是根据本申请实施例提供的另一种工件的位置调整装置的示意图;
图4是根据本申请实施例提供的一种垂向运动装置的俯视图;
图5是根据本申请实施例提供的一种垂向运动装置的局部示意图;
图6是根据本申请实施例提供的工件的位置调整方法的流程图;
图7是根据本申请实施例提供的通过水平旋转装置调整工件的位置的示意图一;
图8是根据本申请实施例提供的通过水平旋转装置调整工件的位置的示意图二;
图9是根据本申请实施例提供的工件的位置调整设备的示意图;
其中,1、工件的位置调整装置;2、控制器;10、承载平台;20、运动装置;30、图像采集装置;201、水平运动装置;202、垂向运动装置;2011、X轴运动装置;2012、Y轴运动装置;203、水平旋转装置;2021、位置传感器;20211、光栅尺尺带;20212、光栅尺读头;2022、定子底座;2023、动子底座;2024、垂向驱动机构;901、第一控制单元;902、第二控制单元;903、第三控制单元;904、第四控制单元;905、第五控制单元;S1、步骤1;S2、步骤2;S3、步骤3;S4、步骤4;S5、步骤5。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本申请的实施例,提供了一种工件的位置调整系统,如图1-5所示。
其中,图1是根据本申请实施例的工件的位置调整系统的示意图。如图1所示,该系统包括:
工件的位置调整装置1,包括用于承载工件的承载平台10、用于带动承载平台10移动的运动装置20以及图像采集装置30,运动装置20包括水平运动装置201、垂向运动装置202、水平旋转装置203,其中,垂向运动装置202包含至少三个位置传感器2021,位置传感器2021不在同一条直线上。
具体地,工件可以为硅片,承载平台10也即承载硅片进行检测或加工的平台,图像采集装置30设置在承载平台10的上方,图像采集装置30采集到图像的最大范围为检测范围,通过图像采集装置30采集的图像可以判断硅片中的需要被检测的晶片是否位于检测范围内。运动装置20中的水平运动装置201、垂向运动装置202、水平旋转装置203分别可以带动承载平台10进行水平运动、垂直运动以及旋转运动,使得承载平台10承载的硅片准确移动到设定的高度、同时位于检测范围内,从而实现硅片的检测或加工。
需要说明的是,工件也可以是其他类型的部件,由于垂向运动装置202在运动的过程中会产生垂向偏摆,使得工件的各个点的高度不同,本实施例中的工件高度可以是指工件的检测点的高度。
其中,水平运动装置201可以是水平双向自由度平台,水平双向自由度平台包括X轴运动装置2011和Y轴运动装置2012,控制X轴运动装置2011运动可以带动承载平台10沿X轴方向运动,控制Y轴运动装置2012运动可以带动承载平台10沿Y轴方向进行运动。
其中,垂向运动装置202设置有多个位置传感器2021,本实施例的垂向运动装置202与相关技术中仅包含一个位置传感器的垂向运动装置相比,垂向运动装置202的多个位置传感器2021可以采集多个垂向运动数据,为准确确定硅片的实际高度提供了数据基础。
控制器2,与工件的位置调整装置1通信连接,用于执行工件的位置调整方法。
具体地,控制器2可以是一个或一组,控制器2与工件的位置调整装置1中的各个运动装置20的驱动机构连接,控制器2通过控制驱动机构来驱动各个运动装置20运动,并获取运动装置20的运动数据,根据运动数据实时计算硅片的实际高度,根据硅片的实际高度与设定高度的差值以及不断调整各个运动装置20的运动,使得硅片移动至设定高度,且位于检测范围内。
工件的位置调整装置1的各个运动装置20采用堆叠形式布置,可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整系统中,水平运动装置201、垂向运动装置202、水平旋转装置203、承载平台10、图像采集装置30沿竖直方向从下至上依次设置;或,水平运动装置201、水平旋转装置203、垂向运动装置202、承载平台10、所述图像采集装置30沿竖直方向从下至上依次设置。
图2是根据本申请实施例提供的一种工件的位置调整装置1的示意图,如图2所示,可以沿竖直方向从下至上依次布置水平运动装置201、垂向运动装置202、水平旋转装置203、承载平台10、图像采集装置30,在这种堆叠布置方式下,在调整承载平台10上的工件的位置时,可以先调节水平运动装置201、再调节垂向运动装置202、然后调节水平旋转装置203,使得承载平台10带动工件落入检测范围内。
需要说明的是,在这种堆叠布置方式下,若在调节水平旋转装置203之后重新计算工件的实际高度,在计算的过程中可以仅对水平运动装置201的运动数据进行转换,无需对垂向运动装置202的运动数据进行转换,减少了计算量。
图3是根据本申请实施例提供的另一种工件的位置调整装置1的示意图,如图3所示,可以沿竖直方向从下至上依次布置水平运动装置201、水平旋转装置203、垂向运动装置202、承载平台10、图像采集装置30,在这种堆叠布置方式下,在调整承载平台10上的工件的位置时,可以先调节水平运动装置201、再调节垂向运动装置202、然后调节水平旋转装置203,使得承载平台10带动工件落入检测范围内。
需要说明的是,在这种堆叠布置方式下,将垂向运动装置202设置在水平旋转装置203上方,能够有效减少垂向运动装置202的负载,提高工件的高度调整速度和调整精确度。
图4是根据本申请实施例提供的一种垂向运动装置202的俯视图,图5是根据本申请实施例提供的一种垂向运动装置202的局部示意图,如图4和图5所示,在本申请实施例提供的工件的位置调整系统中,垂向运动装置202包括定子底座2022、动子底座2023、用于驱动动子底座2023的驱动机构,位置传感器2021优选为光栅尺,且数量为三个,光栅尺包括设置在定子底座2022的光栅尺读头20212和设置在动子底座2023的光栅尺尺带20211。位置传感器2021也可以是编码尺、磁尺等其他获取运动位置的传感器。
具体地,在位置传感器2021为光栅尺的情况下,光栅尺读头20212设置在定子底座2022上,光栅尺尺带20211设置在动子底座2023上,垂向驱动机构2024可以设置在垂向运动装置202内部,用于驱动动子底座2023相对定子底座2022运动,在动子底座2023相对定子底座2022运动的过程中,光栅尺读头20212读取动子底座2023的运动位姿数据。
根据本申请的实施例,提供了一种工件的位置调整方法。
图6是根据本申请实施例提供的工件的位置调整方法的流程图。应用于工件的位置调整装置1,工件的位置调整装置1包括承载平台10、用于带动承载平台10移动的运动装置20以及图像采集装置30,运动装置20包括水平运动装置201、垂向运动装置202、水平旋转装置203,工件的位置调整装置1内预设有竖直方向的目标高度值,如图6所示,该方法包括以下步骤:
步骤S1:控制水平运动装置201带动承载平台10上的工件移动至图像采集装置30下方,并获取水平运动装置201的第一运动数据,其中,第一运动数据是指工件的被检测点在承载平台10上的水平位置的数据。
具体地,控制指令设置在控制器2内,控制器2向水平运动装置201的驱动机构发送指令,通过驱动机构驱动水平运动装置201运动,水平运动装置201包括X轴运动装置2011和Y轴运动装置2012,驱动X轴运动装置2011和Y轴运动装置2012带动承载平台10运动,使得承载平台10上的工件移动至图像采集装置30的正下方。
进一步的,获取水平运动装置201的第一运动数据,也即X轴运动装置2011和Y轴运动装置2012的运动数据。其中,第一运动数据可以为控制指令数据,也即,控制器2向水平运动装置201的驱动机构发送指令使得工件移动至图像采集装置30的正下方时,控制指令中携带的数据。第一运动数据也可以是工件移动至图像采集装置30的正下方时X轴运动装置2011、Y轴运动装置2012的位置传感器的读数。
具体地,本实施例中承载平台10上的工件为硅片,设置承载平台10表面的旋转中心为三维坐标系原点,旋转中心的初始位置在图像采集装置30正下方。当检测硅片中相对坐标系原点(x,y)位置的晶片时,控制X轴运动装置2011和Y轴运动装置2012分别运动x和y的距离,使(x,y)位置的被测晶片到达图像采集装置30的正下方,此时第一运动数据即为X方向运动数据x和Y方向的运动数据y。在其他实施例中,三维坐标系原点也可以不设置在承载平台10表面的旋转中心或初始位置不在图像采集装置30正下方,此时可以通过与承载平台10旋转中心的距离换算,得到对应的x和y的数据。
步骤S2:控制垂向运动装置202运动,在运动的过程中获取垂向运动装置202的第二运动数据,并根据第一运动数据以及第二运动数据确定工件的实际高度值,根据实际高度值和目标高度值的差值控制垂向运动装置202持续运动,直至工件移动至目标高度值,其中,第二运动数据是指承载平台10的平面姿态数据。
具体地,控制器2向垂向运动装置202的垂向驱动机构2024发送指令,通过垂向驱动机构2024驱动垂向运动装置202运动,工件的位置调整装置1设置有传感器,传感器可以是激光检测设备或设置在垂向运动装置202内部的位置传感器2021等,其能获得垂向运动装置202运动后承载平台10的平面姿态数据,即第二运动数据,再结合第一运动数据,获取工件中检测位置的实际高度值,再将工件检测位置的高度实时反馈给控制器2,若实际高度值与设定的目标高度值不同,控制器2继续控制垂向驱动机构2024驱动垂向运动装置202运动,带动承载平台10上的工件移动,直至工件运动到目标高度值。
需要说明的,第二运动数据可以是平面姿态的直接数据,即承载平台10的平面位置、斜率、倾角等,也可以是平面姿态的间接数据,即承载平台10上不在一条直线上的三个点或更多个点的三维数值,通过计算可以得到平面姿态的转换参数。
步骤S3:控制水平旋转装置203带动承载平台10旋转,并基于图像采集装置30采集到的图像判断工件是否处于检测范围内。
需要说明的是,工件的加工和检测除了对高度有要求,还要求工件处于检测范围内部时,其图像保持预定的成像角度,在控制水平运动装置201使得工件移动至图像采集装置30的正下方,可以使得工件的位置落入检测范围,再通过控制垂向运行装置的运动使得工件运动到目标高度值之后,由于垂向运行装置的偏斜或工件放在承载平台10上时存在误差,工件图像可能与预定成像角度有偏差,因而,需要控制水平旋转装置203带动承载平台10旋转,使得工件图像处于预定的成像角度且处于检测范围内,并记录水平旋转装置203的旋转角度。
步骤S4:在工件超出检测范围的情况下,重新控制水平运动装置201、垂向运动装置202以及水平旋转装置203运动,直至工件移动至检测范围内。
具体地,若控制水平旋转装置203带动承载平台10旋转多个角度之后,工件无法落入检测范围内,重新控制水平运动装置201运行,使得工件移动至图像采集装置30的正下方,再控制垂向运动装置202运行,使得工件移动至目标位置,然后控制水平旋转装置203带动承载平台10旋转,使得工件处于检测范围内。
步骤S5:在工件处于检测范围内的情况下,重新计算工件的实际高度值,并根据重新确定的实际高度值和目标高度值的差值控制垂向运动装置202运动,直至工件移动至目标高度值。
需要说明的是,垂向运动装置202在运动过程中会有垂向偏摆的情况,在控制水平旋转装置203带动承载平台10旋转的过程中,工件的实际高度值也会随之发生变化,会直接影响到工件的对焦和成像质量,从而影响工件的加工或检测,因而,在控制水平旋转装置203运动使得工件处于检测范围内之后,还需要重新计算工件的实际高度值,在实际高度值和目标高度值不同的情况下,控制垂向运动装置202运动,直至工件移动至目标高度值。
具体地,可以根据重新获取的第一运动数据、第二运动数据及水平旋转装置203的旋转角度重新确定工件的实际高度值,得到修正后的实际高度值,使得垂向运动装置202按照修正后的实际高度值带动工件运动到目标高度值。
本申请实施例提供的工件的位置调整方法,通过控制水平运动装置201带动承载平台10上的工件移动至图像采集装置30下方,并获取水平运动装置201的第一运动数据;控制垂向运动装置202运动,在运动的过程中获取垂向运动装置202的第二运动数据,并根据第一运动数据以及第二运动数据确定工件的实际高度值,根据实际高度值和目标高度值的差值控制垂向运动装置202持续运动,直至工件移动至目标高度值;控制水平旋转装置203带动承载平台10旋转,并基于图像采集装置30采集到的图像判断工件是否处于检测范围内;在工件超出检测范围的情况下,重新控制水平运动装置201、垂向运动装置202以及水平旋转装置203运动,直至工件移动至检测范围内;在工件处于检测范围内的情况下,重新计算工件的实际高度值,并根据重新确定的实际高度值和目标高度值的差值控制垂向运动装置202运动,直至工件移动至目标高度值,解决了相关技术中在硅片的加工和检测的过程中,需要复杂的装置和较高的成本才能提高加工/检测点位的高度的定位精度的问题。通过在工件移动的过程中不断计算工件的实际高度和目标高度值的差值,并根据差值控制垂向运动装置202运动,进而达到了采用结构简单的装置低成本地提高加工/检测点位的高度的定位精度的效果。
可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整方法中,垂向运动装置202包括至少三个位置传感器2021,且三个位置传感器2021不在同一直线上,第一运动数据包括水平运动装置201的X轴运动装置2011的第一水平运动参数值、水平运动装置201的Y轴运动装置2012的第二水平运动参数值,第二运动数据包括三个位置传感器2021的三维参数值,步骤S2中,根据第一运动数据以及第二运动数据确定工件的实际高度值包括:根据至少三个位置传感器2021的三维参数值确定承载平台10的平面姿态数据;根据平面姿态数据、第一水平运动参数值以及第二水平运动参数值计算工件的实际高度值。
具体地,第一运动数据也即水平运动装置201的X轴运动装置2011和Y轴运动装置2012的运动数据,根据X轴运动装置2011和Y轴运动装置2012的运动数据可以确定工件检测点的水平坐标,位置传感器2021的三维参数值即为空间直角坐标下X、Y、Z轴上的参数值,根据三个传感器在X、Y、Z轴上的参数值可以获得平面姿态,该平面姿态即为承载平台10的平面姿态,承载平台10的平面姿态包含平面斜率、倾斜方向或转换参数,再结合工件的水平坐标即可确定工件的实际高度值。
可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整方法中,图像采集装置30采集到图像的最大范围为检测范围,预设工件具有第一参考线,预设检测范围具有第二参考线,步骤S3包括:判断第一参考线与第二参考线是否满足平行关系或垂直关系;在第一参考线与第二参考线不满足平行关系或垂直关系时,控制水平旋转装置203带动承载平台10旋转,直至第一参考线与第二参考线满足平行关系或垂直关系。
具体地,预设工件可以为硅片,硅片上设置多个矩形晶片单元,多个矩形晶片单元构成矩形网格图案,硅片上的第一参考线可以为矩形晶片单元的长边的平行线或垂线,检测范围可以为面积大于矩形晶片单元的矩形,第二参考线可以为检测范围的长边的平行线或垂线,需要说明的是,为了方便硅片的加工/检测,需要调整硅片中待处理的矩形晶片单元的成像角度,使得矩形晶片单元的第一参考线与检测范围的第二参考线正交或平行。
图7是根据本申请实施例提供的通过水平旋转装置203调整工件的位置的示意图一,如图7所示,呈虚线的矩形单元为调整前的矩形晶片单元,需要调整硅片中待处理的矩形晶片单元,使得矩形晶片单元的第一参考线与检测范围的第二参考线平行,从图7可以看出,调整前的矩形晶片单元的第一参考线与检测范围的第二参考线未平行,通过水平旋转装置203旋转θ,使得矩形晶片单元的第一参考线与检测范围的第二参考线平行,得到调整后的矩形晶片单元,也即图7中呈实线的矩形单元。
图8是根据本申请实施例提供的通过水平旋转装置203调整工件的位置的示意图二,如图8所示,呈虚线的矩形单元为调整前的矩形晶片单元,需要调整硅片中待处理的矩形晶片单元,使得矩形晶片单元的第一参考线与检测范围的第二参考线正交,从图8可以看出,调整前的矩形晶片单元的第一参考线与检测范围的第二参考线未正交,通过水平旋转装置203旋转一定角度,使得矩形晶片单元的第一参考线与检测范围的第二参考线正交,得到调整后的矩形单元,也即图8中呈实实线的矩形单元。
需要说明的是,若旋转后的待处理部位仍在图像的显示范围内,说明待处理部位仍在检测范围,若旋转后的待处理部位超出图像获取器的显示范围,说明待处理部位不在加检测范围内,需要重新对工件的位置进行调整。
可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整方法中,水平旋转装置203设置在垂向运动装置202的竖直上方,如图2所示,沿竖直方向从下至上依次布置水平运动装置201、垂向运动装置202、水平旋转装置203、承载平台10、图像采集装置30,调节运动装置20使得承载平台10带动工件落入检测范围内。步骤S5中,在工件处于检测范围内的情况下,重新计算工件的实际高度值包括:获取水平旋转装置203的旋转角度,根据旋转角度确定坐标转换矩阵;根据坐标转换矩阵转换第一水平运动参数和第二水平运动参数,得到转换后的水平运动参数值;根据三个位置传感器2021的三维参数值确定平面姿态数据;根据平面姿态数据以及转换后的水平运动参数值计算工件的实际高度值。
具体地,在这种堆叠布置方式下,重新计算工件的实际高度值需要先根据旋转角度确定坐标转换矩阵,可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整方法中,根据旋转角度确定以下坐标转换矩阵:
,其中,θ为旋转角度;
进一步的,根据坐标转换矩阵转换第一水平运动参数和第二水平运动参数,得到转换后的水平运动参数值,可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整方法中,通过以下公式根据坐标转换矩阵转换第一水平运动参数和第二水平运动参数,得到转换后的水平运动参数值:
,其中,X1’为第一水平运动参数,Y1’为第二水平运动参数,X1为X1’转换后的水平运动参数值,Y1为Y1’转换后的水平运动参数值。
进一步的,根据三个位置传感器2021的三维参数值确定平面姿态数据,可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整方法中,位置传感器2021数量为三个,位置传感器2021包含第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器,通过以下公式根据位置传感器2021的三维参数值确定平面姿态数据:
;
;
;
;
其中,A、B、C、D为平面姿态数据,x1、y1、z1为第一位置传感器的三维参数值,x2、y2、z2为第二位置传感器的三维参数值,x3、y3、z3为第三位置传感器的三维参数值;
进一步的,根据平面姿态数据以及转换后的水平运动参数值计算工件的实际高度值,可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整方法中,通过以下公式根据平面姿态数据、第一水平运动参数值以及第二水平运动参数值计算工件的实际高度值:
,其中,X1为第一水平运动参数值,Y1为第二水平运动参数值,Z为工件的实际高度值。需要说明的,除坐标转换矩阵外上述计算工件高度的公式可直接用在步骤S2中用于计算工件高度值。
进一步的,本实施例中为方便数据的获得和计算,设置承载平台10表面的旋转中心为三维坐标系的原点,在其他实施例中也可以不将三维坐标系的原点设置在承载平台10表面的旋转中心,此时通过和承载平台10旋转中心距离的换算同样可以获得对应的第一水平运动参数、第二水平运动参数,以及三个位置传感器2021的三维参数值。
本实施例在这种堆叠布置方式下,水平旋转装置203的运动改变了工件检测点的位置,但不会影响垂向运动装置202,旋转后三个位置传感器2021的位置相对承载平台10表面的旋转中心并未发生变化,故在调节水平旋转装置203之后重新计算工件的实际高度值,在计算的过程中可以仅对水平运动装置201的运动数据进行转换,无需对垂向运动装置202的运动数据进行转换,减少了计算量。
可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整方法中,垂向运动装置202设置在水平旋转装置203的竖直上方,如图3所示,沿竖直方向从下至上依次布置水平运动装置201、水平旋转装置203、垂向运动装置202、承载平台10、图像采集装置30,调节运动装置20使得承载平台10带动工件落入检测范围内。步骤S5中,在工件处于检测范围内的情况下,重新计算工件的实际高度值包括:获取水平旋转装置203的旋转角度,根据旋转角度确定坐标转换矩阵;根据坐标转换矩阵转换第一水平运动参数和第二水平运动参数,得到转换后的水平运动参数值;根据坐标转换矩阵转换三个位置传感器2021的三维参数值,得到转换后的三维参数值,并根据转换后的三维参数值确定转换后承载平台10的平面姿态数据;根据转换后的平面姿态数据以及转换后的水平运动参数值计算工件的实际高度值。
具体地,在这种堆叠布置方式下,重新计算工件的实际高度值需要先根据旋转角度确定坐标转换矩阵,可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整方法中,根据旋转角度确定以下坐标转换矩阵:
,其中,θ为旋转角度;
进一步的,根据坐标转换矩阵转换第一水平运动参数和第二水平运动参数,得到转换后的水平运动参数值,可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整方法中,通过以下公式根据坐标转换矩阵转换第一水平运动参数和第二水平运动参数,得到转换后的水平运动参数值:
,其中,X1’为第一水平运动参数,Y1’为第二水平运动参数,X1为X1’转换后的水平运动参数值,Y1为Y1’转换后的水平运动参数值。
根据坐标转换矩阵转换三个位置传感器2021的三维参数值,得到转换后的三维参数值,进一步的,根据三个位置传感器2021的三维参数值确定平面姿态数据,可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整方法中,位置传感器2021数量为三个,位置传感器2021包含第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器,通过以下公式根据转换后的三维参数值确定转换后承载平台10的平面姿态数据:
;
;
;
;
其中,A'、B'、C'、D'为转换后的平面姿态数据,x1'、y1'、z1为转换后的第一位置传感器的三维参数值,x2'、y2'、z2为转换后的第二位置传感器的三维参数值,x3'、y3'、z3为转换后的第三位置传感器的水平参数,其中第一位置传感器的x1'、y1'、第二位置传感器的x2'、y2'和第三位置传感器的x3'、y3',参数值的转换方式和第一水平运动参数和第二水平运动参数的转换方式相同, 由于水平旋转装置203只在水平方向做旋转,不影响三个位置传感器2021在竖直方向的度数,故z1、z2、z3不需要进行转换计算;
进一步的,根据平面姿态数据以及转换后的水平运动参数值计算工件的实际高度值,可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整方法中,通过以下公式根据平面姿态数据、第一水平运动参数值以及第二水平运动参数值计算工件的实际高度值:
,其中,X1为第一水平运动参数值,Y1为第二水平运动参数值,Z为工件的实际高度值。需要说明的,除坐标转换矩阵外上述计算工件高度的公式可直接用在步骤S2中用于计算工件高度值。
进一步的,本实施例中为方便数据的获得和计算,设置承载平台10表面的旋转中心为三维坐标系的原点,在其他实施例中也可以不将三维坐标系的原点设置在承载平台10表面的旋转中心,此时通过和承载平台10旋转中心距离的换算同样可以获得对应的第一水平运动参数、第二水平运动参数,以及三个位置传感器2021的三维参数值。
本实施例在这种堆叠布置方式下,若在调节水平旋转装置203之后重新计算工件的实际高度,需要对水平运动装置201的运动数据和垂向运动装置202均进行转换,将垂向运动装置202设置在水平旋转装置203上方,能够有效减少垂向运动装置202的负载,提高工件的高度调整速度和调整精确度。
需要说明的是,相关技术中的垂向运动装置202无法有效检测实际高度值和目标高度值的差需,要反复调试运动装置20,或其只能通过外部位置检测装置来检测旋转后实际高度值,而本申请上述实施例将旋转角度θ加入计算公式来获得修正后的实际高度值,也即对焦高度值,可以在当前状态下直接对图像进行高度的调整并实现较好的对焦,一方面,无需借助外部高度位置的检测装置,另一方面,无需重新运动水平双向运动平台将硅片上的待处理部位运动到图像正中心,可以有效减少X轴运动装置2011和Y轴运动装置2012的运动量,从而减少了水平运动误差。
需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本申请实施例还提供了一种工件的位置调整装置,需要说明的是,本申请实施例的工件的位置调整装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于工件的位置调整方法。以下对本申请实施例提供的工件的位置调整装置进行介绍。
图9是根据本申请实施例的工件的位置调整设备的示意图。如图9所示,该设备包括:
第一控制单元901,用于控制水平运动装置带动承载平台上的工件移动至图像采集装置下方,并获取水平运动装置的第一运动数据,其中,第一运动数据是指工件的被检测点在承载平台上的水平位置的数据。
第二控制单元902,用于控制垂向运动装置运动,在运动的过程中获取垂向运动装置的第二运动数据,并根据第一运动数据以及第二运动数据确定工件的实际高度值,根据实际高度值和目标高度值的差值控制垂向运动装置持续运动,直至工件移动至目标高度值,其中,第二运动数据是指承载平台的平面姿态数据。
第三控制单元903,用于控制水平旋转装置带动承载平台旋转,并基于图像采集装置采集到的图像判断工件是否处于检测范围内。
第四控制单元904,用于在工件超出检测范围的情况下,重新控制水平运动装置、垂向运动装置以及水平旋转装置运动,直至工件移动至检测范围内。
第五控制单元905,用于在工件处于检测范围内的情况下,重新计算工件的实际高度值,并根据重新确定的实际高度值和目标高度值的差值控制垂向运动装置运动,直至工件移动至目标高度值。
本申请实施例提供的工件的位置调整设备,通过第一控制单元901,用于控制水平运动装置带动承载平台上的工件移动至图像采集装置下方,并获取水平运动装置的第一运动数据,其中,第一运动数据是指工件的被检测点在承载平台上的水平位置的数据;第二控制单元902,控制垂向运动装置运动,在运动的过程中获取垂向运动装置的第二运动数据,并根据第一运动数据以及第二运动数据确定工件的实际高度值,根据实际高度值和目标高度值的差值控制垂向运动装置持续运动,直至工件移动至目标高度值,其中,第二运动数据是指承载平台的平面姿态数据;第三控制单元903,控制水平旋转装置带动承载平台旋转,并基于图像采集装置采集到的图像判断工件是否处于检测范围内;第四控制单元904,在工件超出检测范围的情况下,重新控制水平运动装置、垂向运动装置以及水平旋转装置运动,直至工件移动至检测范围内;第五控制单元905,在工件处于检测范围内的情况下,重新计算工件的实际高度值,并根据重新确定的实际高度值和目标高度值的差值控制垂向运动装置运动,直至工件移动至目标高度值,解决了相关技术中在硅片的加工和检测的过程中,需要复杂的装置和较高的成本才能提高加工/检测点位的高度的定位精度的问题,通过在工件移动的过程中不断计算工件的实际高度和目标高度值的差值,并根据差值控制垂向运动装置运动,进而达到了采用结构简单的装置低成本地提高加工/检测点位的高度的定位精度的效果。
可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整设备中,垂向运动装置包括至少三个位置传感器,且三个位置传感器不在同一直线上,第一运动数据包括水平运动装置的X轴运动装置的第一水平运动参数值、水平运动装置的Y轴运动装置的第二水平运动参数值,第二运动数据包括三个位置传感器的三维参数值,第二控制单元902用于根据至少三个位置传感器的三维参数值确定承载平台的平面姿态数据;根据平面姿态数据、第一水平运动参数值以及第二水平运动参数值计算工件的实际高度值。
可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整设备中,位置传感器数量为三个,位置传感器包含第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器,通过以下公式根据位置传感器的三维参数值确定平面姿态数据:
;
;
;
;
其中,A、B、C、D为平面姿态数据,x1、y1、z1为第一位置传感器的三维参数值,x2、y2、z2为第二位置传感器的三维参数值,x3、y3、z3为第三位置传感器的三维参数值;
通过以下公式根据平面姿态数据、第一水平运动参数值以及第二水平运动参数值计算工件的实际高度值:
,其中,X为第一水平运动参数值,Y为第二水平运动参数值,Z为工件的实际高度值。
可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整设备中,位置传感器为光栅尺,光栅尺包括光栅尺带和光栅读头,光栅尺的三维参数值包括:光栅尺读头相对工件的水平坐标,以及垂向运动装置运动后光栅尺读头采集的竖直坐标。
可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整设备中,图像采集装置采集到图像的最大范围为检测范围,预设工件具有第一参考线,预设检测范围具有第二参考线,第三控制单元903用于判断第一参考线与第二参考线是否满足平行关系或垂直关系;在第一参考线与第二参考线不满足平行关系或垂直关系时,控制水平旋转装置带动承载平台旋转,直至第一参考线与第二参考线满足平行关系或垂直关系。
可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整设备中,第五控制单元905用于获取水平旋转装置的旋转角度,根据旋转角度确定坐标转换矩阵;根据坐标转换矩阵转换第一水平运动参数和第二水平运动参数,得到转换后的水平运动参数值;根据三个位置传感器的三维参数值确定平面姿态数据;根据平面姿态数据以及转换后的水平运动参数值计算工件的实际高度值。
可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整设备中,垂向运动装置设置在水平旋转装置的竖直上方,第五控制单元905用于获取水平旋转装置的旋转角度,根据旋转角度确定坐标转换矩阵;根据坐标转换矩阵转换第一水平运动参数和第二水平运动参数,得到转换后的水平运动参数值;根据坐标转换矩阵转换三个位置传感器的三维参数值,得到转换后的三维参数值,并根据转换后的三维参数值确定转换后承载平台的平面姿态数据;根据转换后的平面姿态数据以及转换后的水平运动参数值计算工件的实际高度值。
可选地,在本申请实施例提供的工件的位置调整设备中,根据旋转角度确定以下坐标转换矩阵:
,其中,θ为旋转角度;
通过以下公式根据坐标转换矩阵转换第一水平运动参数和第二水平运动参数,得到转换后的水平运动参数值:
,其中,X1’为第一水平运动参数,Y1’为第二水平运动参数,X1为X1’转换后的水平运动参数值,Y1为Y1’转换后的水平运动参数值。
上述工件的位置调整设备包括处理器和存储器,上述第一控制单元901、第二控制单元902、第三控制单元903、第四控制单元904以及第五控制单元905等均作为程序单元存储在存储器中,由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核,由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上,通过调整内核参数来解决相关技术中在硅片的加工和检测的过程中,需要复杂的装置和较高的成本才能提高加工/检测点位的高度的定位精度的问题。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM),存储器包括至少一个存储芯片。
本申请实施例还提供了一种计算机存储介质,计算机存储介质包括存储的程序,其中,程序运行时控制计算机存储介质所在的设备执行一种工件的位置调整方法。
本申请实施例还提供了一种电子装置,包含处理器和存储器;存储器中存储有计算机可读指令,处理器用于运行计算机可读指令,其中,计算机可读指令运行时执行一种工件的位置调整方法。本文中的电子装置可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器 (CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器 (RAM)、只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种工件的位置调整方法,其特征在于,应用于工件的位置调整装置,所述位置调整装置包括承载平台、用于带动所述承载平台移动的运动装置以及图像采集装置,所述运动装置包括水平运动装置、垂向运动装置、水平旋转装置,所述位置调整装置内预设有竖直方向的目标高度值,所述方法包括:
步骤S1:控制所述水平运动装置带动所述承载平台上的工件移动至所述图像采集装置下方,并获取所述水平运动装置的第一运动数据,其中,所述第一运动数据是指所述工件的被检测点在所述承载平台上的水平位置的数据;
步骤S2:控制所述垂向运动装置运动,在运动的过程中获取所述垂向运动装置的第二运动数据,并根据所述第一运动数据以及所述第二运动数据确定所述工件的实际高度值,根据所述实际高度值和所述目标高度值的差值控制所述垂向运动装置持续运动,直至所述工件移动至所述目标高度值,其中,所述第二运动数据是指所述承载平台的平面姿态数据;
步骤S3:控制所述水平旋转装置带动所述承载平台旋转,并基于所述图像采集装置采集到的图像判断所述工件是否处于检测范围内;
步骤S4:在所述工件超出所述检测范围的情况下,重新控制所述水平运动装置、所述垂向运动装置以及所述水平旋转装置运动,直至所述工件移动至所述检测范围内;
步骤S5:在所述工件处于所述检测范围内的情况下,重新计算所述工件的实际高度值,并根据重新确定的实际高度值和所述目标高度值的差值控制所述垂向运动装置运动,直至所述工件移动至所述目标高度值;
其中,所述垂向运动装置包括至少三个位置传感器,且三个所述位置传感器不在同一直线上,所述第一运动数据包括所述水平运动装置的X轴运动装置的第一水平运动参数值、所述水平运动装置的Y轴运动装置的第二水平运动参数值,所述第二运动数据包括三个所述位置传感器的三维参数值,所述步骤S2中,根据所述第一运动数据以及所述第二运动数据确定所述工件的实际高度值包括:
根据至少三个所述位置传感器的三维参数值确定所述承载平台的平面姿态数据;
根据所述平面姿态数据、所述第一水平运动参数值以及所述第二水平运动参数值计算所述工件的实际高度值。
2.根据权利要求1所述的工件的位置调整方法,其特征在于,所述位置传感器数量为三个,所述位置传感器包含第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器,通过以下公式根据所述位置传感器的三维参数值确定所述平面姿态数据:
A=(y3-y1)* (z3-z1)- (z2-z1) *(y3-y1) ;
B=(x3-x1)* (z2-z1)- (x2-x1) *(z3-z1) ;
C=(x2-x1)* (y3-y1)- (x3-x1) *( y2-y1) ;
D=-(A*x1+B*y1+C*z1);
其中,A、B、C、D为所述平面姿态数据,x1、y1、z1为所述第一位置传感器的三维参数值,x2、y2、z2为所述第二位置传感器的三维参数值,x3、y3、z3为所述第三位置传感器的三维参数值;
通过以下公式根据所述平面姿态数据、所述第一水平运动参数值以及所述第二水平运动参数值计算所述工件的实际高度值:
,其中,X为所述第一水平运动参数值,Y为所述第二水平运动参数值,Z为所述工件的实际高度值。
3.根据权利要求1所述的工件的位置调整方法,其特征在于,所述位置传感器为光栅尺,所述光栅尺包括光栅尺带和光栅读头,所述步骤S2中,所述光栅尺的三维参数值包括:所述光栅尺读头相对所述工件的水平坐标,以及所述垂向运动装置运动后所述光栅尺读头采集的竖直坐标。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述图像采集装置采集到图像的最大范围为检测范围,预设所述工件具有第一参考线,预设所述检测范围具有第二参考线,所述步骤S3包括:
判断所述第一参考线与所述第二参考线是否满足平行关系或垂直关系;
在所述第一参考线与所述第二参考线不满足平行关系或垂直关系时,控制所述水平旋转装置带动所述承载平台旋转,直至所述第一参考线与所述第二参考线满足平行关系或垂直关系。
5.根据权利要求1所述的工件的位置调整方法,其特征在于,所述水平旋转装置设置在所述垂向运动装置的竖直上方,所述步骤S5中,在所述工件处于所述检测范围内的情况下,重新计算所述工件的实际高度值包括:
获取所述水平旋转装置的旋转角度,根据所述旋转角度确定坐标转换矩阵;
根据所述坐标转换矩阵转换所述第一水平运动参数和所述第二水平运动参数,得到转换后的水平运动参数值;
根据所述三个位置传感器的三维参数值确定所述平面姿态数据;
根据所述平面姿态数据以及所述转换后的水平运动参数值计算所述工件的实际高度值。
6.根据权利要求1所述的工件的位置调整方法,其特征在于,所述垂向运动装置设置在所述水平旋转装置的竖直上方,所述步骤S5中,在所述工件处于所述检测范围内的情况下,重新计算所述工件的实际高度值包括:
获取所述水平旋转装置的旋转角度,根据所述旋转角度确定坐标转换矩阵;
根据所述坐标转换矩阵转换所述第一水平运动参数和所述第二水平运动参数,得到转换后的水平运动参数值;
根据所述坐标转换矩阵转换所述三个位置传感器的三维参数值,得到转换后的三维参数值,并根据所述转换后的三维参数值确定转换后承载平台的平面姿态数据;
根据所述转换后的平面姿态数据以及所述转换后的水平运动参数值计算所述工件的实际高度值。
7.根据权利要求5或6所述的工件的位置调整方法,其特征在于,根据所述旋转角度确定以下所述坐标转换矩阵:
,其中,θ为所述旋转角度;
通过以下公式根据所述坐标转换矩阵转换所述第一水平运动参数和所述第二水平运动参数,得到转换后的水平运动参数值:
,其中,X1’为所述第一水平运动参数,Y1’为所述第二水平运动参数,X1为X1’转换后的水平运动参数值,Y1为Y1’转换后的水平运动参数值。
8.一种工件的位置调整系统,其特征在于,包括:
工件的位置调整装置,包括用于承载工件的承载平台、用于带动所述承载平台移动的运动装置以及图像采集装置,所述运动装置包括水平运动装置、垂向运动装置、水平旋转装置,其中,所述垂向运动装置包含至少三个位置传感器,所述位置传感器不在同一条直线上;
控制器,与所述工件的位置调整装置通信连接,用于执行权利要求1到7任意一项所述的工件的位置调整方法。
9.根据权利要求8所述的工件的位置调整系统,其他特征在于,所述垂向运动装置包括定子底座、动子底座、用于驱动所述动子底座的驱动机构,
所述位置传感器为光栅尺,且数量为三个,所述光栅尺包括设置在所述定子底座的光栅尺读头和设置在所述动子底座的光栅尺尺带。
10.根据权利要求8所述的工件的位置调整系统,其他特征在于,
所述水平运动装置、所述垂向运动装置、所述水平旋转装置、所述承载平台、所述图像采集装置沿竖直方向从下至上依次设置;或,
所述水平运动装置、所述水平旋转装置、所述垂向运动装置、所述承载平台、所述图像采集装置沿竖直方向从下至上依次设置。
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