一种高精度靶材测量系统及方法技术方案

一种高精度靶材测量系统及方法，包括：检测平台、光学检测单元、数据收集处理单元和控制单元，所述检测平台中间设置有一中空腔，所述中空腔上设置有可拆卸的活动板，所述活动板可将所述中空腔完全覆盖，所述中空腔内部设置至少一组限位组件，所述限位组件固定靶材并可带动所述靶材旋转，所述限位组件连接驱转装置并由其驱动；所述光学检测单元包括镜头和光栅投影装置，由于检测平台和光学检测单元都是活动的，通过控制其运动的方向和距离，可以实现对不同规格和形状靶材的任意位置的高精度三维检测，而且所述限位组件可带动靶材旋转，使检测过程中不需要翻转靶材，提高了检测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度靶材测量系统及方法
本专利技术涉及一种影像测量仪器，具体地说一种高精度靶材测量系统及方法。
技术介绍
在面板制造领域、太阳能薄膜电池生产领域以及半导体器件生产领域，都需要用到金属镀膜设备，由于其重要的原材料靶材，价格高昂，实际利用率低，一直以来成为生产成本降低的重要研究点。改变靶材形状，改善磁场分布环境，优化设备设计等等技术的提出，在一定程度上提高了靶材的利用率的问题。但如何精确、快捷的得知靶材的实际使用情况以及使用率等信息，一直没有比较便捷的方法。在实际工业生产中，随着时间的增加，靶材表面会被蚀刻出深浅不一的凹槽，并且现状各不相同。由于靶材的厚度一定，其寿命也被限定，为确保生产安全，需要不定期对靶材表面的凹槽深度以及形态做测量和分析，已达到靶材利用率的最大化。对其凹槽的深度以及表明形态大多通过人工的方式测量，部分采用机械方式测量，其测量误差较大，工作量大，并且测量通常为采样测量，不具有典型性和代表性，并且对于特殊规格和形状的靶材测量难度大或者无法测量。现有技术中有一些影像测量仪，如中国专利CN102620651A、名称为《影像测量仪》中公布一种影像测量仪，其包括机台计算机、连接计算机的控制装置、装设于机台的承载工件的承载部、第一移动机构、装设于该第一移动机构上且可沿机台的XYZ三维坐标平面移动的第一测量镜头、第二移动机构、装设于该第二移动机构上且可沿机台坐标平面移动的第二测量镜头、第三移动机构及装设于该第三移动机构且可沿机台坐标平面移动的第三测量镜头，在测量过程中，通过计算机调控该控制装置，以操控该第一测量镜头对准待测工件的一个表面、控制第二测量镜头及第三测量镜头移动并可以分别对准待测工件两个不同方位的表面。该专利中承载部可旋转的装设于该平台上，可带动样品旋转，达到减少多次翻转样品的目的，但是该专利在测量靶材时，如圆柱形靶材，当靶材长度长，无法将其垂直放置，只能将其横放在该平台上，那么这样放置进行检测的时候，圆柱形靶材下面与平台的接触面不论在改平台如何旋转的情况下也是无法测量到的，还是必须进行翻转并且从新设定一次测量，测量的时间将较长并且浪费人力，而且该专利的检测采用的是二维的检测技术，只能获取样品平面的一些的特征，无法获得样品的三维数据，满足不了现在检测的需要。
技术实现思路
为此，本专利技术要解决现有技术在检测过程中必须进行翻转补测，并且只能采集二维数据的问题，从而提出一种适用于靶材使用检测领域的可以实现靶材放置后一次测量完成，无需翻转，并且实现3D测量的高精度靶材测量系统及方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下方案：一种高精度靶材测量系统，包括：检测平台，用于放置靶材；光学检测单元，设置在所述检测平台上方，可在三维范围内运动，用于采集所述检测平台上放置的靶材图像;数据收集处理单元，与所述光学检测单元、检测平台分别连接，采集样品检测参数，并对其进行相应的计算、处理和发送；控制单元，与光学检测单元、检测平台分别和数据收集处理单元分别连接，接收所述数据收集处理单元处理后的信息并对其他单元进行控制；所述检测平台中间设置有一中空腔，所述中空腔上设置有可拆卸的活动板，所述活动板可将所述中空腔完全覆盖，所述中空腔内部设置至少一组限位组件，所述限位组件固定靶材并可带动所述靶材旋转，所述限位组件连接驱转装置并由其驱动；所述光学检测单元包括镜头和光栅投影装置，所述光栅投影装置对靶材进行投影扫描，所述镜头采集所述光栅投影装置投射的光栅投影信息，并发送给所述数据收集处理单元。一组所述限位组件包括第一限位件和第二限位件，所述第一限位件与所述驱转装置联动，所述驱转装置设置至少一个，所述驱转装置连接有转轴，所述转轴穿过所述检测平台伸入所述第一限位件的下侧；所述转轴和所述第一限位件上分别设置有齿轮，所述转轴上的齿轮与所述第一限位件上的齿轮相互齿合，所述驱转装置通过所述转轴与所述第一限位件联动。一组所述限位组件包括第一限位件和第二限位件，所述第一限位件与所述驱转装置联动，所述驱动装置设置一个，所述驱转装置连接有转轴，所述转轴穿过所述检测平台伸入所述第一限位件的水平一侧，所述转轴和所述第一限位件上分别设置有齿轮，所述转轴通过传动带与多个所述第一限位件联动。所述第一限位件和第二限位件分别包括两个平行设置的限位杆，所述限位杆上设置有增加摩擦的垫圈，所述第一限位件的两个所述限位杆之间距离小于靶材宽度，所述第二限位件的两个所述限位杆之间距离小于靶材宽度。在所述检测平台的底部设置有底座，所述检测平台与所述底座为可拆卸的连接；在所述底座的两侧分别设置有Y轴向导轨，两个所述Y轴向导轨分别与一个龙门架的两个底端连接，所述龙门架可在所述Y轴向导轨上沿Y轴运动，所述龙门架的横梁上还设置有X轴向导轨。所述光学检测单元连接有X轴移动机构，所述X轴移动机构与X轴向导轨连接，可沿X轴运动；所述X轴移动机构的一侧还设置有Z轴向导轨。所述镜头设置在转动部件上，所述转动部件至少设置两个，所述转动部件一端与所述安装部件转动连接，所述镜头设置在所述转动部件的另一端；所述安装部件下侧中间连接所述光栅投影装置，所述安装部件上侧中间连接有摇摆部件，所述摇摆部件的一侧与Z轴移动机构的一侧通过连动轴连接，所述摇摆部件可沿轴摇摆；所述Z轴移动机构设置在Z轴向导轨上，可带动其他部件沿Z轴运动。所述Z轴移动机构通过从动螺杆沿Z轴运动，所述从动螺杆从上端伸入Z轴移动机构，所述从动螺杆上的外螺纹与所述Z轴移动机构内的内螺纹吻合，所述从动螺杆上端通过齿轮与主动螺杆齿合，所述主动螺杆与设置在X轴移动机构上的螺杆驱动机构连接。所述安装部件与所述摇摆部件通过垂直转轴连接，所述垂直转轴还连接有第一驱动装置，所述转动部件通过旋转轴与安装部件连接，所述旋转轴连接有第二驱动装置，所述连动轴连接有第三驱动装置。所述检测平台下方设置有多个抵触机构，所述抵触机构包括气缸、电磁阀和传感器，所述抵触机构用于保持检测平台的水平。所述X轴向导轨和所述Y轴向导轨为磁性导轨，所述Z轴向导轨为双梯形滑轨。所述光学检测单元和所述龙门架上设置有光栅尺，所述X、Y、Z轴向导轨两端都设有限位传感器。一种采用所述的测量系统的测量方法，包括以下步骤：（1）将柱状靶材放置在所述检测平台上，将所述活动板拆下，把柱状靶材放置在所述限位组件上；（2）在所述控制单元中选定需要扫描的范围，所述控制单元将命令发送给检测平台和光学检测单元，所述检测平台中的驱转装置通过所述限位组件带动靶材旋转，所述光学检测单元在三维空间内调节位置，对靶材进行采样，然后将采样数据发送给所述数据收集处理单元；（3）所述数据收集处理单元对采集的图像进行处理后得到靶材的三维模型，通过对原始靶材的三维数据建立的三维模型进行对比，计算出消耗的体积，得出靶材的使用量。所述步骤（1）还包括：所述控制单元根据实际需要，控制多个所述抵触机构的电磁阀，将所述检测平台升至设定位置，保证所述检测平台的水平度。所述步骤（2）中所述光学检测单元在三维空间内调整到合适位置的步骤具体为：所述控制单元根据设定的扫描范围，控制所述龙门架、X轴移动机构和Z轴移动机构沿X、Y、Z轴方向移动，在移动过程中根据光栅尺和限位传感器反馈的数据进行动态调节。所述控制单元还可以控制所述第一驱动装置、第二驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度靶材测量系统，包括：检测平台，用于放置靶材；光学检测单元，设置在所述检测平台上方，可在三维范围内运动，用于采集所述检测平台上放置的靶材图像;数据收集处理单元，与所述光学检测单元、检测平台分别连接，采集样品检测参数，并对其进行相应的计算、处理和发送；控制单元，与光学检测单元、检测平台分别和数据收集处理单元分别连接，接收所述数据收集处理单元处理后的信息并对其他单元进行控制；其特征在于：所述检测平台中间设置有一中空腔，所述中空腔上设置有可拆卸的活动板，所述活动板可将所述中空腔完全覆盖，所述中空腔内部设置至少一组限位组件，所述限位组件固定靶材并可带动所述靶材旋转，所述限位组件连接驱转装置并由其驱动；所述光学检测单元包括镜头和光栅投影装置，所述光栅投影装置对靶材进行投影扫描，所述镜头采集所述光栅投影装置投射的光栅投影信息，并发送给所述数据收集处理单元。

【技术特征摘要】
1.一种高精度靶材测量系统，包括：检测平台，用于放置靶材；光学检测单元，设置在所述检测平台上方，可在三维范围内运动，用于采集所述检测平台上放置的靶材图像；数据收集处理单元，与所述光学检测单元、检测平台分别连接，采集样品检测参数，并对其进行相应的计算、处理和发送；控制单元，与所述光学检测单元、检测平台和数据收集处理单元分别连接，接收所述数据收集处理单元处理后的信息并对其他单元进行控制；其特征在于：所述检测平台中间设置有一中空腔，所述中空腔上设置有可拆卸的活动板，所述活动板可将所述中空腔完全覆盖，所述中空腔内部设置至少一组限位组件，所述限位组件固定靶材并可带动所述靶材旋转，所述限位组件连接驱转装置并由其驱动；所述光学检测单元包括镜头和光栅投影装置，所述光栅投影装置对靶材进行投影扫描，所述镜头采集所述光栅投影装置投射的光栅投影信息，并发送给所述数据收集处理单元；一组所述限位组件包括第一限位件和第二限位件，所述第一限位件和第二限位件分别包括两个平行设置的限位杆，所述限位杆上设置有增加摩擦的垫圈，所述第一限位件的两个所述限位杆之间距离小于靶材宽度，所述第二限位件的两个所述限位杆之间距离小于靶材宽度。2.据权利要求1所述的高精度靶材检测平台，其特征在于，所述第一限位件与所述驱转装置联动，所述驱转装置设置至少一个，所述驱转装置连接有转轴，所述转轴穿过所述检测平台伸入所述第一限位件的下侧；所述转轴和所述第一限位件上分别设置有齿轮，所述转轴上的齿轮与所述第一限位件上的齿轮相互齿合，所述驱转装置通过所述转轴与所述第一限位件联动。3.据权利要求1所述的高精度靶材检测平台，其特征在于，所述第一限位件与所述驱转装置联动，所述驱转装置设置一个，所述驱转装置连接有转轴，所述转轴穿过所述检测平台伸入所述第一限位件的水平一侧，所述转轴和所述第一限位件上分别设置有齿轮，所述转轴通过传动带与多个所述第一限位件联动。4.根据权利要求1所述的高精度靶材测量系统，其特征在于，在所述检测平台的底部设置有底座，所述检测平台与所述底座为可拆卸的连接；在所述底座的两侧分别设置有Y轴向导轨，两个所述Y轴向导轨分别与一个龙门架的两个底端连接，所述龙门架可在所述Y轴向导轨上沿Y轴运动，所述龙门架的横梁上还设置有X轴向导轨。5.根据权利要求4所述的高精度靶材测量系统，其特征在于，所述光学检测单元连接有X轴移动机构，所述X轴移动机构与所述X轴向导轨连接，可沿X轴运动；所述X轴移动机构的一侧还设置有Z轴向导轨。6.根据权利要求5所述的高精度靶材测量系统，其特征在于，所述镜头设置在转动部件上，所述转动部件至少设置两个，所述转动部件一端与安装部件转动连接，所述镜头设置在所述转动部件的另一端；所述安装部件下侧中间连接所述光栅投影装置，所述安装部件上侧中间连接有摇摆部件，所述摇摆部件的一侧与Z轴移动机构的一侧通过连动轴连接，所述摇摆部件可沿轴摇摆；所述Z轴移动机构设置在所述Z轴向导轨上，可带动其他部件沿Z轴运动。7.根据权利要求6所述的高精度靶材测量系统，其特征在于，所述Z轴移动机构通过从动螺杆沿Z轴运动，所述从动螺杆从上端伸入所述Z轴移动机构，所述从动螺杆上的外螺纹与所述Z轴移动机构内的内螺纹吻合，所述从动螺杆上端通过齿轮与主动螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：马栋梁，
申请(专利权)人：苏州矩阵光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32