客户技术说明 · 数据证据与实施方案

晶棒检测深度异常说明与采集策略调整方案

灰度图回光基本正常,但深度图在部分启停帧出现整行或大面积条带偏移。 本页面说明误报如何形成、为什么现行槽线对齐仍无法统一各段数据,以及如何利用现有光栅槽线取得完整一周有效数据。

现象已定位灰度连续,深度整体偏移
风险已识别现行槽线对齐仍受帧数差异影响
推荐方案以同一槽线定义完整一周

01 / 数据证据

灰度正常,不代表深度 Z 值稳定

厂家说明中,灰度图反映激光在工件表面的反射强度;深度图则由三角测量解算 Z 值。 因此回光连续时,运动造成的相对位置变化仍可能表现为深度畸变。

灰度证据
异常时刻的灰度图,工件表面回光连续
同一异常时段的灰度图仍保持连续,没有与深度条带对应的大面积失光区域。
深度证据
正常深度与异常条带深度的对比
异常数据呈跨越大部分测量宽度的周期性深浅条带,更接近整体 Z 基准波动,而非局部表面缺陷。
01

非稳定运动

静止、启动、加速、减速或停止阶段,工件与相机的相对位置可能短时变化。

02

Z值整体波动

三角测量解算出的深度基准随运动状态变化,形成跨越大部分宽度的条带。

03

无效帧混入数据

静止帧和抖动帧被合并进每段数据,且不同段受到影响的帧数并不固定。

04

算法产生误报

整体深度偏移被当作连续几何变化,进而被识别为表面缺陷。

T
建议的隔离验证

晶棒完全静止并连续触发采集。若条带消失或显著降低,可进一步确认异常与运动状态有关。

02 / 坐标问题

已经找到槽线,为什么各段数据仍然无法对齐

现行流程已经使用槽线作为对齐基准,但采集数据中仍包含数量不同的静止帧和抖动帧, 导致每段总帧数不一致。即使槽线位置一致,各段数据仍无法整体对齐。

未裁剪合并大图,各段长度和底部黑色空区不一致
未裁剪合并大图:各段采集长度不同,底部黑色空区直接反映每段总帧数没有对齐。

交互示意

槽线位置对齐 ≠ 整段帧序列对齐

点击三个状态查看差异。现行方法可以把槽线移到同一横向位置,但槽线前后的静止帧、抖动帧数量不同, 整段长度仍不一致;新方案只保留两次同槽触发之间的一周有效数据。

段 1
段 2
段 3
段 4

原始采集每段都混入数量不同的静止帧和抖动帧,因此总帧数和原始长度不一致。

采集数据同一槽线位置未采集或被剔除区域

03 / 3D 原理演示

晶棒旋转规则与测量位置

以下为原始3D演示,完整保留其中的文字、参数、模型、动画和控制逻辑。

3D原理交互演示

单晶硅棒旋转规则与激光位移传感器安装方式

拖动视角、播放旋转并观察槽线经过测量位置。演示内容与交互保持原样。

全屏打开

04 / 推荐方案

用槽线信号定义有效一周,而不是靠固定帧数裁剪

首次找到槽线后先反向预留,再正向启动。把启动和停止阶段放在检测窗口之外, 以正向运行中相邻两次同槽触发作为 0° 与 360°。这样取得的是完整且全部有效的一周; 在转速与触发频率稳定的条件下,各段理论帧数应保持一致,从而可以直接进行段间对齐。

尚未进入检测窗口

步骤 1 / 7

首次寻找槽线

利用客户已有光栅找到槽线,建立机械相位基准。

角度/动作
建立基准
检测数据
尚未进入检测窗口
无效启停区有效采集窗口槽线触发边界
01

槽线输入需做防抖,并记录漏触发、重复触发和异常超时。

02

只有相邻两次有效的同槽触发可以定义一周检测窗口。

03

每次触发同步保存段号、帧号、时间戳及运动状态,便于追溯。

04

具备编码器数据时,优先用编码器插值计算周向坐标,避免仅按名义帧数累计。

05 / 安装检查

检查三角测量平面与槽线方向

传感器测量平面跨槽时,槽壁可能遮挡返回光;沿槽方向时返回通道更开阔。 该项作为现场安装检查,不单独认定为本次周期性深度波动的唯一原因。

3D原理交互演示

激光位移传感器安装位置对比

切换跨槽与沿槽方向,观察返回光是否被槽壁遮挡。演示内容与交互保持原样。

全屏打开

06 / 现场协同

实施前确认与联合验证

下列事项确认完成后,再按槽线窗口开展联合验证并固化参数。

客户侧需要确认

  1. 光栅可用性确认现有光栅及槽线信号能够投入正式检测流程。
  2. 信号唯一性确认一次旋转中槽线触发唯一且稳定,不发生重复触发或漏触发。
  3. 控制接口确认槽线信号可接入 PLC、运动控制与采集软件,并能记录时间戳。
  4. 反转条件确认允许的反转方向、固定预留角度和机械安全空间。
  5. 安装方向按槽线方向检查激光位移传感器的三角测量平面与返回光路。

联合验证项目

  1. 静态连续触发晶棒完全静止时连续采集,检查深度条带是否消失或显著降低。
  2. 事件链记录同步记录槽线触发、运动状态、帧号和时间戳,核对窗口边界。
  3. 段间角度一致检查各段首尾槽线位置和周向坐标是否保持一致。
  4. 重复性验证使用同一晶棒重复检测,确认误报和坐标串位得到控制。
下一步完成现场信号确认后,按槽线窗口进行联合验证。