專利名稱：金剛線磨粒密度及分布的檢測方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶體硅加工領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種金剛線磨粒密度及分布的檢測方法及裝置。
背景技術(shù)：
用于生產(chǎn)的線切割技術(shù)，主要是使用游離磨粒線鋸，游離磨料線鋸切割在切割過程中將高粘度SiC磨粒衆(zhòng)料帶入切割區(qū)域,游離態(tài)的磨粒在鋼絲的壓力和速度的帶動下進(jìn)行硅錠的切割，該方法存在著切割效率低、切口精度低和作業(yè)環(huán)境差等缺點。另外還可以使用固結(jié)磨料線鋸，固結(jié)磨料線鋸是將金剛石磨粒通過一定工藝固結(jié)于鋼絲表面制成的一種鋸切工具，固結(jié)磨料線鋸由于金剛石磨粒被固結(jié)在鋼絲表面后，鋼絲不直接與工件接觸，不易損傷，壽命可大大提高，切割效率和精度也更高。固結(jié)磨料線鋸的固結(jié)工藝主要有電鍍金剛線和樹脂金剛線兩種。無論是電鍍金剛線還是樹脂金剛線，都會涉及到表面磨粒密度及其分布的問題，如果磨粒過少，則切割能力不足，磨粒過多則磨粒的把持力降低，同樣造成切割效率低下；表面磨粒如果堆積，不僅會降低切削性能，而且會使切割工件的表面粗糙度變大。因此，檢測金剛線表面磨粒密度及其分布變得尤為重要?，F(xiàn)有的檢測方法通過普通顯微鏡或者電子顯微鏡觀察一段金剛線表面，數(shù)其中磨粒的個數(shù)來大致推算。這種方法雖然能夠直觀的觀察到表面磨粒的分布情況，但是，它不具備連續(xù)觀察性，通過人工數(shù)的方式，可靠性差。另外，受普通顯微鏡或者電子顯微鏡結(jié)構(gòu)限制，在檢測金剛線磨粒密度和分布時只能在靜態(tài)條件下進(jìn)行觀察，而無法實現(xiàn)在線監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種金剛線磨粒密度及分布的檢測方法及裝置，以實現(xiàn)提高檢測的可靠性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種金剛線磨粒密度及分布的檢測方法，包括步驟采集特定長度內(nèi)金剛線的多個角度所對應(yīng)的圖像信息；根據(jù)所述圖像信息建立該特定長度內(nèi)金剛線的三維圖像；根據(jù)所述三維圖像獲取磨粒數(shù)量值以及相鄰的磨粒的距離值，并得到密度值和分布值。優(yōu)選地，在上述檢測方法中，所述得到密度值和分布值之后還包括分別比較預(yù)先存儲的預(yù)設(shè)密度值與所述密度值，預(yù)先存儲的預(yù)設(shè)分布值和所述分布值，當(dāng)同時滿足所述密度值大于所述預(yù)設(shè)密度值以及所述分布值大于所述預(yù)設(shè)分布值時報警。優(yōu)選地，在上述檢測方法中，所述角度數(shù)量為四個，相鄰角度夾角為90°。
一種金剛線磨粒密度及分布的檢測裝置，包括呈特定角度環(huán)向分布在金剛線周圍的多個圖像采集單元，所述圖像采集單元采集特定長度內(nèi)金剛線所對應(yīng)的圖像信息；接收所述圖像采集單元發(fā)送的所述圖像信息的圖像處理單元，并根據(jù)所述圖像信息建立該特定長度內(nèi)金剛線的三維圖像；接收所述圖像處理單元發(fā)送的所述三維圖像的數(shù)據(jù)處理單元，根據(jù)所述三維圖像獲取磨粒數(shù)量值以及相鄰的磨粒的距離值，并得到密度值和分布值。優(yōu)選地，在上述檢測裝置中，還包括判斷單元和報警單元，其中，所述判斷單元接收所述數(shù)據(jù)處理單元的發(fā)送的所述密度值和分布值，分別比較預(yù)先存儲的預(yù)設(shè)密度值與所述密度值，預(yù)先存儲的預(yù)設(shè)分布值和所述分布值，當(dāng) 同時滿足所述密度值大于所述預(yù)設(shè)密度值以及所述分布值大于所述預(yù)設(shè)分布值時發(fā)出報警信息； 所述報警單元根據(jù)所述報警信息發(fā)出報警信號。優(yōu)選地，在上述檢測裝置中，所述圖像采集單元為CXD相機，該CXD相機的放大倍數(shù)為 300-1000。優(yōu)選地，在上述檢測裝置中，所述CXD相機的數(shù)量為四個，且相鄰的所述CXD相機的夾角為90°。優(yōu)選地，在上述檢測裝置中，相鄰的所述CXD相機之間還設(shè)置有點光源。優(yōu)選地，在上述檢測裝置中，所述(XD相機距離所述金剛線的距離為30mm-50mm。優(yōu)選地，在上述檢測裝置中，所述點光源距離所述金剛線的距離為25mm-30mm。由于本發(fā)明中檢測方法，首先采集特定長度的金剛線的多個角度的圖像信息，并根據(jù)多個圖像信息建立三維圖像，最終得到金剛線上磨粒密度和分布情況。由于上述方法中借助通過分析圖像信息最終獲得磨粒密度和分布情況較之傳統(tǒng)方法相比，可靠性更高。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實施例提供的一種金剛線磨粒密度及分布的檢測方法流程示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的另一種金剛線磨粒密度及分布的檢測方法流程示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的一種金剛線磨粒密度及分布的檢測裝置的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4至圖6為本發(fā)明實施例提供的一種金剛線磨粒密度及分布的檢測裝置使用結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖I至圖6中，I為金剛線；2為磨粒；3a為CXD相機；3b為CXD相機；3c為CXD相機；3d為CXD相機；4a為點光源；4b為點光源；4c為點光源；4d為點光源；5為圖像處理單元；6數(shù)據(jù)處理單元；7為判斷單元；8為報警單元。
具體實施例方式相關(guān)名詞解釋固結(jié)磨料磨料和芯線結(jié)合一體；
游離磨料磨料分散在切割液中，切割時物理吸附在鋼線表面；樹脂金剛線以樹脂為粘合劑將磨粒均勻分散在芯線表面，供切割用；電鍍金剛線以金屬鎳為結(jié)合劑，通過電鍍的方式將磨粒粘合在鋼線表面；把持力金剛線樹脂基體或鎮(zhèn)基體對磨粒的粘結(jié)力；CXD相機(XD camera，以電荷耦合器件(CXD)作為光敏感器和光電轉(zhuǎn)換器的遙感用相機；CCD Charge-coupled Device,電荷稱合兀件；景深攝取有限距離的景物時，可在像面上構(gòu)成清晰影像的物距范圍；工作距離指試樣調(diào)準(zhǔn)焦點時的物鏡前緣與試樣表面(或物鏡使用蓋玻片時，與蓋玻片頂面)的距離。由背景技術(shù)記載的相關(guān)內(nèi)容可知現(xiàn)有的技術(shù)方案中通過采用普通的顯微鏡或者電子顯微鏡觀察金剛線的磨粒密度及分布情況，由于通過肉眼觀察的檢測磨粒密度以及分布，檢測不可靠。為此本發(fā)明為了解決上述問題公開了一種新的檢測方法以及檢測裝置。下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明提供一種金剛線磨粒密度及分布的檢測方法，以實現(xiàn)提高檢測的可靠性。如圖I所示，本發(fā)明公開的金剛線磨粒密度及分布的檢測方法包括步驟步驟Sll :采集特定長度內(nèi)金剛線的多個角度所對應(yīng)的圖像信息。在實際采集過程中，由于多個角度采集時距離金剛線的距離差異、像素差異、放大倍數(shù)的不同，所得到的圖像信息可能存在差異，通常為了后續(xù)處理方便，會將所采集到的圖片信息轉(zhuǎn)換成放大倍數(shù)相同的圖片。優(yōu)選的，為了簡化處理步驟，在實際操作過程中，在采集圖像信息時，距離金剛線的距離相同，且采集過程中放大倍數(shù)相同，且多個角度均勻分布，例如若分四個角度進(jìn)行采集，那么相鄰的采集角度為90° ;若分五個角度進(jìn)行采集，那么采集角度為72°，此次類推。又，由于在實際采集過程中，采集相鄰的圖像信息存在很有可能存在重合的部分，在后續(xù)處理過程中通過判斷是否重合進(jìn)行相應(yīng)的修剪。步驟S12 :根據(jù)所述圖像信息建立該特定長度內(nèi)金剛線的三維圖像。通過結(jié)合多個角度的圖片信息整合成三維圖像，其中由于多個角度內(nèi)得到的圖像信息存在重合部分，為此，在整合過程中需要重新判斷圖像信息是否存在重合的部分，如果相鄰的角度之間存在重合的部分，則直接剪切掉重合的部分，然后繼續(xù)建立該特定長度內(nèi)的金剛線三維圖像。上述所說特定長度是由于，在采集過程中采集角度的限制，不可能采集所有長度內(nèi)金剛線的圖像信息，而是根據(jù)設(shè)備的性能通過調(diào)整角度采集某一長度內(nèi)的角度。步驟S13 :根據(jù)所述三維圖像獲取磨粒數(shù)量值以及相鄰的磨粒的距離值，并得到密度值和分布值。
得到三維圖像之后可以通過統(tǒng)計改特定長度內(nèi)金剛線表面磨粒的個數(shù)、每相鄰兩個磨粒之間的間距來并與金剛線長度信息匹配，可以知道具體每段金剛線上磨粒的密度和分布情況。經(jīng)過多次檢測之后便可以得到多段金剛線的磨粒的密度和分布情況。上述檢測方法還可以具體應(yīng)用到現(xiàn)有設(shè)備中，如圖2所示，將上述檢測方法運用到工作過程中的設(shè)備中，將檢測到的密度值和分布值與預(yù)先存儲的密度值和分布值進(jìn)行比較，當(dāng)檢測到的密度值和分布值超出預(yù)設(shè)值范圍時，發(fā)出報警信息，以提示操作人員。具體步驟包括步驟S21 :采集特定長度內(nèi)金剛線的多個角度所對應(yīng)的圖像信息。在實際采集過程中，由于多個角度采集時距離金剛線的距離差異、像素差異、放大倍數(shù)的不同，所得到的圖像信息可能存在差異，通常為了后續(xù)處理方便，會將所采集到的圖片信息轉(zhuǎn)換成放大倍數(shù)相同的圖片。優(yōu)選的，為了簡化處理步驟，在實際操作過程中，在采·集圖像信息時，距離金剛線的距離相同，且采集過程中放大倍數(shù)相同，且多個角度均勻分布，例如若分四個角度進(jìn)行采集，那么相鄰的采集角度為90° ;若分五個角度進(jìn)行采集，那么采集角度為72°，此次類推。又，由于在實際采集過程中，采集相鄰的圖像信息存在很有可能存在重合的部分，在后續(xù)處理過程中通過判斷是否重合進(jìn)行相應(yīng)的修剪。步驟S22 :根據(jù)所述圖像信息建立該特定長度內(nèi)金剛線的三維圖像。通過結(jié)合多個角度的圖片信息整合成三維圖像，其中由于多個角度內(nèi)得到的圖像信息存在重合部分，為此，在整合過程中需要重新判斷圖像信息是否存在重合的部分，如果相鄰的角度之間存在重合的部分，則直接剪切掉重合的部分，然后繼續(xù)建立該特定長度內(nèi)的金剛線三維圖像。上述所說特定長度是由于，在采集過程中采集角度的限制，不可能采集所有長度內(nèi)金剛線的圖像信息，而是根據(jù)設(shè)備的性能通過調(diào)整角度采集某一長度內(nèi)的角度。步驟S23 :根據(jù)所述三維圖像獲取磨粒數(shù)量值以及相鄰的磨粒的距離值，并得到密度值和分布值。得到三維圖像之后可以通過統(tǒng)計改特定長度內(nèi)金剛線表面磨粒的個數(shù)、每相鄰兩個磨粒之間的間距來并與金剛線長度信息匹配，可以知道具體每段金剛線上磨粒的密度和分布情況。經(jīng)過多次檢測之后便可以得到多段金剛線的磨粒的密度和分布情況。步驟S24 :分別比較預(yù)先存儲的預(yù)設(shè)密度值與所述密度值，預(yù)先存儲的預(yù)設(shè)分布值和所述分布值，當(dāng)同時滿足所述密度值大于所述預(yù)設(shè)密度值以及所述分布值大于所述預(yù)設(shè)分布值時報警。本發(fā)明還公開了一種金剛線I磨粒2密度及分布的檢測裝置，如圖3至圖6所示，該檢測裝置包括多個圖像采集單元、圖像處理單元5和數(shù)據(jù)處理單元6，其中，圖像采集單元呈特定角度環(huán)向分布在金剛線I周圍，圖像采集單元采集特定長度內(nèi)金剛線I所對應(yīng)的圖像信息；圖像處理單元5接收圖像采集單元發(fā)送的圖像信息，并根據(jù)圖像信息建立該特定長度內(nèi)金剛線I的三維圖像；數(shù)據(jù)處理單元6接收圖像處理單元5發(fā)送的所述三維圖像，根據(jù)三維圖像獲取磨粒2數(shù)量值以及相鄰的磨粒2的距離值，并得到密度值和分布值。在本發(fā)明實施例中上述圖像采集單元為CCD相機，優(yōu)選的，本發(fā)明實施例中優(yōu)選的設(shè)置有四個CXD相機，分別是CXD相機3a、(XD相機3b、(XD相機3c和CXD相機3d，四個CXD相機呈90°分布在金剛線I的周圍，每個CXD相機捕捉四分之一金剛線I外表面的高清晰照片，然后經(jīng)過圖像處理單元5進(jìn)行處理，并通過數(shù)據(jù)處理單元6獲取出表面磨粒2的密度和分布值。為了獲得更加清晰的圖像信息，每相鄰的兩個CXD相機之間放置一個點光源，CXD相機3a和CXD相機3b之間設(shè)置有點光源4a，CXD相機3b和CXD相機3c之間設(shè)置有點光源4b、(XD相機3c和CXD相機3d之間設(shè)置有點光源4c和CXD相機3d和CXD相機3a之間設(shè)置有點光源4d。另外，為了更好的提醒操作人員，本發(fā)明的檢測裝置還設(shè)置有判斷單元7和報警單元8，該判斷單元7接收數(shù)據(jù)處理單元6的發(fā)送的密度值和分布值，分別比較預(yù)先存儲的預(yù)設(shè)密度值與密度值，預(yù)先存儲的預(yù)設(shè)分布值和分布值，當(dāng)同時滿足密度值大于預(yù)設(shè)密度值以及分布值大于預(yù)設(shè)分布值時發(fā)出報警信息；報警單元8根據(jù)所述報警信息發(fā)出報警信號。 上述報警單元8為啟動聲光報警裝置，上述CXD相機的放大倍數(shù)為300-1000。且控制(XD相機距離金剛線I的距離為30mm-50mm,點光源距離金剛線I的距離為25mm-30mm?？梢宰詣硬蹲降娇焖龠\動的金剛線I表面形貌，自動合成立體圖像并統(tǒng)計磨粒2個數(shù)以及每兩個相鄰的磨粒2之間的間距，從而可以得到表面磨粒2密度與分布情況，具有異常報警系統(tǒng)，可以實時在線監(jiān)測。全程無需人工干預(yù)，具備連續(xù)性、準(zhǔn)確性高等優(yōu)點。對靜態(tài)的觀測也同樣方便的給出磨粒2密度與分布值。由于本發(fā)明中檢測方法，首先采集特定長度的金剛線I的多個角度的圖像信息，并根據(jù)多個圖像信息建立三維圖像，最終得到金剛線I上磨粒2密度和分布情況。由于上述方法中借助通過分析圖像信息最終獲得磨粒2密度和分布情況較之傳統(tǒng)方法相比，可靠性更高。另外，由于采用C⑶相機，如圖4至圖6所示，在金剛線I運行過程中本檢測裝置可以快速的捕捉到特定長度的金剛線1，實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測金剛線I磨粒2及分布情況?？朔鱾鹘y(tǒng)的方法只能檢測靜態(tài)的金剛線I的磨粒2及分布。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種金剛線磨粒密度及分布的檢測方法，其特征在于，包括步驟 采集特定長度內(nèi)金剛線的多個角度所對應(yīng)的圖像信息； 根據(jù)所述圖像信息建立該特定長度內(nèi)金剛線的三維圖像； 根據(jù)所述三維圖像獲取磨粒數(shù)量值以及相鄰的磨粒的距離值，并得到密度值和分布值。
2.如權(quán)利要求I所述的檢測方法，其特征在于，所述得到密度值和分布值之后還包括 分別比較預(yù)先存儲的預(yù)設(shè)密度值與所述密度值，預(yù)先存儲的預(yù)設(shè)分布值和所述分布值，當(dāng)同時滿足所述密度值大于所述預(yù)設(shè)密度值以及所述分布值大于所述預(yù)設(shè)分布值時報 目O
3.如權(quán)利要求I所述的檢測方法，其特征在于，所述角度數(shù)量為四個，相鄰角度夾角為90。。
4.一種金剛線磨粒密度及分布的檢測裝置，其特征在于，包括 呈特定角度環(huán)向分布在金剛線周圍的多個圖像采集單元，所述圖像采集單元采集特定長度內(nèi)金剛線所對應(yīng)的圖像信息； 接收所述圖像采集單元發(fā)送的所述圖像信息的圖像處理單元，并根據(jù)所述圖像信息建立該特定長度內(nèi)金剛線的三維圖像； 接收所述圖像處理單元發(fā)送的所述三維圖像的數(shù)據(jù)處理單元，根據(jù)所述三維圖像獲取磨粒數(shù)量值以及相鄰的磨粒的距離值，并得到密度值和分布值。
5.如權(quán)利要求4所述的檢測裝置，其特征在于，還包括判斷單元和報警單元，其中， 所述判斷單元接收所述數(shù)據(jù)處理單元的發(fā)送的所述密度值和分布值，分別比較預(yù)先存儲的預(yù)設(shè)密度值與所述密度值，預(yù)先存儲的預(yù)設(shè)分布值和所述分布值，當(dāng)同時滿足所述密度值大于所述預(yù)設(shè)密度值以及所述分布值大于所述預(yù)設(shè)分布值時發(fā)出報警信息； 所述報警單元根據(jù)所述報警信息發(fā)出報警信號。
6.如權(quán)利要求5所述的檢測裝置，其特征在于，所述圖像采集單元為CCD相機，該CCD相機的放大倍數(shù)為300-1000。
7.如權(quán)利要求6所述的檢測裝置，其特征在于，所述CCD相機的數(shù)量為四個，且相鄰的所述CXD相機的夾角為90°。
8.如權(quán)利要求7所述的檢測裝置，其特征在于，相鄰的所述CCD相機之間還設(shè)置有點光源。
9.如權(quán)利要求8所述的檢測裝置，其特征在于，所述CCD相機距離所述金剛線的距離為30mm-50mmo
10.如權(quán)利要求8所述的檢測裝置，其特征在于，所述點光源距離所述金剛線的距離為25mm-30mmo
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種金剛線磨粒密度及分布的檢測方法，包括步驟采集特定長度內(nèi)金剛線的多個角度所對應(yīng)的圖像信息；根據(jù)所述圖像信息建立該特定長度內(nèi)金剛線的三維圖像；根據(jù)所述三維圖像獲取磨粒數(shù)量值以及相鄰的磨粒的距離值，并得到密度值和分布值。由于本發(fā)明中檢測方法，首先采集特定長度的金剛線的多個角度的圖像信息，并根據(jù)多個圖像信息建立三維圖像，最終得到金剛線上磨粒密度和分布情況。由于上述方法中借助通過分析圖像信息最終獲得磨粒密度和分布情況較之傳統(tǒng)方法相比，可靠性更高。本發(fā)明還公開了一種金剛線磨粒密度及分布的檢測裝置。
文檔編號G01N15/14GK102890039SQ201110208008
公開日2013年1月23日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者萬容兵, 趙濤, 劉偉 申請人:浙江思博恩新材料科技有限公司