硅晶体工件平整度检测装置和硅晶体工件平整度检测方法与流程

本申请涉及硅晶体技术领域，特别是涉及一种硅晶体工件平整度检测装置和硅晶体工件平整度检测方法。

背景技术：

目前，随着社会对绿色可再生能源利用的重视和开放，光伏太阳能发电领域越来越得到重视和发展。光伏太阳能发电领域中，通常的硅晶体太阳能电池是在高质量硅片上制成的，这种硅片是由硅棒或硅锭经加工而形成的。

以硅棒为例，一般是将硅棒(例如单晶硅棒或多晶硅棒)通过开方机进行开方，使得硅棒整体呈类矩形；开方完毕后，需预先对硅棒的各个开方面进行表面平整度检测，根据检测结果而对这些开方面进行磨面、滚圆及抛光等处理，再对硅棒的各个开方面进行表面平整度检测以判定经磨面、滚圆及抛光等处理后的各个开方面中平整度是否符合规范；最后，再采用多线切片机对开方后的硅棒进行切片。另以硅锭切割为例，一般地，先使用硅锭开方机对初级硅方体进行开方加工以形成次级硅方体；开方完毕后，使用硅锭截断机对次级硅方体的头尾部进行截断加工；截断完毕后，预先对次级硅方体的各个开方面进行表面平整度检测，根据检测结果而对这些开方面进行磨面、滚圆及抛光等处理，再对次级硅方体的各个开方面进行表面平整度检测以判定经磨面、滚圆及抛光等处理后的各个开方面中平整度是否符合规范；后续再使用切片机对次级硅方体进行切片加工，则得到硅片。

无论是硅棒还是硅锭(以下统称为“硅晶体工件”)，都需要对它们的开方面进行相应的表面平整度检测，在现有技术中，对于表面平整度检测多采用测距仪(例如：超声波测距仪、红外测距仪、激光测距仪)。以最常用的红外测距仪为例，利用的是红外线传播时的不扩散原理，由红外测距仪朝向硅晶体工件的待测面发出外红光线，所述红外光线在空间传播直至碰到硅晶体工件的待测面之后反射回来且被红外测距仪接收到，根据红外光线的传播速度和从发出到被接收之间的时间差就可计算出出光点到待测面的距离。但，红外测距存在精度低(误差为0.1mm级别)、易受环境干扰、方向性差等缺点。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于公开一种硅晶体工件平整度检测装置和硅晶体工件平整度检测方法，用于解决现有技术中硅晶体表面平整度检测中存在的精度低、易受环境干扰、方向性差等缺点。

本申请在一方面公开一种硅晶体工件平整度检测装置，包括：接触式检测仪；检测仪移位机构，用于设置所述接触式检测仪；控制器，与所述接触式检测仪和所述检测仪移位机构连接，用于控制所述检测仪移位机构带动所述接触式检测仪移位以及控制所述接触式检测仪依序检测硅晶体工件中待测面上各个检测点的相对距离。

在某些实施方式中，所述接触式检测仪包括：伸缩式接触探头；通断开关，关联于所述伸缩式接触探头且与所述控制器连接。

在某些实施方式中，所述检测仪移位机构为三维移位机构。

在某些实施方式中，所述硅晶体工件平整度检测装置还包括工件装载结构，用于装载硅晶体工件。

在某些实施方式中，所述硅晶体工件的待测面的数量为多个，所述工件装载结构设有工件转动机构，用于转动所述硅晶体工件以切换所述硅晶体工件的待测面。

在某些实施方式中，所述硅晶体工件平整度检测装置还包括数显设备，与所述控制器连接，用于显示所述待测面上各个检测点的检测结果。

本申请所公开的硅晶体工件平整度检测装置，采用的是接触式检测仪，利用控制器来控制检测探头移位机构及所设置的接触式检测仪，使得接触式检测仪根据预设的检测步骤依序通过接触硅晶体工件中待测面上的各个检测点来实现距离检测，从而根据检测到的各个检测点的距离值来判断所述待测面的平整度。本申请硅晶体工件平整度检测装置具有结构简单、检测精度高、易于操作且抗干扰性强等优点。

本申请在另一方面提供一种硅晶体工件平整度检测方法，应用于硅晶体工件平整度检测装置，所述硅晶体工件平整度检测装置包括有接触式检测仪、检测仪移位机构、及控制器，所述硅晶体工件平整度检测方法包括：装载待测的硅晶体工件，并使得所述硅晶体工件的待测面面朝接触式检测仪；由控制器控制检测仪移位机构带动接触式检测仪移位并控制所述接触式检测仪依序检测硅晶体工件中待测面上各个检测点的相对距离。

在某些实施方式中，将所述硅晶体工件的待测面面朝接触式检测仪，包括：转动所述硅晶体工件，切换所述硅晶体工件的待测面。

在某些实施方式中，由控制器控制检测仪移位机构带动接触式检测仪移位并控制所述接触式检测仪依序检测硅晶体工件中待测面上各个检测点的相对距离，其中，针对每一个检测点的检测均包括：由控制器控制检测仪移位机构带动接触式检测仪在移动平面内移位以使得接触式检测仪对应于待测的当前检测点；由控制器控制检测仪移位机构带动接触式检测仪面朝待测的当前检测点移动直至接触到硅晶体工件以获得测量数据；由控制器控制控制检测仪移位机构带动接触式检测仪背离待测的当前检测点移动以复位。

在某些实施方式中，所述硅晶体工件平整度检测方法还包括：将检测得到的待测面中的各个检测点的检测结果予以显示。

本申请所公开的硅晶体工件平整度检测方法，应用于前述的硅晶体工件平整度检测装置，先承载定位好待测的硅晶体工件并将硅晶体工件的待测面面朝接触式检测仪，再由控制器控制检测仪移位机构带动接触式检测仪移位并控制接触式检测仪依序检测硅晶体工件中待测面上各个检测点的相对距离，从而根据检测到的各个检测点的距离值来判断所述待测面的平整度。本申请硅晶体工件平整度检测方法具有检测精度高、易于操作且抗干扰性强等优点。

附图说明

图1为本申请硅晶体工件平整度检测装置在一视角下的立体示意图。

图2为本申请硅晶体工件平整度检测装置在另一视角下的局部立体示意图。

图3为本申请硅晶体工件平整度检测装置的侧视图。

图4为本申请硅晶体工件平整度检测装置的俯视图。

图5为本申请硅晶体工件平整度检测装置的控制模块图。

图6为本申请硅晶体工件平整度检测方法的流程示意图。

图7显示了通过对硅晶体工件的多个待测面的各个检测点进行检测而得到的检测数据的显示界面示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

请参阅图1至图7。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本申请可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本申请可实施的范畴。

本申请的发明人发现，在相关的针对硅晶体工件的表面平整度检测技术中，若采用光学类的测距仪，利用检测光线的传播速度和从发出到被接收之间的时间差来计算出出光点到待测面的距离，这类检测技术多存在精度低、易受环境干扰、方向性差等缺点。有鉴于此，本申请提出了一种硅晶体工件平整度检测装置及利用所述硅晶体工件平整度检测装置实施平整度检测的方法，采用的是接触式检测仪，通过控制接触式检测仪移位以依序接触硅晶体工件中待测面上的各个检测点来实现平整度检测，相对于非接触式检测技术，具有结构简单、检测精度高、易于操作且抗干扰性强等优点。

请参阅图1至图5，为本申请硅晶体工件平整度检测装置在一实施方式中的结构示意图，其中，图1为本申请硅晶体工件平整度检测装置在一视角下的立体示意图，图2为本申请硅晶体工件平整度检测装置在另一视角下的局部立体示意图，图3为本申请硅晶体工件平整度检测装置的侧视图，图4为本申请硅晶体工件平整度检测装置的俯视图，图5为本申请硅晶体工件平整度检测装置的控制模块图。结合图1至图5，本申请硅晶体工件平整度检测装置包括：接触式检测仪1、检测仪移位机构3、以及控制器5，其中，利用控制器5来控制检测仪移位机构3带动接触式检测仪1移位以及控制接触式检测仪1依序检测硅晶体工件中待测面上各个检测点的相对距离。本申请硅晶体工件平整度检测装置是用于对硅晶体工件的各个作业面进行平整度检测，这样，一方面，平整度检测的检测结果整度检测的结果可作为后续对硅晶体工件的作业面进行相应作业加工的参考依据，另一方面，平整度检测的检测结果可作为判定针对硅晶体工件的作业面进行相应作业加工是否符合规范的评判依据。在本实施例中，所述硅晶体工件可以是由单晶硅棒经开方作业后形成呈类矩形硅棒方体或是由多晶硅锭经开方作业形成的硅方体等，所述硅晶体工件需要进行平整度检测的作业加工可包括切削作业、磨面作业、以及抛光作业中的至少一种。

接触式检测仪，用于通过接触硅晶体工件的待测面来实施待测面的平整度检测。一般来讲，接触式检测仪通过接触硅晶体工件的待测面来实施待测面的平整度检测具体是指：由接触式检测仪依序接触晶体管工件的待测面的各个检测点以检测得到对应各个检测点的相对距离值，根据这些相对距离值来判定所述待测面的平整度。在本实施例中，根据各个检测点的相对距离值来判定所述待测面的平整度则是通过将测得的这些相对距离值中最大值与最小值之间的差值来判定的，若所述差值是小于标准值或落入标准范围内，则表明所述待测面的平整度符合规范。

在本实施例中，接触式检测仪1可包括：伸缩式接触探头和通断开关。伸缩式接触探头用于接触硅晶体工件90的待测面。通断开关则关联于伸缩式接触探头且与控制器5连接，用于在伸缩式接触探头一接触到硅晶体工件90的待测面即向控制器5发送相应的通断信号，以供控制器5据此换算出伸缩式接触探头当前所接触到的待测面中的检测点相对于基准点的相对距离。

在本实施例的一实现方式中，接触式检测仪1中的伸缩式接触探头更可包括：接触式探头、供设置接触式探头的探头基座、至少部分内置于探头基座且用于顶撑接触式探头的弹性支撑件。接触式探头可例如为呈圆柱体的棒状物，所述棒状物的顶端可作尖化及圆化处理或额外增设个凸点，在实际应用中，接触式探头可采用高硬度、高耐磨的硬质合金来制作。探头基座可例如为圆柱台，所述圆柱台为中空结构，可供容纳呈棒状物的接触式探头。当探头基座在容纳接触式探头后，接触式探头的顶端是凸出于探头基座的。弹性支撑件内置于探头基座内并用于顶撑接触式探头，且，弹性支撑件也关联于通断开关。弹性支撑件顶撑接触式探头主要体现在力的传导，在这里，力的传导至少体现在如下的两个方面：一、接收接触式探头因接触待测面而受到的抵压力并将所述抵压力传导至通断开关，以供通断开关根据所述抵压力而产生相应的通断信号。二、向接触式探头提供恢复原状的回复力，接收接触式探头因接触待测面而相对探头基座作内缩，弹性支撑件受力后根据力的作用而向接触式探头提供恢复原状的回复力，使得接触式探头根据所述回复力而相对探头基座朝外运动以回复原状。在实际应用中，弹性支撑件可采用例如压力弹簧，压力弹簧的相对两端可分别对应于接触式探头和通断开关。不过，接触式检测仪1的组成部件及各个组成部件的结构并不仅限于前述实施方式，在其他实施方式中，接触式检测仪1仍可作其他变化，例如：接触式探头可例如为呈四面体的棒状物，而，探头基座也可例如为四面体的管状台。弹性支撑件也可采用可挠性弹片，可挠性弹片的相对两端可分别对应于接触式探头和通断开关。

通断开关为高精度开关，具有较高的灵敏度，即使是很细微的作用力都能感知得到。

另外，在本实施例的一实现方式中，通断开关与控制器5之间还可包括信号传输器件或信号传输电路，如此，通断开关所产生的通断信号可通过信号传输器件或信号传输电路传输至控制器5。

本实施例中的接触式检测仪1在实际应用中，当伸缩式接触探头接触到硅晶体工件90的待测面时，伸缩式接触探头就在硅晶体工件90的待测面的阻挡下相对探头基座作内缩，弹性支撑件通过顶撑接触式探头而接收接触式探头的抵压力并将所述抵压力传导至通断开关，以供通断开关根据所述抵压力而产生相应的导通信号(或断开信号)，所述导通信号(或断开信号)传输至控制器5(通过信号传输器件或信号传输电路)，控制器5根据所述导通信号(或断开信号)即可换算出接触式探头当前所接触到的待测面中的检测点相对于基准点的相对距离。

检测仪移位机构，用于带动接触式检测仪移位。在本实施例中，检测仪移位机构3可例如为三维移位机构，所述三维移位机构可包括：第一方向移位机构、第二方向移位机构、以及第三方向移位机构，如图1所示，为便于描述，将所述第一方向标示为x轴，将所述第二方向标示为y轴，将所述第三方向标示为z轴。

所述第一方向移位机构更包括：底座311和第一方向移位单元312，通过第一方向移位单元312可提供底座311在第一方向(例如x轴方向)上的移位。第一方向移位单元312进一步包括：第一方向齿轨313，沿第一方向布设于一基础结构200上；第一转动齿轮314，设置于底座311上且与第一方向齿轨313相啮合；第一驱动电机315，用于驱动第一转动齿轮314转动以使得底座311沿着第一方向齿轨313进退。具体地，第一方向齿轨313可例如为具有一定长度的至少一个齿条，这至少一个齿条可通过一安装架316而安装于基础结构200上，即，至少一个齿条固定于安装架316上，而安装架316再固定于基础结构200上。为使得底座311更平稳地沿着第一方向移动，针对每一个齿条可配置至少两个第一转动齿轮314，至少两个第一转动齿轮314间隔设置。第一转动齿轮314可通过传动轴与第一驱动电机315传动连接，第一驱动电机315与控制器5连接且受控制器5控制。第一驱动电机315可例如为伺服电机。在实际应用中，如前所述，第一方向移位单元312包括第一方向齿轨313、第一转动齿轮314、及第一驱动电机315，第一驱动电机315接收来自控制器5的移位控制指令(所述移位控制指令中至少包括移位数值或与移位数值相关的参数)并根据所述移位控制指令来驱动第一转动齿轮314转动以使得底座311沿着第一方向齿轨313移位直至满足移位数值的要求，实现精准移位的目的。另外，上述第一方向移位单元312仅为一示例说明，但并非用于限制本申请，例如，在一可选实施例中，第一方向移位单元可包括：滚珠丝杠和伺服电机，滚珠丝杠具有高精度、可逆性和高效率的特点，如此，通过伺服电机与滚珠丝杠的配合，提高底座311在第一方向上水平行进的精准度。另外，第一方向移位单元312还可包括第一方向导轨317和第一滑块318，其中，第一方向导轨317通过安装架316沿第一方向布设于一基础结构200上，第一滑块318则设置于底座311且与第一方向导轨317相配合，通过第一方向导轨317与第一滑块318的配合，辅助底座311沿着第一方向移位。在实际应用中，第一驱动电机315接收来自控制器5的移位控制指令(所述移位控制指令中至少包括移位数值或与移位数值相关的参数)并根据所述移位控制指令来驱动第一转动齿轮314转动以使得底座311沿着第一方向齿轨313移位，同时，作为辅助设施的第一方向导轨317和第一滑块318，第一滑块318沿着第一方向导轨317滑移，从而实现底座311沿着第一方向移位。可变更地，在其他实施例中，第一方向移位单元312还可包括第一方向导轨和第一滑座，其中，第一方向导轨沿第一方向布设于底座311，第一滑座通过安装架316安装于基础结构200上，通过第一方向导轨与第一滑座的配合，辅助底座311沿着第一方向移位。如前所述，本申请硅晶体工件平整度检测装置是用于对硅晶体工件进行表面平整度检测，因此，一般情形下，硅晶体工件平整度检测装置可与其他加工设备配合使用的，这一类加工设备可以是单一功能加工设备(例如切削加工机、磨面加工机、或抛光加工机)也可以是多项功能的复合加工设备(例如磨面抛光一体机)。因此，在一种可行的方案中，利用其他的加工设备作为本申请硅晶体工件平整度检测装置安装的基础结构200。当然，上述仅为一种示例说明，但并不以此为限，在其他实施例中，基础结构200也可为独立设计的部件。

所述第二方向移位机构更包括：检测仪安装结构321和第二方向移位单元322，通过第二方向移位单元322可提供检测仪安装结构321相对底座311而在第二方向(例如y轴方向)上移位。检测仪安装结构321用于安装接触式检测仪1，在本实施例中，检测仪安装结构321可为一框架结构(例如长方体框架)。第二方向移位单元322进一步包括：第二方向齿轨323，沿第二方向布设于底座311上；第二转动齿轮(未予以图示)，设置于检测仪安装结构321上且与第二方向齿轨323相啮合；第二驱动电机(未予以图示)，用于驱动第二转动齿轮转动以使得检测仪安装结构321沿着第二方向齿轨323(相对于底座311)进退。在实际应用中，第二方向齿轨323可例如为具有一定长度的至少一个齿条，这至少一个齿条可通过一安装架326而安装于底座311上。为使得检测仪安装结构321更平稳地沿着第二方向移动，针对每一个齿条可配置至少两个第二转动齿轮，至少两个第二转动齿轮间隔设置。第二转动齿轮可通过传动轴与第二驱动电机传动连接，第二驱动电机与控制器5连接且受控制器5控制。第二驱动电机可例如为伺服电机。在实际应用中，如前所述，第二方向移位单元322包括第二方向齿轨323、第二转动齿轮、及第二驱动电机，第二驱动电机接收来自控制器5的移位控制指令(所述移位控制指令中至少包括移位数值或与移位数值相关的参数)并根据所述移位控制指令来驱动第二转动齿轮转动以使得检测仪安装结构321沿着第二方向齿轨323移位直至满足移位数值的要求，实现精准移位的目的。上述第二方向移位单元322仅为一示例说明，但并非用于限制本申请，例如，在一可选实施例中，第二方向移位单元可包括：滚珠丝杠和伺服电机，滚珠丝杠具有高精度、可逆性和高效率的特点，如此，通过伺服电机与滚珠丝杠的配合，提高检测仪安装结构321在第二方向上水平行进的精准度(获得的检测仪安装结构321在第二方向上水平行进的距离更精准)。进一步地，在本实施例中，为使得检测仪安装结构321相对底座311沿着第二方向移位能更平稳及更顺畅，所述第二方向移位机构更可包括滑移平台327，滑移平台327可相对底座311作滑移，检测仪安装结构321则坐落于滑移平台327上并固定设置，第二方向齿轨323则设置于安装架326上且位于滑移平台327的下方，第二转动齿轮(未予以图示)则设置于滑移平台327的底部。另外，第二方向移位单元322还可包括第二方向导轨328和第二滑座329，其中，第二方向导轨328沿第二方向布设于滑移平台327的底部，第二滑座329安装于安装架326上，通过第二方向导轨328与第二滑座329的配合，辅助检测仪安装结构321沿着第二方向移位。在实际应用中，第二驱动电机接收来自控制器5的移位控制指令(所述移位控制指令中至少包括移位数值或与移位数值相关的参数)并根据所述移位控制指令来驱动第二转动齿轮转动以使得检测仪安装结构321沿着第二方向齿轨323移位，同时，作为辅助设施的第二方向导轨328和第二滑座329，第二方向导轨328在第二滑座329中滑移，从而实现检测仪安装结构321沿着第二方向移位。可变更地，在其他实施例中，第二方向移位单元322还可包括第二方向导轨和第二滑块，其中，第二方向导轨沿第二方向布设于安装架326上，第二滑块则设置于滑移平台327的底部，通过第二方向导轨与第二滑块的配合(第二滑块沿着第二方向导轨滑移)，辅助检测仪安装结构321沿着第二方向移位。

所述第三方向移位机构更包括检测仪支架331和第三方向移位单元332，通过第三方向移位单元332可提供检测仪支架331及其上所装配的接触式检测仪1相对检测仪安装结构321而在第三方向(例如z轴方向)上移位。

第三方向移位单元332可进一步包括：第三方向移位台333；同步齿带，设于第三方向移位台333上，另外，检测仪支架331则可通过连接件与同步齿带连接；第三转动齿轮，与同步齿带相啮合；第三驱动电机335，用于驱动第三转动齿轮转动以利用同步齿带带动检测仪支架331及其上的接触式检测仪1沿着第三方向移位台333升降。

在实际应用中，第三方向移位台333具有沿着第三方向设置的至少一齿带铺设面，第三方向移位台333可例如为矩形台、椭圆台或其他类似结构。同步齿带铺设于第三方向移位台333的齿带铺设面上，第三方向移位台333上的齿带铺设面可设置在第三方向移位台333的周缘，而，同步齿带可例如为环形齿带，环设于第三方向移位台333的周缘。在必要时，第三转动齿轮的数量可为多个，以第三方向移位台333采用矩形台为例，包括沿着第一方向的第一边和第三边以及沿着第三方向的第二边和第四边，这样，一种情形下，第三转动齿轮的数量可例如为两个，这两个可分别设置于第三方向移动台相对的第一边和第三边的中间位置或设置于相对的第二边和第四边的中间位置，而在另一种情形下，第三转动齿轮的数量可例如为四个，这四个第三转动齿轮分别设置于四个边的中间位置，或者，两个第三转动齿轮设置于第二边沿第三方向的相对两端以及两个第三转动齿轮设置于第四边沿第三方向的相对两端。上述第三转动齿轮的数量及其设置方式仅为示例性说明，能达成可平稳且精确地带动同步齿带移动，则第三转动齿轮的数量及其设置方式则仍可作其他变化。第三转动齿轮可通过传动轴与第三驱动电机335传动连接，第三驱动电机335与控制器5连接且受控制器5控制。第三驱动电机335可例如为伺服电机。在实际应用中，第三驱动电机335接收来自控制器5的移位控制指令(所述移位控制指令中至少包括移位数值或与移位数值相关的参数)并根据所述移位控制指令来驱动第三转动齿轮转动并带动同步齿带以利用同步齿带带动检测仪支架331及其上的接触式检测仪1沿着第三方向移位台333移位直至满足移位数值的要求，实现精准移位的目的。

控制器，与接触式检测仪和检测仪移位机构连接，用于控制检测仪移位机构带动接触式检测仪移位以及控制接触式检测仪依序检测硅晶体工件中待测面上各个检测点的相对距离。在本实施例中，检测仪移位机构3可包括第一方向移位机构、第二方向移位机构、以及第三方向移位机构，因此，控制器5与第一方向移位机构、第二方向移位机构、以及第三方向移位机构，用于向第一方向移位机构、第二方向移位机构以及第三方向移位机构分别发送相应的移位控制指令，以驱动控制接触式检测仪1通过三维移位而到达预定的检测位置并可在所述检测位置处得以接触硅晶体工件90的待测面中的检测点。接触式检测仪1可包括：伸缩式接触探头和通断开关，其中，通断开关与控制器5连接，通断开关在伸缩式接触探头一接触到硅晶体工件90的待测面时就向控制器5发送通断信号，控制器5根据所述通断信号换算出接触式探头当前所接触到的待测面中的检测点相对于基准点的相对距离。在实际应用中，所述基准点的设置可根据硅晶体工件平整度检测装置的结构特性(例如检测仪移位机构3中的第一方向移位机构、第二方向移位机构、以及第三方向移位机构的结构)或检测方式而定，换算得到的相对距离是与基准点以及利用第二方向移位机构带动接触式检测仪1沿着第二方向的移位距离(所述沿着第二方向的移位距离即为第二方向移位机构未启动状态下接触式检测仪1的初始位置与接触式检测仪1触摸到硅晶体工件90的待侧面中的检测点后第二方向移位机构暂停状态下接触式检测仪1的接触位置之间的距离)相关的。当然，简便地处理方式是：将基准点直接设置为第二方向移位机构未启动状态下接触式检测仪1的初始位置，如此，待测面中的检测点相对于基准点的相对距离即为利用第二方向移位机构带动接触式检测仪1沿着第二方向的移位距离。

所述硅晶体工件平整度检测装置中，还可包括工件装载结构，用于装载硅晶体工件。如图3所示，提供了工件装载结构，邻设于检测仪移位机构3，用于装载硅晶体工件90。如前所述，本申请硅晶体工件平整度检测装置是用于对硅晶体工件90进行表面平整度检测，因此，一般情形下，硅晶体工件平整度检测装置可与其他加工设备配合使用的，这一类加工设备可以是单一功能加工设备(例如切削加工机、磨面加工机、或抛光加工机)也可以是多项功能的复合加工设备(例如磨面抛光一体机)。因此，在一种可行的方案中，工件装载结构可设置于其他的加工设备上。当然，上述仅为一种示例说明，但并不以此为限，在其他实施例中，工件装载结构也可为独立设计的部件。

如图3所示，在本实施例中，工件装载结构至少包括承托座41和与承托座41相对设置的压制件43，其中，承托座41用于承托待测硅晶体工件90，压制件43用于压制住待测硅晶体工件90，通过承托座41与压制件43的配合，可确保待测硅晶体工件90的稳固安装。假设待测硅晶体工件90为长方体的硅方体，所述硅方体中具有一个底面、一个顶面、以及四个侧面，其中的四个侧面即为作业加工面，也就是本申请硅晶体工件平整度检测装置所针对的待测面。因此，在利用工件装载结构装载硅晶体工件90时，硅晶体工件90竖直放置的，承托座41承托着硅晶体工件90的底面，压制件43压制住硅晶体工件90的顶面。

为更有效地压制住硅晶体工件90及适应不同长度尺寸的硅晶体工件90，工件装载结构还包括升降驱动机构，在一种实施方式中，所述升降驱动机构可例如包括：升降齿轨，沿升降方向布设于一主体结构上；转动齿轮，设置于压制件43上且与升降齿轨相啮合；升降驱动电机，用于驱动所述转动齿轮转动以使得压制件43作升降运动。在实际应用中，所述升降齿轨可例如为具有一定长度的至少一个齿条。所述升降驱动电机可例如为伺服电机。上述升降驱动机构仅为一示例说明，但并非用于限制本申请，在其他实施例中，升降驱动机构也可采用其他结构的组成部件，例如，在其他实施例中，升降驱动机构可包括：活塞杆，连接于压制件43；升降驱动气缸，连接于所述活塞杆，用于驱动所述活塞杆带动压制件43作升降运动。另外，升降驱动机构还可增设升降滑道或升降导槽，以利于压制件43作升降运动更为顺畅平稳。

另外，如前所述，若待测硅晶体工件90为长方体的硅方体，那么，所述硅方体中四个侧面中的一个或多个可用作作业加工面(即，待测面)，在这种情形下，工件装载结构更可包括工件转动机构，用于转动硅晶体工件90以切换硅晶体工件90的待测面。在本实施例中，利用工件转动机构，将承托座41设计为转动式承托座，即，工件转动机构可包括：转动轴，设置于承托座41的下方；转动电机，用于借助所述转动轴带动承托座41转动。仍以待测硅晶体工件90为硅方体为例，在进行待测面切换时，利用工件转动机构带动承托座41转动90°，即可切换至相邻的下一个待测面。

再有，当对硅晶体工件90的各个待测面执行完表面平整度检测之后，需要将这些检测结果输出以使得工作人员查看及作后续应对。有鉴于此，本申请硅晶体工件平整度检测装置还可包括数显设备7。数显设备7与控制器5连接，用于显示硅晶体工件90中所属的待测面上各个检测点的检测结果。在实际应用中，在数显设备7上所显示的内容可至少包括例如各个待测面、每一个待测面所辖属的各个检测点及其所对应的检测数据，以供操作人员参看，这样，操作人员即可跟随着检测过程而及时了解检测结果，并可通过分析或计算同属于一个待测面中的各个检测点的检测数据而判断出所述待测面的平整度。更进一步地，针对每一个待测面的多个检测点的检测数据，可以重点列出检测数据中相对距离值中的最小值和最大值，如此，可以计算出同属于一个待测面中检测点的最大值与最小值之间的差值，就可根据所述差值来作为待测面平整度的判定标准，例如，若所述差值是小于标准值或落入标准范围内，则表明所述待测面的平整度符合规范。因此，利用数显设备7，通过将所有检测结果予以显示，从而使得所有信息都能一目了然。

本申请所公开的硅晶体工件平整度检测装置，采用的是接触式检测仪，利用控制器来控制检测探头移位机构及所设置的接触式检测仪，使得接触式检测仪根据预设的检测步骤依序通过接触硅晶体工件中待测面上的各个检测点来实现距离检测，从而根据检测到的各个检测点的距离值来判断所述待测面的平整度。本申请硅晶体工件平整度检测装置具有结构简单、检测精度高、易于操作且抗干扰性强等优点。

本申请另提供了一种硅晶体工件平整度检测方法，应用于硅晶体工件平整度检测装置，所述硅晶体工件平整度检测装置包括有接触式检测仪、检测仪移位机构、及控制器。如图6所示，所述硅晶体工件平整度检测方法包括如下步骤：

步骤s1，装载待测的硅晶体工件，并使得所述硅晶体工件的待测面面朝接触式检测仪。在步骤s1中：装载待测的硅晶体工件是指装载硅晶体工件以使得硅晶体能稳定定位于检测区域，并使得硅晶体工件的待测面面朝接触式检测仪。若硅晶体工件的待测面没有面朝接触式检测仪或者需要切换硅晶体工件的待测面时，则可转动所述硅晶体工件以使得硅晶体工件的待测面面朝接触式检测仪或者切换硅晶体工件的待测面。

步骤s2，由控制器控制检测仪移位机构带动接触式检测仪移位并控制所述接触式检测仪依序检测硅晶体工件中待测面上各个检测点的相对距离。在步骤s2中，针对任一个待测面中每一个检测点的检测，均包括：由控制器控制检测仪移位机构带动接触式检测仪在移动平面内移位以使得接触式检测仪对应于待测的当前检测点；由控制器控制检测仪移位机构带动接触式检测仪面朝待测的当前检测点移动直至接触到硅晶体工件以获得测量数据；由控制器控制控制检测仪移位机构带动接触式检测仪背离待测的当前检测点移动以复位。

步骤s3，将检测得到的待测面中的各个检测点的检测结果予以显示。在步骤s3中，将检测得到的待测面中的各个检测点的检测结果予以显示指的是根据每一个待测面，将每一个待测面中的各个检测点的检测结果予以显示，后续，可通过分析或计算同属于一个待测面中的各个检测点的检测结果而判断出所述待测面的平整度。

以下结合图1至图6，对本申请硅晶体工件平整度检测装置在实际应用中执行晶体工件平整度检测作业进行详细描述。

首先，装载待测的硅晶体工件。具体地，利用工件移送设备(例如机械手)将硅晶体工件90移送至工件装载结构的承托座41上，随后，下降压制件43，利用压制件43压制住硅晶体工件90。需说明的是，在一种情形下，在移送硅晶体工件90之前，还可通过对位装置或者对中心装置先对硅晶体工件90进行对位或对中心，确保硅晶体工件90的初始位置符合要求。在另一种情形下，硅晶体工件90的初始位置确定也可在工件装载结构上完成，即在利用压制件43压制住硅晶体工件90之后，再通过工件转动机构带动承托座41转动相应的角度来实现。

接着，带动接触式检测仪移位并控制接触式检测仪依序检测硅晶体工件中当前的待测面上的各个检测点。在本实施例中，由控制器1控制检测仪移位机构3带动接触式检测仪1移位并控制接触式检测仪1依序检测硅晶体工件90中当前的待测面上的各个检测点。这里，具体地，一方面，针对任一个待测面中每一个检测点的检测，均包括：由控制器控制检测仪移位机构(包括第一方向移位机构、第二方向移位机构、以及第三方向移位机构)带动接触式检测仪在移动平面内移位以使得接触式检测仪对应于待测的当前检测点；由控制器控制检测仪移位机构(主要是第二方向移位机构)带动接触式检测仪面朝待测的当前检测点移动直至接触到硅晶体工件，此时，控制器会收到来自接触式检测仪发送过来的导通信号(或断开信号)并根据所述导通信号(或断开信号)暂停控制器控制检测仪移位机构的运行，并通过基准点信息及检测仪移位机构(主要是第二方向移位机构)在第二方向上的移动距离来推算出接触式检测仪当前所接触到的待测面中的检测点相对于基准点的相对距离；由控制器控制控制检测仪移位机构带动接触式检测仪背离待测的当前检测点移动以复位，完成一个检测点的检测。另一方面，针对待测面上的多个检测点的检测，势必需要在检测点之间进行位置切换，因此，在完成上一个检测点的检测之后，待将接触式检测仪通过检测仪移位机构复位之后再通过检测仪移位机构移位至下一个检测点的位置。也正因为接触式检测仪会从上一个检测点复位再移位至下一个检测点，在实际应用中，也可将上述两个步骤由控制器控制检测仪移位机构在一个移位程序中完成，相对而言更为简便及顺畅。针对待测面上的多个检测点的检测，若这些检测点是为规则的点阵方式，则检测点的检测顺序可作不同的变化，例如：在一种情形下，以列为单元依序检测，一列一列地检测，而在同一列中，可自上而下(或自下而上)来依序检测一列中的各个检测点；在另一种情形下，以行为单位依序检测，一行一行地检测，在同一行中，可自左往右(或自右往左)来依序检测一行中的各个检测点。再一方面，若硅晶体工件90具有多个待测面，那么在完成上一个待测面的检测之后还需要切换至下一个待测面进行检测。待测面的切换可通过转移硅晶体工件来实现，例如，在工件装载结构中，可利用工件转动机构带动承托座41转动90°，即可切换至邻近的下一个待测面。

完成硅晶体工件中所需待测面的检测之后，将检测得到的待测面中的各个检测点的检测结果予以显示。在实际应用中，为实现检测结果的实时性，当每完成一个检测点的检测之后，即可将所述检测点的结果就显示出来，以供操作人员参看，这样，操作人员即可跟随着检测过程而及时了解检测结果，并可通过分析或计算同属于一个待测面中的各个检测点的检测结果而判断出所述待测面的平整度。具体参见图7，在图7中，显示了硅晶体工件的多个待测面，每一个待测面均有多个检测点，每一个检测点均显示有相关的检测数据，另外，针对每一个待测面的多个检测点的检测数据，可以重点列出检测数据中相对距离值中的最小值和最大值，如此，可以计算出同属于一个待测面中检测点的最大值与最小值之间的差值，就可根据所述差值来作为待测面平整度的判定标准，例如，若所述差值是小于标准值或落入标准范围内，则表明所述待测面的平整度符合规范。通过将所有检测结果予以显示，从而使得所有信息都能一目了然。

本申请所公开的硅晶体工件平整度检测方法，应用于一硅晶体工件平整度检测装置中，所述硅晶体工件平整度检测方法可包括：先承载定位好待测的硅晶体工件并将硅晶体工件的待测面面朝接触式检测仪，再由控制器控制检测仪移位机构带动接触式检测仪移位并控制接触式检测仪依序检测硅晶体工件中待测面上各个检测点的相对距离，从而根据检测到的各个检测点的距离值来判断所述待测面的平整度。本申请硅晶体工件平整度检测方法具有检测精度高、易于操作且抗干扰性强等优点，本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。