一种可升降的载物台及用其对外延片进行检测的方法与流程

1.本发明涉及一种可升降的载物台，用于外延片的检测，属于外延片检测技术领域。


背景技术：

2.近年来，下游应用市场的繁荣带动我国led产业迅猛发展，外延片市场也迎来发展良机。国内led外延片产能快速提升，技术水平不断进步，外延片是led核心器件中的前端高技术产品。因此对于外延片检测设备需要快速、有效、低成本。对于自动检测外延片设备上的载物台，需要更加灵活的升降调节到最佳检测位置、机械手取放片的最佳位置。
3.现有的外延片检测装置采用交叉滚子导轨型滑台，如附图1所示。其基本结构为：驱动马达001输出轴上设置有联轴器002，丝杠003通过联轴器002与驱动马达001连接，交叉滚子型滑台内含有三组交叉滚子导轨，分别是沿斜面的xz交叉滚子导轨006、x交叉滚子导轨005、z交叉滚子导轨004。斜台009固定在丝杠螺帽007上，随着丝杠003的转动，丝杠螺帽007带动斜台009沿着x交叉滚子导轨005与xz交叉滚子导轨006左右移动，斜台009带动升降块010沿着xz交叉滚子导轨006与z交叉滚子导轨004上下移动。交叉滚子型滑台和本发明相比零件的加工精度要求高，加工有难度，加工成本比较高；圆柱滚子本身尺寸比较大（比例），升降行程小；交叉滚子导轨的耐冲击性弱，掉落或对其施力过大，将会产生滑动异常，在未可靠安装固定前，滚子保持器组件受外力作用时，可能会造成滚子掉落，在使用时需要特别注意，给安装增加了难度。该滑台加工安装精度要求高，不方便安装，z轴升降行程小，性价比不高。
4.该滑台的升降块010上设置有载物台011，该载物台011的中心有机械手取放片的凹槽，如附图2所示，凹槽是机械手取放片可以伸进伸出的位置，如没有凹槽机械手没办法取放片。该带有凹槽的载物台会导致外延片吸附面不是一个平面，从而影响外延片吸附固定的效果，同时也会使得透明的外延片检测时背景不一致，进而影响检测的准确度。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种可自动升降的载物台，通过将载物台升降到不同的位置这一个动作，可实现机械手自动取放外延片、检测背景一致、且可自动调整位置实现对焦。
6.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种可升降的载物台，包括机架，载片台，顶针组件，升降机构，以及驱动组件；驱动组件可通过升降机构驱动载片台升降，从而使得顶针组件中的顶针的顶部处于突出于载片台的上表面一定距离、与载片台的上表面齐平、或者低于载片台上表面一定距离的位置，当顶针的顶部处于突出于载片台的上表面一定距离的位置时，可实现外延片的自动取放；当顶针的顶部处于与载片台的上表面齐平、或者低于该上表面一定距离的位置时，可实现外延片的吸附固定、以及检测时的自动调焦。
7.优选的，驱动组件包括电机和联轴器，升降机构通过联轴器与电机的输出轴传动
连接。
8.优选的，升降机构包括丝杠，丝杠支座，丝杠螺帽，滑块推板，惰轮，惰轮支座，z轴上板；丝杠可转动地设置在丝杠座上，丝杠座固定在丝杠支座上，丝杠支座固定在z轴底板上，丝杠的一端通过联轴器与电机的输出轴传动连接，另一端套设有丝杠螺帽；丝杠螺帽上固定连接有滑块推板，惰轮与滑块推板的斜面相抵接且可沿该斜面滑动，惰轮通过惰轮支座与机架滑动连接，可沿着机架上下滑动；惰轮支座的顶部设置有z轴上板，z轴上板的顶部与载片台固定连接。
9.优选的，顶针组件包括顶针，顶针支座，顶针固定板，顶针支座固定在机架的z轴底板上，顶针固定板固定在顶针支座上，顶针固定在顶针固定板上并可穿过载片台上相应的通孔。
10.优选的，顶针为三根，沿圆周方向均匀分布，且所有顶针的顶端位于同一个水平面内。
11.优选的，z轴底板上还设置有水平导轨，滑块推板设置于水平导轨上并可沿该水平导轨左右移动。
12.优选的，z轴底板上还设置有沿竖直方向延伸的z导轨，z轴导轨板可滑动的设置在z导轨上，z轴导轨板与z轴上板固定连接，惰轮支座与z轴上板固定连接，从而惰轮可带动惰轮支座、z轴上板、z轴导轨板沿着z轴导轨上下滑动。
13.优选的，z轴上板和z轴底板之间设置有拉簧，该拉簧提供一个使z轴上板向下运动的拉力。
14.此外，本发明还涉及一种使用可升降的载物台对外延片进行检测的方法，具有如下步骤：第一步：开启驱动组件，通过升降机构驱动载片台向下运动，使得顶针组件中的顶针的顶部处于突出于载片台的上表面一定距离的位置，停止驱动；第二步：驱动机械手将待检测的外延片自动放置于顶针之上；第三步：开启驱动组件，通过升降机构驱动载片台向上运动，使得顶针组件中的顶针的顶部不突出于载片台的上表面，停止驱动；第四步：通过负压将外延片吸附固定在载片台上；第五步：开启检测系统，判断外延片所处的位置是否处于检测的最佳对焦位置，如果不是，则继续开启驱动组件，带动载片台向上运动，同时自动判断外延片所处的位置，直到外延片处于最佳对焦位置，停止驱动，开始检测；第六步：检测结束之后，开启驱动组件，通过升降机构驱动载片台向下运动，使得顶针组件中的顶针的顶部处于突出于载片台的上表面一定距离的位置，停止驱动；第七步：驱动机械手将检测结束的外延片取走。
15.优选的，该检测方法中：步骤一具体为：驱动电机逆时针转动，带动丝杠逆时针转动，丝杠螺帽向右移动，滑块推板随着丝杠螺帽在水平导轨上向右移动，拉簧带动z轴上板向下运动，惰轮与滑块推板斜面保持接触，z轴导轨板沿着z导轨向下滑动，载片台向下运动，顶针露出载片台外一定距离，当顶针超出载片台的上表面的距离达到一个预定值的时候，电机停转；步骤三具体为：驱动电机顺时针转动，电机带动丝杠顺时针转动，丝杠螺帽向左移
动，滑块推板随着丝杠螺帽在水平导轨上向左移动，滑块推板斜面推动惰轮向上运动，惰轮带动惰轮支座、z轴上板、载片台向上运动，同时拉簧拉伸，z轴导轨板沿着z导轨向上滑动，载片台向上运动，直到顶针的顶部不突出于载片台的上表面，从而外延片与载片台的上表面相接触。
16.本发明的载物台升降机构调节灵活，便于安装，性价比高，在狭小空间也适用。通过设置顶针组件和可升降的载片台，可实现仅仅通过控制载片台的升降就可以自动取放片、自动调整对焦位置、以及提高检测精度。
附图说明
17.图1为现有技术中的交叉滚子导轨型滑台；图2为现有技术中带凹槽的载物台示意图；图3为本发明的可升降的载物台的分解透视图；图4为载物台工作原理示意图；图5为将外延片放置于载片台上的本技术的主视图；图6为外延片位于检测位置时本技术的主视图；图7为顶针与载片台上表面齐平时的局部剖视图；图8为顶针低于载片台上表面时的局部剖视图。
18.001.驱动马达002.联轴器003.丝杠004.z交叉滚子导轨005.x交叉滚子导轨006.xz交叉滚子导轨007.丝杠螺帽008.底座009.斜台010.升降块011.凹槽载物台012.机械手013.外延片1.电机2.联轴器3.丝杠座4.丝杠支座5.丝杠6.滑块推板7.丝杠螺帽8.水平导轨9.z轴底板10.z导轨11.z轴导轨板12.顶针13.顶针支座14.顶针固定板15.拉簧16.拉簧钉17.惰轮支座18.惰轮19.z轴上板20.载片台21.外延片
具体实施方式
19.参见附图3-8，本技术中的可升降的载物台，具有机架，载片台20，顶针组件，升降机构，以及驱动组件。
20.机架包括z轴底板9（其他部分附图中未示出），驱动组件包括电机1和联轴器2，电机1固定设置在机架上，电机1的输出轴上设置有联轴器2。
21.升降机构包括丝杠5，丝杠座3，丝杠支座4，丝杠螺帽7，滑块推板6，惰轮18，惰轮支座17，z轴上板19；丝杠5可转动地设置在丝杠座3上，丝杠座3固定在丝杠支座4上，丝杠支座4固定在z轴底板9上，丝杠5的一端通过联轴器2与电机1的输出轴传动连接，另一端设置有丝杠螺帽7；丝杠螺帽7上固定连接有滑块推板6，惰轮18与滑块推板6的斜面相抵接且可沿着该斜面滑动，惰轮18通过惰轮支座17与机架滑动连接，可沿着机架上下滑动；惰轮支座17的顶部设置有z轴上板19，z轴上板19的顶部设置有载片台20。
22.顶针组件包括顶针12，顶针支座13，顶针固定板14，顶针支座13固定在机架的z轴底板9上，顶针固定板14固定在顶针支座13上，顶针12固定在顶针固定板14上并穿过载片台20上相应的通孔。该顶针12优选为3根，沿圆周方向均匀分布。所有顶针12的顶部位于同一水平面上。
23.驱动组件可通过升降机构驱动载物台升降，从而使得顶针组件中的顶针12的顶部
处于突出于载片台20的上表面一定距离、与载片台20的上表面齐平、或者低于载片台20上表面一定距离的位置，当顶针12的顶部处于突出于载片台20一定距离的位置时，可实现外延片的自动取放；当顶针12的顶部处于与载片台20的上表面齐平、或者低于该上表面一定距离的位置时，可实现外延片的吸附固定、以及检测时的自动调焦。
24.在另一实施例中，z轴底板9上还可设置有水平导轨8，滑块推板6设置与水平导轨8上并可沿该水平导轨8左右移动。
25.在另一实施例中，z轴底板9上还设置有沿竖直方向延伸的z导轨10，z轴导轨板11可滑动的设置在z导轨10上，z轴导轨板11与z轴上板19连接，惰轮支座17 与z轴上板19固定连接。从而惰轮18可带动惰轮支座17、z轴上板19、z轴导轨板11沿着z轴导轨10上下滑动。
26.在另一实施例中，z轴上板19和z轴底板9之间设置有拉簧15，该拉簧15提供一个使z轴上板19向下运动的拉力。
27.在需要对外延片进行检测时，工作步骤如下：第一步：驱动电机1逆时针转动，带动丝杠5逆时针转动，丝杠螺帽7向右（电机侧）移动，滑块推板6随着丝杠螺帽7在水平导轨8上向右移动（电机侧），拉簧15带动z轴上板19向下运动，惰轮18与滑块推板6斜面保持接触，z轴导轨板11沿着z导轨10向下滑动，载片台20向下运动，顶针12露出载片台20外一定距离，当顶针12超出载片台20的上表面的距离达到一个预定值的时候，电机停转。该预定的距离值为5-10mm之间，优选为8.7mm；第二步：驱动机械手将待检测的外延片21自动放置于顶针12之上；第三步：驱动电机1顺时针转动，电机1带动丝杠5顺时针转动，丝杠螺帽7向左（远离电机侧）移动，滑块推板6随着丝杠螺帽7在水平导轨8上向左移动（远离电机侧），滑块推板6斜面推动惰轮18向上运动，惰轮18带动惰轮支座17、z轴上板19、载片台20向上运动，同时拉簧15拉伸，z轴导轨板11沿着z导轨10向上滑动。载片台20向上运动，直到顶针12的顶部不突出于载片台20的上表面，从而外延片21与载片台20的上表面相接触；第四步：启动真空泵，将外延片21吸附固定在载片台20上；第五步：开启检测系统，判断外延片所处的位置是否处于检测的最佳对焦位置，如果不是，则继续驱动电机1顺时针转动，带动载片台20向上运动，同时自动判断外延片所处的位置，直到外延片处于最佳对焦位置，停止电机，开始检测；第六步：检测结束之后，开启驱动组件，通过升降机构驱动载片台20向下运动，使得顶针组件中的顶针12的顶部处于突出于载片台20的上表面一定距离的位置，停止驱动；第七步：驱动机械手将检测结束的外延片取走。