CN102023649B - 磨片机砂浆流量自动调节装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磨片机砂浆流量自动调节装置及其方法，砂浆流量自动调节装置，其特征在于：包括磨料厚度测试部分ALC、可编程控制器PLC控制部分、控制面板及蠕动泵转速控制部分，通过测厚仪ALC发出的TTL信号，控制PLC输出，通过控制中间继电器的动作来切换蠕动泵转速，当磨料厚度到达目标值时，测厚仪ALC发出一个TTL信号，PLC接收到该信号后，停止主机转动，研磨结束，其优点是，有效的解决磨料表面的高质量和高成本之间的矛盾，在研磨前期，砂浆流量满足正常的研磨速度即可，没有必要考虑表面质量，当到达研磨后期时，加大砂流量，对磨料的表面进行充分修研，这样就可以在不增加砂浆成本的同时提高了磨料的表面质量，进而提高了产品的竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及硅片加工设备，涉及一种磨片机砂浆流量自动调节装置及其方法。
技术背景
在半导体硅片、水晶以及各种硬脆材料的研磨过程中，砂浆的作用至关重要，对于表面要求严格的材料来说，砂浆的流量越大，其带走研磨屑等杂质的能力就越强，磨料被研磨的就越充分，磨料表面划伤就越少，但是砂流量越大，加工成本就越高，产品的竞争力也就越低。
随着电子行业的飞速发展，对于硅片等材料的表面要求也越来越严格，使用充足的砂流量研磨硅片等材料可以提高表面质量，但是生产成本也随着增加。显然，以往恒定砂流量的研磨方式将不能满足加工需求，因此，具有自动调节功能的砂流量供给方式越来越受到关注。
发明内容
本发明要解决的问题是：目前恒定砂流量的研磨方式若想提高表面质量，需要加大砂流量，这样的话会造成砂浆的浪费。对于研磨来讲，研磨前期只需要提供满足磨削速度的砂流量即可，后期加大砂流量来对磨料表面进行修研。
本发明要解决的问题就是避免研磨前期的砂浆的浪费，实现降低生产成本的同时提高磨料的表面质量。
本发明是通过这样的技术方案实现的：一种磨片机砂浆流量自动调节装置，其特征在于：包括磨料厚度测试部分（ALC）、可编程控制器（PLC）控制部分、控制面板及蠕动泵转速控制部分；
所述的磨料厚度测试部分包括工控机、厚度检测仪和测试探头，通过测试探头测量磨料厚度，根据测试磨料目标厚度发出TTL信号；
所述的可编程控制器（PLC）控制部分包括数字输入和继电器输出端，PLC的两个数字输入端分别连接ALC测厚仪继电器输出端的一端，ALC测厚仪继电器输出端的另一端连接DC24V电源； ALC测厚仪通过输出TTL信号控制PLC两个数字输入接通或断开DC24V；PLC根据预制程序控制两个继电器输出端；
PLC的两个继电器输出端的一端分别依次串接中间继电器R1和R2的线圈和DC24V＋电源， PLC的两个继电器输出端的另一端接PLC的DC24V－端；
中间继电器R1的常开触点依次串接中间继电器R2的常闭触点及电位器T1、蠕动泵；
中间继电器R2的常开触点依次串接中间继电器R1的常闭触点、电位器T2、蠕动泵；
所述的控制面板为可触摸屏式控制面板，控制面板与可编程控制器（PLC）的通讯模块相连接，可触摸屏式控制面板设有流量控制界面，该界面设有两个蠕动泵转速调节键，分别为转速1键和转速2键，通过这两个控制键可以设定蠕动泵的两个转速；
所述的蠕动泵转速控制部分包括蠕动泵旋转方向控制开关和控制蠕动泵转速的电位器。
一种磨片机砂浆流量自动调节方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）通过对ALC测厚仪（Automatic Level Control）进行设定，蠕动泵的转速自动调节机理是通过继电器R1、R2来控制的；
（2）当点击“泵速1”时，通过PLC的控制，中间继电器R1被驱动，R2不被驱动，泵速1对应的电路导通，泵速2对应的电路断开，调节电位器T1的阻值来设定泵速1的转速值；
（3）泵速1设定完毕后，点击“泵速2”，通过PLC的控制，中间继电器R1不被驱动，中间继电器R2被驱动，泵速1对应的电路断开，泵速2对应的电路导通，调节电位器T2的阻值来设定泵速2的转速值；
（4）中间继电器R1和中间继电器R2的动作与不动作受到PLC发出的TTL信号控制，当测厚仪ALC检测的厚度值未到达距离目标厚度X um时， R1动作，R2不动作，泵速1电路闭合，泵速2电路断开，蠕动泵的转速为泵速1；当测厚仪ALC检测的厚度值到达距离目标厚度X um时，测厚仪ALC发出TTL信号S1，PLC接收到S1信号后，R1不动作，R2动作，泵速1电路断开，泵速2电路闭合，蠕动泵的转速转换为泵速2，研磨机进入修研阶段；当测厚仪检测的厚度到达目标厚度时，测厚仪发出第二个TTL信号S2，PLC接受到此信号后，停止主机转动，研磨完成。
本发明的砂浆流量的自动调节装置，通过测厚仪ALC发出的TTL信号，控制PLC输出，通过控制中间继电器的动作来切换蠕动泵转速，当磨料厚度到达目标值时，测厚仪ALC发出一个TTL信号，PLC接收到该信号后，停止主机转动，研磨结束，其优点是，有效的解决磨料表面的高质量和高成本之间的矛盾，在研磨前期，砂浆流量满足正常的研磨速度即可，没有必要考虑表面质量，当到达研磨后期时，加大砂流量，对磨料的表面进行充分修研，这样就可以在不增加砂浆成本的同时提高了磨料的表面质量，进而提高了产品的竞争力。
附图说明
图1是是蠕动泵转速设定示意图。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明：
如图1所示，蠕动泵的转速自动调节机理是通过继电器R1、R2来控制的；当点击“泵速1”时，通过PLC的控制，R1动作，R2不动作，泵速1的电路导通，泵速2的电路断开，调节电位器T1的阻值来设定泵速1的转速值；泵速1设定完毕后，点击“泵速2”，通过PLC的控制，R1不动作，R2动作，泵速1的电路断开，泵速2的电路闭合，调节电位器T2的阻值来设定泵速2的转速值。
R1和R2的动作与不动作受到PLC发出的TTL信号控制，当测厚仪ALC检测的厚度值未到达距离目标厚度X um时， R1驱动，R2不驱动，泵速1电路闭合，泵速2电路断开，蠕动泵的转速为泵速1；当测厚仪ALC检测的厚度值到达距离目标厚度X um时，测厚仪ALC发出TTL信号S1，PLC接收到S1信号后，R1不驱动，R2驱动，泵速1电路断开，泵速2电路闭合，蠕动泵的转速转换为泵速2，研磨机进入修研阶段；当测厚仪检测的厚度到达目标厚度时，测厚仪发出第二个TTL信号S2，PLC接受到此信号后，停止主机转动，研磨完成。
一般的研磨流程中，PLC只接收到1个TTL信号，即磨料厚度到达目标厚度时所发出的信号；本发明的研磨流程中，PLC接收到2个TTL信号，第一个信号用于调节蠕动泵转速，第二个信号用于停止主机转动。
利用PLC控制蠕动泵转速， 设定2个蠕动泵转速，分别命名为转速1和转速2，在磨料厚度到达距离目标厚度Xum之前使用转速1，当磨料厚度到达距离目标厚度Xum时使用转速2进行修研。
设定ALC测厚仪测试的厚度在距离目标厚度Xum时发出一个TTL信号， 磨料厚度未到达距离目标厚度Xum时，继电器R1驱动，R2不驱动，蠕动泵转速为速度1；当磨料厚度到达距离目标厚度Xum时，测厚仪ALC发出一个TTL信号，PLC接收到TTL信号后，继电器R1不驱动，R2驱动，蠕动泵转速为速度2。
蠕动泵2个转速的设定： 点击“流量”界面的泵速1键，此时继电器R1驱动，R2不驱动，调节电位器T1来设定蠕动泵泵速1的转速； 点击“流量”界面的泵速2键，此时继电器R1不驱动，R2驱动，调节电位器T2来设定蠕动泵泵速2的转速。
软件部分包括：
（1）设定蠕动泵转速
点击“流量”界面的转速1键，调节电位器T1来设定蠕动泵泵速1的速度；在点击转速2键，调节电位器T2来设定蠕动泵泵速2的速度。
（2）主机启动，开启测厚仪ALC，启动蠕动泵，此时蠕动泵以转速1进行抽砂，当磨料厚度到达距离目标值X um时，测厚仪ALC发出一个TTL信号，PLC接收到该信号后，改变继电器的驱动方式来切换蠕动泵转速，此时蠕动泵以转速2进行抽砂，研磨进入修研阶段，当磨料厚度到达目标值时，测厚仪ALC发出一个TTL信号，PLC接收到该信号后，停止主机转动，研磨结束。
Claims (2)
1.一种磨片机砂浆流量自动调节装置，其特征在于：包括磨料厚度测试部分ALC、可编程控制器PLC控制部分、控制面板及蠕动泵转速控制部分；所述的磨料厚度测试部分包括工控机、厚度检测仪和测试探头，通过测试探头测量磨料厚度，根据测试磨料目标厚度发出TTL信号；所述的可编程控制器PLC控制部分包括数字输入和继电器输出端，PLC的两个数字输入端分别连接ALC测厚仪继电器输出端的一端，ALC测厚仪继电器输出端的另一端连接DC24V电源； ALC测厚仪通过输出TTL信号控制PLC两个数字输入接通或断开DC24V；PLC根据预制程序控制两个继电器输出端；PLC的两个继电器输出端的一端分别依次串接中间继电器R1和R2的线圈和DC24V＋电源，PLC的两个继电器输出端的另一端接PLC的DC24V－端；中间继电器R1的常开触点依次串接中间继电器R2的常闭触点及电位器T1、蠕动泵；中间继电器R2的常开触点依次串接中间继电器R1的常闭触点、电位器T2、蠕动泵；所述的控制面板为可触摸屏式控制面板，控制面板与可编程控制器PLC的通讯模块相连接，可触摸屏式控制面板设有流量控制界面，该界面设有两个蠕动泵转速调节键，分别为转速1键和转速2键，通过这两个控制键可以设定蠕动泵的两个转速；所述的蠕动泵转速控制部分包括蠕动泵旋转方向控制开关和控制蠕动泵转速的电位器。
2.一种磨片机砂浆流量自动调节方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1） 通过对ALC测厚仪进行设定，蠕动泵的转速自动调节机理是通过继电器R1、R2来控制的；
（2） 当点击“泵速1”时，通过PLC的控制，中间继电器R1被驱动，R2不被驱动，泵速1对应的电路导通，泵速2对应的电路断开，调节电位器T1的阻值来设定泵速1的转速值；
（3） 泵速1设定完毕后，点击“泵速2”，通过PLC的控制，中间继电器R1不被驱动，中间继电器R2被驱动，泵速1对应的电路断开，泵速2对应的电路导通，调节电位器T2的阻值来设定泵速2的转速值；
（4）中间继电器R1和中间继电器R2的动作与不动作受到PLC发出的TTL信号控制，当测厚仪ALC检测的厚度值未到达距离目标厚度X um时， R1动作，R2不动作，泵速1电路闭合，泵速2电路断开，蠕动泵的转速为泵速1；当测厚仪ALC检测的厚度值到达距离目标厚度X um时，测厚仪ALC发出TTL信号S1，PLC接收到S1信号后，R1不动作，R2动作，泵速1电路断开，泵速2电路闭合，蠕动泵的转速转换为泵速2，研磨机进入修研阶段；当测厚仪检测的厚度到达目标厚度时，测厚仪发出第二个TTL信号S2，PLC接受到此信号后，停止主机转动，研磨完成。
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