CN106392884B - 一种砂轮的修整控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种砂轮的修整控制系统及方法，该系统包括：承片台机构、主轴磨削机构、油石修整机构；主轴旋转驱动机构；主轴进给驱动机构；承片台旋转驱动机构；油石旋转驱动机构；油石进给驱动机构；以及，控制模块；控制模块分别与油石旋转驱动机构、油石进给驱动机构、主轴旋转驱动机构、主轴进给驱动机构以及承片台旋转驱动机构连接；其中，当主轴磨削机构相对承片台机构运动至第一预定位置，油石修整机构相对主轴磨削机构运动至第二预定位置时，主轴砂轮表面同时与油石表面和承片台表面相接触。本发明可实现边磨削基片材料边修整砂轮的目的，增加基片材料的去除量，提高基片材料的加工效率和表面加工精度，同时保证砂轮的磨削能力。

Description

一种砂轮的修整控制系统及方法

技术领域

本发明涉及精密仪器加工技术领域，特别是涉及一种砂轮的修整控制系统及方法。

背景技术

在半导体专用设备磨削过程中，基片材料，如晶圆的表面粗糙度和TTV(TotalThickness Variation，整体厚度偏差)直接依赖于砂轮的形状和接触面的清洁度，否则会造成磨削精度的误差。

而目前，对于一些超硬的基片材料，如蓝宝石，陶瓷等磨削比较困难，磨削过程中基片残留物会附着在砂轮上，影响基片去除量、加工效率和基片表面加工精度，同时影响砂轮的磨削能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种砂轮的修整控制系统及方法，用于解决现有技术中一些超硬的基片材料，在磨削过程中基片去除量少、加工效率低以及基片表面加工粗糙的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的砂轮的修整控制系统，包括：

承片台机构、主轴磨削机构、油石修整机构；

用于驱动所述主轴磨削机构旋转的主轴旋转驱动机构；

用于驱动所述主轴磨削机构沿主轴磨削机构的主轴轴向运动的主轴进给驱动机构；

用于驱动承片台机构旋转的承片台旋转驱动机构；

用于驱动油石修整机构旋转的油石旋转驱动机构；

用于驱动所述油石修整机构沿平行于所述主轴轴向运动的油石进给驱动机构；

以及，控制模块；所述控制模块分别与油石旋转驱动机构、油石进给驱动机构、主轴旋转驱动机构、主轴进给驱动机构以及承片台旋转驱动机构连接；

其中，所述油石修整机构中的油石表面和承片台机构中的承片台表面，均朝向主轴磨削机构中的主轴砂轮表面设置，且当所述主轴磨削机构相对所述承片台机构运动至第一预定位置，所述油石修整机构相对主轴磨削机构运动至第二预定位置时，主轴砂轮表面同时与油石表面和承片台表面相接触。

其中，所述控制模块，具体用于：

根据预先记录的所述油石修整机构中的油石表面从预设油石零点位置到所述承片台机构中的承片台表面的第一距离值，控制所述油石旋转驱动机构，驱动所述油石以第一预设转速旋转，并控制油石进给驱动机构，驱动所述油石相对于所述预设油石零点位置，沿平行于所述主轴轴向的方向，以第一预设速度向上运动至所述第二预定位置时，停止向上运动，所述第二预定位置为与所述预设油石零点位置距离为所述第一距离值+待磨削基片材料的初始片厚的位置；

根据预先记录的所述主轴磨削机构中的主轴砂轮表面从预设主轴零点位置到所述承片台表面的第二距离值，控制所述主轴旋转驱动机构，驱动所述主轴砂轮以及第二预设转速旋转，并控制所述主轴进给驱动机构，驱动所述主轴砂轮相对于所述预设主轴零点位置，沿所述主轴轴向的方向，以第二预设速度向下运动至初始位置时，控制所述主轴进给驱动机构，驱动所述主轴砂轮以第三预设速度向下运动，所述第二预设转速大于所述第一预设转速，所述初始位置为距离所述预设主轴零点位置是所述第二距离值-待磨削基片材料的初始片厚-预设空进给距离的位置，所述第三预设速度小于所述第二预设速度；

当所述主轴砂轮以所述第三预设速度运动至所述第一预定位置时，根据所述待磨削基片材料的目标片厚，控制所述主轴砂轮对所述待磨削基片材料进行磨削，并控制所述油石对所述主轴砂轮表面进行修整，所述第一预定位置为与所述预设主轴零点位置距离为所述第二距离值-待磨削基片材料的初始片厚的位置。

其中，所述控制模块，还具体用于：

当所述主轴磨削机构满足预设磨削条件时，控制所述承片台旋转驱动机构，驱动所述承片台机构中的承片台以第三预设转速旋转。

其中，所述油石旋转驱动机构，用于接收所述控制模块输出的第一转速控制信号，驱动所述油石以第一预设转速旋转。

其中，所述油石旋转驱动机构包括：与所述控制模块连接的油石旋转驱动器以及与所述油石旋转驱动器连接的油石旋转电机；

所述油石旋转驱动器，用于接收所述控制模块输出的所述第一转速控制信号，驱动所述油石旋转电机，使油石以所述第一预设转速旋转，所述油石旋转电机与所述油石连接。

其中，所述油石进给驱动机构，用于接收所述控制模块输出的第一位置控制信号，驱动所述油石相对于所述预设油石零点位置，沿平行于所述主轴轴向的方向，以第一预设速度向上运动；且当所述油石运动至所述第二预定位置时，接收所述控制模块输出的第三位置控制信号，驱动所述油石停止向上运动。

其中，所述油石进给驱动机构包括：与所述控制模块连接油石进给驱动器以及与所述油石进给驱动器连接的油石进给电机；

所述油石进给驱动器，用于接收所述控制模块输出的所述第一位置控制信号，驱动所述油石进给电机，使油石以所述第一预设速度向上运动；且当所述油石运动至所述第二预定位置时，接收所述控制模块输出的所述第三位置控制信号，驱动所述油石进给电机，使油石停止向上运动。

其中，所述主轴旋转驱动机构，用于接收所述控制模块输出的第二转速控制信号，驱动主轴砂轮以第二预设转速旋转，所述第二预设转速大于所述第一预设转速。

其中，所述主轴进给驱动机构，用于接收所述控制模块输出的第二位置控制信号，驱动所述主轴砂轮以第二预设速度向下运动；且当所述主轴砂轮运动至初始位置时，接收所述控制模块输出的第四位置控制信号，驱动所述主轴砂轮以第三预设速度向下运动。

其中，所述承片台旋转驱动机构，用于接收所述控制模块输出的第三转速控制信号，驱动承片台以第三预设转速旋转。

本发明实施例还提供一种砂轮的修整控制方法，应用于如上述所述的砂轮的修整控制系统，所述修整控制方法包括：

根据预先记录的所述油石修整机构中的油石从预设油石零点位置到所述承片台机构中的承片台的第一距离值，控制所述油石旋转驱动机构，驱动所述油石以第一预设转速旋转，并控制油石进给驱动机构，驱动所述油石相对于所述预设油石零点位置，沿平行于所述主轴轴向的方向，以第一预设速度向上运动至所述第二预定位置时，停止向上运动，所述第二预定位置为所述第一距离值+待磨削基片材料的初始片厚；

根据预先记录的所述主轴磨削机构中的主轴砂轮从预设主轴零点位置到所述承片台的第二距离值，控制所述主轴旋转驱动机构，驱动所述主轴砂轮以及第二预设转速旋转，并控制所述主轴进给驱动机构，驱动所述主轴砂轮相对于所述预设主轴零点位置，沿所述主轴轴向的方向，以第二预设速度向下运动至初始位置时，控制所述主轴进给驱动机构，驱动所述主轴砂轮以第三预设速度向下运动，所述第二预设转速大于所述第一预设转速，所述初始位置为距离所述预设主轴零点位置是所述第二距离值-待磨削基片材料的初始片厚-预设空进给距离的位置，所述第三预设速度小于所述第二预设速度；

当所述主轴砂轮以所述第三预设速度运动至所述第一预定位置时，根据所述待磨削基片材料的目标片厚，控制所述主轴砂轮对所述待磨削基片材料进行磨削，并控制所述油石对所述主轴砂轮表面进行修整。

其中，根据预先记录的所述油石修整机构中的油石从预设油石零点位置到所述承片台机构中的承片台的第一距离值，控制所述油石旋转驱动机构，驱动所述油石以第一预设转速旋转，并控制油石进给驱动机构，驱动所述油石相对于所述预设油石零点位置，沿平行于所述主轴轴向的方向，以第一预设速度向上运动至所述第二预定位置时，停止向上运动的步骤包括：

在油石位于预设油石零点位置时，控制模块向油石旋转驱动机构输出第一转速控制信号，并向油石进给驱动机构输出第一位置控制信号；所述油石旋转驱动机构接收所述第一转速控制信号，驱动所述油石以第一预设转速旋转；所述油石进给驱动机构接收所述第一位置控制信号，驱动所述油石相对于所述预设油石零点位置，沿平行于所述主轴轴向的方向，以第一预设速度向上运动；

当所述油石向上运动至所述第二预定位置时，控制模块向所述油石进给驱动机构输出第三位置控制信号；所述油石进给驱动机构接收所述第三位置信号，驱动所述油石停止向上运动。

其中，根据预先记录的所述主轴磨削机构中的主轴砂轮从预设主轴零点位置到所述承片台的第二距离值，控制所述主轴旋转驱动机构，驱动所述主轴砂轮以及第二预设转速旋转，并控制所述主轴进给驱动机构，驱动所述主轴砂轮相对于所述预设主轴零点位置，沿所述主轴轴向的方向，以第二预设速度向下运动至初始位置时，控制所述主轴进给驱动机构，驱动所述主轴砂轮以第三预设速度向下运动的步骤，包括：

在主轴砂轮位于预设主轴零点位置时，控制模块向主轴旋转驱动机构输出第二转速控制信号，控制模块并向主轴进给驱动机构输出第二位置控制信号，所述主轴旋转驱动机构接收所述第二转速控制信号，驱动与所述主轴砂轮以第二预设转速旋转；所述主轴进给驱动机构接收所述第二位置控制信号，驱动所述主轴砂轮相对于所述预设主轴零点位置，沿所述主轴轴向的方向，以第二预设速度向下运动；

当所述主轴砂轮向下运动至初始位置时，控制模块向所述主轴进给驱动机构输出第四位置控制信号，所述主轴进给驱动机构接收所述第四位置控制信号，驱动所述主轴砂轮以第三预设速度向下运动。

其中，当所述主轴砂轮以所述第三预设速度运动至所述第一预定位置时，根据所述待磨削基片材料的目标片厚，控制所述主轴砂轮对所述待磨削基片材料进行磨削，并控制所述油石对所述主轴砂轮表面进行修整的步骤之后，所述方法还包括：

当所述待磨削基片材料的片厚到达目标片厚时，控制所述主轴砂轮以第四预设速度向上运动至所述预设主轴零点位置，并控制所述主轴砂轮停止旋转，所述第四预设速度大于所述第三预设速度；

控制所述油石以第五预设速度向下运动至所述预设油石零点位置，并控制所述油石停止旋转，所述第五预设速度大于所述第一预设速度。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明实施例的上述方案中，通过控制模块分别控制主轴旋转驱动机构、主轴进给驱动机构、承片台旋转驱动机构、油石旋转驱动机构以及油石进给驱动机构，使得主轴磨削机构相对承片台机构运动至第一预定位置、油石修整机构相对主轴磨削机构运动至第二预定位置时，主轴砂轮表面同时与油石表面和承片台表面相接触，可实现边磨削基片材料边修整砂轮的目的，增加基片材料的去除量，提高基片材料的加工效率和表面加工精度，同时保证砂轮的磨削能力。

附图说明

图1为本发明实施例的砂轮的修整控制系统的结构示意图之一；

图2为本发明实施例的砂轮的修整控制系统的结构示意图之二；

图3为本发明实施例的砂轮的修整控制系统的具体硬件结构原理框图；

图4为本发明实施例的砂轮的修整控制方法的流程图之一；

图5为本发明实施例的砂轮的修整控制方法的流程图之二。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

第一实施例

如图1所示，本发明实施例提供一种砂轮的修整控制系统，包括：

承片台机构、主轴磨削机构、油石修整机构；

这里需说明的是，承片台机构包括：承片台1；主轴磨削机构包括：主轴(图中未显示)以及与主轴连接的主轴砂轮2；油石修整机构包括：油石3以及毛刷(图中未显示)。

用于驱动主轴磨削机构旋转的主轴旋转驱动机构4；

用于驱动主轴磨削机构沿主轴磨削机构的主轴轴向运动的主轴进给驱动机构5；

用于驱动承片台机构旋转的承片台旋转驱动机构(图中未显示)；

用于驱动油石修整机构旋转的油石旋转驱动机构6；

用于驱动油石修整机构沿平行于所述主轴轴向运动的油石进给驱动机构7；

以及，控制模块(图中未显示)；控制模块分别与油石旋转驱动机构6、油石进给驱动机构7、主轴旋转驱动机构4、主轴进给驱动机构5以及承片台旋转驱动机构连接，如图3所示，为砂轮的修整控制系统的具体硬件结构原理框图；

其中，油石修整机构中的油石3表面和承片台机构中的承片台1表面，均朝向主轴磨削机构中的主轴砂轮2表面设置，且当主轴磨削机构相对承片台机构运动至第一预定位置，油石修整机构相对主轴磨削机构运动至第二预定位置时，主轴砂轮2表面同时与油石3表面和承片台1表面相接触。

如图1所示，需要说明的是，油石3表面指的是油石3的上表面；承片台1表面指的是承片台1的上表面；主轴砂轮2的表面指的是主轴砂轮2的下表面，也就是磨削固定在承片台1上的基片材料的磨削面。

具体的，控制模块与主轴旋转驱动机构4、油石进给驱动机构7以及油石旋转驱动机构6通过CAN-open总线(现场总线)连接；控制模块与主轴进给驱动机构5、承片台旋转机构通过EtherCAT总线(现场总线)连接。

这里需要说明的是，控制模块可以包括可编程控制器，可集成于计算机上。操作人员可在人机交互界面上录入待磨削基片材料的磨削工艺参数，如初始片厚、目标片厚、空进给距离等等，便于主轴砂轮2和油石3的进给与定位。

这里，主轴进给驱动机构5、油石进给驱动机构7采用位置控制模式；主轴旋转驱动机构4、油石旋转驱动机构6和承片台旋转机构采用旋转控制模式。

具体的，本发明实施例中所述控制模块，具体用于：

根据预先记录的所述油石修整机构中的油石3表面从预设油石零点位置到所述承片台机构中的承片台1表面的第一距离值，控制所述油石旋转驱动机构6，驱动所述油石3以第一预设转速旋转，并控制油石进给驱动机构7，驱动所述油石3相对于所述预设油石零点位置，沿平行于所述主轴轴向的方向，以第一预设速度向上运动至所述第二预定位置时，停止向上运动，所述第二预定位置为与所述预设油石零点位置距离为所述第一距离值+待磨削基片材料的初始片厚的位置；

这里需说明的是，油石3被驱动做向上进给运动的起点位置可自行设置，这里，优选的为预设油石零点位置，当然也可以是预设油石零点位置到第二预定位置之间的其他位置。

这里，油石进给驱动机构7包括：油石进给电机和油石进给驱动器(图中均未显示)。其中，系统上电后，油石进给电机可以通过寻零位开关启动位置传感器，确定预设油石零点位置，该预设油石零点位置为参考零点，便于后续对油石3的定位。

这里，第一距离值为操作人员根据预设油石零点位置预先测量得到的，并写入到控制模块中。

具体的测量过程如下：

操作人员调节油石进给机构的运动按钮，用标准测量块标记油石3到承片台1表面的距离，也就是，油石3表面从预设油石零点位置运动至承片台1表面的距离，即油石3的实际进给距离。

根据预先记录的所述主轴磨削机构中的主轴砂轮2表面从预设主轴零点位置到所述承片台1表面的第二距离值，控制所述主轴旋转驱动机构4，驱动所述主轴砂轮2以及第二预设转速旋转，并控制所述主轴进给驱动机构5，驱动所述主轴砂轮2相对于所述预设主轴零点位置，沿所述主轴轴向的方向，以第二预设速度向下运动至初始位置时，控制所述主轴进给驱动机构5，驱动所述主轴砂轮2以第三预设速度向下运动，所述第二预设转速大于所述第一预设转速，所述初始位置为距离所述预设主轴零点位置是所述第二距离值-待磨削基片材料的初始片厚-预设空进给距离的位置，所述第三预设速度小于所述第二预设速度；

这里需要说明的是，主轴砂轮2被驱动做向下进给运动的起点位置可自行设置，这里，优选的为预设主轴零点位置，当然也可以是预设主轴零点位置到初始位置之间的其他位置。

这里，主轴进给驱动机构5包括：主轴进给电机和主轴进给驱动器(图中均未显示)。其中，系统上电后，主轴进给电机可以通过寻零位开关启动位置传感器，确定预设主轴零点位置，该预设主轴零点位置为参考零点，便于后续对主轴砂轮2的定位。

这里，第二距离值为操作人员根据预设主轴零点位置预先测量得到的，并写入到控制模块中。

具体的测量过程如下：

操作人员调节主轴进给机构5的运动按钮，用标准测量块标记主轴砂轮2到承片台1表面的距离；

这里，操作人员一直调节主轴进给机构的5运动按钮，使主轴砂轮2从预设主轴零点位置向下运动，也就是一直向靠近承片台1表面的方向移动，待主轴砂轮2与放置在承片台1表面的标准测量块接触后，计算得到第二距离值，即主轴砂轮2的实际进给距离+标准测量块的厚度。

这里，承片台1表面放置标准测量块的目的是防止主轴进给驱动机构5快速进给时，主轴砂轮2撞上承片台1表面，保护承片台1表面以及主轴砂轮2表面。

这里需说明的是，预设空进给距离是为了消除标定误差设置的冗余量。

当所述主轴砂轮2以所述第三预设速度运动至所述第一预定位置时，根据所述待磨削基片材料的目标片厚，控制所述主轴砂轮2对所述待磨削基片材料进行磨削，并控制所述油石3对所述主轴砂轮2表面进行修整，所述第一预定位置为与所述预设主轴零点位置距离为所述第二距离值-待磨削基片材料的初始片厚的位置。

这里需要说明的是，油石3已经到达第一预定位置，也就是高出承片台1表面待磨削基片材料的初始片厚的位置；当主轴砂轮2向下运动至第二预定位置，也就是与承片台1表面距离为待磨削基片材料的初始片厚的位置，也就是主轴砂轮2表面与待磨削基片材料接触，而与此同时，主轴砂轮2表面也与油石3表面相接触，这样便达到边磨削基片材料，边修整主轴砂轮2的目的。

这里，待磨削基片材料可包括：晶圆、蓝宝石、陶瓷、金刚石等等。

需要说明的是，如图2所示，主轴磨削机构中的主轴砂轮2表面、油石修整机构中的油石3表面以及承片台机构中的承片台1表面之间的位置关系均为半压结构，也就是说，该位置关系在主轴砂轮2磨削基片材料，同时油石3修整主轴砂轮表面时，相互之间不会造成影响。

具体的，本发明实施例中所述控制模块，还具体用于：

当所述主轴磨削机构满足预设磨削条件时，控制所述承片台旋转驱动机构，驱动所述承片台机构中的承片台1以第三预设转速旋转。

具体的，本发明实施例中油石旋转驱动机构6，用于接收所述控制模块输出的第一转速控制信号，驱动所述油石3以第一预设转速旋转。

更具体的，油石旋转驱动机构6包括：与所述控制模块连接的油石旋转驱动器以及与所述油石旋转驱动器连接的油石旋转电机(图中均未显示)；

这里，油石旋转驱动器，用于接收所述控制模块输出的所述第一转速控制信号，驱动所述油石旋转电机，使油石3以所述第一预设转速旋转，所述油石旋转电机与所述油石3连接。

具体的，本发明实施例中油石进给驱动机构7，用于接收所述控制模块输出的第一位置控制信号，驱动所述油石3相对于所述预设油石零点位置，沿平行于所述主轴轴向的方向，以第一预设速度向上运动；且当所述油石3运动至所述第二预定位置时，接收所述控制模块输出的第三位置控制信号，驱动所述油石3停止向上运动。

更具体的，油石进给驱动机构7包括：与所述控制模块连接油石进给驱动器以及与所述油石进给驱动器连接的油石进给电机(图中均未显示)；

这里，油石进给驱动器，用于接收所述控制模块输出的所述第一位置控制信号，驱动所述油石进给电机，使油石3以所述第一预设速度向上运动；且当所述油石3运动至所述第二预定位置时，接收所述控制模块输出的所述第三位置控制信号，驱动所述油石进给电机，使油石3停止向上运动。

这里需要说明的是，油石3到达第二预设位置时，停止向上进给运动，但油石3仍以第一预设转速旋转。

具体的，本发明实施例中主轴旋转驱动机构4，用于接收所述控制模块输出的第二转速控制信号，驱动主轴砂轮2以第二预设转速旋转，所述第二预设转速大于所述第一预设转速。

这里可以理解为，主轴砂轮2以第二预设转速高速旋转，油石3以第一预设转速低速旋转。

更具体的，主轴旋转驱动机构4可以包括：与控制模块连接的主轴旋转驱动器以及与所述主轴旋转驱动器连接的主轴旋转电机(图中均未显示)；

所述主轴旋转驱动器，用于接收控制模块输出的第二转速控制信号，驱动主轴旋转电机，使主轴砂轮2以第二预设转速旋转。

这里，主轴旋转电机与主轴砂轮2连接。

具体的，本发明实施例中主轴进给驱动机构5，用于接收所述控制模块输出的第二位置控制信号，驱动所述主轴砂轮2以第二预设速度向下运动；且当所述主轴砂轮2运动至初始位置时，接收所述控制模块输出的第四位置控制信号，驱动所述主轴砂轮2以第三预设速度向下运动。

这里，第三预设速度小于第二预设速度，可以理解为主轴砂轮2先高速向下进给，到达初始位置时，再低速向下进给，这样，可避免主轴砂轮2一直以高速进给方式运动到第一预定位置时，由于速度过猛撞击待磨削基片材料，使其受损，严重时将其撞碎。

更具体的，主轴进给驱动机构5可以包括：与控制模块连接的主轴进给驱动器以及与主轴进给驱动器连接的主轴进给电机(图中均未显示)；

所述主轴进给驱动器，用于接收控制模块输出的第二位置控制信号，驱动主轴进给电机，使主轴砂轮2以第二预设速度向下运动；且当所述主轴砂轮2运动至初始位置时，接收控制模块输出的第四位置控制信号，驱动主轴进给电机，使主轴砂轮2以第三预设速度向下运动。

这里，主轴进给电机与主轴砂轮2连接。

具体的，本发明实施例中承片台旋转驱动机构，用于接收所述控制模块输出的第三转速控制信号，驱动承片台1以第三预设转速旋转。

本发明实施例提供的砂轮的修整控制系统，控制模块分别控制主轴旋转驱动机构、主轴进给驱动机构、承片台旋转驱动机构、油石旋转驱动机构以及油石进给驱动机构，使得主轴磨削机构相对承片台机构运动至第一预定位置、油石修整机构相对主轴磨削机构运动至第二预定位置时，主轴砂轮表面同时与油石表面和承片台表面相接触，可实现边磨削基片材料边修整砂轮的目的，增加基片材料的去除量，提高基片材料的加工效率和表面加工精度，同时保证砂轮的磨削能力。

第二实施例

如图4所示，本发明实施例还提供一种砂轮的修整控制方法，应用于第一实施例中的砂轮的修整控制系统，包括：

步骤101，根据预先记录的所述油石修整机构中的油石从预设油石零点位置到所述承片台机构中的承片台的第一距离值，控制所述油石旋转驱动机构，驱动所述油石以第一预设转速旋转，并控制油石进给驱动机构，驱动所述油石相对于所述预设油石零点位置，沿平行于所述主轴轴向的方向，以第一预设速度向上运动至所述第二预定位置时，停止向上运动，所述第二预定位置为所述第一距离值+待磨削基片材料的初始片厚；

步骤102，根据预先记录的所述主轴磨削机构中的主轴砂轮从预设主轴零点位置到所述承片台的第二距离值，控制所述主轴旋转驱动机构，驱动所述主轴砂轮以及第二预设转速旋转，并控制所述主轴进给驱动机构，驱动所述主轴砂轮相对于所述预设主轴零点位置，沿所述主轴轴向的方向，以第二预设速度向下运动至初始位置时，控制所述主轴进给驱动机构，驱动所述主轴砂轮以第三预设速度向下运动，所述第二预设转速大于所述第一预设转速，所述初始位置为距离所述预设主轴零点位置是所述第二距离值-待磨削基片材料的初始片厚-预设空进给距离的位置，所述第三预设速度小于所述第二预设速度；

步骤103，当所述主轴砂轮以所述第三预设速度运动至所述第一预定位置时，根据所述待磨削基片材料的目标片厚，控制所述主轴砂轮对所述待磨削基片材料进行磨削，并控制所述油石对所述主轴砂轮表面进行修整。

这里需要说明的是，上述步骤101～103的执行主体为砂轮的修整控制系统中的控制模块。

具体的，本发明实施例中所述步骤101可进一步包括：

步骤1011，在油石位于预设油石零点位置时，控制模块向油石旋转驱动机构输出第一转速控制信号，并向油石进给驱动机构输出第一位置控制信号；所述油石旋转驱动机构接收所述第一转速控制信号，驱动所述油石以第一预设转速旋转；所述油石进给驱动机构接收所述第一位置控制信号，驱动所述油石相对于所述预设油石零点位置，沿平行于所述主轴轴向的方向，以第一预设速度向上运动；

步骤1012，当所述油石向上运动至所述第二预定位置时，控制模块向所述油石进给驱动机构输出第三位置控制信号；所述油石进给驱动机构接收所述第三位置信号，驱动所述油石停止向上运动。

具体的，本发明实施例中所述步骤102可进一步包括：

步骤1021，在主轴砂轮位于预设主轴零点位置时，控制模块向主轴旋转驱动机构输出第二转速控制信号，控制模块并向主轴进给驱动机构输出第二位置控制信号，所述主轴旋转驱动机构接收所述第二转速控制信号，驱动与所述主轴砂轮以第二预设转速旋转；所述主轴进给驱动机构接收所述第二位置控制信号，驱动所述主轴砂轮相对于所述预设主轴零点位置，沿所述主轴轴向的方向，以第二预设速度向下运动；

步骤1022，当所述主轴砂轮向下运动至初始位置时，控制模块向所述主轴进给驱动机构输出第四位置控制信号，所述主轴进给驱动机构接收所述第四位置控制信号，驱动所述主轴砂轮以第三预设速度向下运动。

进一步的，如图5所示，本发明实施例中在所述步骤103之后，所述方法还可包括：

步骤104，当所述待磨削基片材料的片厚到达目标片厚时，控制所述主轴砂轮以第四预设速度向上运动至所述预设主轴零点位置，并控制所述主轴砂轮停止旋转，所述第四预设速度大于所述第三预设速度；

步骤105，控制所述油石以第五预设速度向下运动至所述预设油石零点位置，并控制所述油石停止旋转，所述第五预设速度大于所述第一预设速度。

这里需要说明的是，步骤104和步骤105为并列执行的两个步骤，目的是为了使待磨削基片材料的厚度磨削至目标厚度时，主轴进给驱动机构驱动主轴砂轮以及油石进给驱动机构驱动油石快速地退回至相应的安全位置。

这里，优选的，主轴砂轮对应的安全位置为预设主轴零点位置；油石对应的安全位置为预设油石零点位置。

需说明的是，本发明实施例的砂轮的修整控制方法步骤中涉及到的硬件机构及零部件，其对应的标号与第一实施例中的硬件机构及零部件的标号一致。

本发明实施例提供的砂轮的修整控制方法，通过控制模块分别控制主轴旋转驱动机构、主轴进给驱动机构、承片台旋转驱动机构、油石旋转驱动机构以及油石进给驱动机构，使得主轴磨削机构相对承片台机构运动至第一预定位置、油石修整机构相对主轴磨削机构运动至第二预定位置时，主轴砂轮表面同时与油石表面和承片台表面相接触，可实现边磨削基片材料边修整砂轮的目的，增加基片材料的去除量，提高基片材料的加工效率和表面加工精度，同时保证砂轮的磨削能力。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种砂轮的修整控制系统，其特征在于，包括：

承片台机构、主轴磨削机构、油石修整机构；

用于驱动所述主轴磨削机构旋转的主轴旋转驱动机构；

用于驱动所述主轴磨削机构沿主轴磨削机构的主轴轴向运动的主轴进给驱动机构；

用于驱动承片台机构旋转的承片台旋转驱动机构；

用于驱动油石修整机构旋转的油石旋转驱动机构；

用于驱动所述油石修整机构沿平行于所述主轴轴向运动的油石进给驱动机构；

以及，控制模块；所述控制模块分别与油石旋转驱动机构、油石进给驱动机构、主轴旋转驱动机构、主轴进给驱动机构以及承片台旋转驱动机构连接；

其中，所述油石修整机构中的油石表面和承片台机构中的承片台表面，均朝向主轴磨削机构中的主轴砂轮表面设置，且当所述主轴磨削机构相对所述承片台机构运动至第一预定位置，所述油石修整机构相对主轴磨削机构运动至第二预定位置时，主轴砂轮表面同时与油石表面和承片台表面相接触；

所述第一预定位置为与预设主轴零点位置距离为第二距离值-待磨削基片材料的初始片厚的位置，所述第二距离值为预先记录的所述主轴磨削机构中的主轴砂轮表面从预设主轴零点位置到所述承片台表面的距离值；

所述第二预定位置为与预设油石零点位置距离为第一距离值+待磨削基片材料的初始片厚的位置，所述第一距离值为预先记录的所述油石修整机构中的油石表面从预设油石零点位置到所述承片台机构中的承片台表面的距离值；

所述控制模块，具体用于：

根据预先记录的所述油石修整机构中的油石表面从预设油石零点位置到所述承片台机构中的承片台表面的第一距离值，控制所述油石旋转驱动机构，驱动所述油石以第一预设转速旋转，并控制油石进给驱动机构，驱动所述油石相对于所述预设油石零点位置，沿平行于所述主轴轴向的方向，以第一预设速度向上运动至所述第二预定位置时，停止向上运动；

根据预先记录的所述主轴磨削机构中的主轴砂轮表面从预设主轴零点位置到所述承片台表面的第二距离值，控制所述主轴旋转驱动机构，驱动所述主轴砂轮以第二预设转速旋转，并控制所述主轴进给驱动机构，驱动所述主轴砂轮相对于所述预设主轴零点位置，沿所述主轴轴向的方向，以第二预设速度向下运动至初始位置时，控制所述主轴进给驱动机构，驱动所述主轴砂轮以第三预设速度向下运动，所述第二预设转速大于所述第一预设转速，所述初始位置为距离所述预设主轴零点位置是所述第二距离值-待磨削基片材料的初始片厚-预设空进给距离的位置，所述第三预设速度小于所述第二预设速度；

当所述主轴砂轮以所述第三预设速度运动至所述第一预定位置时，根据所述待磨削基片材料的目标片厚，控制所述主轴砂轮对所述待磨削基片材料进行磨削，并控制所述油石对所述主轴砂轮表面进行修整。

2.根据权利要求1所述的砂轮的修整控制系统，其特征在于，所述控制模块，还具体用于：

当所述主轴磨削机构满足预设磨削条件时，控制所述承片台旋转驱动机构，驱动所述承片台机构中的承片台以第三预设转速旋转。

3.根据权利要求1所述的砂轮的修整控制系统，其特征在于，

所述油石旋转驱动机构，用于接收所述控制模块输出的第一转速控制信号，驱动所述油石以第一预设转速旋转。

4.根据权利要求3所述的砂轮的修整控制系统，其特征在于，所述油石旋转驱动机构包括：与所述控制模块连接的油石旋转驱动器以及与所述油石旋转驱动器连接的油石旋转电机；

所述油石旋转驱动器，用于接收所述控制模块输出的所述第一转速控制信号，驱动所述油石旋转电机，使油石以所述第一预设转速旋转，所述油石旋转电机与所述油石连接。

5.根据权利要求1所述的砂轮的修整控制系统，其特征在于，

所述油石进给驱动机构，用于接收所述控制模块输出的第一位置控制信号，驱动所述油石相对于所述预设油石零点位置，沿平行于所述主轴轴向的方向，以第一预设速度向上运动；且当所述油石运动至所述第二预定位置时，接收所述控制模块输出的第三位置控制信号，驱动所述油石停止向上运动。

6.根据权利要求5所述的砂轮的修整控制系统，其特征在于，所述油石进给驱动机构包括：与所述控制模块连接的 油石进给驱动器以及与所述油石进给驱动器连接的油石进给电机；

所述油石进给驱动器，用于接收所述控制模块输出的所述第一位置控制信号，驱动所述油石进给电机，使油石以所述第一预设速度向上运动；且当所述油石运动至所述第二预定位置时，接收所述控制模块输出的所述第三位置控制信号，驱动所述油石进给电机，使油石停止向上运动。

7.根据权利要求1所述的砂轮的修整控制系统，其特征在于，

所述主轴旋转驱动机构，用于接收所述控制模块输出的第二转速控制信号，驱动主轴砂轮以第二预设转速旋转，所述第二预设转速大于所述第一预设转速。

8.根据权利要求1所述的砂轮的修整控制系统，其特征在于，

所述主轴进给驱动机构，用于接收所述控制模块输出的第二位置控制信号，驱动所述主轴砂轮以第二预设速度向下运动；且当所述主轴砂轮运动至初始位置时，接收所述控制模块输出的第四位置控制信号，驱动所述主轴砂轮以第三预设速度向下运动。

9.根据权利要求2所述的砂轮的修整控制系统，其特征在于，

所述承片台旋转驱动机构，用于接收所述控制模块输出的第三转速控制信号，驱动承片台以第三预设转速旋转。

10.一种砂轮的修整控制方法，应用于如权利要求1所述的砂轮的修整控制系统，其特征在于，所述修整控制方法包括：

根据预先记录的所述油石修整机构中的油石从预设油石零点位置到所述承片台机构中的承片台的第一距离值，控制所述油石旋转驱动机构，驱动所述油石以第一预设转速旋转，并控制油石进给驱动机构，驱动所述油石相对于所述预设油石零点位置，沿平行于所述主轴轴向的方向，以第一预设速度向上运动至所述第二预定位置时，停止向上运动，所述第二预定位置为与所述预设油石零点位置距离为所述第一距离值+待磨削基片材料的初始片厚的位置；

根据预先记录的所述主轴磨削机构中的主轴砂轮从预设主轴零点位置到所述承片台的第二距离值，控制所述主轴旋转驱动机构，驱动所述主轴砂轮以第二预设转速旋转，并控制所述主轴进给驱动机构，驱动所述主轴砂轮相对于所述预设主轴零点位置，沿所述主轴轴向的方向，以第二预设速度向下运动至初始位置时，控制所述主轴进给驱动机构，驱动所述主轴砂轮以第三预设速度向下运动，所述第二预设转速大于所述第一预设转速，所述初始位置为距离所述预设主轴零点位置是所述第二距离值-待磨削基片材料的初始片厚-预设空进给距离的位置，所述第三预设速度小于所述第二预设速度；

当所述主轴砂轮以所述第三预设速度运动至所述第一预定位置时，根据所述待磨削基片材料的目标片厚，控制所述主轴砂轮对所述待磨削基片材料进行磨削，并控制所述油石对所述主轴砂轮表面进行修整。

11.根据权利要求10所述的砂轮的修整控制方法，其特征在于，根据预先记录的所述油石修整机构中的油石从预设油石零点位置到所述承片台机构中的承片台的第一距离值，控制所述油石旋转驱动机构，驱动所述油石以第一预设转速旋转，并控制油石进给驱动机构，驱动所述油石相对于所述预设油石零点位置，沿平行于所述主轴轴向的方向，以第一预设速度向上运动至所述第二预定位置时，停止向上运动的步骤包括：

在油石位于预设油石零点位置时，控制模块向油石旋转驱动机构输出第一转速控制信号，并向油石进给驱动机构输出第一位置控制信号；所述油石旋转驱动机构接收所述第一转速控制信号，驱动所述油石以第一预设转速旋转；所述油石进给驱动机构接收所述第一位置控制信号，驱动所述油石相对于所述预设油石零点位置，沿平行于所述主轴轴向的方向，以第一预设速度向上运动；

当所述油石向上运动至所述第二预定位置时，控制模块向所述油石进给驱动机构输出第三位置控制信号；所述油石进给驱动机构接收所述第三位置信号，驱动所述油石停止向上运动。

12.根据权利要求10所述的砂轮的修整控制方法，其特征在于，根据预先记录的所述主轴磨削机构中的主轴砂轮从预设主轴零点位置到所述承片台的第二距离值，控制所述主轴旋转驱动机构，驱动所述主轴砂轮以第二预设转速旋转，并控制所述主轴进给驱动机构，驱动所述主轴砂轮相对于所述预设主轴零点位置，沿所述主轴轴向的方向，以第二预设速度向下运动至初始位置时，控制所述主轴进给驱动机构，驱动所述主轴砂轮以第三预设速度向下运动的步骤，包括：

在主轴砂轮位于预设主轴零点位置时，控制模块向主轴旋转驱动机构输出第二转速控制信号，控制模块并向主轴进给驱动机构输出第二位置控制信号，所述主轴旋转驱动机构接收所述第二转速控制信号，驱动所述主轴砂轮以第二预设转速旋转；所述主轴进给驱动机构接收所述第二位置控制信号，驱动所述主轴砂轮相对于所述预设主轴零点位置，沿所述主轴轴向的方向，以第二预设速度向下运动；

当所述主轴砂轮向下运动至初始位置时，控制模块向所述主轴进给驱动机构输出第四位置控制信号，所述主轴进给驱动机构接收所述第四位置控制信号，驱动所述主轴砂轮以第三预设速度向下运动。

13.根据权利要求10所述的砂轮的修整控制方法，其特征在于，当所述主轴砂轮以所述第三预设速度运动至所述第一预定位置时，根据所述待磨削基片材料的目标片厚，控制所述主轴砂轮对所述待磨削基片材料进行磨削，并控制所述油石对所述主轴砂轮表面进行修整的步骤之后，所述方法还包括：

当所述待磨削基片材料的片厚到达目标片厚时，控制所述主轴砂轮以第四预设速度向上运动至所述预设主轴零点位置，并控制所述主轴砂轮停止旋转，所述第四预设速度大于所述第三预设速度；

控制所述油石以第五预设速度向下运动至所述预设油石零点位置，并控制所述油石停止旋转，所述第五预设速度大于所述第一预设速度。