CN114659474A - 一种研磨盘平面度的检测方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种研磨盘平面度的检测方法、装置、设备和存储介质，涉及平面度测量技术领域。其中，这种检测方法包含步骤S1至步骤S5。S1获取研磨盘的N条径向测量数据。S2分别消除N条径向测量数据的机械误差，以获得N条初始数据。S3根据N条初始数据，分别将各个磨块的高度信息均值化，并删除非磨块的高度信息，以获得N条磨块表面高度数据。S4分别缩放N条磨块表面高度数据至相同的数据长度，然后计算平均值，以获得磨盘径向高度数据。S5根据磨盘径向高度数据进行三维重构，以获得研磨盘的面型模型。采用本发明的检测方法能够根据测量到的高度数据快速计算得到研磨盘的表面模型，从而快速识别研磨盘的平面度，具有很好的实际意义。

Description

一种研磨盘平面度的检测方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本发明涉及平面度测量装置技术领域，具体而言，涉及一种研磨盘平面度的检测方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

双面研磨是半导体衬底、手机面板、玻璃片等薄片零件加工的主要方法。由于双面研磨同时对工件的两个面进行加工，加工效率高且加工稳定性优越。

随着累积材料去除量的增加，研磨盘会随之产生磨损，且由于研磨盘表面不同位置所受轨迹的不同，造成研磨盘表面磨损不均匀。当研磨盘表面面型变差时，会导致加工的稳定性降低并导致加工出工件的表面质量变差。因此，当研磨盘表面面型达到一定误差时，就必须进行修整。

目前普遍采用的双面研磨研磨盘面型测量方法依靠千分尺进行手工测量，该方法将两个等高的金属圆柱体放置于研磨盘上，再将一根铁尺置于两个金属圆柱体上构成测量基准，接着使用千分尺在需要测量的位置进行逐点测量。此方法存在严重的精度问题，基准的晃动和手部的移动都会影响到测量的准确性，而测量结果需要微米级别的精度，所以此方法难以满足精度要求。同时由于手工测量，该方法测量速度慢，效率低，往往一次测量需要20分种以上，且粗糙的测量结果不能完全反映整个研磨盘的面型。因此，针对大尺寸研磨盘高效精密检测方法和检查装置的创新与开发迫在眉睫。

有鉴于此，申请人在研究了现有的技术后特提出本申请。

发明内容

本发明提供了一种研磨盘平面度的检测方法、装置、设备和存储介质，以改善上述技术问题。

第一方面、

本发明实施例提供了一种研磨盘平面度的检测设备，其包含旋转定位组件、直线位移组件和测量组件。

旋转定位组件包括用以接合于研磨设备的固定座，以及可转动的安装在固定座的旋转座。直线位移组件包括接合于旋转座的直线底座、接合于直线底座的直线导轨和丝杆、接合于直线导轨和丝杆的滑台，以及接合于丝杆的驱动件。驱动件用以驱动丝杆转动，从而移动滑台。测量组件包括接合于滑台的检测件。其中，检测件用以检测被测物体的距离。

在一个可选的实施例中，检测设备还包括接合于旋转座和直线底座之间的连接座。连接座设置有用以接合旋转座的第一连接部、用以接合直线底座的第二连接部，以及设置于第一连接部和第二连接部之间的凸台。第一连接部垂直于第二连接部。

在一个可选的实施例中，旋转定位组件还包括设置于固定座的锁止螺栓，以及设置于旋转座上的拨杆。锁止螺栓用以限制旋转座旋转。旋转座和固定座上分别设置有刻度，用以标识当前的转动角度。

在一个可选的实施例中，检测件为激光位移传感器。驱动件为步进电机。直线位移组件构造为导程误差不大于30微米。

第二方面、

本发明实施例提供了一种研磨盘平面度的检测方法，其包含步骤S1至步骤S5。

S1、获取研磨盘的N条径向测量数据。其中，每条径向测量数据包含Y个沿着径向分布的高度数据。

S2、分别消除N条径向测量数据的机械误差，以获得N条初始数据。其中，每条初始数据均包含了间隔设置的多个磨块和沟槽的高度信息。

S3、根据N条初始数据，分别将各个磨块的高度信息均值化，并删除非磨块的高度信息，以获得N条磨块表面高度数据。

S4、分别缩放N条磨块表面高度数据至相同的数据长度，然后计算平均值，以获得磨盘径向高度数据。

S5、根据磨盘径向高度数据进行三维重构，以获得研磨盘的面型模型。

在一个可选的实施例中，步骤S1具体包括：

控制旋转定位组件旋转，以将直线位移组件旋转至工作位置。

控制直线位移组件以预定的速度从初始位置沿着研磨盘的径向移动测量组件，以及控制测量组件以预定的频率采集研磨盘表面的高度信息，以获得一条径向测量数据。

控制研磨盘转动预定角度，以及控制直线位移组件移动测量组件至初始位置，然后再次执行上一步骤，直至采集完研磨盘上的N条径向测量数据。

在一个可选的实施例中，步骤S2具体包括：

将N条径向测量数据分别减去校核数据，以得到N条初始数据。其中，校核数据通过测量表面光滑的玻璃片得到。

在一个可选的实施例中，步骤S3具体包括：

根据预设的高度取值范围，分别获取各个磨块上的高度信息，并分别将各个磨块的高度信息均值化，以得到N条磨块均值数据。

根据预设的深度阈值，分别删除N条磨块均值数据中沟槽的深度信息，以获得N条无沟槽均值数据。

根据预设的数据长度，分别删除N条无沟槽均值数据中的失真数据，以获得N条磨块表面高度数据。

在一个可选的实施例中，步骤S5具体包括：

获取二维坐标矩阵，并根据磨盘径向高度数据为二维坐标矩阵进行赋值，以获得研磨盘的点云数据。其中，以二维坐标矩阵的原点为研磨盘的圆心。

根据点云数据，采用MATLAB的三维形貌重构功能对数据进行三维重构。

第三方面、

本发明实施例提供了一种研磨盘平面度的检测装置，其包含：

径向测量数据获取模块，用于获取研磨盘的N条径向测量数据。其中，每条径向测量数据包含Y个沿着径向分布的高度数据。

初始数据获取模块，用于分别消除N条径向测量数据的机械误差，以获得N条初始数据。其中，每条初始数据均包含了间隔设置的多个磨块和沟槽的高度信息。

磨块表面高度数据获取模块，用于根据N条初始数据，分别将各个磨块的高度信息均值化，并删除非磨块的高度信息，以获得N条磨块表面高度数据。

磨盘径向高度数据计算模块，用于分别缩放N条磨块表面高度数据至相同的数据长度，然后计算平均值，以获得磨盘径向高度数据。

三维重构模块，用于根据磨盘径向高度数据进行三维重构，以获得研磨盘的面型模型。

第四方面、

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行如第二方面任意一段所说的研磨盘平面度的检测方法。

通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：

通过旋转定位组件能够让检测设备在工作位置和收纳位置之间进行切换，通过直线位移组件能够让测量组件沿着预定轨迹进行活动，从而测量预定轨迹上的高度数据，以得到研磨盘的平面度，效率更高，具有很好的实际意义。

采用本发明的检测方法能够根据测量到的高度数据快速计算得到研磨盘的表面模型，从而快速识别研磨盘的平面度，具有很好的实际意义。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是检测设备安装在研磨设备上的轴测图；

图2是检测设备的爆炸图；

图3是检测方法的流程示意图；

图4是检测方法的逻辑框图；

图5是径向测量数据的折线图；

图6是校核数据的折线图；

图7是初始数据的折线图；

图8是磨块均值数据；

图9是无沟槽均值数据；

图10是磨块表面高度数据；

图11是进行缩放后的磨块表面高度数据；

图12是磨盘径向高度数据；

图13是研磨盘的面型模型；

图14是检测装置的结构示意图。

图中标记：1-研磨设备、2-检测设备、3-研磨盘、4-测量组件、5-检测件、6-夹紧件、7-夹紧底座、8-直线位移组件、9-丝杆、10-滑块、11-直线导轨、12-直线底座、13-驱动件、14-连接座、15-旋转定位组件、16-拨杆、17-锁止螺栓、18-固定座、19-旋转座、20-刻度、21-第一连接部、22-凸台、23-第二连接部、111-径向测量数据获取模块、222-初始数据获取模块、333-磨块表面高度数据获取模块、444-磨盘径向高度数据计算模块、555-三维重构模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

实施例中提及的“第一\第二”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些内容以外的顺序实施。

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例一：

请参阅图1和图2，本发明第一实施例提供一种研磨盘3平面度的检测设备2，其包含旋转定位组件15、直线位移组件8、测量组件4和控制组件。

旋转定位组件15包括用以接合于研磨设备1的固定座18，以及可转动的安装在固定座18的旋转座19。直线位移组件8包括接合于旋转座19的直线底座12、接合于直线底座12的直线导轨11和丝杆9、接合于直线导轨11和丝杆9的滑台，以及接合于丝杆9的驱动件13。驱动件13用以驱动丝杆9转动，从而移动滑台。测量组件4包括接合于滑台的检测件5。其中，检测件5用以检测被测物体的距离。控制组件分别电连接于旋转定位组件15、直线位移组件8和测量组件4。优选的，测量组件4还包括接合于所述滑台的夹紧底座7，以及接合于所述底座的夹紧件6。所述检测件5夹持于所述夹紧底座7和所述夹紧件6之间。

通过旋转定位组件15能够让检测设备2在工作位置和收纳位置之间进行切换，通过直线位移组件8能够让测量组件4沿着预定轨迹进行活动，从而测量预定轨迹上的高度数据，以得到研磨盘3的平面度，效率更高，具有很好的实际意义。

如图2所示，在上述实施例的基础上，本发明一可选的实施例中，检测设备2还包括接合于旋转座19和直线底座12之间的连接座14。连接座14设置有用以接合旋转座19的第一连接部21、用以接合直线底座12的第二连接部23，以及设置于第一连接部21和第二连接部23之间的凸台22。第一连接部21垂直于第二连接部23。

具体的，在第一连接部21和第二连接部23之间设置凸台22能够增加直线底座12和连接座14之间的接触面积，从而减少直线位移组件8在工作过程中的晃动。同样的第一连接部21垂直于第二连接部23使得直线底座12、直线导轨11和丝杆9依次水平平行的设置，检测件5直接通过夹紧件6和夹紧底座7固定在滑块10上，大大缩小了测量组件4的体积，从而减小了直线位移组件8在工作过程中引起的抖动，使得测量数据更加准确。

如图2所示，在上述实施例的基础上，本发明一可选的实施例中，旋转定位组件15还包括设置于固定座18的锁止螺栓17，以及设置于旋转座19上的拨杆16。锁止螺栓17用以限制旋转座19旋转。旋转座19和固定座18上分别设置有刻度20，用以标识当前的转动角度。

具体的，通过锁止螺栓17能够让固定座18和旋转座19相对固定，避免测量过程中发生旋转晃动。通过可读能够让直线位移组件8的测量角度更加精准。通过拨杆16能够直接驱动旋转座19进行转动，避免通过拨动直线位移组件8引起的检测设备2变形等问题引起的测量误差。

如图2所示，在上述实施例的基础上，本发明一可选的实施例中，检测件5为激光位移传感器。驱动件13为步进电机。直线位移组件8构造为导程误差不大于30微米。具体的，直线位移组件8可以选择现有的丝杆9导轨滑块10组件。其精度包括JIS等级精度，其中，C5级精度能够达到行程500mm至630mm之间，导程误差小于30微米。

实施例二：

请参阅图3至图11，本发明第一实施例提供一种研磨盘平面度的检测方法，其可由研磨盘平面度的检测设备来执行。特别地，由检测设备中的一个或多个处理器来执行，以实现步骤S1至步骤S5。

S1、获取研磨盘的N条径向测量数据。其中，每条径向测量数据包含Y个沿着径向分布的高度数据。

可以理解的是，由于研磨盘体积大和研磨设备机床床身安装空间小的问题，无法对研磨盘的每个数据点进行采样。所以将研磨盘分为n等分，通过控制组件控制滑块上的激光位移传感器以设定好的速度与路径沿螺杆移动并进行一次径向数据采集。接着研磨盘转动到下个位置，再次进行采集，直到采集完n条径向数据，采样过程中传感器采样频率不变，故各组数据的数据数量相同，数据实时储存在后端的数据库中。再经过多项数据处理，利用这n组径向数据来近似表征整个研磨盘的平面度情况。

在本实施例中，N取8或9，在其它实施例中，N的取值根据技术人员的实际需求进行设置，本发明对此不作限定。

具体的，步骤S1具体包括：

S11、控制旋转定位组件旋转，以将直线位移组件旋转至工作位置。

将直线位移组价旋转到预定的角度可以采用手动调整的的方式来进行。具体的，拧松旋转位移滑台侧面的锁止螺栓，并通过调节粗精调切换螺丝和手动旋转的方式将整个机构旋转到最佳的测量角度，并拧紧固定座侧面的锁止螺栓进行限位。

S12、控制直线位移组件以预定的速度从初始位置沿着研磨盘的径向移动测量组件，以及控制测量组件以预定的频率采集研磨盘表面的高度信息，以获得一条径向测量数据。

S13、控制研磨盘转动预定角度，以及控制直线位移组件移动测量组件至初始位置，然后再次执行步骤S12直至采集完研磨盘上的N条径向测量数据。

S14、在测量完N条径向测量数据后，控制旋转定位组件旋转将直线位移组件旋转至收纳位置，以及控制直线位移组件移动测量组件至初始位置。

S2、分别消除N条径向测量数据的机械误差，以获得N条初始数据。其中，每条初始数据均包含了间隔设置的多个磨块和沟槽的高度信息。

在本发明中，通过导轨带动传感器进行数据采集，故导轨沿滑块移动方向的直线误差与导轨的安装误差都会对测量结果造成影响。因此，需要消除设备本身特性所引起的测量误差，从而还原出研磨盘本身的信息。具体的，步骤S2具体包括步骤S21。

S21、将N条径向测量数据分别减去校核数据，以得到N条初始数据。其中，校核数据通过测量表面光滑的玻璃片得到。

需要说明的是，如图5所示，测量得到的径向测量数据具有倾斜向上的特征，这与研磨盘表面为平面的特征不相符。发明人经过研究发现，如图6所示，校核数据具体有倾斜向上的特征，出现这样情况的原因是安装机构的机床床身部位本身是有一定倾斜角度的。因此，在本步骤中，将径向测量数据减去校核数据，从而消除测量设备本身的机械特征所引起的误差从而得到更加准确的磨盘的数据。

在本实施例中，采用表面光滑的玻璃片放置于研磨盘上并测量数据。得到的数据曲线为误差校核曲线，数据处理的第一步将测量到的各组数据减去校核曲线，实现导轨的安装误差与直线误差的分离。

S3、根据N条初始数据，分别将各个磨块的高度信息均值化，并删除非磨块的高度信息，以获得N条磨块表面高度数据。

需要说明的是，研磨盘表面形貌极为复杂，由于其独特的制造工艺，每个磨块上都有一定数量的磨粒与深坑，同时两个磨块之间有一条沟槽。所以采用对每个磨块上的数据进行均值处理的方法来消除磨粒与深坑的影响。具体的，步骤S3具体包括步骤S31至步骤S33。

S31、根据预设的高度取值范围，分别获取各个磨块上的高度信息，并分别将各个磨块的高度信息均值化，以得到N条磨块均值数据。

首先，消除模块上的磨粒的影响的。如图7至8所示，在一条初始数据中，取研磨盘最外侧磨块上一点为测量原点，采集得到的这条初始数据的数据集合为z(n)。通过遍历z(n)中每个数据点的值并判断该点的值是否在[-50，50]微米这个区间里，如果z(n)在此区间内，则认为该点为是位于磨块上的测量值，反之则为沟槽里的测量值，此方法用于区分各个磨块与沟槽的边界。

生成两个空矩阵a和i，矩阵a用于存放各个磨块上的测量值，矩阵i用于记录各个磨块上测量值的序号。如果程序循环到一个沟槽里的测量值，则之前的所有测量值取平均值b，并将b的值赋予矩阵i中所记录的序号的z(n)，即z(i)，接着矩阵a和i清空用于下一个磨块上的数据统计。

此方法是为了统计各个磨块上的测量数据并将它们取平均值接着把平均值作为单个磨块的高度数据。

举例说明：

假设某磨块上有5个数据点z(100),z(101),z(102),z(103),z(104)，其值分别为-5微米,5微米,-4微米,7微米,2微米，2微米后的下一个点即z(105)为3500微米，则程序判定：该磨块测量结束，对5个点取平均值即1微米，此时i矩阵为[100,101,102,103,104],起到了计数的作用，对z(100)至z(104)这五个点赋值为1微米。而z(105)被认为为磨块外的数据。直到程序再次遍历到在[-50,50]微米区间的数据时，认定数据到达了下一个磨块上。

S32、根据预设的深度阈值，分别删除N条磨块均值数据中沟槽的深度信息，以获得N条无沟槽均值数据。

然后，消除沟槽带来的影响。如图8至9所示，具体的，一般情况下沟槽的深度为3.5mm，所以本实施例将深度阈值设置为-3mm，将磨块均值数据中低于深度阈值的数据点全部删除。

S33、根据预设的数据长度，分别删除N条无沟槽均值数据中的失真数据，以获得N条磨块表面高度数据。

最后，消除失真数据的影响。如图9所示，发明人经过大量的研究发现，经过上述步骤处理后的数据存在一些数据长度短但数据值变化大的数据。在实验过程中发现出现这样情况的原因是传感器的光点扫描在了磨块的边缘上，此时光点的一部分在磨块上，一部分在沟槽里，所以此时采集到的数据是失真的。针对这些数据需要进行筛出，根据数据长度和采样频率的对比，认为数据长度低于50个的数据段为失真数据并将其去除。

S4、分别缩放N条磨块表面高度数据至相同的数据长度，然后计算平均值，以获得磨盘径向高度数据。

具体的，如图10和图11所示，由于数据量大，计算过程慢，所以对数据进行缩放，即将得到的N组数据分别等比投影到一个长度为1000的数据序列上，所以会得到N个长度为1000的数据序列。此方法不仅优化了计算速度，还解决了各组数据经过多步处理后，数据长度不一定相同的问题。可以理解的是，等比投影的目标序列的长度根据实际需要进行选择，如图12所示，在本发明中，选择了100的序列长度，在其它实施例中，可以选择其它长度，本发明对此不作具体限定。

然后，再将这N个数据序列相加取平均，得到一个包含了N条径向数据信息的数据序列，利用该序列的信息来表征研磨盘表面的高度差情况，将该数据序列中的数据均布在研磨盘的径向上。

以图10所示的去除失真数据后的数据图为例，从左到右为研磨盘的最外侧到最内侧，每一个数据段用于表征一个环形区域内的高度数据，故把研磨盘分为了9个环状区域来表达其平面度情况。

可以理解的是，缩放和等比投影是指：假如经过处理的数据个数是10000，缩放10倍，数据长度变成1000。经过处理的数据是由几段相同的数据组成的，假如原数据的第一段数据的值都是1，数据个数是2000个，那么缩放以后，这段数据的值不变，但是数据个数为200个，还是占数据总长度的1/5，所以叫等比。具体的缩放倍数根据技术人员的实际需求进行设置，本发明对此不作具体限定。

S5、根据磨盘径向高度数据进行三维重构，以获得研磨盘的面型模型。

可以理解的，通过图10所示的磨盘径向高度数据，以及能够初步表示研磨盘表面的平面度信息。但是其无法体现研磨盘本身作为圆环状结构的特征。因此，需要将其进行三维重构，以更加直观的将研磨盘的平面度显示出来。具体的，步骤S5具体包括步骤S51和步骤S52。

S51、获取二维坐标矩阵，并根据磨盘径向高度数据为二维坐标矩阵进行赋值，以获得研磨盘的点云数据。其中，以二维坐标矩阵的原点为研磨盘的圆心。

S52、根据点云数据，采用MATLAB的三维形貌重构功能对数据进行三维重构。

需要说明的是，进行三维形貌重构前需要构建测量数据的二维坐标系，设研磨盘中心点为原点，研磨盘为环状，内径为160mm，外径为360mm，故每条数据采集的长度约为200mm，假设有20000个数据点，则这些点均匀分布在200mm上。

由于缩放步骤将数据点数目减少，假设缩放比例为10倍，即数据数目变为2000个，即需要将2000个数据点分布在200mm的圆环中。设置矩阵的中心为二维坐标系的原点，则矩阵的行数和列数应大于

但不宜过大，一般此种情况设置矩阵的行数和列数为8000行/列。根据这些依据通过MATLAB绘制二维坐标网格，并根据比例计算，对在不同半径的两个圆的区域进行赋值。

例如：

经过均值处理后某段数据的值都为10微米，数据点z(1)到z(1000)，数据数量为1000个，1000/20000＝0.05，0.05×200＝10mm，所以在半径为360mm的圆到半径为350mm这个区域内的点的值为10微米，以此类推为研磨盘上所有区域的点赋值。

最后，如图13所示，利用MATLAB的三维形貌重构功能对数据进行三维重构，能更加直观的体现出研磨盘表面面型的情况。

在经过实验和还原后可以发现，研磨盘的形貌为凹凸凹的形状，这与许多研磨盘磨损和加工轨迹仿真中的研究结果符合。

采用本发明的检测方法能够根据测量到的高度数据快速计算得到研磨盘的表面模型，从而快速识别研磨盘的平面度，具有很好的实际意义。

该大尺寸研磨盘平面度的检测设备在工作过程中，只需工作人员将机构旋转至初始测量位置，导轨会带动传感器沿设定好的速度与轨迹进行数据采集。检测设备在极大的提高平整度测量效率，并且降低了生产成本。检测设备在使得传送带定位精准，且通过高精度的激光位移传感器对研磨盘的表面平整度数据进行了准确测量，不容易造成测量结果失真等缺陷，提高了测量容错率。

实施例三：

请参阅图14，本发明第一实施例提供一种研磨盘平面度的检测装置，其包含：

径向测量数据获取模块111，用于获取研磨盘的N条径向测量数据。其中，每条径向测量数据包含Y个沿着径向分布的高度数据。

初始数据获取模块222，用于分别消除N条径向测量数据的机械误差，以获得N条初始数据。其中，每条初始数据均包含了间隔设置的多个磨块和沟槽的高度信息。

磨块表面高度数据获取模块333，用于根据N条初始数据，分别将各个磨块的高度信息均值化，并删除非磨块的高度信息，以获得N条磨块表面高度数据。

磨盘径向高度数据计算模块444，用于分别缩放N条磨块表面高度数据至相同的数据长度，然后计算平均值，以获得磨盘径向高度数据。

三维重构模块555，用于根据磨盘径向高度数据进行三维重构，以获得研磨盘的面型模型。

在一个可选的实施例中，径向测量数据获取模块111具体用于：

控制旋转定位组件旋转，以将直线位移组件旋转至工作位置。

控制直线位移组件以预定的速度从初始位置沿着研磨盘的径向移动测量组件，以及控制测量组件以预定的频率采集研磨盘表面的高度信息，以获得一条径向测量数据。

控制研磨盘转动预定角度，以及控制直线位移组件移动测量组件至初始位置，然后再次执行上一步骤，直至采集完研磨盘上的N条径向测量数据。

在一个可选的实施例中，初始数据获取模块222具体用于：

将N条径向测量数据分别减去校核数据，以得到N条初始数据。其中，校核数据通过测量表面光滑的玻璃片得到。

在一个可选的实施例中，磨块表面高度数据获取模块333具体包括：

磨块均值数据获取单元，用于根据预设的高度取值范围，分别获取各个磨块上的高度信息，并分别将各个磨块的高度信息均值化，以得到N条磨块均值数据。

无沟槽均值数据获取单元，用于根据预设的深度阈值，分别删除N条磨块均值数据中沟槽的深度信息，以获得N条无沟槽均值数据。

磨块表面高度数据获取单元，用于根据预设的数据长度，分别删除N条无沟槽均值数据中的失真数据，以获得N条磨块表面高度数据。

在一个可选的实施例中，三维重构模块555具体包括：

点云数据获取单元，用于获取二维坐标矩阵，并根据磨盘径向高度数据为二维坐标矩阵进行赋值，以获得研磨盘的点云数据。其中，以二维坐标矩阵的原点为研磨盘的圆心。

三维重构单元，用于根据点云数据，采用MATLAB的三维形貌重构功能对数据进行三维重构。

实施例四：

本发明第一实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行如实施例二任意一段所说的研磨盘平面度的检测方法。

在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，电子设备，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种研磨盘平面度的检测设备，其特征在于，包含：

旋转定位组件(15)，包括用以接合于研磨设备(1)的固定座(18)，以及可转动的安装在所述固定座(18)的旋转座(19)；

直线位移组件(8)，包括接合于所述旋转座(19)的直线底座(12)、接合于所述直线底座(12)的直线导轨(11)和丝杆(9)、接合于所述直线导轨(11)和所述丝杆(9)的滑台，以及接合于所述丝杆(9)的驱动件(13)；所述驱动件(13)用以驱动所述丝杆(9)转动，从而移动所述滑台；

测量组件(4)，包括接合于所述滑台的检测件(5)；其中，所述检测件(5)用以检测被测物体的距离。

2.根据权利要求1所述的一种研磨盘平面度的检测设备,其特征在于,所述检测设备(2)还包括接合于所述旋转座(19)和所述直线底座(12)之间的连接座(14)；所述连接座(14)设置有用以接合所述旋转座(19)的第一连接部(21)、用以接合所述直线底座(12)的第二连接部(23)，以及设置于所述第一连接部(21)和所述第二连接部(23)之间的凸台(22)；所述第一连接部(21)垂直于所述第二连接部(23)。

3.根据权利要求1所述的一种研磨盘平面度的检测设备,其特征在于,所述旋转定位组件(15)还包括设置于所述固定座(18)的锁止螺栓(17)，以及设置于所述旋转座(19)上的拨杆(16)；所述锁止螺栓(17)用以限制所述旋转座(19)旋转；所述旋转座(19)和所述固定座(18)上分别设置有刻度(20)，用以标识当前的转动角度。

4.根据权利要求1所述的一种研磨盘平面度的检测设备,其特征在于,所述检测件(5)为激光位移传感器；所述驱动件(13)为步进电机；所述直线位移组件(8)构造为导程误差不大于30微米。

5.一种研磨盘平面度的检测方法，其特征在于，包含：

获取研磨盘的N条径向测量数据；其中，每条径向测量数据包含Y个沿着径向分布的高度数据；

分别消除所述N条径向测量数据的机械误差，以获得N条初始数据；其中，每条初始数据均包含了间隔设置的多个磨块和沟槽的高度信息；

根据所述N条初始数据，分别将各个磨块的高度信息均值化，并删除非磨块的高度信息，以获得N条磨块表面高度数据；

分别缩放所述N条磨块表面高度数据至相同的数据长度，然后计算平均值，以获得磨盘径向高度数据；

根据所述磨盘径向高度数据进行三维重构，以获得研磨盘的面型模型。

6.根据权利要求5所述的研磨盘平面度的检测方法，其特征在于，获取研磨盘的N条径向测量数据，具体包括：

控制旋转定位组件旋转，以将直线位移组件旋转至工作位置；

控制所述直线位移组件以预定的速度从初始位置沿着研磨盘的径向移动测量组件，以及控制所述测量组件以预定的频率采集研磨盘表面的高度信息，以获得一条径向测量数据；

控制研磨盘转动预定角度，以及控制所述直线位移组件移动所述测量组件至初始位置，然后再次执行上一步骤，直至采集完研磨盘上的N条径向测量数据。

7.根据权利要求5所述的研磨盘平面度的检测方法，其特征在于，分别消除所述N条径向测量数据的机械误差，以获得N条初始数据，具体包括：

将所述N条径向测量数据分别减去校核数据，以得到N条初始数据；其中，所述校核数据通过测量表面光滑的玻璃片得到；

根据所述N条初始数据，分别将各个磨块的高度信息均值化，并删除非磨块的高度信息，以获得N条磨块表面高度数据，具体包括：

根据预设的高度取值范围，分别获取各个磨块上的高度信息，并分别将各个磨块的高度信息均值化，以得到N条磨块均值数据；

根据预设的深度阈值，分别删除所述N条磨块均值数据中沟槽的深度信息，以获得N条无沟槽均值数据；

根据预设的数据长度，分别删除所述N条无沟槽均值数据中的失真数据，以获得N条磨块表面高度数据。

8.根据权利要求5所述的研磨盘平面度的检测方法，其特征在于，根据所述磨盘径向高度数据进行三维重构，以获得研磨盘的面型模型，具体包括：

获取二维坐标矩阵，并根据所述磨盘径向高度数据为所述二维坐标矩阵进行赋值，以获得研磨盘的点云数据；其中，以所述二维坐标矩阵的原点为研磨盘的圆心；

根据所述点云数据，采用MATLAB的三维形貌重构功能对数据进行三维重构。

9.一种研磨盘平面度的检测装置，其特征在于，包含：

径向测量数据获取模块，用于获取研磨盘的N条径向测量数据；其中，每条径向测量数据包含Y个沿着径向分布的高度数据；

初始数据获取模块，用于分别消除所述N条径向测量数据的机械误差，以获得N条初始数据；其中，每条初始数据均包含了间隔设置的多个磨块和沟槽的高度信息；

磨块表面高度数据获取模块，用于根据所述N条初始数据，分别将各个磨块的高度信息均值化，并删除非磨块的高度信息，以获得N条磨块表面高度数据；

磨盘径向高度数据计算模块，用于分别缩放所述N条磨块表面高度数据至相同的数据长度，然后计算平均值，以获得磨盘径向高度数据；

三维重构模块，用于根据所述磨盘径向高度数据进行三维重构，以获得研磨盘的面型模型。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求5至8任意一项所说的研磨盘平面度的检测方法。

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