CN116252398A - 控制装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制装置和控制方法。该装置包括：光电感测单元、信号处理单元和运动控制单元，其中，光电感测单元用于设置在待测物体的边缘处，实时获取未被待测物体遮挡的光信号，并将光信号转换为第一电信号；信号处理单元用于基于第一电信号确定待测物体的使用状态信息，并基于使用状态信息确定待测物体的位置补偿值；运动控制单元用于基于位置补偿值实时调整待测物体的位置信息，以使待测物体可移至期望位置。上述方案可以在不影响待测物体的正常工作的条件下实时监测待测物体的使用状态并实时进行位置调整。因此，可以较大程度地保证待测物体的工作效率和工作质量。

Description

控制装置和控制方法

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，具体地，涉及一种控制装置和一种控制方法。

背景技术

在使用机械设备执行自动化加工任务中，往往需要定期对机械设备的某些部件进行位置的校准调控，以保证加工质量。在对诸如机械部件的待测物体进行位置调控之前，需要先对待测物体的使用状态进行检测，进而基于检测的结果进行位置调控。现有技术中，尤其对于较为精密易耗的部件，往往需要高频次地对非工作状态下的待测物体进行检测，其无法达到实时检测且影响待测物体的工作效率。

例如，在使用划片机对晶圆进行精密切割时，随着刀片切割长度的增加，刀片会有一定程度的磨损。因此需要测量刀片磨损量，即刀片因磨损导致的半径减小值，以及时补偿刀片的高度值，保证刀片在切割晶圆时可以切割至预定的深度。现有技术中通常使用“非接触式测高”的方法来测量刀片的磨损量，即刀片每切割10米就要中断切割任务去执行“非接触式测高”。这种方式不能实时获取刀片磨损量，因此不能实时补偿刀片的高度值。并且“非接触式测高”时需要刀片中断切割任务，因此影响切割效率。

发明内容

为至少部分地解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，提供一种控制装置，包括：光电感测单元、信号处理单元和运动控制单元，其中，光电感测单元用于设置在待测物体的边缘处，实时获取未被待测物体遮挡的光信号，并将光信号转换为第一电信号；信号处理单元用于基于第一电信号确定待测物体的使用状态信息，并基于使用状态信息确定待测物体的位置补偿值；运动控制单元用于基于位置补偿值实时调整待测物体的位置信息，以使待测物体可移至期望位置。

示例性地，信号处理单元包括串联连接的模数转换器和控制器，其中，模数转换器用于接收第一电信号，并将第一电信号转换为第一数字信号；控制器用于接收第一数字信号，并基于第一数字信号确定待测物体的使用状态信息并基于使用状态信息确定待测物体的位置补偿值。

示例性地，信号处理单元包括串联连接的分压电路、模数转换器和控制器，其中，分压电路用于对第一电信号进行分压处理，以获取分压后的第一电信号；模数转换器用于接收分压后的第一电信号，并将分压后的第一电信号转换为第一数字信号；控制器用于接收第一数字信号，基于第一数字信号确定待测物体的使用状态信息，并基于使用状态信息确定待测物体的位置补偿值。

示例性地，其中使用状态信息包括磨损量，信号处理单元具体用于：至少基于当前的第一电信号确定未被待测物体遮挡的光信号的光通量；根据未被待测物体遮挡的光信号的光通量，确定待测物体的磨损量；将待测物体的磨损量确定为位置补偿值。

示例性地，待测物体包括圆形切割刀，磨损量为圆形切割刀因磨损导致的半径减小值，光电感测单元包括光发射模块和光接收模块，光发射模块和光接收模块用于分别在圆形切割刀的轴向上设置在圆形切割刀的边缘的两侧，以使光发射模块和光接收模块分别与圆形切割刀在轴向上的距离固定不变，光发射模块用于发出光信号，光接收模块用于接收光发射模块发出的、未被圆形切割刀遮挡的光信号并将所接收的光信号转换为第一电信号。

示例性地，光发射模块的光纤是一根，且半径为0.5至1毫米。

根据本发明第二方面，还提供一种控制方法，包括：实时获取未被待测物体遮挡的光信号，并将光信号转换为第一电信号；基于第一电信号确定待测物体的使用状态信息，并基于使用状态信息确定待测物体的位置补偿值；基于位置补偿值调整待测物体的位置信息，以使待测物体可移至期望位置。

示例性地，使用状态信息包括磨损量，基于第一电信号确定待测物体的使用状态信息，并基于使用状态信息确定待测物体的位置补偿值，包括：至少基于当前的第一电信号确定未被待测物体遮挡的光信号的光通量；根据未被待测物体遮挡的光信号的光通量，确定待测物体的磨损量；将待测物体的磨损量确定为位置补偿值。

示例性地，根据未被待测物体遮挡的光信号的光通量，确定待测物体的磨损量，包括：根据未被待测物体遮挡的光信号的光通量和待测物体的磨损量之间的对应关系以及未被待测物体遮挡的光信号的光通量，确定待测物体的磨损量。

示例性地，待测物体为圆形切割刀，位置信息为高度值。

根据本发明的上述方案，通过光电感测单元获取未被待测物体遮挡的光信号并将其转换为电信号，通过信号处理单元处理该电信号以确定待测物体的使用状态信息，并进一步确定待测物体的位置补偿值。最后通过运动控制单元按照位置补偿值调整待测物体至期望位置。该方案可以在不影响待测物体的正常工作的条件下实时监测待测物体的使用状态并实时进行位置调整。因此，可以较大程度地保证待测物体的工作效率和工作质量。

在发明内容中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，

图1是根据本发明一个实施例的控制装置的示意性框图；

图2是根据本发明一个实施例的光电感测单元的工作原理的示意图；

图3是根据本发明另一实施例的控制装置的示意性框图；以及

图4是根据本发明实施例的控制方法的示意性流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，提供了大量的细节以便能够彻底地理解本发明。然而，本领域技术人员可以了解，如下描述仅涉及本发明的较佳实施例，本发明可以无需一个或多个这样的细节而得以实施。此外，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种控制装置。该控制装置可以应用于对任何合适的待测物体的检测和控制领域中。控制装置所检测和控制的待测物体可以是任何合适的需要检测和控制的目标实体。示例性地，待测物体可以是自动化设备运行中的某些较为关键且容易损耗的零部件，这些零部件的损耗可能引起其形态的改变。基于该形态的改变可以检测零部件的使用状态信息，并可以其使用状态信息对其进行精准地位置调控。例如，待测物体可以是用于切割晶圆的切割刀。容易理解，在使用切割刀执行晶圆切割任务时，刀的磨损程度会随着切割长度的增加而逐渐增加，刀的磨损量也逐渐增加。如果不及时检测其磨损量并实时进行位置调整，将会影响切割刀的切割效果。可以采用控制装置对诸如切割刀的待测物体的使用状态进行实时监测并及时进行位置调控。

为了简便，下文将以待测物体为切割刀为例，对根据本发明实施例的控制装置及其工作原理进行展开阐释。

图1示出了根据本发明一个实施例的控制装置的示意性框图。如图1所示，该控制装置100包括：光电感测单元110、信号处理单元120和运动控制单元130。光电感测单元110用于设置在待测物体的边缘处，实时获取未被待测物体遮挡的光信号，并将光信号转换为第一电信号。信号处理单元120用于基于第一电信号确定待测物体的使用状态信息，并基于使用状态信息确定待测物体的位置补偿值。运动控制单元130用于基于位置补偿值实时调整待测物体的位置信息，以使待测物体可移至期望位置。

示例性地，光电感测单元可以包括任何现有的或者未来的可以实现光信号采集以及光电信号转换的电子组件，本发明不对其进行限制。

光信号是光的传播信息，通过光信号可以获得光信息。光信息可以是各种表示光的物理量的信息。示例性而非限制性地，光信号所表示的信息可以是用来表示辐射功率经过人眼的视见函数影响后的光谱辐射功率大小的光通量(luminous flux)信息。

示例性地，光电感测单元110中可以包括光源，或者在待测物体所处的环境中可以包括光源。示例性地，光源可以是任何合适的线光源或者点光源，包括但不限于激光二极管、紫外LED点光源等等。

示例性，可以通过光电感测单元110检测待测物体边缘区域的形态来检测待测物体的使用状态。示例性地，可以将光电感测单元110置于待测物体的边缘处。例如，在光电感测单元110中包括光源的示例中，可以将光电感测单元110中的光源组件和接收光信号的组件分别置于待测物体边缘的两侧。在待测物体所处的环境中包括光源的示例中，可以将光源和光电感测单元110分别置于待测物体的边缘的两侧。例如，待测物体是切割刀，光源和光电感测单元110可以分别位于切割刀的刀刃边缘的两侧的某一位置处。容易理解，在待测物体未完全遮挡该光源的情况下，置于待测物体的另一侧的光电感测单元110或者光电感测单元110中的接收光信号的组件可以获得未被待测物体遮挡的光信号。

如前所述，随着工作时间的延长，待测物体的使用状态可能发生改变，例如边缘发生磨损。在一个示例中，待测物体的使用状态改变可以表现为其形态的改变，例如切割刀可以由半径较大的圆形转变为半径较小的圆形。在另一示例中，待测物体的使用状态改变也可以包括待测物体在运转过程中的移位。例如随着工作时间的增加，某些高速运转的部件也可能发生肉眼难以观察到的移位。光电感测单元110设置在待测物体的边缘处，由此，在待测物体与光电感测单元110的相对位置不变的情况下，待测物体所遮挡的光信号将发生改变，相应地，未被待测物体遮挡的光信号也相应地发生改变。例如待测物体表面的感光区域的面积减小，从而可以引起未被待测物体遮挡的光信号的光通量增大。

示例性地，光电感测单元110可以包括串联连接的光传感器和光电转换器。光传感器用于检测光信号；光电转换器用于接收光信号并将光信号转换为第一电信号。

根据本发明实施例，光电感测单元可以包括光传感器，光传感器可以用于感应光信号。光传感器可以与光源位于待测物体的边缘的两侧，光源朝向光传感器发光。一部分光信号被待测物体遮挡，而光传感器能够检测未被待测物体遮挡的光信号，从而能够将待测物体的状态转变为所测的光信号。示例性地，光传感器可以是任何现有的或者未来的光传感器，例如环境光传感器、红外光传感器、太阳光传感器、紫外光传感器等，本发明不对其进行限制，只要其可以实现将待测物体的状态转变为所测的光信号即可。

示例性地，光电感测单元110中还包括可以将光信号转换为电信号的组件，例如光电转换器，可以将接收到的未被待测物体遮挡的光信号转换为第一电信号。电信号的电压或电流可以随着时间而变化。第一电信号可以是电压信号，也可以是电流信号。由于第一电信号是由光信号转换而来的，因此当光信号改变的情况下，第一电信号也可以随之改变。例如，当未被待测物遮挡的光信号的光通量增大时，第一电信号的电压或者电流也可以随之增大。根据本发明实施例的第一电信号可以是模拟电信号，例如模拟电压信号。

根据本发明实施例，信号处理单元120用于基于第一电信号确定待测物体的使用状态信息，并基于使用状态信息确定待测物体的位置补偿值。如前所述，第一电信号是对未被待测物体遮挡的光信号进行转换而获得的。该光信号携载了待测物体的形态信息或位置偏移信息，其体现了待测物体的使用状态信息。因此，信号物理单元120能够通过处理第一电信号确定待测物体的使用状态信息。示例性地，待测物体的使用状态信息可以是待测物体的正常状态信息。例如待测物体形态完好，形态无变化的信息。示例性地，待测物体的使用状态信息可以是待测物体的异常状态信息。例如，待测物体的形态变化程度或说变化量的信息、待测物体的位置偏移信息等。在待测物体是切割刀的示例中，待测物体的使用状态信息可以包括切割刀边缘的磨损量或者磨损程度级别等等。

容易理解，待测物体的形态变化或是位置偏移会影响其工作质量。例如待测物体是切割刀，切割刀的刀刃边缘形态变化或者位置偏移，可能导致其切割深度改变或者切割位置改变。在这种情况下，待测物体本身还可以继续使用，只需调整其位置至合适的位置即可以保证工作质量。

根据本发明实施例，信号处理单元120可以基于上述待测物体的使用状态信息确定待测物体的位置补偿值。例如，在所检测的使用状态信息是切割刀边缘的磨损量信息的情况下，其位置补偿值可以是与磨损方向相反的位置补偿值，例如根据切割刀安装方向的不同，位置补偿值可以是高度补偿值、左右位置补偿值、前后位置补偿值等等。容易理解，位置补偿值的大小与所测得的磨损量大小正相关，信号处理单元120对第一电信号处理后所确定的切割刀的磨损量越大，该切割刀的位置补偿值也越大。例如，在所检测的使用状态信息是待测物体的位置偏移信息的情况下，使用状态信息可以包括待测物体的位置偏移方向和位置偏移距离，位置补偿值可以是与该位置偏移方向相反的位移补偿值。

根据本发明实施例，在信号处理单元120确定待测物体的位置补偿值之后，可以将包含调整该位置补偿值的信号发送给运动控制单元130。可选地，信号处理单元120可以实时将该位置补偿值发送给运动控制单元130。示例性地，信号处理单元120可以以预设频率将所确定的位置补偿值发送给运动控制单元130。替代地，信号处理单元120也可以在该位置补偿值达到补偿值阈值的情况下才将该位置补偿值发送给运动控制单元130。示例性地，该补偿值阈值可以根据待测物体的不同、使用状态的不同、以及检测需求的不同进行灵活设置。

根据本发明实施例，运动控制单元130用于基于位置补偿值实时调整待测物体的位置信息，以使待测物体可移至期望位置。示例性地，运动控制单元130可以直接或者间接连接待测物体。在获取到信号处理单元120发送的位置补偿值的信号时，可以按照该位置补偿值实时调整待测物体的位置信息，以使待测物体可移动至期望位置。示例性地，在位置补偿值为高度补偿值的情况下，运动控制单元130可以实时调整待测物体的高度，以使其移动至期望位置。例如，在上述切割刀的示例中，运动控制单元130可以是连接到切割刀的主轴的电机。电机可以在信号处理单元120的控制下，驱动切割刀向下移动至期望位置。具体地，假设电机接收到信号处理单元120发送的切割刀的高度补偿值为1mm，则可以电机可以控制该切割刀的主轴向下移动1mm，由此切割刀的边缘也相应地下降1mm，到达了能够理想地切割晶圆的期望位置。

根据本发明的上述方案，通过光电感测单元获取未被待测物体遮挡的光信号并将其转换为电信号，通过信号处理单元处理该电信号以确定待测物体的使用状态信息，并进一步确定待测物体的位置补偿值。最后通过运动控制单元按照位置补偿值调整待测物体至期望位置。该方案可以在不影响待测物体的正常工作的条件下实时监测待测物体的使用状态并实时进行位置调整。因此，可以较大程度地保证待测物体的工作效率和工作质量。

示例性地，信号处理单元包括串联连接的模数转换器和控制器，其中，模数转换器用于接收第一电信号，并将第一电信号转换为第一数字信号；控制器用于接收第一数字信号，并基于第一数字信号确定待测物体的使用状态信息并基于使用状态信息确定待测物体的位置补偿值。

根据本发明实施例，模数转换器可以将模拟形式的连续信号转换为数字形式的离散信号，即其可以将光电感测单元110输出的第一电信号转为控制器能处理的第一数字信号。由此，便于控制器基于该第一数字信号进行处理操作，以确定待测物体的使用状态信息，进而可以基于使用状态信息确定待测物体的位置补偿值。

示例性地，模数转换器可以是直接模数转换器，也可以是间接模数转换器。其可以是任何类型的模数转换器，包括但不限于并联比较型模数转换器、逐次逼近型模数转换器、双积分型模数转换器等。

示例性地，控制器可以是任何现有的或者未来的可以对数字信号进行处理的控制器，其可以是组合逻辑控制器，也可以是微程序控制器，本发明不对其进行限制。可选地，信号处理单元中的控制器可以是现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)。通过控制器可以对光电感测单元110输出的第一电信号转换后的第一数字信号进行后处理，例如可以通过执行预设的逻辑运算规则，基于第一数字信号的参数值的大小确定待测物体的使用状态信息，然后基于当前的使用状态信息可以确定待测物体的位置补偿值。例如，待测物体是用于切割晶圆的切割刀，控制器可以在识别到该第一数字信号的参数值达到某一参数阈值时确定切割刀已处于磨损状态。之后，可以根据该参数值与位置补偿值之间的关系，确定位置补偿值，并可以实时将位置补偿值发送给运动控制单元130。

根据上述方案，控制装置的检测控制逻辑可以以数字信号处理的方式实现，计算更容易，可以极大地提高控制速率，可以达到实时控制调整待测物体的目的。

示例性地，信号处理单元包括串联连接的分压电路、模数转换器和控制器。分压电路用于对第一电信号进行分压处理，以获取分压后的第一电信号。模数转换器用于接收分压后的第一电信号，并将分压后的第一电信号转换为第一数字信号。控制器用于接收第一数字信号，基于第一数字信号确定待测物体的使用状态信息，并基于使用状态信息确定待测物体的位置补偿值。

根据上述示例，信号处理单元120可以包括串联连接的模数转换器和控制器。在另一示例中，信号处理单元120还可以包括分压电路，分压电路可以置于光电感测单元110和模数转换器之间，接收来自光电感测单元110的第一电信号，并将该第一电信号分压处理，以得到分压后的第一电信号。

示例性地，该分压电路可以是任何合适形式的分压电路，只要其可以对接收的第一电信号进行分压处理即可，本发明不对其进行限制。

可选地，分压电路可以是包括一个或多个分压电阻在内的电路。第一电信号可以是电压信号，通过分压电阻可以对光电感测单元输出的第一电信号进行分压处理，以降低其输出的信号电压值，使得分压后的电压值在第一电压范围内。示例性而非限制性地，第一电压范围可以是模数转换器所能够接收或者能够有效识别的电压范围，例如0～1V。

在信号处理单元130，首先通过分压电路对第一电信号执行分压处理，可以将获取的电信号控制在合适的范围内，以提高信号处理单元识别和处理信号的有效性，以便于控制器可以更精准地输出待测物体的位置补偿值，进而提高运动控制单元对待测物体的位置调控的精准度。

示例性地，使用状态信息包括磨损量。信号处理单元具体用于：至少基于当前的第一电信号确定未被待测物体遮挡的光信号的光通量；根据未被待测物体遮挡的光信号的光通量，确定待测物体的磨损量；将待测物体的磨损量确定为位置补偿值。

根据本发明实施例，使用状态信息可以包括磨损量。磨损量可以是待测物体边缘的被磨损的尺寸值，其影响待测物体的形态。该磨损量对于不同的待测物体所表示的量度可以不同，本发明不对其限制。例如，其可以是待测物体厚度方向的磨损尺寸，也可以是待测物体长度方向的磨损值等等。如果前述示例中的切割刀是圆形的，则磨损量可以是半径方向的磨损值。

根据前述陈述，在使用某些关键部件执行对工件的精密加工过程中，该部件磨损达到一定程度之后，如果不及时调整位置，可能会影响工件的质量。示例性地，因切割刀磨损容易导致对工件的切割深度不够，例如对于晶圆切割而言，切割刀磨损的情况下可以导致切片槽的深度不够，后续则难以将切割后的晶圆分离，从而需要二次切割。既影响切割的效率又容易造成不合格品的产生。通过控制装置100检测待测物体的磨损量信息，进而可以基于该磨损量信息对待测物体进行位置调控，可以一定程度上提高待测物体的工作效率和工作质量。

如前所述，第一电信号是光电感测单元110基于未被待测物体遮挡的光信号而获得的。换言之，第一电信号与光信号具有一一对应关系。信号处理单元120可以通过处理第一电信号而确定光信号的光通量。

待测物体的磨损量影响其形态，进而影响未被其遮挡的光信号。反过来，信号处理单元120可以基于未被待测物体遮挡的光信号的光通量确定待测物体的磨损量。

根据本发明实施例，信号处理单元120用以确定待测物体的磨损量的方法可以包括：基于未被待测物体遮挡的光信号的光通量和待测物体的磨损量之间的对应关系，确定当前待测物体的磨损量。

示例性而非限制性地，未被待测物体遮挡的光信号的光通量和待测物体的磨损量可以存在以下线性函数关系：

y＝kx+c

其中，y表示当前待测物体的磨损量，x表示当前未被待测物体遮挡的光信号的光通量，k为系数，c为常数，k和c均可以是根据经验设置的参数。

可以将光通量x代入上述函数关系式中，得到当前待测物体的磨损量的尺寸值y。

在一个示例中，可以确定待测物体的位置补偿值等于待测物体的磨损量的尺寸值y。信号处理单元120可以向运动控制单元130发出例如“按照位置补偿值y调整位置”的信号，运动控制单元130收到该信号之后，即可控制待测物体，使待测物体移至期望位置。

根据上述方案，信号处理单元120可以根据接收到的当前第一电信号确定未被待测物体遮挡的光通量，进而确定待测物体的磨损量，并将该磨损量确定为待测物体的位置补偿值。该确定位置补偿值的方法简单，且准确率也较高，可以据此实时对待测物体进行位置调控，提高待测物体的工作效率和工作质量。

示例性地，待测物体包括圆形切割刀，磨损量为圆形切割刀因磨损导致的半径减小值。光电感测单元包括光发射模块和光接收模块。光发射模块和光接收模块用于分别在所述圆形切割刀的轴向上设置在圆形切割刀的边缘的两侧，以使光发射模块和光接收模块分别与圆形切割刀在前述轴向上的距离固定不变。光发射模块用于发出光信号，光接收模块用于接收光发射模块发出的、未被圆形切割刀遮挡的光信号并将所接收的光信号转换为第一电信号。

示例性地，圆形切割刀可以是任意大小、任意材质、任意用途的工业用切割刀，只要其是圆形即可，本发明不对其进行限制。可以理解，在使用中，圆形切割刀可以围绕固定轴进行旋转，从而对工件进行切割。该工件例如是晶圆。

根据本发明实施例，信号处理单元120所确定的待测物体的磨损量可以是该圆形切割刀的刀刃由于磨损而导致的圆形切割刀的半径减小值。示例性地，圆形切割刀在高速旋转过程中切割待测物体，随着工作时间的增加，其刀刃容易发生因切割导致的较为均匀的磨损。由此可以导致圆形切割刀的形态发生改变，具体可以表现为该圆形切割刀的半径减小。信号处理单元120所确定的磨损量可以是其磨损后的半径与磨损前的半径的差值。仅示例性地，如圆形切割刀的初始半径可以为50mm，磨损后的半径为49mm，则该圆形切割刀的磨损量可以是1mm。示例性地，圆形切割刀可以位于被切割物体的上方。当信号处理单元120确定该圆形切割刀的磨损量是1mm时，可以向运动控制单元130发送“向下调整1mm”的信号。运动控制单元130即可以实时控制圆形切割刀的刀轴向下移动1mm，即可以使圆形切割刀的边缘位于最佳切割位置，以实现精准切割，由此可以显著提高圆形切割刀的切割效率和切割精度。

示例性地，光发射模块可以是能够发射光信号的任何可能的形式，本发明不对其进行限制。示例性地，光发射模块中可以包括发光二极管、激光二级管等。

示例性地，光接收模块可以是能够实现接收光信号、并能将接收的光信号转换为电信号的任何可能的电子组件形式，本发明不对其进行限制。

在一个示例中，光接收模块中可以包括光传感器和光电转换器。光传感器可以接收光发射模块输出的、未被圆形切割刀遮挡的光信号。示例性地，光电转换器可以与光传感器连接，可以将光传感器接收到的未被圆形切割刀遮挡的光信号转换为电信号。

根据本发明实施例，光发射模块和光接收模块用于分别在圆形切割刀的轴向上设置在圆形切割刀的边缘的两侧，以使光发射模块和光接收模块分别与圆形切割刀在轴向上的距离固定不变。在一个示例中，圆形切割刀平行于水平面设置，其轴向为竖直方向。光发射模块可以置于圆形切割刀的边缘的上侧，而光接收模块可以对应置于圆形切割刀的边缘的下侧。当然，也可以反过来将光发射模块置于下侧，而光接收模块置于上侧。并且，光发射模块和光接收模块分别与圆形切割刀在轴向的距离固定不变。例如，光发射模块设置在距离圆形切割刀的边缘的上表面为第一竖直距离的第一位置处，并向光接收模块发射光信号。光接收模块可以相应设置在距离圆形切割刀的边缘的下表面为第二竖直距离的第二位置处。第一竖直距离和第二竖直距离可以保持固定不变，便于实时检测未被圆形切割刀遮挡的光信号，并进行电信号的转换，以使信号处理单元120可以实时处理并确定圆形切割刀的磨损量，继而控制圆形切割刀移动。与现有技术的“非接触式测高”需要刀回到与工作位置不同的测高位置不同进行测高不同，光电感测单元120与圆形切割刀的位置可以保持相对固定的状态，即圆形切割刀始终位于工作位置。总之，对于圆形切割刀的磨损量的检测可以实时进行，检测更便捷，从而可以对圆形切割刀的运动控制更精准，保证其工作效率和精度。

图2示出了根据本发明一个实施例的光电感测单元的工作原理的示意图。如图2所示，圆形切割刀210在工作过程中水平放置且绕着中心轴高速旋转。光发射模块和光接收模块可以分别位于圆形切割刀210的边缘的上侧和下侧。光发射模块220可以位于距离圆形切割刀210的边缘上表面的第一竖直距离的第一位置，光接收模块中的光传感器230可以位于距离圆形切割刀210的下表面的第二竖直距离的第二位置。示例性而非限制性地，光发射模块220和光传感器230可以对称位于圆形切割刀210的边缘的两侧，光发射模块220和光传感器230的中心轴重合。示例性地，第一距离和第二距离可以相等，也可以不相等。

示例性地，通过设置合适的第一位置和第二位置，可以使得光传感器230所接收到的光信号和光电转换器转换后的第一电信号在合适的范围内。示例性而非限制性地，光信号的范围可以用光通量的比例表示，例如0％～100％之间的任意合适的值。容易理解，当光发射模块220所发出的光信号完全被圆形切割刀210遮挡的情况下，光通量的比例可以是0％；当光发射模块220所发出的全部光信号均未被圆形切割刀210遮挡的情况下，光通量的比例可以是100％。

示例性地，光接收模块中的光电转换器可以将光通量信号转换为电压信号。可选地，第一电信号可以是电压信号。容易理解，在光传感器230所接收到的未被圆形切割刀遮挡的光通量的比例为100％的情况下，光电转换器所输出的电压信号可以是最大电压值；而在光传感器230所接收到的未被圆形切割刀遮挡的光通量的比例为0％的情况下，光电感测单元110所输出的电压信号可以是最小电压值。

在另一示例中，光电感测单元还可以包括放大器，其用于在光电转换器的前端对接收到的较为微弱的光信号进行放大处理，或者在光电转换器的后端对转换后的初始电压信号进行放大处理，以使转换后的或者放大后的第一电信号可以被有效且准确地识别到。本领域普通技术人员容易理解其实现原理和实现方式，在此不再赘述。

容易理解，圆形切割刀在切割运转过程中可以绕着刀具的中心轴匀速旋转。在刀处于非磨损状态下，光发射模块发射的光信号照射在刀表面之后，光接收模块所接收的光信号可以与初始信号保持一致，因此其光信号不会发生改变。而当刀处于磨损状态下，光接收模块所接收的光信号必然与初始信号不同，例如光通量的值增大。因此可以通过前述确定待测物体磨损量的方法基于当前第一电信号的电压值确定圆形切割刀的磨损量，从而确定刀的位置补偿值。

在控制装置中，将光发射模块和光接收模块置于圆形切割刀边缘的两侧的固定位置处，以采集未被圆形切割刀遮挡的光信号，并进行电信号转换和处理。该装置可以在不影响刀的正常切割的同时，实时监测并确定圆形切割刀的磨损量进而对圆形切割刀的位置进行调整，控制效率高，并且结构更简单，实现成本也更低。

示例性地，光发射模块的光纤是一根，且半径为0.5至1毫米。上述光发射模块中可以包括光纤发射管，通过光纤发射管中的光纤发射光信号。根据本发明实施例，该光纤发射管中可以包括一根半径为0.5至1毫米的光纤。即可以通过较少数量的光纤实现针对待测物体的使用状态的光电检测，以对待测物体进行位置控制。装置成本低，占用空间小，且检测更方便。

图3示出了根据本发明另一实施例的控制装置的示意性框图。如图3所示，控制装置可以包括依次串联连接的光发射模块310、光接收模块320、分压电路330、模数转换器340、控制器350以及运动控制单元130。示例性地，待测物体可以是用于切割例如晶圆等工件的切割刀、使用状态信息可以是刀的磨损量，位置补偿值可以是刀的高度补偿值。该装置的工作流程可以包括：光发射模块310中的光纤发射管向位于待测物体另一侧的光接收模块320发射光信号，光纤接收模块320接收未被待测物体遮挡的光信号并转换为电信号。分压电路330对该电信号分压后得到分压后的电信号，以使分压后的电信号可以达到模数转换器340可以接收的信号范围内。模数转换器340接收到该分压后的电信号后将其转换为数字信号。控制器350可以对该数字信号进行处理，根据该数字信号确定当前切割刀的磨损量。示例性地，控制器350中可以包括多个预设的磨损量档位，每个档位可以对应一个高度补偿值。当当前的数字信号达到某一磨损量档位的情况下，控制器350可以向运动控制单元130输出相应的高度补偿值的补偿信号。运动控制单元130可以基于该补偿信号控制切割刀的主轴，使切割刀向下移动相应的高度。在将磨损后的切割刀移位之后，光接收模块320中所接收的光信号可以与初始光信号相同。如此循环，可以通过上述控制装置实时检测并控制切割刀的位置，从而使得切割刀始终大体位于工作的理想位置。

根据本发明第二方面，还提供一种控制方法。图4示出了根据本发明实施例的控制方法的示意性流程图。如图4所示，该控制方法400包括步骤S410、步骤S420和步骤S430。

在步骤S410，实时获取未被待测物体遮挡的光信号，并将光信号转换为第一电信号。在步骤S420，基于第一电信号确定待测物体的使用状态信息，并基于使用状态信息确定待测物体的位置补偿值。在步骤S430，基于位置补偿值调整待测物体的位置信息，以使待测物体可移至期望位置。

示例性地，待测物体可以是任何合适的被需要检测和控制的目标实体。示例性地，待测物体可以是自动化设备运行中的某些较为关键且容易损耗的零部件，这些零部件的损耗可能引起其形态的改变。基于该形态的改变可以检测零部件的使用状态信息，并可以其使用状态信息对其进行精准地位置调控。通过上述步骤S410和步骤S420可以实时确定当前待测物体的使用状态信息，并可以基于使用状态信息确定当前待测物体的位置补偿值。然后可以通过步骤S430，基于当前待测物体的位置补偿值可以实时调整待测物体至期望的位置处，以使其时刻保持最佳的使用状态。

在一个示例中，待测物体可以是圆形切割刀，位置信息可以是高度值。

示例性地，圆形切割刀可以是任意大小、任意材质、任意用途的工业用切割刀，只要其是圆形即可，本发明不对其进行限制。可以理解，在使用中，圆形切割刀可以围绕固定轴进行旋转，从而对工件进行切割。该工件例如是晶圆。圆形切割刀的使用状态信息可以是磨损量。通过上述步骤S410和步骤S420可以实时确定当前圆形切割刀的磨损量息，并可以基于刀的磨损量确定当前该刀的高度置补偿值。然后可以通过步骤S430，基于当前该圆形切割刀的高度补偿值，实时调整圆形切割刀至期望的高度，以使其时刻保持最佳的切割状态。

示例性地，使用状态信息包括磨损量，基于第一电信号确定待测物体的使用状态信息，并基于使用状态信息确定待测物体的位置补偿值，包括：至少基于当前的第一电信号确定未被待测物体遮挡的光信号的光通量；根据未被待测物体遮挡的光信号的光通量，确定待测物体的磨损量；将待测物体的磨损量确定为位置补偿值。

根据前述陈述，本领域普通技术人员容易理解其原理和实现方式，在此不再赘述。

示例性地，根据未被待测物体遮挡的光信号的光通量，确定待测物体

的磨损量，包括：根据未被待测物体遮挡的光信号的光通量和待测物体的5磨损量之间的对应关系以及未被待测物体遮挡的光信号的光通量，确定待

测物体的磨损量。

示例性地，未被待测物体遮挡的光信号的光通量和待测物体的磨损量之间可以存在函数关系。其可以是前面已描述的线性函数关系，也可以是

非线性函数关系。本领域普通技术人员容易理解其原理和实现方式，在此0不再赘述。

本领域普通技术人员通过阅读上述关于控制装置的描述，能够理解上述控制方法的具体实现步骤和相应的有益效果。为了简洁，在此不再赘述。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非

意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文5另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的

是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语

“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序0或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里

描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施

例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例5范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施

例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种控制装置，其特征在于，包括：光电感测单元、信号处理单元和运动控制单元，其中，

所述光电感测单元用于设置在待测物体的边缘处，实时获取未被所述待测物体遮挡的光信号，并将所述光信号转换为第一电信号；

所述信号处理单元用于基于所述第一电信号确定所述待测物体的使用状态信息，并基于所述使用状态信息确定所述待测物体的位置补偿值；

所述运动控制单元用于基于所述位置补偿值实时调整所述待测物体的位置信息，以使所述待测物体可移至期望位置。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述信号处理单元包括串联连接的模数转换器和控制器，其中，

所述模数转换器用于接收所述第一电信号，并将所述第一电信号转换为第一数字信号；

所述控制器用于接收所述第一数字信号，并基于所述第一数字信号确定所述待测物体的使用状态信息并基于所述使用状态信息确定所述待测物体的位置补偿值。

3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述信号处理单元包括串联连接的分压电路、模数转换器和控制器，其中，

所述分压电路用于对第一电信号进行分压处理，以获取分压后的第一电信号；

所述模数转换器用于接收所述分压后的第一电信号，并将所述分压后的第一电信号转换为第一数字信号；

所述控制器用于接收所述第一数字信号，基于所述第一数字信号确定所述待测物体的使用状态信息，并基于所述使用状态信息确定所述待测物体的位置补偿值。

4.根据权利要求1至3任一项所述的控制装置，其特征在于，其中所述使用状态信息包括磨损量，所述信号处理单元具体用于：

至少基于当前的第一电信号确定未被所述待测物体遮挡的光信号的光通量；

根据所述未被所述待测物体遮挡的光信号的光通量，确定所述待测物体的磨损量；

将所述待测物体的磨损量确定为所述位置补偿值。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述待测物体包括圆形切割刀，所述磨损量为所述圆形切割刀因磨损导致的半径减小值，

所述光电感测单元包括光发射模块和光接收模块，所述光发射模块和所述光接收模块用于分别在所述圆形切割刀的轴向上设置在所述圆形切割刀的边缘的两侧，以使所述光发射模块和所述光接收模块分别与所述圆形切割刀在所述轴向上的距离固定不变，所述光发射模块用于发出光信号，所述光接收模块用于接收所述光发射模块发出的、未被所述圆形切割刀遮挡的光信号并将所接收的光信号转换为所述第一电信号。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述光发射模块的光纤是一根，且半径为0.5至1毫米。

7.一种控制方法，其特征在于，包括：

实时获取未被待测物体遮挡的光信号，并将所述光信号转换为第一电信号；

基于所述第一电信号确定所述待测物体的使用状态信息，并基于所述使用状态信息确定所述待测物体的位置补偿值；

基于所述位置补偿值调整所述待测物体的位置信息，以使所述待测物体可移至期望位置。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述使用状态信息包括磨损量，所述基于所述第一电信号确定所述待测物体的使用状态信息，并基于所述使用状态信息确定所述待测物体的位置补偿值，包括：

至少基于当前的第一电信号确定未被所述待测物体遮挡的光信号的光通量；

根据所述未被所述待测物体遮挡的光信号的光通量，确定所述待测物体的磨损量；

将所述待测物体的磨损量确定为所述位置补偿值。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述未被所述待测物体遮挡的光信号的光通量，确定所述待测物体的磨损量，包括：

根据所述未被所述待测物体遮挡的光信号的光通量和所述待测物体的磨损量之间的对应关系以及所述未被所述待测物体遮挡的光信号的光通量，确定所述待测物体的磨损量。

10.根据权利按要求7所述的控制方法，其特征在于，所述待测物体为圆形切割刀，所述位置信息为高度值。

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