CN118106875A - 一种晶砣修磨控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种晶砣修磨控制系统及方法，系统包括工单读取机构、研磨机控制机构和尺寸自动测量机构；工单读取机构用于识别并获取晶砣加工工单中的晶砣初始数据和研磨加工参数；研磨机控制机构计算每次研磨晶砣的研磨圈数信息和对应的晶砣尺寸阈值；根据研磨圈数信息控制研磨机对晶砣进行研磨加工，在达到对应的研磨圈数信息后停止研磨晶砣；尺寸自动测量机构对晶砣进行检测，得到晶砣尺寸数据和每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据；研磨机控制机构将当前的晶砣尺寸数据与对应的晶砣尺寸阈值进行比对，并在检测到晶砣达到对应的晶砣尺寸阈值时进行提示；本申请具有提高研磨机研磨加工的晶砣产品品质稳定性，提高良品率的效果。

Description

一种晶砣修磨控制系统及方法

技术领域

本申请涉及石英晶片加工技术领域，尤其是涉及一种晶砣修磨控制方法及系统。

背景技术

在石英晶片加工过程中，石英晶片尺寸的加工是将多个石英晶片排列成整齐的一组后，使用粘胶粘接成晶砣，再通过研磨机研磨晶砣的尺寸，以使得研磨后的晶砣符合相应的标准工艺生产要求。

随着社会的发展，对磨削后晶砣的尺寸精度要求也越来越高，因而对在研磨机研磨晶砣的过程中，研磨晶砣的磨削量与研磨圈数需要进行多次调节和计算，而目前大多依靠人工手工计算和手工设置操作；在研磨时研磨机的研磨圈数的设定完全依赖操作员手动设置，对操作员的专业水平及细心程度要求高；在长时间的研磨作业后，人工容易出现出错率高和报废品多的问题，因而存在有研磨加工的晶砣产品品质不稳定，良品率较低的缺陷，亟需进行改进。

发明内容

为了提高研磨机研磨加工的晶砣产品品质稳定性，提高良品率，本申请提供一种晶砣修磨控制系统及方法。

第一方面，本申请的发明目的采用如下技术方案实现：

一种晶砣修磨控制系统，包括：工单读取机构、研磨机控制机构和尺寸自动测量机构；

所述工单读取机构用于识别并获取预设的晶砣加工工单中的晶砣初始数据和研磨加工参数，所述预设的晶砣加工工单根据晶砣的产品工艺信息和待研磨加工信息制定生成；

所述研磨机控制机构基于所述晶砣初始数据和所述研磨加工参数计算每次研磨晶砣的研磨圈数信息和对应的晶砣尺寸阈值；

所述研磨机控制机构根据所述研磨圈数信息控制研磨机对晶砣进行研磨加工至设定的晶砣尺寸，在达到对应的研磨圈数信息后停止研磨晶砣并统计晶砣的总修磨次数；

所述尺寸自动测量机构对晶砣进行检测，得到并记录当前的晶砣尺寸数据和每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据；所述研磨机控制机构将当前的晶砣尺寸数据与对应的晶砣尺寸阈值进行比对，并在所述尺寸自动测量机构检测到晶砣达到对应的晶砣尺寸阈值时进行提示。

通过采用上述技术方案，工单读取机构、研磨机控制机构和尺寸自动测量机构组成自动化集成控制的晶砣修磨控制系统，有效避免人为因素所带来的产品报废情况，同时极大地降低了晶砣修磨作业的管控成本；具体地，在实际的车间生产过程中，面对大量的晶砣研磨加工需求，为便于系统化管理，在晶砣研磨加工之前，会基于当前的晶砣生成待研磨加工的晶砣加工工单，此时使用工单读取机构自动读取晶砣加工工单上的产品工艺信息和待研磨加工信息，有效减少人为使用错误的研磨机机型进行加工、遗漏工序的情况；接着研磨机控制机构基于当前的晶砣生成对应的研磨圈数信息和最终的晶砣尺寸阈值（晶砣尺寸阈值为研磨加工完成后的晶砣满足当前生成工艺需求的正常尺寸误差）。

将晶砣放置在研磨机的研磨位置后，研磨机控制机构基于正确的研磨圈数信息进行晶砣研磨加工工作，并在实际的研磨圈数到达正确的研磨圈数后停止加工，采用自动化控制的方式有效避免人工操作失误，或错误设置研磨圈数的问题，大大提高了研磨精度，有利于提高晶砣产品的品质稳定性和合格率。

进一步地，将晶砣放置在尺寸自动测量机构的检测位置以对晶砣进行自动尺寸检测，得到并记录当前的晶砣尺寸数据和每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据，从而实现晶砣加工晶砣加工履历信息记录全面、完整，有利于实现标准化作业；重复研磨机研磨作业和自动化尺寸测量工作，直至晶砣当前的晶砣尺寸数据在对应的晶砣尺寸阈值内，即此时晶砣符合工艺标准尺寸要求，有利于提示操作员及时取走修磨好的晶砣，提高生产效率；本申请的操作员只需将晶砣放置在研磨机上、并在每次研磨完后放置在尺寸自动测量机构上进行自动化检测，有利于减少人工测量误差；进而实现了提高研磨机研磨加工的晶砣产品品质稳定性，提高良品率的目的。

本申请在一较佳示例中：所述尺寸自动测量机构包括测量底座、自动测量模块和多个定位突起；所述自动测量模块的测量端位于所述测量底座的顶部，多个所述定位突起间隔设置于所述测量底座的测量区域，多个所述定位突起的高度平齐；将晶砣置于多个所述定位突起的顶部，所述自动测量模块自动测量晶砣的实际的尺寸数据以得到当前的晶砣尺寸数据，所述自动测量模块将所述当前的晶砣尺寸数据发送至所述研磨机控制机构。

通过采用上述技术方案，对尺寸自动测量机构进行改进，由于现有的用于测量晶砣尺寸的测量装置的测量底座基本是面接触，在放置晶砣进行测量时容易出现测量底座与晶砣接触面之间存在气穴，以致存在测量误差，因此为确保测量结果精确度，在测量前必须清洗干净并用无尘布擦干，在测量前用手按压晶砣反复多次移动排出气穴后才能进行测量，大大降低了测量工作效率；本申请在尺寸自动测量机构的测量底座上增设定位突起，将晶砣放置在多个定位突起的顶部进行测量（此时晶砣与定位突起是点接触），使得晶砣在测量前简单清洗即可，无需擦干晶砣、无需移动排出气穴，在保证测量精度的前提下大大提高了测量工作效率。

本申请在一较佳示例中：所述定位突起设有三个，所述定位突起为钨钢材质。

通过采用上述技术方案，测量底座采用三点式接触的方式，便于在测量底座上安装定位突起，且钨钢材质耐用，耐磨损，从而有利于在长时间多次数的测量工作中，保持测量结果精确率。

本申请在一较佳示例中：所述研磨机控制机构包括可视化显示终端和多个不同的控制按钮，所述研磨机控制机构响应于多个所述控制按钮的按压操作以对研磨机和所述尺寸自动测量机构进行控制；所述研磨机控制机构连接有多种机型的研磨机，每台所述研磨机均关联有产品标识；所述研磨机控制机构检测多台所述研磨机的运行状态以得到研磨机运行状态信息，基于所述研磨机运行状态信息在所述可视化显示终端进行显示；所述研磨机控制机构在获取到所述工单读取机构的晶砣初始数据和研磨加工参数时，选取至少一台所述研磨机进行研磨加工并对应生成加工过程操作列表，所述加工过程操作列表包括与待研磨的晶砣对应的操作流程和操作内容。

通过采用上述技术方案，研磨控制机构通过可视化显示终端显示工单读取机构的识别数据、尺寸自动测量机构的测量数据，研磨机的作业流程等，使得晶砣研磨过程中产生的直观明了；同时研磨控制机构还设置有控制按钮，用户通过控制按钮对研磨控制机构、研磨机和尺寸自动测量机构进行控制，操作较便捷；进一步的，研磨机控制机构还可同时控制多种机型的研磨机，不同机型的研磨机可满足不同研磨精度的研磨要求，或某一机型的研磨机可同时满足多种精度的研磨加工要求；实现“一带多”的控制效果，有利于节省管控成本，且不同机型的研磨机可实现对晶砣的不同程度的研磨，如粗磨、中磨、细磨和精磨等，基于不同晶砣的研磨过程和研磨尺寸要求需要筛选使用正确机型的研磨机进行研磨，有利于保证良品率。

进一步地，在多台研磨机一起应用时，研磨机运行状态信息包括待机、运行中、停机测片和故障维修，研磨机控制机构筛选出能够承接研磨作业的研磨机进行晶砣研磨作业，并基于选中的研磨机和待研磨的晶砣的晶砣初始数据和研磨加工参数生成加工过程操作列表，操作员在移动晶砣进行尺寸测量和研磨时，只需按照加工过程操作列表进行对应操作即可，即使得晶砣研磨过程简单易懂，对新手操作员较友好；且因而操作员可通过加工过程操作列表直观了解晶砣的研磨次数，每次研磨的操作内容；基于加工过程操作列表的操作步骤进行操作即可完成晶砣的整个研磨加工过程，从而使得加工操作过程一目了解，有效避免客观上误判、错记、误操作，非标准化作业，新员工培训困难等问题，研磨操作简单易上手，有利于节省管控成本。

本申请在一较佳示例中：所述研磨机控制机构基于所述每次研磨晶砣的研磨圈数信息生成对应的圈数阈值信号；所述研磨机控制机构耦接有用于控制所述研磨机开启和关停的启停控制电路，所述启停控制电路包括：

次数计数单元，所述次数计数单元用于检测并统计所述研磨机研磨晶砣的圈数并发出次数计数信号；

信号比较单元，耦接于所述次数计数单元以接收次数计数信号，所述信号比较单元将所述次数计数信号与对应的圈数阈值信号进行比较并输出比较信号，所述比较信号包括第一类电平信号和第二类电平信号；

开关控制单元，耦接于所述信号比较单元并串联在所述研磨机的供电回路中，以在接收到所述比较信号后输出开关信号，所述开关信号包括开启信号和关停信号；所述开关控制单元在接收到所述第一类电平信号时输出开启信号以控制所述研磨机开启，所述开关控制单元在接收到所述第二类电平信号时输出关停信号以控制所述研磨机关停。

通过采用上述技术方案，启停控制电路用于基于每次研磨晶砣的研磨圈数信息生成对应的圈数阈值信号，研磨机控制机构可基于每次生成的不同研磨圈数信息一一对应生成不同的圈数阈值信号，以便于对研磨机的启动和停止进行实时便捷化的自动化控制。

具体地，在研磨机开启运行时，启停控制电路的次数计数单元同时开启并开始对研磨机研磨晶砣的圈数进行计数，以得到实时的次数计数信号，信号比较单元再将次数计数信号与对应的圈数阈值信号进行比较后输出两种比较结果：第一种结果是在信号比较单元比较得到次数计数信号小于圈数阈值信号时（即此时研磨机的实际研磨圈数没有达到对应的研磨圈数信息的圈数要求），输出第一类电平信号；第二种结果是在信号比较单元比较得到次数计数信号等于圈数阈值信号时（即此时研磨机的实际研磨圈数达到对应的研磨圈数信息的圈数要求），输出第二类电平信号；开关控制单元基于第一类电平信号输出开启信号以控制研磨机的控制电路保持在开启状态；或开关控制单元基于第一类电平信号输出开启信号以控制研磨机的控制电路断开。

第二方面，本申请的发明目的采用如下技术方案实现：

一种晶砣修磨控制方法，其特征在于，应用于如上所述的一种晶砣修磨控制系统，方法包括：

识别并获取预设的晶砣加工工单中的晶砣初始数据和研磨加工参数；

基于所述晶砣初始数据和所述研磨加工参数计算每次研磨晶砣的研磨圈数信息和对应的晶砣尺寸阈值；

根据所述研磨圈数信息对晶砣进行研磨加工至设定的晶砣尺寸，在达到对应的研磨圈数信息后停止研磨晶砣并统计晶砣的总修磨次数；

检测晶砣实际的尺寸信息以得到当前的晶砣尺寸数据，并将每次检测的晶砣尺寸数据与前一次的晶砣尺寸数据进行比对，得到每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据；

将当前的晶砣尺寸数据与对应的晶砣尺寸阈值进行比对，在检测到晶砣达到对应的晶砣尺寸阈值时进行提示。

通过采用上述技术方案，在实际的车间生产过程中，面对大量的晶砣研磨加工需求，为便于系统化管理，在晶砣研磨加工之前，会基于当前的晶砣生成待研磨加工的晶砣加工工单，此时使用如工单读取机构自动读取晶砣加工工单上的产品工艺信息和待研磨加工信息，有效减少人为使用错误的研磨机机型进行加工、遗漏工序的情况；接着基于当前的晶砣生成对应的研磨圈数信息和最终的晶砣尺寸阈值（晶砣尺寸阈值为研磨加工完成后的晶砣满足当前生成工艺需求的正常尺寸误差）；将晶砣放置在研磨机的研磨位置后，再基于正确的研磨圈数信息进行晶砣研磨加工工作，并在实际的研磨圈数到达正确的研磨圈数后停止加工，采用自动化控制的方式有效避免人工操作失误，或错误设置研磨圈数的问题，大大提高了研磨精度，有利于提高晶砣产品的品质稳定性和合格率。

进一步地，将晶砣放置在如尺寸自动测量机构的检测位置以对晶砣进行自动尺寸检测，得到并记录当前的晶砣尺寸数据和每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据，从而实现晶砣加工晶砣加工履历信息记录全面、完整，有利于实现标准化作业；重复研磨机研磨作业和自动化尺寸测量工作，直至晶砣当前的晶砣尺寸数据在对应的晶砣尺寸阈值内，即此时晶砣符合工艺标准尺寸要求，有利于提示操作员及时取走修磨好的晶砣，提高生产效率；本申请的操作员只需将晶砣放置在研磨机上、并在每次研磨完后放置在尺寸自动测量机构上进行自动化检测，有利于减少人工测量误差；进而实现了提高研磨机研磨加工的晶砣产品品质稳定性，提高良品率的目的。

本申请在一较佳示例中：所述检测晶砣实际的尺寸信息以得到当前的晶砣尺寸数据，并将每次检测的晶砣尺寸数据与前一次的晶砣尺寸数据进行比对，得到每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据，具体包括：

检测晶砣中的每一片晶片的实际尺寸信息以得到当前的晶砣尺寸数据，所述晶砣尺寸数据包括多片晶片的晶砣尺寸数据；

统计每次检测的所述多片晶片的晶砣尺寸数据，并计算整个晶砣的平均值和散差数据；

将每次检测的所述多片晶片的晶砣尺寸数据与前一次的晶砣尺寸数据进行对应比对，得到每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据。

通过采用上述技术方案，晶砣包括多片石英晶体晶片，在每次使用研磨机进行研磨后，在使用尺寸自动测量机构测量时，会检测并比对每一片晶片的实际尺寸信息，通过平均值数据的计算得到每次研磨机的整体尺寸变化，且通过散差数据以便于了解晶砣在多次的研磨过程中的晶砣尺寸变化量，了解晶砣研磨质量的不均一性；通过计算每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据，以便于后续分析研磨机对晶砣的研磨加工质量的一致性，且便于在晶砣修磨量数据产生异常变化时，表征研磨机在研磨时，研磨加工系数异常，研磨机可能存在故障，便于及时对研磨机采取维护措施。

本申请在一较佳示例中：所述检测晶砣实际的尺寸信息以得到当前的晶砣尺寸数据，并将每次检测的晶砣尺寸数据与前一次的晶砣尺寸数据进行比对，得到每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据之后，包括：

基于当前的晶砣尺寸数据获取对应的研磨圈数信息和产品标识；基于对应的研磨圈数信息和产品标识确定对应的目标差值区域；

将所述每次研磨晶砣的研磨修磨量数据与对应的目标差值区域进行比对，并输出对应的研磨比较结果；

在所述研磨比较结果满足预设的预警差值条件时进行预警。

通过采用上述技术方案，由于晶砣需要经过多次不同精度的研磨，为便于对每次研磨机研磨晶砣的研磨效果进行监控，针对每次研磨时，研磨效果较差的研磨次数和对应的研磨效果进行提示，以便于对晶砣最终的研磨加工的研磨步骤进行精细化管控；具体地，基于不同研磨次数的晶砣尺寸数据、研磨圈数信息和对应的研磨机产品标识对应计算得到对应的目标差值区域，将每次研磨晶砣的研磨修磨量数据与对应的目标差值区域进行比对，以得到包括两种情形的研磨比较结果，一种是每次研磨晶砣的研磨修磨量数据不在对应的目标差值区域内（表征研磨效果没有达到预期），另一种的每次研磨晶砣的研磨修磨量数据在对应的目标差值区域内（表征研磨效果达到预期）；此时进一步对没有满足研磨工艺要求的研磨比较结果与预警差值条件进行比对，在满足预警差值条件时进行预警，以及时提示对研磨机的研磨控制参数进行调整或采取相应的调整措施。

本申请在一较佳示例中：还包括：

基于检测的晶砣尺寸数据和每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据进行计算，得到不同的研磨机的百圈磨削量数据；

将不同的研磨机的百圈磨削量数据和对应的产品标识发送至故障判断模型，识别并获取所述百圈磨削量数据对应的阈值区间；

判断所述百圈磨削量数据是否位于对应的阈值区间；

当某一研磨机的所述百圈磨削量数据未在对应的阈值区间时，基于所述产品标识生产故障提示信息并发送至预设的维修终端。

通过采用上述技术方案，为监测研磨机在长期研磨工作中，对晶砣研磨加工的研磨效果，使得研磨机保持良好的研磨效率；本申请在研磨机研磨加工的过程中，计算不同研磨机的百圈磨削量数据，并针对多种不同机型的研磨机和不同的研磨机的百圈磨削量数据划分对应的阈值区间，阈值区间为针对该产品标识的研磨机处于正常运行状态时，符合标准工艺要求允许的百圈磨削量差值范围；针对不同机型的研磨机的百圈磨削量数据的阈值区间不尽相同；基于产品标识进行一一制定对应的阈值区间有利于提高故障判断模型的判断结果精确度和故障判断效率；当某一研磨机的百圈磨削量数据未在对应的阈值区间时，表征当前研磨机的研磨加工不符合对应的工艺标准要求，研磨机存在故障，此时输出故障提示信息以便于提示维修终端的维修人员及时采取相应的维修措施，便于降低因研磨机故障而造成的不良品问题。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1. 工单读取机构、研磨机控制机构和尺寸自动测量机构组成自动化集成控制的晶砣修磨控制系统，有效避免人为因素所带来的产品报废情况，同时极大地降低了晶砣修磨作业的管控成本；具体地，在实际的车间生产过程中，面对大量的晶砣研磨加工需求，为便于系统化管理，在晶砣研磨加工之前，会基于当前的晶砣生成待研磨加工的晶砣加工工单，此时使用工单读取机构自动读取晶砣加工工单上的产品工艺信息和待研磨加工信息，有效减少人为使用错误的研磨机机型进行加工、遗漏工序的情况；接着研磨机控制机构基于当前的晶砣生成对应的研磨圈数信息和最终的晶砣尺寸阈值（晶砣尺寸阈值为研磨加工完成后的晶砣满足当前生成工艺需求的正常尺寸误差）；将晶砣放置在研磨机的研磨位置后，研磨机控制机构基于正确的研磨圈数信息进行晶砣研磨加工工作，并在实际的研磨圈数到达正确的研磨圈数后停止加工，采用自动化控制的方式有效避免人工操作失误，或错误设置研磨圈数的问题，大大提高了研磨精度，有利于提高晶砣产品的品质稳定性和合格率；

进一步地，将晶砣放置在尺寸自动测量机构的检测位置以对晶砣进行自动尺寸检测，得到并记录当前的晶砣尺寸数据和每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据，从而实现晶砣加工晶砣加工履历信息记录全面、完整，有利于实现标准化作业；重复研磨机研磨作业和自动化尺寸测量工作，直至晶砣当前的晶砣尺寸数据在对应的晶砣尺寸阈值内，即此时晶砣符合工艺标准尺寸要求，有利于提示操作员及时取走修磨好的晶砣，提高生产效率；本申请的操作员只需将晶砣放置在研磨机上、并在每次研磨完后放置在尺寸自动测量机构上进行自动化检测，有利于减少人工测量误差；进而实现了提高研磨机研磨加工的晶砣产品品质稳定性，提高良品率的目的；

2. 启停控制电路用于基于每次研磨晶砣的研磨圈数信息生成对应的圈数阈值信号，研磨机控制机构可基于每次生成的不同研磨圈数信息一一对应生成不同的圈数阈值信号，以便于对研磨机的启动和停止进行实时便捷化的自动化控制；具体地，在研磨机开启运行时，启停控制电路的次数计数单元同时开启并开始对研磨机研磨晶砣的圈数进行计数，以得到实时的次数计数信号，信号比较单元再将次数计数信号与对应的圈数阈值信号进行比较后输出两种比较结果：第一种结果是在信号比较单元比较得到次数计数信号小于圈数阈值信号时（即此时研磨机的实际研磨圈数没有达到对应的研磨圈数信息的圈数要求），输出第一类电平信号；第二种结果是在信号比较单元比较得到次数计数信号等于圈数阈值信号时（即此时研磨机的实际研磨圈数达到对应的研磨圈数信息的圈数要求），输出第二类电平信号；开关控制单元基于第一类电平信号输出开启信号以控制研磨机的控制电路保持在开启状态；或开关控制单元基于第一类电平信号输出开启信号以控制研磨机的控制电路断开；

3. 为监测研磨机在长期研磨工作中，对晶砣研磨加工的研磨效果，使得研磨机保持良好的研磨效率；本申请在研磨机研磨加工的过程中，计算不同研磨机的百圈磨削量数据，并针对多种不同机型的研磨机和不同的研磨机的百圈磨削量数据划分对应的阈值区间，阈值区间为针对该产品标识的研磨机处于正常运行状态时，符合标准工艺要求允许的百圈磨削量差值范围；针对不同机型的研磨机的百圈磨削量数据的阈值区间不尽相同；基于产品标识进行一一制定对应的阈值区间有利于提高故障判断模型的判断结果精确度和故障判断效率；当某一研磨机的百圈磨削量数据未在对应的阈值区间时，表征当前研磨机的研磨加工不符合对应的工艺标准要求，研磨机存在故障，此时输出故障提示信息以便于提示维修终端的维修人员及时采取相应的维修措施，便于降低因研磨机故障而造成的不良品问题。

附图说明

图1是本申请一实施例中一种晶砣修磨控制系统的一原理框图；

图2是本申请一实施例中一种晶砣修磨控制系统中的尺寸自动测量机构的测量底座和定位突起的安装结构俯视图；

图3是本申请一实施例中一种晶砣修磨控制系统中的启停控制电路的电路图；

图4是本申请一实施例中一种晶砣修磨控制方法的一流程图；

图5是本申请一实施例中一种晶砣修磨控制方法中的步骤S4的流程图；

图6是本申请一实施例中一种晶砣修磨控制方法中的另一流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

在一实施例中，如图1所示，本申请公开了一种晶砣修磨控制系统，包括工单读取机构、研磨机控制机构和尺寸自动测量机构；研磨机控制机构依次与工单读取机构、研磨机、和尺寸自动测量机构连接；工单读取机构包括可以扫描识别并获取晶砣加工工单的扫描识别仪；研磨机控制机构包括可视化显示终端和多个不同的控制按钮，研磨机控制机构响应于多个控制按钮的按压操作以对研磨机和尺寸自动测量机构进行控制。

如图1所示，研磨机设有多种机型，如机型4B、6B、9B、9S的平面研磨机，不同机型的研磨机可实现对晶砣的不同程度的一种或多种研磨精度，如粗磨、中磨、细磨和精磨等；基于不同晶砣的研磨过程和研磨尺寸要求需要筛选使用正确机型的研磨机进行研磨，有利于保证良品率；每台研磨机均关联有产品标识，产品标识为每台研磨机的唯一产品信息标识码，产品标识还包括机型和适用的研磨精度信息；尺寸自动测量机构包括千分位测厚仪和万分位的容栅测微计。

具体地，工单读取机构用于识别并获取预设的晶砣加工工单中的晶砣初始数据和研磨加工参数，预设的晶砣加工工单根据晶砣的产品工艺信息和待研磨加工信息制定生成；研磨机控制机构基于晶砣初始数据和研磨加工参数计算每次研磨晶砣的研磨圈数信息和对应的晶砣尺寸阈值；研磨机控制机构根据研磨圈数信息控制研磨机对晶砣进行研磨加工至设定的晶砣尺寸，在达到对应的研磨圈数信息后停止研磨晶砣并统计晶砣的总修磨次数。

尺寸自动测量机构对晶砣进行检测，得到并记录当前的晶砣尺寸数据和每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据；研磨机控制机构将当前的晶砣尺寸数据与对应的晶砣尺寸阈值进行比对，并在尺寸自动测量机构检测到晶砣达到对应的晶砣尺寸阈值时进行提示；操作员只需将晶砣放置在研磨机上、并在每次研磨完后放置在尺寸自动测量机构上进行自动化检测，有利于减少人工测量误差；进而实现了提高研磨机研磨加工的晶砣产品品质稳定性，提高良品率的目的。

如图2所示，尺寸自动测量机构包括测量底座、自动测量模块和多个定位突起；自动测量模块的测量端位于测量底座的顶部正上方（图中未示出），多个定位突起间隔设置于测量底座的测量区域，多个定位突起的高度平齐；在本实施例中，定位突起设有三个，定位突起为钨钢材质；将晶砣置于多个定位突起的顶部，自动测量模块自动测量晶砣的实际的尺寸数据以得到当前的晶砣尺寸数据，自动测量模块将当前的晶砣尺寸数据发送至研磨机控制机构；本实施例在尺寸自动测量机构的测量底座上增设定位突起，将晶砣放置在多个定位突起的顶部进行测量（此时晶砣与定位突起是点接触），使得晶砣在测量前简单清洗即可，无需擦干晶砣、无需移动排出气穴，在保证测量精度的前提下大大提高了测量工作效率。

在本实施例中，研磨机控制机构检测多台研磨机的运行状态以得到研磨机运行状态信息，研磨机运行状态信息包括待机、运行中、停机测片和故障维修；基于研磨机运行状态信息在可视化显示终端进行显示；研磨机控制机构在获取到工单读取机构的晶砣初始数据和研磨加工参数时，选取至少一台研磨机进行研磨加工并对应生成加工过程操作列表，加工过程操作列表包括与待研磨的晶砣对应的操作流程和操作内容；操作员在移动晶砣进行尺寸测量和研磨时，只需按照加工过程操作列表进行对应操作即可，从而使得加工操作过程一目了解，有效避免客观上误判、错记、误操作，非标准化作业，新员工培训困难等问题，研磨操作简单易上手，有利于节省管控成本。

如图3所示，以图3所示的电路图为例，研磨机控制机构基于每次研磨晶砣的研磨圈数信息生成对应的圈数阈值信号；研磨机控制机构耦接有用于控制研磨机开启和关停的启停控制电路，启停控制电路包括次数计数单元、信号比较单元和开关控制单元，次数计数单元用于检测并统计研磨机研磨晶砣的圈数并发出次数计数信号；耦接于次数计数单元以接收次数计数信号，信号比较单元将次数计数信号与对应的圈数阈值信号进行比较并输出比较信号，比较信号包括第一类电平信号和第二类电平信号；耦接于信号比较单元并串联在研磨机的供电回路中，以在接收到比较信号后输出开关信号，开关信号包括开启信号和关停信号；开关控制单元在接收到第一类电平信号时输出开启信号以控制研磨机开启，开关控制单元在接收到第二类电平信号时输出关停信号以控制研磨机关停。

如图3所示，在本实施例中，次数计数单元包括霍尔传感器，研磨机包括用于驱使磨盘转动的驱动电机，霍尔传感器通过计数驱动电机的信号脉冲以计算驱动电机的转动圈数，接收一个霍尔传感器的脉冲就是一圈；信号比较单元包括比较器N1，开关控制单元包括NPN型三极管Q和继电器KM，继电器KM包括常闭触点开关KM-1；其中第一类电平信号为低电平信号，第二类电平信号为高电平信号。

如图3所示，启停控制电路的次数计数单元同时开启并开始对研磨机研磨晶砣的圈数进行计数，以得到实时的次数计数信号，信号比较单元再将次数计数信号与对应的圈数阈值信号进行比较后输出两种比较结果：第一种结果是在信号比较单元比较得到次数计数信号小于圈数阈值信号时（即此时研磨机的实际研磨圈数没有达到对应的研磨圈数信息的圈数要求），输出低电平的第一类电平信号，三极管Q不导通，继电器KM的常闭触点开关KM-1保持常闭状态，使得研磨机的供电回路正常导通；反之，第二种结果是在信号比较单元比较得到次数计数信号等于圈数阈值信号时（即此时研磨机的实际研磨圈数达到对应的研磨圈数信息的圈数要求），输出高电平的第二类电平信号，三极管Q导通，继电器KM的常闭触点开关KM-1断开，研磨机的供电回路断开。

如图3所示，研磨机的供电回路中串联有急停控制按钮SB2，急停控制按钮SB2用于在研磨机出现故障需要急停时，控制研磨机的供电回路断开。

在一实施例中，如图4所示，本申请公开了一种晶砣修磨控制方法，该晶砣修磨控制系统应用于上述实施例中一种晶砣修磨控制系统，具体包括如下步骤：

S1：识别并获取预设的晶砣加工工单中的晶砣初始数据和研磨加工参数。

在本实施例中，为便于系统化管理，在晶砣研磨加工之前，会基于当前的晶砣生成待研磨加工的晶砣加工工单，此时使用如工单读取机构自动读取晶砣加工工单上的产品工艺信息和待研磨加工信息，有效减少人为使用错误的研磨机机型进行加工、遗漏工序的情况。

S2：基于晶砣初始数据和研磨加工参数计算每次研磨晶砣的研磨圈数信息和对应的晶砣尺寸阈值。

在本实施例中，晶砣尺寸阈值为研磨加工完成后的晶砣满足当前生成工艺需求的正常尺寸误差；晶砣尺寸阈值为晶砣研磨加工完成后的最终的晶砣尺寸阈值。

S3：根据研磨圈数信息对晶砣进行研磨加工至设定的晶砣尺寸，在达到对应的研磨圈数信息后停止研磨晶砣并统计晶砣的总修磨次数。

在本实施例中，将晶砣放置在研磨机的研磨位置后，再基于正确的研磨圈数信息进行晶砣研磨加工工作，并在实际的研磨圈数到达正确的研磨圈数后停止加工，采用自动化控制的方式有效避免人工操作失误，或错误设置研磨圈数的问题，大大提高了研磨精度，有利于提高晶砣产品的品质稳定性和合格率。

S4：检测晶砣实际的尺寸信息以得到当前的晶砣尺寸数据，并将每次检测的晶砣尺寸数据与前一次的晶砣尺寸数据进行比对，得到每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据。

在本实施例中，将晶砣放置在如尺寸自动测量机构的检测位置以对晶砣进行自动尺寸检测，得到并记录当前的晶砣尺寸数据和每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据，从而实现晶砣加工晶砣加工履历信息记录全面、完整，有利于实现标准化作业。

S5：将当前的晶砣尺寸数据与对应的晶砣尺寸阈值进行比对，在检测到晶砣达到对应的晶砣尺寸阈值时进行提示。

具体地，重复研磨机研磨作业和自动化尺寸测量工作，直至晶砣当前的晶砣尺寸数据在对应的晶砣尺寸阈值内，即此时晶砣符合工艺标准尺寸要求，有利于提示操作员及时取走修磨好的晶砣，提高生产效率。

在本实施例中，本申请的操作员只需将晶砣放置在研磨机上、并在每次研磨完后放置在尺寸自动测量机构上进行自动化检测，有利于减少人工测量误差；进而实现了提高研磨机研磨加工的晶砣产品品质稳定性，提高良品率的目的。

在一实施例中，如图5所示，在步骤S4中，检测晶砣实际的尺寸信息以得到当前的晶砣尺寸数据，并将每次检测的晶砣尺寸数据与前一次的晶砣尺寸数据进行比对，得到每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据，具体包括：

S41：检测晶砣中的每一片晶片的实际尺寸信息以得到当前的晶砣尺寸数据，晶砣尺寸数据包括多片晶片的晶砣尺寸数据。

在本实施例，晶砣包括多片石英晶体晶片，在每次使用研磨机进行研磨后，在使用尺寸自动测量机构测量时，会检测并比对每一片晶片的实际尺寸信息。

S42：统计每次检测的多片晶片的晶砣尺寸数据，并计算整个晶砣的平均值和散差数据。

在本实施例中，通过平均值数据的计算得到每次研磨机的整体尺寸变化，且通过散差数据以便于了解晶砣在多次的研磨过程中的晶砣尺寸变化量，了解晶砣研磨质量的不均一性。

S43：将每次检测的多片晶片的晶砣尺寸数据与前一次的晶砣尺寸数据进行对应比对，得到每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据。

在本实施例中，通过计算每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据，以便于后续分析研磨机对晶砣的研磨加工质量的一致性，且便于在晶砣修磨量数据产生异常变化时，表征研磨机在研磨时，研磨加工系数异常，研磨机可能存在故障，便于及时对研磨机采取维护措施。

在一实施例中，在步骤S4之后，晶砣修磨控制方法包括：

S401：基于当前的晶砣尺寸数据获取对应的研磨圈数信息和产品标识；基于对应的研磨圈数信息和产品标识确定对应的目标差值区域。

具体地，基于不同研磨次数的晶砣尺寸数据、研磨圈数信息和对应的研磨机产品标识对应计算得到对应的目标差值区域。

S402：将每次研磨晶砣的研磨修磨量数据与对应的目标差值区域进行比对，并输出对应的研磨比较结果。

具体地，将每次研磨晶砣的研磨修磨量数据与对应的目标差值区域进行比对，以得到包括两种情形的研磨比较结果，一种是每次研磨晶砣的研磨修磨量数据不在对应的目标差值区域内（表征研磨效果没有达到预期），另一种情形是：每次研磨晶砣的研磨修磨量数据在对应的目标差值区域内（表征研磨效果达到预期）。

S403：在研磨比较结果满足预设的预警差值条件时进行预警。

在本实施例中，由于晶砣需要经过多次不同精度的研磨，为便于对每次研磨机研磨晶砣的研磨效果进行监控，针对每次研磨时，研磨效果较差的研磨次数和对应的研磨效果进行提示，以便于对晶砣最终的研磨加工的研磨步骤进行精细化管控。

具体地，在每次研磨晶砣的研磨修磨量数据不在对应的目标差值区域内时，进一步对没有满足研磨工艺要求的研磨比较结果与预警差值条件进行比对，在满足预警差值条件时进行预警，以及时提示对研磨机的研磨控制参数进行调整或采取相应的调整措施。

在一实施例中，如图6所示，晶砣修磨控制方法还包括：

S61：基于检测的晶砣尺寸数据和每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据进行计算，得到不同的研磨机的百圈磨削量数据。

在本实施例中，为监测研磨机在长期研磨工作中，对晶砣研磨加工的研磨效果，使得研磨机保持良好的研磨效率；本申请在研磨机研磨加工的过程中，计算不同研磨机的百圈磨削量数据。

S62：将不同的研磨机的百圈磨削量数据和对应的产品标识发送至故障判断模型，识别并获取百圈磨削量数据对应的阈值区间。

具体地，针对多种不同机型的研磨机和不同的研磨机的百圈磨削量数据划分对应的阈值区间，阈值区间为针对该产品标识的研磨机处于正常运行状态时，符合标准工艺要求允许的百圈磨削量差值范围；针对不同机型的研磨机的百圈磨削量数据的阈值区间不尽相同。

S63：判断百圈磨削量数据是否位于对应的阈值区间。

S64：当某一研磨机的百圈磨削量数据未在对应的阈值区间时，基于产品标识生产故障提示信息并发送至预设的维修终端。

具体地，基于产品标识进行一一制定对应的阈值区间有利于提高故障判断模型的判断结果精确度和故障判断效率；当某一研磨机的百圈磨削量数据未在对应的阈值区间时，表征当前研磨机的研磨加工不符合对应的工艺标准要求，研磨机存在故障，此时输出故障提示信息以便于提示维修终端的维修人员及时采取相应的维修措施，便于降低因研磨机故障而造成的不良品问题。

应理解，上述实施例中各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种晶砣修磨控制系统，其特征在于，包括：工单读取机构、研磨机控制机构和尺寸自动测量机构；

所述工单读取机构用于识别并获取预设的晶砣加工工单中的晶砣初始数据和研磨加工参数，所述预设的晶砣加工工单根据晶砣的产品工艺信息和待研磨加工信息制定生成；

所述研磨机控制机构基于所述晶砣初始数据和所述研磨加工参数计算每次研磨晶砣的研磨圈数信息和对应的晶砣尺寸阈值；

所述研磨机控制机构根据所述研磨圈数信息控制研磨机对晶砣进行研磨加工至设定的晶砣尺寸，在达到对应的研磨圈数信息后停止研磨晶砣并统计晶砣的总修磨次数；

所述尺寸自动测量机构对晶砣进行检测，得到并记录当前的晶砣尺寸数据和每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据；所述研磨机控制机构将当前的晶砣尺寸数据与对应的晶砣尺寸阈值进行比对，并在所述尺寸自动测量机构检测到晶砣达到对应的晶砣尺寸阈值时进行提示。

2.根据权利要求1所述的一种晶砣修磨控制系统，其特征在于，所述尺寸自动测量机构包括测量底座、自动测量模块和多个定位突起；所述自动测量模块的测量端位于所述测量底座的顶部，多个所述定位突起间隔设置于所述测量底座的测量区域，多个所述定位突起的高度平齐；将晶砣置于多个所述定位突起的顶部，所述自动测量模块自动测量晶砣的实际的尺寸数据以得到当前的晶砣尺寸数据，所述自动测量模块将所述当前的晶砣尺寸数据发送至所述研磨机控制机构。

3.根据权利要求2所述的一种晶砣修磨控制系统，其特征在于，所述定位突起设有三个，所述定位突起为钨钢材质。

4.根据权利要求1所述的一种晶砣修磨控制系统，其特征在于，所述研磨机控制机构包括可视化显示终端和多个不同的控制按钮，所述研磨机控制机构响应于多个所述控制按钮的按压操作以对研磨机和所述尺寸自动测量机构进行控制；所述研磨机控制机构连接有多种机型的研磨机，每台所述研磨机均关联有产品标识；所述研磨机控制机构检测多台所述研磨机的运行状态以得到研磨机运行状态信息，基于所述研磨机运行状态信息在所述可视化显示终端进行显示；所述研磨机控制机构在获取到所述工单读取机构的晶砣初始数据和研磨加工参数时，选取至少一台所述研磨机进行研磨加工并对应生成加工过程操作列表，所述加工过程操作列表包括与待研磨的晶砣对应的操作流程和操作内容。

5.根据权利要求4所述的一种晶砣修磨控制系统，其特征在于，所述研磨机控制机构基于所述每次研磨晶砣的研磨圈数信息生成对应的圈数阈值信号；所述研磨机控制机构耦接有用于控制所述研磨机开启和关停的启停控制电路，所述启停控制电路包括：

次数计数单元，所述次数计数单元用于检测并统计所述研磨机研磨晶砣的圈数并发出次数计数信号；

信号比较单元，耦接于所述次数计数单元以接收次数计数信号，所述信号比较单元将所述次数计数信号与对应的圈数阈值信号进行比较并输出比较信号，所述比较信号包括第一类电平信号和第二类电平信号；

开关控制单元，耦接于所述信号比较单元并串联在所述研磨机的供电回路中，以在接收到所述比较信号后输出开关信号，所述开关信号包括开启信号和关停信号；所述开关控制单元在接收到所述第一类电平信号时输出开启信号以控制所述研磨机开启，所述开关控制单元在接收到所述第二类电平信号时输出关停信号以控制所述研磨机关停。

6.一种晶砣修磨控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的一种晶砣修磨控制系统，方法包括：

识别并获取预设的晶砣加工工单中的晶砣初始数据和研磨加工参数；

基于所述晶砣初始数据和所述研磨加工参数计算每次研磨晶砣的研磨圈数信息和对应的晶砣尺寸阈值；

根据所述研磨圈数信息对晶砣进行研磨加工至设定的晶砣尺寸，在达到对应的研磨圈数信息后停止研磨晶砣并统计晶砣的总修磨次数；

检测晶砣实际的尺寸信息以得到当前的晶砣尺寸数据，并将每次检测的晶砣尺寸数据与前一次的晶砣尺寸数据进行比对，得到每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据；

将当前的晶砣尺寸数据与对应的晶砣尺寸阈值进行比对，在检测到晶砣达到对应的晶砣尺寸阈值时进行提示。

7.根据权利要求6所述的一种晶砣修磨控制方法，其特征在于，所述检测晶砣实际的尺寸信息以得到当前的晶砣尺寸数据，并将每次检测的晶砣尺寸数据与前一次的晶砣尺寸数据进行比对，得到每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据，具体包括：

检测晶砣中的每一片晶片的实际尺寸信息以得到当前的晶砣尺寸数据，所述晶砣尺寸数据包括多片晶片的晶砣尺寸数据；

统计每次检测的所述多片晶片的晶砣尺寸数据，并计算整个晶砣的平均值和散差数据；

将每次检测的所述多片晶片的晶砣尺寸数据与前一次的晶砣尺寸数据进行对应比对，得到每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据。

8.根据权利要求6所述的一种晶砣修磨控制方法，其特征在于，所述检测晶砣实际的尺寸信息以得到当前的晶砣尺寸数据，并将每次检测的晶砣尺寸数据与前一次的晶砣尺寸数据进行比对，得到每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据之后，包括：

基于当前的晶砣尺寸数据获取对应的研磨圈数信息和产品标识；基于对应的研磨圈数信息和产品标识确定对应的目标差值区域；

将所述每次研磨晶砣的研磨修磨量数据与对应的目标差值区域进行比对，并输出对应的研磨比较结果；

在所述研磨比较结果满足预设的预警差值条件时进行预警。

9.根据权利要求8所述的一种晶砣修磨控制方法，其特征在于，还包括：

基于检测的晶砣尺寸数据和每次研磨晶砣的晶砣修磨量数据进行计算，得到不同的研磨机的百圈磨削量数据；

将不同的研磨机的百圈磨削量数据和对应的产品标识发送至故障判断模型，识别并获取所述百圈磨削量数据对应的阈值区间；

判断所述百圈磨削量数据是否位于对应的阈值区间；

当某一研磨机的所述百圈磨削量数据未在对应的阈值区间时，基于所述产品标识生产故障提示信息并发送至预设的维修终端。