CN105397632B - 一种气浮式旋转工作台工位切换的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气浮式旋转工作台工位切换的控制方法及装置，控制方法包括：检测零位开关遮光片的位置，当零位开关遮光片与零位传感器的位置对应时，将零位开关遮光片的对应位置设定为基准位置；获取旋转盘上一工位相对于基准位置的当前绝对位置；根据工位的当前绝对位置，计算工位转动至预设工位的转动角度；根据转动角度，向伺服电机发送第一控制信号，使伺服电机驱动旋转盘上的工位旋转转动角度切换至预设工位。此外，在旋转盘旋转前向气源控制机构发送第二控制信号，启动气源控制机构，在旋转盘上的工位切换至预设工位时，向气源控制机构发送第三控制信号，使气源控制机构停止工作。本发明保证了工作台旋转时工位切换的精准度和可靠度。

Description

一种气浮式旋转工作台工位切换的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及全自动晶圆减薄机的控制***，尤其是涉及一种气浮式旋转工作台工位切换的控制方法及装置。

背景技术

在全自动晶圆减薄机的控制***中，工作台的定位和工位切换是一个保证控制***自动运行和磨削精度的关键问题。在工作台的旋转过程中，由于放置和取下晶圆、粗磨及精磨等工艺的位置固定，因此需要旋转工作台并切换工位，以使工作台上的同一工位能够同时完成放置和取下晶圆、粗磨及精磨等工艺流程。由此可以看出，工作台上工位切换的定位精度直接影响到晶圆中心位置的磨削质量。

发明内容

为了保证工作台旋转时工位切换的精准度和可靠度，本发明提供了一种气浮式旋转工作台工位切换的控制方法及装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种气浮式旋转工作台工位切换的控制方法，应用于气浮式旋转工作台，所述气浮式旋转工作台包括：工作台，所述工作台上设置有零位传感器；位于所述工作台上的旋转盘，所述旋转盘上设置有多个工位，并且其中一工位处设置有零位开关遮光片；用于驱动所述旋转盘转动的伺服电机；用于控制所述旋转盘升降的气源控制机构；用于读取工位位置的伺服电机编码器；用于控制伺服电机和气源控制机构的控制器，且控制器的输入端分别与零位传感器和伺服电机编码器连接；所述控制方法包括：

检测零位开关遮光片的位置，当所述零位开关遮光片与所述零位传感器的位置对应时，将所述零位开关遮光片的对应位置设定为基准位置；

获取旋转盘上一工位相对于所述基准位置的当前绝对位置；

根据所述工位的当前绝对位置，计算所述工位转动至预设工位的转动角度；

根据所述转动角度，向伺服电机发送第一控制信号，使所述伺服电机驱动旋转盘上的所述工位旋转所述转动角度切换至所述预设工位。

可选的，所述获取旋转盘上一工位相对于所述基准位置的当前绝对位置，具体为：接收所述伺服电机编码器实时读取的旋转盘上的工位相对于所述基准位置的当前绝对位置。

可选的，当工位的个数为三个，且三个工位以间隔120度的角度分布在旋转盘上时，所述根据所述工位的当前绝对位置，计算所述工位转动至预设工位的转动角度，具体包括：当所述工位的当前绝对位置为所述基准位置时，计算所述工位转动至预设工位的转动角度为顺时针120度；当所述工位的当前绝对位置为以所述基准位置为基准顺时针旋转120度对应的第一位置时，计算所述工位转动至预设工位的转动角度为顺时针120度；当所述工位的当前绝对位置为以所述基准位置为基准顺时针旋转240度对应的第二位置时，计算所述工位转动至预设工位的转动角度为逆时针240度。

可选的，在所述根据所述转动角度，向伺服电机发送第一控制信号，使所述伺服电机驱动旋转盘上的所述工位切换至所述预设工位之前，所述控制方法还包括：向所述气源控制机构发送第二控制信号，使所述气源控制机构控制所述旋转盘从所述工作台上浮起。

可选的，在所述根据所述转动角度，向伺服电机发送第一控制信号，使所述伺服电机驱动旋转盘上的所述工位切换至所述预设工位之后，所述控制方法还包括：向所述气源控制机构发送第三控制信号，使所述气源控制机构停止工作；向所述气源控制机构发送第四控制信号，使所述气源控制机构控制所述旋转盘降回至所述工作台上。

依据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种气浮式旋转工作台工位切换的控制装置，应用于气浮式旋转工作台，所述气浮式旋转工作台包括：工作台，所述工作台上设置有零位传感器；位于所述工作台上的旋转盘，所述旋转盘上设置有多个工位，并且其中一工位处设置有零位开关遮光片；用于驱动所述旋转盘转动的伺服电机；用于控制所述旋转盘升降的气源控制机构；用于读取工位位置的伺服电机编码器；用于控制伺服电机和气源控制机构的控制器，且控制器的输入端分别与零位传感器和伺服电机编码器连接；所述控制装置包括：

检测模块，用于检测零位开关遮光片的位置，当所述零位开关遮光片与所述零位传感器的位置对应时，将所述零位开关遮光片的对应位置设定为基准位置；

获取模块，用于获取旋转盘上一工位相对于所述基准位置的当前绝对位置；

计算模块，用于根据所述工位的当前绝对位置，计算所述工位转动至预设工位的转动角度；

第一发送模块，用于根据所述转动角度，向伺服电机发送第一控制信号，使所述伺服电机驱动旋转盘上的所述工位旋转所述转动角度切换至所述预设工位。

可选的，所述获取模块具体用于，接收所述伺服电机编码器实时读取的旋转盘上的工位相对于所述基准位置的当前绝对位置。

可选的，当工位的个数为三个，且三个工位以间隔120度的角度分布在旋转盘上时，所述计算模块具体用于，当所述工位的当前绝对位置为所述基准位置时，计算所述工位转动至预设工位的转动角度为顺时针120度；当所述工位的当前绝对位置为以所述基准位置为基准顺时针旋转120度对应的第一位置时，计算所述工位转动至预设工位的转动角度为顺时针120度；当所述工位的当前绝对位置为以所述基准位置为基准顺时针旋转240度对应的第二位置时，计算所述工位转动至预设工位的转动角度为逆时针240度。

可选的，所述控制装置还包括：第二发送模块，用于向所述气源控制机构发送第二控制信号，使所述气源控制机构控制所述旋转盘从所述工作台上浮起。

可选的，所述控制装置还包括：第三发送模块，用于向所述气源控制机构发送第三控制信号，使所述气源控制机构停止工作；第四发送模块，用于向所述气源控制机构发送第四控制信号，使所述气源控制机构控制所述旋转盘降回至所述工作台上。

本发明的有益效果是：

本发明提供的气浮式旋转工作台工位切换的控制方法，应用于气浮式旋转工作台，在控制气浮式旋转工作台工位切换时，首先检测零位开关遮光片的位置，当零位开关遮光片与零位传感器的位置对应时，将零位开关遮光片的对应位置设定为基准位置，然后根据获取的工位相对于基准位置的当前绝对位置，计算工位转动至预设工位的转动角度，最后根据转动角度，向伺服电机发送第一控制信号，使伺服电机驱动旋转盘上的工位旋转计算得到的转动角度后，切换至预设工位。本发明通过设定基准位置，并依据基准位置和一工位的当前绝对位置，向伺服电机发送驱动旋转盘上的工位旋转转动角度的第一控制信号，使工位切换至预设工位，保证了气浮式旋转工作台旋转时工位切换的精准度和可靠度。

附图说明

图1表示本发明的实施例中气浮式旋转工作台的结构框图；

图2表示本发明的实施例中气浮式旋转工作台工位切换的控制方法的步骤流程图；

图3表示本发明的实施例中气浮式旋转工作台的工位分布图；

图4表示本发明的实施例中旋转盘上工位的切换示意图；

图5表示本发明的实施例中气浮式旋转工作台工位切换的控制装置的结构框图。

其中图中：

1、伺服电机；2、气源控制机构；3、控制器；4、伺服电机编码器；5、零位传感器；6、旋转盘；7、上下工件工位、8、粗磨工位、9、精磨工位；

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，气浮式旋转工作台包括工作台、伺服电机1、气源控制机构2、用于控制伺服电机1和气源控制机构2的控制器3以及伺服电机编码器4。其中，工作台上设置有零位传感器5、零位传感器5的输出端与控制器3的输入端连接，此外工作台上还设置有旋转盘6，旋转盘6上设置有多个工位，并其中一工位处设置有零位开关遮光片。伺服电机1用于驱动旋转盘6转动，且伺服电机1的输入端与控制器3的输出端连接。气源控制机构2用于控制旋转盘6升降，且气源控制机构2的输入端与控制器3的输出端连接。可选的，控制器3可以为可编程控制器。伺服电机编码器4用于读取旋转盘6上一工位的位置，且伺服电机编码器4的输出端与控制器3的输入端连接。

具体的，气源控制机构2包括第一气路和第二气路。其中，第一气路用于控制旋转盘从工作台上浮起，第二气路用于控制旋转盘降回至工作台上。可选的，气源控制机构中可以使用电磁阀控制旋转盘的升降。

如图2所述，为本发明的实施例中气浮式旋转工作台工位切换的控制方法，该控制方法应用于图1中的气浮式旋转工作台，该控制方法包括如下步骤：

步骤101，检测零位开关遮光片的位置，当零位开关遮光片与零位传感器的位置对应时，将零位开关遮光片的对应位置设定为基准位置。

在本步骤中，控制器检测工位处的零位开关遮光片的位置，当工位处的零位开关遮光片与工作台上的零位传感器的位置对应时，将零位开关遮光片在工作台上的对应位置设定为基准位置。

具体的，如图3所示，为气浮式旋转工作台的工位分布图。由图3可以看出，工位的个数为三个，且三个工位以间隔120度的角度分布在旋转盘上。假设旋转盘上设置的三个工位分别为上下工件工位、粗磨工位和精磨工位，即在旋转盘上顺时针间隔120度的角度分布有上下工件工位、粗磨工位和精磨工位。假设精磨工位处设置有零位开关遮光片，则旋转盘以顺时针方式或逆时针方式旋转以使零位开关遮光片与工作台上的零位传感器相对应，当零位开关遮光片与零位传感器相对应时，将零位开关遮光片即精磨工位在工作台上的对应位置设定为基准位置。

或者，假设零位开关遮光片位于旋转台上的任一位置，即不止限定于旋转台上的工位位置，旋转盘以顺时针方式或逆时针方式旋转，当零位开关遮光片与工作台上的零位传感器相对应时，将零位开关遮光片即精磨工位在工作台上的对应位置设定为基准位置。此时，由于旋转台上的工位并未和基准位置相对应，因此需要根据旋转台上工位的位置调整旋转盘上的一工位与基准位置之间的角度，并且控制器获取调整后的该工位的位置，然后以调整后的该工位的位置作为最终的基准位置。

步骤102，获取旋转盘上一工位相对于基准位置的当前绝对位置。

在本步骤中，控制器获取旋转盘上一工位相对于基准位置的当前绝对位置。具体的，控制器可以通过接收伺服电机编码器实时读取的旋转盘上的工位相对于基准位置的当前绝对位置。

步骤103，根据工位的当前绝对位置，计算工位转动至预设工位的转动角度。

在本步骤中，具体的，控制器根据获取的工位的当前绝对位置，计算工位转动至预设工位的转动角度。

具体的，当旋转盘上的工位排布如图3中所示时，即当工位的个数为三个，且三个工位以间隔120度的角度分布在旋转盘上时，根据获取的工位的当前绝对位置，计算工位转动至预设工位处的转动角度可以为，当工位的当前绝对位置为基准位置时，计算工位转动至预设工位的转动角度为顺时针120度；当工位的当前绝对位置为以基准位置为基准顺时针旋转120度对应的第一位置时，计算工位转动至预设工位的转动角度为顺时针120度；当工位的当前绝对位置为以基准位置为基准顺时针旋转240度对应的第二位置时，计算工位转动至预设工位的转动角度为逆时针240度。

步骤104，根据转动角度，向伺服电机发送第一控制信号，使伺服电机驱动旋转盘上的工位旋转转动角度切换至预设工位。

在本步骤中，根据计算得到的转动角度，控制器向伺服电机发送第一控制信号，使伺服电机驱动旋转盘上的工位旋转转动角度切换至预设工位。

具体的，如图4所示，为旋转盘上工位的切换示意图。由图4中可以看出，基准位置处的工位根据转动角度顺时针旋转120度，切换至以基准位置为基准顺时针旋转120度对应的第一位置；以基准位置为基准顺时针旋转120度对应的第一位置处的工位根据转动角度顺时针旋转120度，切换至以基准位置为基准顺时针旋转240度对应的第二位置；以基准位置为基准顺时针旋转240度对应的第二位置处的工位根据转动角度逆时针旋转240度，切换至基准位置。在此需要说明的是，控制器可以根据实际情况控制旋转盘上的工位顺时针旋转还是逆时针旋转，即本发明并不具体限定旋转盘的转动方向。

在本实施例中，首先检测零位开关遮光片的位置，当零位开关遮光片与零位传感器的位置对应时，将零位开关遮光片的对应位置设定为基准位置，然后根据获取的工位相对于基准位置的当前绝对位置，计算工位转动至预设工位的转动角度，最后根据转动角度，向伺服电机发送第一控制信号，使伺服电机驱动旋转盘上的工位旋转计算得到的转动角度后，切换至预设工位。本实施例通过设定基准位置，并依据基准位置和一工位的当前绝对位置，向伺服电机发送驱动旋转盘上的工位旋转转动角度的第一控制信号，使工位切换至预设工位，保证了工作台旋转时工位切换的精准度和可靠度。

进一步的，在根据转动角度，向伺服电机发送第一控制信号，使伺服电机驱动旋转盘上的工位切换至预设工位之前，可以先向气源控制机构发送第二控制信号，使气源控制机构控制旋转盘从工作台上浮起。具体的，气源控制机构开始工作后，控制器还可以根据气源控制机构检测工作台的气压是否正常，若不正常，则可以输出工作台气压故障。另外，在控制器根据转动角度，向伺服电机发送第一控制信号，使伺服电机驱动旋转盘上的工位切换至预设工位之后，向气源控制机构发送第三控制信号，使气源控制机构停止工作，然后向气源控制机构发送第四控制信号，使气源控制机构控制旋转盘降回至工作台上。

这样，在旋转盘上的工位进行切换时，控制器能够控制旋转盘处于悬浮状态，并在旋转盘上的工位切换完毕之后，控制器能够控制旋转盘降回至工作台上，从而对工位上的工件进行加工。该控制方法很好的区分了工位的切换过程和工件的加工过程，进一步保证了工位切换时的精准度和可靠度，并进一步保证了工件加工时的可靠度。

如图5所示，为本发明的实施例中气浮式旋转工作台工位切换的控制装置的结构框图，该控制装置应用于气浮式旋转工作台，气浮式旋转工作台包括：工作台，工作台上设置有零位传感器；位于工作台上的旋转盘，旋转盘上设置有多个工位，并且其中一工位处设置有零位开关遮光片；用于驱动旋转盘转动的伺服电机；用于控制旋转盘升降的气源控制机构；用于读取工位位置的伺服电机编码器；用于控制伺服电机和气源控制机构的控制器，且控制器的输入端分别与零位传感器和伺服电机编码器连接；控制装置包括：

检测模块201，用于检测零位开关遮光片的位置，当零位开关遮光片与零位传感器的位置对应时，将零位开关遮光片的对应位置设定为基准位置；

获取模块202，用于获取旋转盘上一工位相对于基准位置的当前绝对位置；

计算模块203，用于根据工位的当前绝对位置，计算工位转动至预设工位的转动角度；

第一发送模块204，用于根据转动角度，向伺服电机发送第一控制信号，使伺服电机驱动旋转盘上的工位旋转转动角度切换至预设工位。

可选的，获取模块202具体用于，接收伺服电机编码器实时读取的旋转盘上的工位相对于基准位置的当前绝对位置。

可选的，当工位的个数为三个，且三个工位以间隔120度的角度分布在旋转盘上时，计算模块203具体用于，当工位的当前绝对位置为基准位置时，计算工位转动至预设工位的转动角度为顺时针120度；当工位的当前绝对位置为以基准位置为基准顺时针旋转120度对应的第一位置时，计算工位转动至预设工位的转动角度为顺时针120度；当工位的当前绝对位置为以基准位置为基准顺时针旋转240度对应的第二位置时，计算工位转动至预设工位的转动角度为逆时针240度。

可选的，控制装置还包括：第二发送模块，用于向气源控制机构发送第二控制信号，使气源控制机构控制旋转盘从工作台上浮起。

可选的，控制装置还包括：第三发送模块，用于向气源控制机构发送第三控制信号，使气源控制机构停止工作；第四发送模块，用于向气源控制机构发送第四控制信号，使气源控制机构控制旋转盘降回至工作台上。

以上所述的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人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种气浮式旋转工作台工位切换的控制方法，应用于气浮式旋转工作台，所述气浮式旋转工作台包括：工作台，所述工作台上设置有零位传感器；位于所述工作台上的旋转盘，所述旋转盘上设置有多个工位，并且其中一工位处设置有零位开关遮光片；用于驱动所述旋转盘转动的伺服电机；用于控制所述旋转盘升降的气源控制机构，其中所述气源控制机构包括第一气路和第二气路，所述第一气路用于控制所述旋转盘从所述工作台升起，所述第二气路用于控制所述旋转盘降回至所述工作台上；用于读取工位位置的伺服电机编码器；用于控制伺服电机和气源控制机构的控制器，且控制器的输入端分别与零位传感器和伺服电机编码器连接；其特征在于，所述控制方法包括：

检测零位开关遮光片的位置，当所述零位开关遮光片与所述零位传感器的位置对应时，将所述零位开关遮光片的对应位置设定为基准位置；

获取旋转盘上一工位相对于所述基准位置的当前绝对位置；

根据所述工位的当前绝对位置，计算所述工位转动至预设工位的转动角度；

根据所述转动角度，向伺服电机发送第一控制信号，使所述伺服电机驱动旋转盘上的所述工位旋转所述转动角度切换至所述预设工位。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述获取旋转盘上一工位相对于所述基准位置的当前绝对位置，具体为：

接收所述伺服电机编码器实时读取的旋转盘上的工位相对于所述基准位置的当前绝对位置。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当工位的个数为三个，且三个工位以间隔120度的角度分布在旋转盘上时，所述根据所述工位的当前绝对位置，计算所述工位转动至预设工位的转动角度，具体包括：

当所述工位的当前绝对位置为所述基准位置时，计算所述工位转动至预设工位的转动角度为顺时针120度；

当所述工位的当前绝对位置为以所述基准位置为基准顺时针旋转120度对应的第一位置时，计算所述工位转动至预设工位的转动角度为顺时针120度；

当所述工位的当前绝对位置为以所述基准位置为基准顺时针旋转240度对应的第二位置时，计算所述工位转动至预设工位的转动角度为逆时针240度。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述根据所述转动角度，向伺服电机发送第一控制信号，使所述伺服电机驱动旋转盘上的所述工位切换至所述预设工位之前，所述方法还包括：

向所述气源控制机构发送第二控制信号，使所述气源控制机构控制所述旋转盘从所述工作台上浮起。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述根据所述转动角度，向伺服电机发送第一控制信号，使所述伺服电机驱动旋转盘上的所述工位切换至所述预设工位之后，所述方法还包括：

向所述气源控制机构发送第三控制信号，使所述气源控制机构停止工作；

向所述气源控制机构发送第四控制信号，使所述气源控制机构控制所述旋转盘降回至所述工作台上。

6.一种气浮式旋转工作台工位切换的控制装置，应用于气浮式旋转工作台，所述气浮式旋转工作台包括：工作台，所述工作台上设置有零位传感器；位于所述工作台上的旋转盘，所述旋转盘上设置有多个工位，并且其中一工位处设置有零位开关遮光片；用于驱动所述旋转盘转动的伺服电机；用于控制所述旋转盘升降的气源控制机构，其中所述气源控制机构包括第一气路和第二气路，所述第一气路用于控制所述旋转盘从所述工作台升起，所述第二气路用于控制所述旋转盘降回至所述工作台上；用于读取工位位置的伺服电机编码器；用于控制伺服电机和气源控制机构的控制器，且控制器的输入端分别与零位传感器和伺服电机编码器连接；其特征在于，所述控制装置包括：

检测模块，用于检测零位开关遮光片的位置，当所述零位开关遮光片与所述零位传感器的位置对应时，将所述零位开关遮光片的对应位置设定为基准位置；

获取模块，用于获取旋转盘上一工位相对于所述基准位置的当前绝对位置；

计算模块，用于根据所述工位的当前绝对位置，计算所述工位转动至预设工位的转动角度；

第一发送模块，用于根据所述转动角度，向伺服电机发送第一控制信号，使所述伺服电机驱动旋转盘上的所述工位旋转所述转动角度切换至所述预设工位。

7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述获取模块具体用于，接收所述伺服电机编码器实时读取的旋转盘上的工位相对于所述基准位置的当前绝对位置。

8.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，当工位的个数为三个，且三个工位以间隔120度的角度分布在旋转盘上时，所述计算模块具体用于，当所述工位的当前绝对位置为所述基准位置时，计算所述工位转动至预设工位的转动角度为顺时针120度；当所述工位的当前绝对位置为以所述基准位置为基准顺时针旋转120度对应的第一位置时，计算所述工位转动至预设工位的转动角度为顺时针120度；当所述工位的当前绝对位置为以所述基准位置为基准顺时针旋转240度对应的第二位置时，计算所述工位转动至预设工位的转动角度为逆时针240度。

9.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：第二发送模块，用于向所述气源控制机构发送第二控制信号，使所述气源控制机构控制所述旋转盘从所述工作台上浮起。

10.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：

第三发送模块，用于向所述气源控制机构发送第三控制信号，使所述气源控制机构停止工作；

第四发送模块，用于向所述气源控制机构发送第四控制信号，使所述气源控制机构控制所述旋转盘降回至所述工作台上。