本发明涉及控制装置领域，更具体地说，它涉及一种高可靠的研磨机关停控制装置及其方法。
背景技术：
石英晶片的频率研磨是石英晶振生产过程中的重要工序，晶片通过研磨机进行切削减薄。目前，市场上商用的在线测频系统（如美国transat公司alc在线频率监控仪）通过动态测量晶片的谐振频率从而实时监控晶片的厚度，当晶片厚度达到预设值时在线频率测量系统发送关停信号使研磨机停机。
目前，工厂中在线测频系统通过一个光电耦合器或一个固态继电器来控制研磨机的关停，当在研磨石英晶片过程中光电耦合器或固态继电器发生故障，当前的测频系统无法检测到器件发生故障，这样就极有可能造成整盘晶片的超频事故；同时当研磨机关停控制线未连接或者接触不良时，当前的测频系统同样无法检测到控制线未连接或者接触不良的问题，同样这极有可能造成对整盘晶片的超频事故。
对于磁钢片、陶瓷片和蓝宝石等涉及厚度切削的其他研磨机测控系统，也存在相同的风险隐患。随着当前精密加工领域对生产效率、合格率和自动化程度要求不断提高，急需一种高可靠的研磨机关停控制装置及其方法。
技术实现要素：
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种可靠性高、结构简单合理、制作方便、基于双路控制和带自检功能的适用于石英晶片研磨在线测频系统关停研磨机的控制装置及其方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种高可靠的研磨机关停控制装置，包括测频系统研磨机控制电路模块、连接口、两个串联的研磨机关停控制器、研磨机；所述测频系统控制电路模块与两个串联的研磨机关停控制器通过连接口连接，所述研磨机与两个串联的研磨机关停控制器通过电性连接；所述研磨机关停控制器为固态继电器或光电耦合器；所述测频系统控制电路模块包括研磨机控制输出自检模块、研磨机控制自检模块和关停研磨机控制模块；所述关停研磨机控制模块与研磨机控制自检模块通过三极管进行控制通讯，所述控制通讯为，关停研磨机控制模块导通工作后在io口输出低电平，使io口控制的光耦导通，使得三极管的b极生成一个低压电值，从而导通三极管，使得研磨机控制自检模块的io口的输入电平由高电平转为低电平，从而判断控制电路的状况；所述研磨机控制输出自检模块与研磨机控制自检模块之间设置串联的标识灯和第一限流电阻，所述标识灯为并联的led灯和外接的指示灯，用以显示电路的状况。
进一步的，所述连接口采用db9即串口引脚。
进一步的，所述一个串联的研磨机关停控制器与连接口的1和9引脚连接，作为输出口；另一个串联的研磨机关停控制器与连接口的2和8引脚连接，作为输出口。
进一步的，所述研磨机控制输出自检模块和关停研磨机控制模块设置有下拉电阻，用以把不确定的信号钳位在低电平，保持驱动能力与功耗的平衡。
进一步的，所述下拉电阻采用10k欧姆。
进一步的，所述自检控制装置的输出电流控制在10至12ma。
一种高可靠的研磨机关停控制装置的方法，包括开机自检检测步骤、研磨工作步骤、研磨机控制回路功能的检测步骤和在线测频步骤；
开机自检检测步骤具体步骤如下：
101）研磨机控制自检输出端口1输出低电平，自检输出电路模块1中继电器导通，研磨机控制自检输出端口2输出低电平，自检输出电路模块2中继电器导通；
102）研磨机停止控制端口1输出高电平，研磨机停止控制电路模块1光耦不导通，研磨机停止控制端口2输出高电平，研磨机停止控制电路模块2光耦不导通；
103）延时100ms，等待信号稳定；
104）读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag11，读取研磨机控制自检输入端口2电平，记为flag12；
105）延时100ms，用于信号干扰消除；
106）再次读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag21，再次读取研磨机控制自检输入端口2电平，记为flag22；
107）判断flag11是否等于flag21，且值是否为真；判断flag12是否等于flag22，且值是否为真；
108）若满足步骤107）所述条件其值都为真，则研磨机控制端口1输出低电平，研磨机控制端口2输出低电平。判断flag11是否等于flag21不为真，则自检失败，触摸屏研磨机控制电路模块1损坏。判断flag12是否等于flag22不为真，则自检失败，触摸屏提示研磨机控制电路模块2损坏。
109）满足步骤107）所述条件其值都为真的前提下，延时100ms，等待信号稳定；
110）在步骤109）后读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag31；读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag32；
111）在步骤110）后延时100ms，用于信号干扰消除；
112）再次读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag41；再次读取研磨机控制自检输入端口2电平，记为flag42；
113）判断flag31是否等于flag41，且值是否为真；判断flag32是否等于flag42，且值是否为真；
114）若满足步骤113）所述条件成立，则自检成功，测频仪研磨机控制模块能正常工作；否则自检失败，判断flag31是否等于flag41不为真，则触摸屏提示研磨机控制模块1损坏；若只有flag32是否等于flag42不为真，则触摸屏提示研磨机控制模块2损坏；
测频仪主界面“研磨”按钮按下，开始研磨前和石英晶片研磨到达目标频率停机时，对研磨机控制回路功能的检测步骤一样，其具体步骤如下：
201）研磨机停止控制端口1输出高电平，研磨机停止控制模块1光耦不导通；研磨机停止控制端口2输出高电平，研磨机停止控制模块2光耦不导通；
202）延时100ms，等待信号稳定；
203）读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag11；读取研磨机控制自检输入端口2电平，记为flag12；
204）延时100ms，用于信号干扰消除；
205）再次读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag21；再次读取研磨机控制自检输入端口2电平，记为flag22；
206）判断flag11是否等于flag21，且值是否为真；判断flag12是否等于flag22，且值是否为真；
207）若满足步骤206）所述都条件成立都为真，则研磨机控制端口1输出低电平；则研磨机控制端口2输出低电平；若判断flag11是否等于flag21，为不真，则研磨机控制回路1不正常，触摸屏提示异常；如只flag12是否等于flag22，为不真，则研磨机控制回路2不正常，触摸屏提示异常；
208）若满足步骤206）所述都条件成立都为真，延时100ms，等待信号稳定；
209）在步骤208）后，读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag31；读取研磨机控制自检输入端口2电平，记为flag32；
210）在步骤209）后，延时100ms，用于信号干扰消除；
211）在步骤210）后，再次读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag41，再次读取研磨机控制自检输入端口2电平，记为flag42；
212）判断flag31是否等于flag41，且值是否为真；判断flag32是否等于flag42，且值是否为真；
213）若满足步骤212）所述都条件成立都为真，则研磨机控制回路正常；若判断flag31是否等于flag41，为不真，则研磨机控制回路1不正常，触摸屏提示异常；如只flag32是否等于flag42，为不真，则研磨机控制回路2不正常，触摸屏提示异常；
在线测频步骤，具体步骤如下：
301）判断研磨过程中是否进行过研磨机控制线检测；
302）若满足步骤301）所述条件，则本次在线测频过程中不再进行控制线检测；若不满足步骤301）所述条件，则将研磨过程中研磨机控制线检测标志位置为1，进行步骤303）操作；
303）判断当前石英晶片频率是否超过研磨频率的60%且未到目标频率；
304）若满足步骤303）条件，则读取研磨机控制自检输入端口1电平，即为flag1，读取研磨机控制自检输入端口2电平，即为flag2；若不满足步骤303）所述条件，则本次在线测频过程中不再进行控制线检测；
305）若flag1为1，则将系统运行状态设置为研磨机控制回路1异常，若flag2为1，则将系统运行状态设置为研磨机控制回路2异常，测频仪蜂鸣器报警，触摸屏提示异常，同时研磨机控制端口发出停机脉冲信号；若flag1和flag2都为0，则结束检测流程，研磨机控制回路正常。
本发明相比现有技术优点在于：本发明的装置在研磨过程中，只要如下情况其中之一发生，研磨机都将停止研磨，自动关停：测频仪内部研磨机控制模块元件损坏、研磨机控制连线未连接、外部研磨机控制模块损坏或在研磨过程中接口模块的损坏或者被控制模块的脱落。
本发明通过控制两个串联的光电耦合器和两个串联的固态继电器，这样将把无法停机的概率降低到极低。即在用光电耦合器控制的机台上，分别控制两个串联的光耦，在固态继电器控制的机台上分别控制两个串联的固态继电器。
本发明通过系统开机自检、开始研磨时研磨机控制回路检测、研磨过程中研磨机控制回路检测及研磨到目标频率时研磨机控制回路检测，能有效防止研磨过程中由于测频仪内部模块损坏、外部接线、外部控制元件损坏问题导致的超频问题。能有效防止研磨过程中由于在线测频系统内部模块损坏、研磨机控制系统故障或者外部接线等问题导致超频事故的。
附图说明
图1为本发明控制装置的串联固态继电器的结构示意图；
图2为本发明控制装置的串联光电耦合器的结构示意图；
图3为本发明控制装置的固态继电器的内部结构示意图；
图4为本发明控制装置的串联光电耦合器的内部结构示意图；
图5为本发明控制装置的控制电路的结构示意图；
图6为本发明控制装置的旧版电路结构示意图；
图7为本发明控制装置的研磨机控制模块的开机自检流程图；
图8为本发明控制装置的研磨机控制回路自检流程图；
图9为本发明控制装置的在线测频过程中研磨机控制回路检测流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1至图4所示，一种高可靠的研磨机关停控制装置，包括测频系统研磨机控制电路模块、连接口、两个串联的研磨机关停控制器、研磨机。所述测频系统研磨机控制电路模块与两个串联的研磨机关停控制器通过连接口连接。这就使得当在研磨石英晶片过程中光电耦合器或固态继电器发生故障时，能双重保障，减少出现造成整盘晶片的超频事故的可能性；同时当研磨机关停控制线未连接或者接触不良时，也能及时的检测到位，有效避免了造成整盘晶片的超频事故的发生。所述连接口采用db9接口。所述一个串联的研磨机关停控制器与连接口的1和9引脚连接，作为输出口；另一个串联的研磨机关停控制器与连接口的2和8引脚连接，作为输出口。所述研磨机与两个串联的研磨机关停控制器通过电性连接。所述研磨机关停控制器为固态继电器或光电耦合器。所述测频系统研磨机控制电路模块包括研磨机控制输出自检模块、研磨机控制自检模块和关停研磨机控制模块；所述关停研磨机控制模块与研磨机控制自检模块通过三极管进行控制通讯，所述控制通讯为，停止控制模块导通工作后在io口输出低电平，使io口控制的光耦导通，使得三极管的b极生成一个低压电值，从而导通三极管，使得研磨机控制自检模块的io口的输入电平由高电平转为低电平，从而判断控制电路的状况。所述研磨机控制输出自检模块与研磨机控制自检模块之间设置串联的标识灯和第一限流电阻，所述第一限流电阻采用600至720欧姆。所述研磨机控制输出自检模块和关停研磨机控制模块设置有下拉电阻，用以把不确定的信号钳位在低电平，保持驱动能力与功耗的平衡。所述下拉电阻采用10k欧姆。所述标识灯为并联的led灯和外接的指示灯，用以显示电路的状况。所述整个自检装置的输出电流控制在10至12ma。
具体测频系统开机研磨机控制电路模块自检实施例，如图5所示，与r24左边相连接的是研磨机控制输出自检模块的mcu（微控制单元）的io口，uout2是外接外界的驱动端口db9，uout2的1脚是动作输出+1，9脚是动作输出-1。p6和ledd10形成并联，是外接的指示灯，用以显示测频系统自检的状况，以及内部电路是否正常工作。u8的输出接r28上拉电阻到研磨机控制自检模块的mcu端口的io口，和r37左边连接是关停研磨机控制模块的mcu的io口。整个控制电路，主要是依靠控制q9三极管的通断来控制三个负载：uout2，d10(并联p6)，u8，以此启动硬件自检功能。
当整个仪器接通电源，各个模块的mcu开始工作，自检开始启动，研磨机控制输出自检模块的mcu的io口输出低电平，u6光耦的左边导通，随后光耦的右边导通，12.4v通过r22接到q6三极管b极，此时q6三极管导通，继电器jdq3的线圈随之通电，随后再让继电器常开触点吸合，将12.4v接到动作输出-1的节点上。
接着关停研磨机控制模块的mcu的io口输出低电平，u10光耦的左边导通，接下来光耦的右边也导通，12.4v通过r35接到q9三极管b极，q9三极管导通，接着要导通的就是三个负载，u8光耦的左边先导通，接着光耦的右边导通。所述光耦的右边3.3v通过r28电阻接到地。此时研磨机控制自检模块的mcu端口的io口的输入电平由原来u2光耦不导通的时候的高电平变化为低电平。这样的状态判断控制电路为正常。否则发出警报，电路自身有问题，研磨机控制输出自检模块的mcu的io口恢复高电平，关停研磨机控制模块的mcu的io口恢复高电平。
电路右边部分和左边部分的功能一样，本实施例主要是用db9的1和9作为其中一个输出口，用2和8作为另一个输出口，来分别控制两个串联的后端负载，这样将把无法停机的概率降低到极低。其中r26，r39是10k下拉电阻，r31是680限流电阻，r20是10限流电阻。电路的输出电流是11.2ma。
测频系统研磨机控制回路自检实施例，正常启动仪器，排好晶片，放下上磨盘，准备研磨，关停研磨机控制模块的mcu的io口输出低电平，u10光耦的左边导通，接下来光耦的右边导通，12.4v通过r35接到q9三极管b极，导通q9三极管。
如果db9的端口和外部的研磨机的db9正常连接，并且研磨机内部的芯片正常工作的条件下，q9导通后，q9控制的负载都将通电导通。即u8的光耦左边导通，这样u8光耦的右边也导通，研磨机控制自检模块的mcu端口的io口的输入电平由原来u8光耦不导通的时候的高电平变化为低电平；这样连接正常，元器件正常，可以开始研磨。
如果db9没有连接上，在上述流程中研磨机控制自检模块的mcu端口的io口的输入电平，不会从高电平变为低电平，从而触摸屏提示“控制端口连接异常”。
如果db9连接上，在上述流程中研磨机控制自检模块的mcu端口的io口的输入电平，没有从高电平变为低电平，那有可能研磨机内部的芯片可能损坏或者研磨机内部控制电路损坏，研磨机是不会被启动的。
当机器开始正常研磨，在研磨过程中会启动一次硬件自检，主要检测研磨机控制回路是否正常，具体实施是读取研磨机控制自检输入端口1电平和研磨机控制自检输入端口2电平，如果两个电平值都是0，那电路是正常的。要是读取到的任意一个电平值是1，代表其中一个电路坏了，研磨就将会被停止，触摸屏上提示警告。
当研磨过程没有问题，但是研磨机关停控制器（固态继电器或光电耦合器）在研磨过程中损坏，且研磨机关停控制器和研磨机连接的管脚被击穿短路，此时如果只有一个固态继电器或一个光电耦合器在研磨机台上，那这台研磨机是不受监控仪器关机控制的，并且会一直处在正常研磨的状态，就算仪器报警超过研磨频率，等作业人员发现的时候再按下研磨机的“紧急暂停”按钮的时候，晶片必然已经超频了。
再有一种情况是研磨机关停控制器和监控仪器的管脚被击穿，研磨机的开关控制也是不受仪器控制的，很难进行有效的保护机器。
但是本实施例使用两个研磨机关停控制器，在其中一个研磨机关停控制器和研磨机连接的管脚被击穿短路的情况下，一路不受控制，但是另一路和研磨机开关机模块串联，一样可以正常停止研磨机。
另一种情况是研磨机开关机模块和监控仪器的管脚被击穿，损坏的一路是无法控制，但是还有另外一路保证研磨机的正常停机，起到很好的保护作用。
突发情况还包括研磨机关停控制器和研磨机连接的管脚损坏而断路，这样研磨机将直接停机。又或者研磨机关停控制器和监控仪器管脚损坏而断路，这样单个控制模块也是无法控制研磨机正常停机的，但是还有一路可以正常停止。
所以在研磨机关停控制器（固态继电器和光电耦合器）损坏的情况下，使用本发明的方案，能极大提高研磨机正常停机的概率，极大的降低了研磨机关停控制器（固态继电器和光电耦合器）损坏造成的超频事故。
如图6所示，以前设计的仪器电路可以正常输出驱动负载，也可以检测自身电路的好坏，但是不可以判断外部负载是否正常，不可以检测外部负载是否脱落。如图3所示，uout1是外接外界的驱动端口db9，uout1的1脚是输出正，9脚是输出负。p4和led并联，是外接的指示灯。u2的输出接r4上拉电阻到控制自检模块的mcu端口的io口，和r14左边连接的事停止控制模块的mcu的io口。接通电源，各模块的mcu开始自检工作，停止控制模块的mcu的io口输出低电平，u4光耦的左边导通，接下来光耦的右边导通，12.4v通过r12接到q3三极管b极，导通q3三极管，接下来导通u2光耦的左边，然后光耦的右边导通，光耦的右边3.3v通过r4电阻接到地，控制自检模块的mcu端口的io口的输入电平由原来u2光耦不导通的时候的高电平变化为低电平，这样的状态判断整个控制电路为正常，否则警报电路自身有问题，从而控制输出自检模块的mcu的io口恢复高电平，停止控制模块的mcu的io口恢复高电平。
整个仪器开机，研磨机控制电路模块会有自检功能，整个仪器开机运行过程中包括开机自检时的检测，“研磨”按钮按下前的检测，研磨过程中的检测和研磨到目标频率时的检测，通过这四步检测，来实时了解仪器的运行状况，保证测频系统在研磨过程中不超频。如图7所示，开机自检检测时，研磨机控制电路模块自检流程具体步骤如下：
101）研磨机控制自检输出端口1输出低电平，自检输出电路模块1中继电器导通，研磨机控制自检输出端口2输出低电平，自检输出电路模块2中继电器导通；
102）研磨机停止控制端口1输出高电平，研磨机停止控制电路模块1光耦不导通，研磨机停止控制端口2输出高电平，研磨机停止控制电路模块2光耦不导通；
103）延时100ms，等待信号稳定；
104）读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag11，读取研磨机控制自检输入端口2电平，记为flag12；
105）延时100ms，用于信号干扰消除；
106）再次读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag21，再次读取研磨机控制自检输入端口2电平，记为flag22；
107）判断flag11是否等于flag21，且值是否为真；判断flag12是否等于flag22，且值是否为真；
108）若满足步骤107）所述条件其值都为真，则研磨机控制端口1输出低电平，研磨机控制端口2输出低电平。判断flag11是否等于flag21不为真，则自检失败，触摸屏研磨机控制电路模块1损坏。判断flag12是否等于flag22不为真，则自检失败，触摸屏提示研磨机控制电路模块2损坏。
109）满足步骤107）所述条件其值都为真的前提下，延时100ms，等待信号稳定；
110）在步骤109）后读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag31；读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag32；
111）在步骤110）后延时100ms，用于信号干扰消除；
112）再次读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag41；再次读取研磨机控制自检输入端口2电平，记为flag42；
113）判断flag31是否等于flag41，且值是否为真；判断flag32是否等于flag42，且值是否为真；
114）若满足步骤113）所述条件成立，则自检成功，测频仪研磨机控制模块能正常工作；否则自检失败，判断flag31是否等于flag41不为真，则触摸屏提示研磨机控制模块1损坏；若只有flag32是否等于flag42不为真，则触摸屏提示研磨机控制模块2损坏。
如图8所示，测频仪主界面“研磨”按钮按下，开始研磨前和石英晶片研磨到达目标频率停机时，对研磨机控制回路功能的检测步骤一样，其具体步骤如下：
201）研磨机停止控制端口1输出高电平，研磨机停止控制模块1光耦不导通；研磨机停止控制端口2输出高电平，研磨机停止控制模块2光耦不导通；
202）延时100ms，等待信号稳定；
203）读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag11；读取研磨机控制自检输入端口2电平，记为flag12；
204）延时100ms，用于信号干扰消除；
205）再次读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag21；再次读取研磨机控制自检输入端口2电平，记为flag22；
206）判断flag11是否等于flag21，且值是否为真；判断flag12是否等于flag22，且值是否为真；
207）若满足步骤206）所述都条件成立都为真，则研磨机控制端口1输出低电平；则研磨机控制端口2输出低电平；若判断flag11是否等于flag21，为不真，则研磨机控制回路1不正常，触摸屏提示异常；如只flag12是否等于flag22，为不真，则研磨机控制回路2不正常，触摸屏提示异常；
208）若满足步骤206）所述都条件成立都为真，延时100ms，等待信号稳定；
209）在步骤208）后，读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag31；读取研磨机控制自检输入端口2电平，记为flag32；
210）在步骤209）后，延时100ms，用于信号干扰消除；
211）在步骤210）后，再次读取研磨机控制自检输入端口1电平，记为flag41，再次读取研磨机控制自检输入端口2电平，记为flag42；
212）判断flag31是否等于flag41，且值是否为真；判断flag32是否等于flag42，且值是否为真；
213）若满足步骤212）所述都条件成立都为真，则研磨机控制回路正常；若判断flag31是否等于flag41，为不真，则研磨机控制回路1不正常，触摸屏提示异常；如只flag32是否等于flag42，为不真，则研磨机控制回路2不正常，触摸屏提示异常；
其中研磨机控制回路检测，测频仪会对与研磨机的控制回路进行检测，若控制线没有连接或者研磨机控制模块异常，则测频仪会报警提示，若控制线连接正常，则进入在线测频流程。
如图9所示，所述在线测频过程中研磨机控制回路检测，其在线测频过程中，会对研磨机控制回路是否正常进行检测，研磨过程中的实时检测可以防止在研磨过程中研磨机控制线或者控制回路故障导致的超频问题，具体步骤如下：
301）判断研磨过程中是否进行过研磨机控制线检测；
302）若满足步骤301）所述条件，则本次在线测频过程中不再进行控制线检测；若不满足步骤301）所述条件，则将研磨过程中研磨机控制线检测标志位置为1，进行步骤303）操作；
303）判断当前石英晶片频率是否超过研磨频率的60%且未到目标频率；
304）若满足步骤303）条件，则读取研磨机控制自检输入端口1电平，即为flag1，读取研磨机控制自检输入端口2电平，即为flag2；若不满足步骤303）所述条件，则本次在线测频过程中不再进行控制线检测；
305）若flag1为1，则将系统运行状态设置为研磨机控制回路1异常，若flag2为1，则将系统运行状态设置为研磨机控制回路2异常，测频仪蜂鸣器报警，触摸屏提示异常，同时研磨机控制端口发出停机脉冲信号；若flag1和flag2都为0，则结束检测流程，研磨机控制回路正常。
以上所述仅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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。