高速多線切割機控制系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、集成電路、光伏和半導體照明產業(yè)是我國戰(zhàn)略性產業(yè)之一。多線切割技術是太陽能光伏發(fā)電、大規(guī)模集成電路等電子產業(yè)中基片加工的創(chuàng)新性核心工藝和主流技術，可以大幅度提高出片率、切片質量和生產效率。多線切割機控制系統(tǒng)復雜，控制精度要求非常高。目前國內多線切割機產品大部分依賴從國外進口，多線切割機的核心控制技術已成為制約國內多線切割機市場發(fā)展的技術瓶頸。
　　多電機速度同步系統(tǒng)和張力系統(tǒng)是控制系統(tǒng)研究的重點和難點。本文針對多電機速度同步控制和張

2、力控制等關鍵技術進行了理論分析與實際開發(fā)，對國內多線切割機控制系統(tǒng)的設計、開發(fā)和調試提供了一些理論依據(jù)，具有一定的理論意義和實際應用價值。本課題以實驗室原有多線切割機樣機為研究對象，設計了一套高精度、高速度的控制系統(tǒng)。具體研究內容和成果如下:
　　(1)分析介紹了多線切割機的工作原理及其走線系統(tǒng)結構，提出了控制系統(tǒng)總體方案設計，并分別建立了多電機同步系統(tǒng)、線輥半徑模型、張力系統(tǒng)數(shù)學模型，為控制方案的設計提供理論基礎;
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3、2)針對速度同步系統(tǒng)，根據(jù)機電伺服理論建立了合理準確的伺服電機數(shù)學模型，并分別設計了基于PID和模糊自適應PID的速度同步跟隨控制方案，并進行仿真。仿真結果表明，基于模糊自適應PID的速度同步控制方案更優(yōu)，控制精度高，收放線輥電機與加工輥電機同步情況良好;
　　(3)針對張力控制系統(tǒng)，為了減小張力波動幅度，分析了切割線張力產生機理，設計了基于張力傳感器的張力反饋控制方案，并優(yōu)化了走線過程中速度換向的控制策略，同時針對樣機排線機構，