高速多線切割機(jī)控制系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

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

2、力控制等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了理論分析與實(shí)際開發(fā)，對國內(nèi)多線切割機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)和調(diào)試提供了一些理論依據(jù)，具有一定的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價值。本課題以實(shí)驗(yàn)室原有多線切割機(jī)樣機(jī)為研究對象，設(shè)計了一套高精度、高速度的控制系統(tǒng)。具體研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)分析介紹了多線切割機(jī)的工作原理及其走線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出了控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計，并分別建立了多電機(jī)同步系統(tǒng)、線輥半徑模型、張力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，為控制方案的設(shè)計提供理論基礎(chǔ);
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3、2)針對速度同步系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)電伺服理論建立了合理準(zhǔn)確的伺服電機(jī)數(shù)學(xué)模型，并分別設(shè)計了基于PID和模糊自適應(yīng)PID的速度同步跟隨控制方案，并進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明，基于模糊自適應(yīng)PID的速度同步控制方案更優(yōu)，控制精度高，收放線輥電機(jī)與加工輥電機(jī)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(chǎn)生機(jī)理，設(shè)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(jī)排線機(jī)構(gòu)，