面向硅錠電火花多線切割的均衡放電和同步控制技術(shù)研究.pdf

1、光伏產(chǎn)業(yè)所需的硅片正朝著大尺寸化、薄片化、高產(chǎn)量化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的內(nèi)圓、外圓切割法難以實(shí)現(xiàn)大尺寸、高效率與超薄切割；而目前廣泛使用的線鋸切割法由于依賴機(jī)械磨削力，已難以適應(yīng)小切縫、低成本、輕損傷與無污染的生產(chǎn)要求，且高檔線鋸切割機(jī)床多依賴進(jìn)口，代價(jià)高昂。電火花加工是利用脈沖電蝕現(xiàn)象去除材料的一種加工方法，不存在宏觀切削力，非常適合加工硬脆的半導(dǎo)體材料。但電火花線切割機(jī)床單次只能切割一片硅片，加工效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于線鋸切割。為提高電火花線切割的

2、切片效率，本文特別研制了一種新穎的用于硅錠切片加工的電火花多線切割機(jī)床，并針對(duì)其中存在的多線耦合問題，展開多電極均衡放電與同步控制技術(shù)研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在分析線鋸切割與往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，研制了一種并行放電多電極且電極絲間距可調(diào)的電火花多線切割運(yùn)絲系統(tǒng)，并對(duì)機(jī)床的多線同步運(yùn)絲機(jī)構(gòu)的主要部件進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。⑵設(shè)計(jì)開發(fā)了具有專用斷絲保護(hù)電路的電火花多線切割機(jī)床運(yùn)絲控制系統(tǒng)，并使之與工作液循環(huán)系統(tǒng)、進(jìn)給

3、伺服控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行。⑶設(shè)計(jì)了電火花多線切割脈沖電源與基于FPGA的模糊控制器，建立了基于多通道放電狀態(tài)采樣與反饋的多電極并行放電閉環(huán)控制系統(tǒng)。⑷針對(duì)多根電極絲之間的放電耦合干擾問題，比較分析了多通道同步與異步脈沖放電對(duì)加工質(zhì)量的影響，設(shè)計(jì)了MIMO模糊控制器進(jìn)行脈沖參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了多電極同步均衡放電控制。⑸在自主研制開發(fā)的電火花多線切割機(jī)床上進(jìn)行了硅錠切割試驗(yàn)，結(jié)果表明：跟傳統(tǒng)單線切割與單電極多線切割方法相比，本文提出的并行放電