基于往復漸進運動控制的硅材料電火花線切割研究.pdf

1、單晶硅片廣泛應用于光伏產(chǎn)業(yè),在微電子元器件中,單晶硅片也是應用的最普遍的一種材料。電火花線切割加工是利用火花放電時產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象對材料進行尺寸加工,由于其非接觸的加工方式,對加工材料沒有應力作用,對于脆性的硅片加工是非常理想的。經(jīng)過科研人員多年努力,現(xiàn)階段已經(jīng)形成了一套相對完整的理論體系和工藝參數(shù)庫,已經(jīng)能夠對一定電阻率范圍內的半導體進行加工,但目前半導體電火花加工中存在的最大技術難題就是加工中的自動伺服控制。硅材料的特殊電學特性使得傳

2、統(tǒng)的電火花線切割伺服控制系統(tǒng)所采用的放電狀態(tài)檢測方法失效。為此,提出了“進給-后退-再進給”運動方式的往復漸進自適應控制方法,并圍繞該方法展開理論與實踐研究。具體工作如下:
　　(1)對硅材料電火花線切割加工中的電流電壓特性進行了研究,與金屬加工中的電流電壓特性進行比較,分析了現(xiàn)有伺服控制系統(tǒng)失效的原因。在此基礎上設計了一種基于往復漸進運動控制的電火花線切割總體方案。
　　(2)針對往復漸進運動控制中涉及到的控制參數(shù),提出了

3、一種基于模糊控制的自適應控制算法。設計了自適應模糊邏輯控制器,并在MATLAB平臺上對其進行了仿真。
　　(3)對現(xiàn)有機床進行了硬件改造,設計了帶有光耦隔離的模擬量檢測電路、放電電流檢測電路與光柵尺接口電路,組建了由工控機和運動控制卡組成的電火花線切割機床閉環(huán)伺服進給控制系統(tǒng)。
　　(4)完成了運動控制卡的配置與往復漸進運動控制程序的設計與調試,同時使用VISUAL C++語言設計了基于Windows平臺的控制界面,實現(xiàn)了電