长春专业激光精密切割设备以其效率高、工艺好、成本低的优点将成为半导体材料切割行业的主导设备。但是,多线切割机在加工过程中各电机之间协调同步的复杂性对控制系统提出了很高的要求。现今国内市场的多线切割机还主要依靠进口,国产的多线切割机的控制技术还不完善,因此在高速下对多线切割机的控制系统进行研究时很有意义的。 本文分析了多线切割机的工作原理、组成结构以及工作过程,提出了对机床控制系统的要求。建立了控制系统的运动学和动力学的基础模型,并根据伺服电机的结构原理建立了伺服电机的理论模型。在此基础上,分析现有的速度同步控制方案的问题,设计了一种PID速度同步跟随控制方案,通过对控制系统的仿真,得到了很好的控制效果。 针对多线切割机切割线张力波动过大的问题,不仅在现有设备的基础上改进了速度换向方式和张力张紧方式,而且设计了一套张力反馈控制方案,大大降低了切割线上的张力波动。Z后对多线切割机的控制系统进行了各种扰动分析并进行了样机调试。结果证明控制系统运行良好,显著提高了激光精密切割设备价格的工作转速和系统稳定性。

随着半导体产业的快速发展，长春专业激光精密切割设备的市场需求不断增大，得到了国家政府部门的高度重视，投入也越来越多。近几年，许多科研机构和一些企业相继立项研究了大直径硅片切割加工关键技术及其相关的工艺与装备，并取得了一些可喜的成果。部分国内公司都基本掌握了多线切割机的关键技术，相继研制出了多种数控多线切割机产品，这对我国切片加工行业以及半导体行业的发展起到了巨大的推动作用。虽然国内研究均有突破，但在设备运行稳定性及切割精度方面都或多或少存在问题。专业激光精密切割设备通过金属丝的高速往复运动来实现工件的切割，其具有成型效率高、成品精度高等优点，但相关技术中的多线切割机的进给系统仅可以实现加工工件沿竖直方向的进给，由此仅可以加工出平面薄片状零件，无法加工出瓦形结构零件。

进一步提高效率、降低成本是硅材料今后发展的趋势,也是产业化的要求。目前在半导体硅材料的加工领域引入了专业激光精密切割设备,它高效的生产能力,诸多的优势,决定了它的发展空间,但如何有效控制硅片应力,这是一个需要迫切解决的问题。从线切割机与内圆切割机相比较出发,着重研究线切割机在生产过程中的应力控制。针对线切割机的工作原理,在切片过程中硅片因机械作用造成的刀痕、损伤、破损会导致产生包括机械应力和热应力在内的应力,进而产生滑移位错,当机械应力和热应力在高温处理过程中的作用超过晶体滑移临界应力时,会产生硅片的破碎。对于翘曲度、弯曲度、总厚度误差、中心厚度误差等方面的质量控制,可以通过调整线张力、进给速度、冷却剂流量等一系列工艺措施来达到目的及要求,它大大降低了生产成本,提高了生产效率。实验证明,长春激光精密切割设备切出的硅片的厚度和质量都很好的满足了下一道工序的要求。

国内较早从事太阳能专业激光精密切割设备开发的厂家要数上海日进了。上海日进引入日本技能，早在2006年就推出了首台多线切割样机，样机相似NTC MWM442D。样机在日进内部切割实验结果杰出，切除的硅片质量完全合格。但是在客户实际试用的时候，还是遇到了许多的问题，比方成品率低、断线率高、设备的控制精度比国外进口设备要差。国内陆陆续续推出多线切割样机的厂家并不多。从样机来看，技能原理和设计首要都是学习了日本 NTC MWM442D机型的许多理念，样机根本都归于小型机。北京京联发测验开发相似HCT B5机型的样机，但是在市场上没有看到试用的设备。国内目前开发出的长春激光精密切割设备样机基础都面临着相似的问题，成品率低、断线率高、控制精度差等。加上硅料价格高昂，客户测验新机器的本钱十分高，每次的损失可能动则几万元到几十万元，这也限制了设备制作企业很难获得更多的生产性实验数据来改进设备。

长春专业激光精密切割设备已经集成了现代制造技术工艺技术，现代控制技术 现代传感技术和新型材料，例如交流伺服电机及驱动系统 工业控制计算机 运动控制卡及总线系统 主轴油雾润滑冷却及间隙密封单元 恒定张力快速走线系统等 由于以上系统的择优选用，使现代多线切割机适用于大直径 IC 硅片，光伏电池衬底超薄片，砷化镓 磷化铟碳化硅 铌酸锂 钽酸锂 光学玻璃等多种硬脆材料的切片加工。从国产数控多线切割机床与国外产品主要技术指标对比来看，当前专业激光精密切割设备中小型尺寸加工为主，并在该领域各项主要指标达到或超过国际先进水平，应用范围也从单纯的半导体单晶硅加工快速推广至多晶硅、石英晶体、宝石、玻璃及压电陶瓷等其他材料的加工行业。

首先，切割液（peg）的粘度由于在专业激光精密切割设备整个切割过程中， 碳化硅微粉是悬浮在切割液上而通过钢线进行切割的，所以切割液主要起悬浮和冷却的作用。切割液的粘度是碳化硅微粉悬浮的重要保证。只有符合机器要求的切割标准的粘度， 才能在切割的过程中保证碳化硅微粉的均匀悬浮分布以及砂浆稳定地通过砂浆管道随钢线进入切割区。由于带着砂浆的钢线在切割硅料的过程中，会因为摩擦发生高温，所以切割液的粘度又对冷却起着重要作用。如果粘度不达标，就会导致液的流动性差， 不能将温度降下来而造成灼伤片或者出现断线， 因此切割液的粘度又确保了整个长春激光精密切割设备运转过程的温度控制。