多线切割是目前先进的切片加工技术,其核心技术长期被瑞士,日本等国垄断。传统的河南高质量精密切割机一般采用砂浆切割工艺进行加工,但这种方法生产效率不高、能耗大,同时由于砂浆粘度高导致切屑分离困难,从而造成对环境的污染。为避免这些缺点,近年来出现了另外一种切割工艺----金刚线多线切割工艺。多轴同步控制是多线切割机设备需要攻克的关键问题。传统的多线切割机控制系统一般通过模拟量或者脉冲的方式控制,这种方式接线复杂,灵活性差,容易受到电磁干扰。而基于现场总线的伺服系统能很好地提高设备的灵活性、快速性和精确性。EtherCAT是目前国际上领先的工业实时以太网技术,本文在研究EtherCAT技术的基础上,设计了基于EtherCAT的金刚线多线切割机控制系统,主要开展了以下研究工作:针对本课题研究的高质量精密切割机,设计了基于EtherCAT的硬件系统方案,并对其硬件进行了配置。

在上世纪80年代以前，人们在切割超硬材料的时候一般采用涂有金刚石粉的内圈切割机进行切侧。然而随粉半导体行业的飞速发展，人们对已有的生产效率难以满足，同时由于内圆切侧的材料摄失非常大，在半导体行业成本的摩尔定律作用下，人们对于降低切捌成本、提高效率的要求越来越高。高质量精密切割机因此而逐步发展起来。在2003年以前，多线切剖主要润足于半导体行业的需求，切创技术主要掌握在欧、美、日、台等国家和地区，国内半导体业务以封装业务为主，上游的晶圆切荆技术远远落后于发达国家和地区，相关的设备制造研发也难有进展。高质量精密切割机事业还没有发展起来、

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多线切割机,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。从高质量精密切割机与内圆切割机相比较出发,着重研究了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。实验证明河南精密切割机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。

太阳能硅片高质量精密切割机是太阳能光伏产业链硅片生产流程中的关键设备,硅片加工质量的好坏将直接影响到后续的加工效率和成品率。多线切割以其高精度、高效率、低损耗的特点逐渐取代了传统的外圆和内圆切割成为硅棒切割加工的主要方式。多线切割是通过一根钢丝线的高速往复运动把磨料带入硅棒加工区域进行研磨切割,将待切割硅棒一次性同时切割成数百或数千片薄片的新型方法。太阳能硅片多线切割机的张力控制是关系到加工能否顺利进行和加工质量好坏的关键技术。钢丝线在切割过程中不允许断线,否则昂贵的硅棒将报废;钢丝线在切割过程中的抖动幅度和频度直接决定了硅片加工的质量;河南精密切割机的工艺要求对于同一硅棒加工的不同阶段所要求的钢丝线张力也不相同。