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。传统的哈尔滨高质量摇摆多线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摇摆多线切割机,设计了基于EtherCAT的硬件系统方案,并对其硬件进行了配置。

分析了高质量摇摆多线切割机放线系统张力锤的速度调节和张力控制的机械结构原理;针对高速运行时数字PID控制系统存在的问题,提出了一种自适应逆随动控制系统结构,该系统以主电机为参考模型,是由一个系统辨识环节和一个自适应控制器环节构成,引入虚拟模型自适应地调整控制器,使放线电机与主电机具有类似的动态特性;样机的实验结果证明了该系统的可行性;对跟随误差进行了全面的分析并提出了提高控制哈尔滨摇摆多线切割机精度的方法.

针对切割线张力控制线问题,探讨高质量摇摆多线切割机走线过程中影响线张力的各种因素,提出一种机电一体化的张力控制策略,该方法用转矩电动机代替张力锤施加张力,这种张力控制方法与传统的控制方法相比能极大地降低线张力波动的强度。理论分析626969con澳门玄机验结果都表明:该方法张力控制精度高、易于实现,而且断线故障率低、张力调整方便。机电一体化张力控制的实现为多线切割机走线系统的设计奠定了基础。 针对多电机速度同步系统控制问题,采用机理建模方法,建立了张力电机的运动学数学模型。全面分析了引起摇摆多线切割机供应商走线系统稳定性各种不确定因素,指出多线切割机同步系统是一个非线性、时变、多输出的复杂系统。

哈尔滨高质量摇摆多线切割机是光电信息产业中制备产品基片的重要设备,切片的质量直接影响后续进程的质量和成品率。多线切割是通过极细(70μm)切割线的高速往复运动将工件一次同时切割为数百或上千薄片的一种新型切割技术,相较于传统的内圆和外圆切割,具有加工精度高、效率高和材料损耗少的优势,已成为切片加工的主流设备。张力控制技术是多线切割得以进行的关键技术,张力的波动程度和变化频率直接影响了切片质量。目前国内虽然有不少对多线切割机的研究,但是其中对于张力控制的研究较少,张力控制技术主要掌握在少数发达国家手中,所以从理论626969con澳门玄机际两方面考虑,对张力控制系统进行研究和应用很有必要。本文针对多线切割机的张力控制系统静态超调大、稳态误差大、加速度时张力波动大的问题,设计张力闭环控制系统,建立其数学模型,通过分析高质量摇摆多线切割机走线过程中的各张力干扰因素,提出一种基于模糊PID控制算法的张力闭环控制策略,并进行了 MATLAB仿真分析和上机试验,实现了高精度的张力控制。