面向硅錠電火花多線切割的均衡放電和同步控制技術研究.pdf

1、光伏產業(yè)所需的硅片正朝著大尺寸化、薄片化、高產量化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的內圓、外圓切割法難以實現(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械磨削力，已難以適應小切縫、低成本、輕損傷與無污染的生產要求，且高檔線鋸切割機床多依賴進口，代價高昂。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體材料。但電火花線切割機床單次只能切割一片硅片，加工效率遠遠低于線鋸切割。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床，并針對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研究。
　　本研究主要內容包括：⑴在分析線鋸切割與往復走絲電火花線切割機床結構的基礎上，研制了一種并行放電多電極且電極絲間距可調的電火花多線切割運絲系統(tǒng)，并對機床的多線同步運絲機構的主要部件進行了詳細設計。⑵設計開發(fā)了具有專用斷絲保護電路的電火花多線切割機床運絲控制系統(tǒng)，并使之與工作液循環(huán)系統(tǒng)、進給

3、伺服控制系統(tǒng)協(xié)調運行。⑶設計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加工質量的影響，設計了MIMO模糊控制器進行脈沖參數(shù)自適應調整，實現(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床上進行了硅錠切割試驗，結果表明：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