介紹了高質量多線切割設備的總體結構,說明了它的工作原理,針對鋼絲線張力波動的問題,提出了一種基于相鄰軸速度誤差的多軸同步控制策略.以收放線電機和主電機為控制對象,定義了多軸系統的跟蹤誤差和同步誤差,引入了相鄰軸速度誤差的概念,設計控制轉矩滿足電機的運動方程,使得相鄰軸速度誤差及其微分趨于零,實現多軸的同步控制.采用李雅普諾夫函數證明了算法的收斂性和穩定性.仿真和實驗表明該控制策略不僅同步性高、穩定性好、收斂速度快,而且張力控制精度高、波動范圍小。很好的實現了多線切割設備價格的速度同步控制。

山東高質量多線切割設備是IC(集成電路)、IT(信息技術)、PV(光伏)等行業核心器件基片制造流程中的關鍵裝備。多線切割是目前非常先進的切片加工技術,其原理是通過金屬線的高速往復運動把磨料帶入待切割材料加工區域進行研磨,將待切件同時切割為數百或數千片薄片的創新性切片工藝。但多線切割機制造技術難度大,其核心技術長期被瑞士、日本等國家的極少數公司所壟斷,嚴重制約了我國半導體照明、光伏、集成電路制造等產業的發展。開發具有自主知識產權的多線切割技術及裝備,已成為突破國外技術封鎖和國內產業瓶頸的關鍵舉措。

山東高質量多線切割設備是光電信息產業中制備產品基片的重要設備,切片的質量直接影響后續進程的質量和成品率。多線切割是通過極細(70μm)切割線的高速往復運動將工件一次同時切割為數百或上千薄片的一種新型切割技術,相較于傳統的內圓和外圓切割,具有加工精度高、效率高和材料損耗少的優勢,已成為切片加工的主流設備。張力控制技術是多線切割得以進行的關鍵技術,張力的波動程度和變化頻率直接影響了切片質量。目前國內雖然有不少對多線切割機的研究,但是其中對于張力控制的研究較少,張力控制技術主要掌握在少數發達國家手中,所以從理論和實際兩方面考慮,對張力控制系統進行研究和應用很有必要。本文針對多線切割機的張力控制系統靜態超調大、穩態誤差大、加速度時張力波動大的問題,設計張力閉環控制系統,建立其數學模型,通過分析高質量多線切割設備走線過程中的各張力干擾因素,提出一種基于模糊PID控制算法的張力閉環控制策略,并進行了 MATLAB仿真分析和上機試驗,實現了高精度的張力控制。

目前，對于具有高精度要求的薄片件的加工，山東高質量多線切割設備切割是一種高效率、高精 度、操作簡單的加工方法。已廣泛應用于切割磁性材料、水晶、陶瓷、化合物、氧化物、藍寶 石、單晶硅等各種硬脆性材料。多線切割是一種通過金屬線的高速往復運動，把磨料帶入工 件加工區域進行研磨，將硬脆材料一次同時切割為數百片薄片的一種新型切割加工方法。 由于，切割時金屬線與工件為線接觸，阻力大，效率較低。隨著量產需求量的擴大，提高效 率、保證加工精度成為高質量多線切割設備的發展趨勢，提升切割能力無疑成為各個廠家的追求目 標。而減弱接觸阻力是提升切割能力Z有效的方法之一。

為了提高硅材料的加工效率，傳統的單線加工技術已被現在的多線加工技術完全取代。高質量多線切割設備的原理是通過多根鋼線高速往復的運動將研磨材料帶入待切割材料的加工區域，將待加工材料（如晶體硅、人造水晶、人造藍寶石、光學玻璃等硬脆材料）一次性切成數百片甚至數千片的技術。多線切割機控制系統復雜，對控制精度要求比較高，所以生產成本比較高。目前國內廠家還沒有完全掌握多線切割機的控制技術，高檔多線切割設備價格市場主要還是依賴進口。要提高國產多線切割機的工作性能，必須對其現存的問題進行深入研究，找到解決問題的方法。