專利名稱：一種硅片多線切割張力控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測定和控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及利用計(jì)算機(jī)技術(shù)檢測和控制硅片切割技木，具體涉及ー種硅片多線切割設(shè)備上的張カ控制裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
多線切割機(jī)具有批量、多片切割太陽能硅片的功能，適合于對125X 125mm太陽能單晶硅片的批量切割生產(chǎn)。隨著硅片切割技術(shù)的迅速發(fā)展，對硅片的切割質(zhì)量要求越來越高，在生產(chǎn)過程中要求切割硅片邊緣崩邊小、TTV值波動范圍小、表面粗糙度高和不能有明顯的切割線痕，以減少后續(xù)清洗和印刷的破損率。由于多線切割機(jī)為批量切割，切割過程的斷線會造成硅片的大量破損或產(chǎn)生明顯線痕。因此太陽能硅片技術(shù)的發(fā)展需要多線切割機(jī)性能可靠、操作方便、斷線率低。多線切割張カ控制方法和裝置是多線切割機(jī)的核心技木， 為實(shí)現(xiàn)上述要求，需要一種實(shí)時切割線張カ控制的系統(tǒng)和方法。現(xiàn)有張カ控制技術(shù)采用重錘方式調(diào)節(jié)張力在放線輪和收線輪之間加ー個張カ 錘，張力錘可在垂直的滑槽內(nèi)上下自由滑動，通過張カ錘自身的重力施加張力，并且在切割機(jī)走線過程中，由張カ錘的位置、速度來調(diào)節(jié)主電動機(jī)與放線電動機(jī)之間的速度同歩。而理論驗(yàn)證和實(shí)際使用均表明此種控制方式不能減小高線速度下的張カ波動范圍，而加速度也受到控制精度的制約不能提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種硅片多線切割張カ控制的系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)通過計(jì)算機(jī)程序化控制，而使切割線張カ波動減小，大大提高多線切割張カ控制的準(zhǔn)確性和可靠性。實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的本發(fā)明的技術(shù)方案為
本發(fā)明硅片多線切割張カ控制系統(tǒng)包括張カ檢測控制裝置和張カ調(diào)整裝置；張カ檢測控制裝置包括由主控計(jì)算機(jī)和模擬量I/O采集卡構(gòu)成的張カ檢測控制主単元和與張カ檢測控制主單元連接的左、右張カ檢測裝置、放線信號端子、收線信號端子；所述放線信號端子設(shè)置于放線輪連接放線輪電機(jī)，收線信號端子設(shè)置于收線輪連接收線電機(jī)，所述收、放信號端子分別連接張力檢測控制主単元的相應(yīng)端ロ ；左、右張カ檢測裝置分別設(shè)置于放線輪和收線輪上方，其中左張カ檢測裝置檢測從放線輪出來之后的切割線張カ變化、右張カ檢測裝置檢測切割線到收線輪之前張カ變化，所述左、右張カ檢測裝置分別連接張力檢測控制主単元的相應(yīng)端ロ ；所述張カ調(diào)整裝置設(shè)為左、右張カ調(diào)整裝置，分別設(shè)置在左、右張カ 檢測裝置的內(nèi)側(cè)，且分別和張力檢測控制主単元的相應(yīng)端ロ連接。本發(fā)明硅片多線切割張カ控制的方法為利用多線切割張カ控制系統(tǒng)進(jìn)行檢測控制，其步驟如下，
(1)向收線輪和放線輪信號端子施加信號電壓； ⑵檢測張カ信號是否達(dá)到設(shè)定張力，否則返回步驟(1)；⑶如果張カ達(dá)到設(shè)定值，則啟動線輪旋轉(zhuǎn)；
⑷檢測張カ信號變化，同時驅(qū)動張カ調(diào)整單元進(jìn)行張カ調(diào)整。本發(fā)明方法中所述張カ信號電壓設(shè)為-IOV—+IOV的電壓信號。所述控制張カ恒疋。本發(fā)明的有益效果為
本發(fā)明中由主控計(jì)算機(jī)和模擬量I/O采集卡構(gòu)成的張カ檢測控制主単元，采用EVC語言編制張力檢測控制程序，主控計(jì)算機(jī)通過控制軟件，通過I/O采集卡實(shí)時采集張カ信號變化，通過在張力檢測單元信號端子實(shí)時檢測信號電壓和張カ設(shè)置值信號比較來判斷切割線張カ是否需要調(diào)整，通過在張力調(diào)整單元施加士 IOV信號電壓，完成切割線的張カ檢測和調(diào)整的控制功能。張カ檢測控制主單元對張カ調(diào)整裝置施加扭矩信號電壓，通過檢測模擬量I/O采集卡的張力信號變化判斷切割線張カ是否恒定，如果張カ變化大于設(shè)定范圍，張カ調(diào)整裝置中的擺臂將超過其調(diào)整范圍，將不能調(diào)整張力到設(shè)置值，此種情況下將通過調(diào)整放線輪和收線輪電壓信號，使線輪轉(zhuǎn)速増加或減小，使張カ調(diào)整裝置的擺臂回到正常調(diào)整范圍，使切割線張カ恒定。本發(fā)明所述系統(tǒng)利用放線信號端子、收線信號端子、張カ檢測裝置，張カ調(diào)整裝置，通過計(jì)算機(jī)張カ檢測控制單元控制，實(shí)現(xiàn)了張カ調(diào)整裝置和收放線機(jī)構(gòu)相結(jié)合和張カ 檢測控制計(jì)算機(jī)化。收放線輪在張力超過范圍時對張力調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)范圍進(jìn)行補(bǔ)償，避免了由于調(diào)整機(jī)構(gòu)超出范圍引起斷線，提高多線切割張カ檢測與調(diào)整的準(zhǔn)確性、及時性和可靠性。本發(fā)明適用于125X 125mm和156X 156mm規(guī)格太陽能硅片批量切割過程中的張カ 檢測和控制。本發(fā)明提高了張カ控制系統(tǒng)的響應(yīng)；可提升切割線速度，適應(yīng)硬脆材料的切割；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔，穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例硅片多線切割張カ控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例硅片多線切割張カ控制系統(tǒng)的控制示意圖3是本發(fā)明實(shí)施例硅片多線切割張カ控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)ー步的說明
如附圖1、2所示本發(fā)明實(shí)施例所述多線切割張カ控制系統(tǒng)，包括張カ檢測控制裝置和張カ調(diào)整裝置張カ檢測控制裝置包括由主控計(jì)算機(jī)和模擬量I/O采集卡構(gòu)成的張カ檢測控制主単元11，和與張カ檢測控制主単元11連接的左、右張カ檢測裝置1、2，放線信號端子 14，收線信號端子15，所述張カ檢測控制主単元11采用EVC語言編制斷線檢測控制程序，通過控制軟件和模擬量I/O采集卡實(shí)時采集I/O信號；所述放線信號端子14設(shè)置于放線輪5 連接放線輪電機(jī)，收線信號端子15設(shè)置于收線輪6連接收線電機(jī)，所述收、放信號端子14、 15分別連接張力檢測控制主単元11的相應(yīng)端ロ 12、13 ；左、右張カ檢測裝置1、2分別設(shè)置于放線輪5和收線輪6上方，其中左張カ檢測裝置1檢測從放線輪5出來之后的切割線張 カ變化、右張カ檢測裝置2檢測切割線到收線輪6之前的張カ變化，所述左、右張カ檢測裝置1、2分別連接張力檢測控制主單元11的相應(yīng)端口 7、8 ；所述張力調(diào)整裝置設(shè)為左、右張力調(diào)整裝置3、4，分別設(shè)置在左、右張力檢測裝置1、2的內(nèi)側(cè)，且分別和張力檢測控制主單元11的相應(yīng)端口 9、10連接。本發(fā)明實(shí)施例所述多線切割張力控制方法其控制步驟如圖3所示步驟100啟動硅片多線切割張力檢測控制系統(tǒng)。步驟101計(jì)算機(jī)張力檢測控制主單的放線輪輸出信號端口和收線輪輸出信號端口分別向放、收線信號端子施加0-10V信號電壓。步驟102檢測張力檢測信號端子是否收到信號電壓并和設(shè)置張力電壓值比較，判斷是否達(dá)到設(shè)置值，如果收線信號端子收到的信號電壓沒能使張力檢測端子電壓達(dá)到張力設(shè)置值，則到步驟101指令向收線輪輸出信號，繼續(xù)施加信號電壓；如果收到-IOV —+IOV信號電壓，并和設(shè)置張力電壓值相同，則步驟103施加高速啟動電壓信號，使收放線輪旋轉(zhuǎn)。同時檢測張力信號變化，步驟104判斷檢測信號電壓與設(shè)置值相比是否有偏差電壓，如果產(chǎn)生正負(fù)信號電壓差，則到步驟105指令張力調(diào)整裝置按照信號電壓差的方向調(diào)整張力大小，并到步驟106 ；如果沒有產(chǎn)生信號電壓差，則返回步驟102。步驟106判斷張力調(diào)整臂旋轉(zhuǎn)角度是否超過轉(zhuǎn)動范圍，如果超過則到步驟107。如果沒超過調(diào)整范圍，則轉(zhuǎn)到步驟103。107步驟調(diào)整收線輪端子信號電壓，使切割線張力回到設(shè)置值范圍。切割線在高速運(yùn)行中始終檢測張力信號變化，并向張力調(diào)整裝置3和4施加信號電壓差，張力調(diào)整裝置實(shí)施對切割線的張力控制任務(wù)。正常情況下，張力調(diào)整裝置會根據(jù)張力檢測信號電壓差轉(zhuǎn)動調(diào)整切割線張力大小，當(dāng)張力突然變化較大時，張力調(diào)整裝置的張力臂轉(zhuǎn)角不能調(diào)整張力到設(shè)置值時，控制計(jì)算機(jī)會改變收線輪端子信號電壓值，通過調(diào)整收線輪轉(zhuǎn)速，使切割線張力調(diào)整到設(shè)置值。
權(quán)利要求
1.一種硅片多線切割張カ控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括張カ檢測控制裝置和張 カ調(diào)整裝置張カ檢測控制裝置包括由主控計(jì)算機(jī)和模擬量I/O采集卡構(gòu)成的張カ檢測控制主単元和與張カ檢測控制主單元連接的左、右張カ檢測裝置、放線信號端子、收線信號端子；所述放線信號端子設(shè)置于放線輪連接放線輪電機(jī)，收線信號端子設(shè)置于收線輪連接收線電機(jī)，所述收、放信號端子分別連接張力檢測控制主単元的相應(yīng)端ロ ；左、右張カ檢測裝置分別設(shè)置于放線輪和收線輪上方，其中左張カ檢測裝置檢測從放線輪出來之后的切割線張カ變化、右張カ檢測裝置檢測切割線到收線輪之前張カ變化，所述左、右張カ檢測裝置分別連接張カ檢測控制主単元的相應(yīng)端ロ ；所述張カ調(diào)整裝置設(shè)為左、右張カ調(diào)整裝置，分別設(shè)置在左、右張カ檢測裝置的內(nèi)側(cè)，且分別和張力檢測控制主単元的相應(yīng)端ロ連接。
2.一種硅片多線切割張カ控制的方法，其特征在于利用多線切割張カ控制系統(tǒng)進(jìn)行檢測控制，其步驟如下(1)向收線輪和放線輪信號端子施加信號電壓；(2)檢測張力信號是否達(dá)到設(shè)定張力，否則返回步驟(1)；(3)如果張カ達(dá)到設(shè)定值，則啟動線輪旋轉(zhuǎn)；(4)檢測張力信號變化，同時驅(qū)動張カ調(diào)整単元進(jìn)行張力調(diào)整控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種硅片多線切割張カ控制的方法，其特征在于所述張カ 信號電壓設(shè)為-IOV—+IOV的電壓信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種硅片多線切割張カ控制的方法，其特征在于所述控制張カ恒定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硅片多線切割張力控制系統(tǒng)及控制方法。該系統(tǒng)包括張力檢測控制裝置和張力調(diào)整裝置；張力檢測控制裝置包括由主控計(jì)算機(jī)和模擬量I/O采集卡構(gòu)成的張力檢測控制主單元和與張力檢測控制主單元連接的左、右張力檢測裝置、放線信號端子、收線信號端子。所述硅片多線切割張力控制的方法為利用多線切割張力控制系統(tǒng)進(jìn)行檢測控制，其步驟為向收線輪和放線輪信號端子施加信號電壓；檢測張力信號是否達(dá)到設(shè)定張力，否則返回步驟1；如果張力達(dá)到設(shè)定值，則啟動線輪旋轉(zhuǎn)；檢測張力信號變化，同時驅(qū)動張力調(diào)整單元進(jìn)行張力調(diào)整。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了通過計(jì)算機(jī)程序化控制，而使切割線張力波動減小，大大提高多線切割張力控制的準(zhǔn)確性和可靠性。
文檔編號B28D7/00GK102555093SQ201110391499
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者吳旭, 王學(xué)軍 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第四十五研究所