基于往復(fù)漸進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制的硅材料電火花線切割研究.pdf

1、單晶硅片廣泛應(yīng)用于光伏產(chǎn)業(yè),在微電子元器件中,單晶硅片也是應(yīng)用的最普遍的一種材料。電火花線切割加工是利用火花放電時(shí)產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象對(duì)材料進(jìn)行尺寸加工,由于其非接觸的加工方式,對(duì)加工材料沒有應(yīng)力作用,對(duì)于脆性的硅片加工是非常理想的。經(jīng)過科研人員多年努力,現(xiàn)階段已經(jīng)形成了一套相對(duì)完整的理論體系和工藝參數(shù)庫,已經(jīng)能夠?qū)σ欢娮杪史秶鷥?nèi)的半導(dǎo)體進(jìn)行加工,但目前半導(dǎo)體電火花加工中存在的最大技術(shù)難題就是加工中的自動(dòng)伺服控制。硅材料的特殊電學(xué)特性使得傳

2、統(tǒng)的電火花線切割伺服控制系統(tǒng)所采用的放電狀態(tài)檢測方法失效。為此,提出了“進(jìn)給-后退-再進(jìn)給”運(yùn)動(dòng)方式的往復(fù)漸進(jìn)自適應(yīng)控制方法,并圍繞該方法展開理論與實(shí)踐研究。具體工作如下:
　　(1)對(duì)硅材料電火花線切割加工中的電流電壓特性進(jìn)行了研究,與金屬加工中的電流電壓特性進(jìn)行比較,分析了現(xiàn)有伺服控制系統(tǒng)失效的原因。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種基于往復(fù)漸進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制的電火花線切割總體方案。
　　(2)針對(duì)往復(fù)漸進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制中涉及到的控制參數(shù),提出了

3、一種基于模糊控制的自適應(yīng)控制算法。設(shè)計(jì)了自適應(yīng)模糊邏輯控制器,并在MATLAB平臺(tái)上對(duì)其進(jìn)行了仿真。
　　(3)對(duì)現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行了硬件改造,設(shè)計(jì)了帶有光耦隔離的模擬量檢測電路、放電電流檢測電路與光柵尺接口電路,組建了由工控機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制卡組成的電火花線切割機(jī)床閉環(huán)伺服進(jìn)給控制系統(tǒng)。
　　(4)完成了運(yùn)動(dòng)控制卡的配置與往復(fù)漸進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試,同時(shí)使用VISUAL C++語言設(shè)計(jì)了基于Windows平臺(tái)的控制界面,實(shí)現(xiàn)了電