[发明专利]多线切割机钢线收、放线自动跟踪控制方法及装置

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种多线切割机收、放线装置中钢线跟踪控制方法，特别是涉及一种多线切割机收、放线装置中钢线自动跟踪方法及实现该方法的自动跟踪装置。

二、背景技术：

多线切割机是一种利用细钢线切割单晶硅、多晶硅等硬材料的一种机器，钢线传动机构主要是由主辊轮、两个收放线轮、张力轮等组成，由于在切割过程中，钢线周期性地高速往复运动，并且有加减速过程，每个线轮在一个周期内都要进行收线和放线过程，由于收、放线轮的直径是变化的，收、放线轮的角速度也是变化的，这样就必须保证钢线在收放线轮上均匀排布。

参见图3所示钢线运动过程中的线速度示意图以及图4所示的钢线传动图，可以看出钢线在一个循环周期的运动过程是：速度从0加速到最大速度---匀速运动---速度减速到0---反向加速到最大速度---反向匀速运动---反向减速到0---循环结束。其中正向匀速时间比反向匀速时间长，以保证每个循环有新进线量，两个线轮的运动状态和钢线的运动状态相类似，只不过角速度随直径变化自动调整。以前多线切割机在切割单晶硅、多晶硅等硬材料的生产过程中，收、放线装置都是采用普通齿轮减速电机调速，这种电机速度响应慢，瞬时换向性能差，由于线轮的频繁正反向运动及角速度的变化，往往会使钢线在线轮上不能均匀缠绕，进而造成收、放线轮上钢线呈纺锤形排布，甚至会导致钢线断线，使硅片破碎，造成较大经济损失。

三、发明内容：

本发明针对现有技术不足，提出一种多线切割机收、放线装置中钢线自动跟踪方法及自动跟踪控制装置，目的是保证钢线在线轮收线或放线的换向运动中保证钢线在线轮上紧密均匀排布，减少钢线断线几率，提高机器可靠性。

本发明所采用的技术方案：

一种多线切割机自动收、放线装置中钢线自动跟踪方法，收、放线装置分别采用伺服电机和齿轮、齿条驱动移动平台，在移动平台上安装两个触轮，钢线从两个触轮中间穿过，移动平台带动钢线在两个线轮轴向方移动，在所述移动平台上与两个触轮联动设有两个旋转编码器，每个旋转编码器的编码轴连接一个触轮，旋转编码器的输出信号通过导线与一控制器连接，所述控制器控制连接收、放线装置的伺服电机，通过所述控制器分别由两个旋转编码器来决定伺服电机的运动方向，自动校正钢线在收、放线装置中的位置，使钢线在收、放线装置中紧密均匀排布，

1)在线轮电机换向旋转且钢线偏离紧密排列轨道时，钢线触及其中一个触轮带动其连接的旋转编码器编码，所述控制器根据接收的编码信号，控制伺服电机驱动移动平台向一个方向运动，

2)当钢线向另一个方向偏离排列轨道时，钢线触及另外一个触轮带动其连接的旋转编码器编码，控制器根据接收的编码信号，控制伺服电机驱动移动平台向另一个方向运动。

所述的多线切割机自动收、放线装置中钢线自动跟踪方法，旋转编码器发出编码信号输入到控制器的高速计数器模块，高速计数器内每个通道有一个标志寄存器，当CPU处理器检测到有计数值时，标志寄存器标志位置1，否则置0，CPU处理器通过编程软件判断标志寄存器的标志位，若标志寄存器的标志位数值是1，则通过输出模块发出正转或反转信号，控制伺服电机的正转或反转。

所述的多线切割机自动收、放线装置中钢线自动跟踪方法，伺服电机的运动速度V是根据线轮的角速度ω和绕线间隙S(线轮上线与线的间隙)，通过控制器编程运算后，输出速度信号给伺服电机的驱动器，控制伺服电机运动速度，以适应线轮不同角速度的变化，伺服电机运动速度计算公司为：V＝ω*S，式中：线轮角速度ω是根据装在线轮电机上的编码器输入到控制器的信号测得的，绕线间距S是从操作台屏上由人工设定的常数。

一种多线切割机钢线收、放线自动跟踪控制装置，其中收线和放线装置均均采用包括伺服电机以及齿轮、齿条在内的驱动系统，在与所述齿条联动连接的移动平台上安装有两个触轮，在所述移动平台上与每个触轮联动各设有一个旋转编码器，旋转编码器的编码轴连接触轮，每个旋转编码器的输出信号连接控制器，所述控制器控制连接伺服电机。

所述的多线切割机钢线收、放线自动跟踪控制装置，控制器含有CPU处理器、输入模块、输出模块、高速计数器模块，输入模块连接CPU处理器，旋转编码器输出连接控制器中的高速计数器模块，高速计数器模块输出信号连接CPU处理器，CPU处理器控制连接输出模块，输出模块控制连接伺服电机，这些模块插接在一个带有电源的基板上，基板上印制有电源线和数据总线，各个模块通过基板上的电源线和数据总线连接起来。