[发明专利]一种硅片多线切割张力控制系统及控制方法

说明书

技术领域

    本发明属于测定和控制技术领域，涉及利用计算机技术检测和控制硅片切割技术，具体涉及一种硅片多线切割设备上的张力控制装置及控制方法。

背景技术

多线切割机具有批量、多片切割太阳能硅片的功能，适合于对125×125mm太阳能单晶硅片的批量切割生产。随着硅片切割技术的迅速发展，对硅片的切割质量要求越来越高，在生产过程中要求切割硅片边缘崩边小、 TTV值波动范围小、表面粗糙度高和不能有明显的切割线痕，以减少后续清洗和印刷的破损率。由于多线切割机为批量切割，切割过程的断线会造成硅片的大量破损或产生明显线痕。因此太阳能硅片技术的发展需要多线切割机性能可靠、操作方便、断线率低。多线切割张力控制方法和装置是多线切割机的核心技术，为实现上述要求，需要一种实时切割线张力控制的系统和方法。

现有张力控制技术采用重锤方式调节张力：在放线轮和收线轮之间加一个张力锤，张力锤可在垂直的滑槽内上下自由滑动，通过张力锤自身的重力施加张力，并且在切割机走线过程中，由张力锤的位置、速度来调节主电动机与放线电动机之间的速度同步。而理论验证和实际使用均表明此种控制方式不能减小高线速度下的张力波动范围，而加速度也受到控制精度的制约不能提高。

发明内容

本发明的目的就在于为克服现有技术的不足而提供一种硅片多线切割张力控制的系统及方法，实现通过计算机程序化控制，而使切割线张力波动减小，大大提高多线切割张力控制的准确性和可靠性。

实现上述发明目的本发明的技术方案为：

本发明硅片多线切割张力控制系统包括张力检测控制装置和张力调整装置；张力检测控制装置包括由主控计算机和模拟量I/O采集卡构成的张力检测控制主单元和与张力检测控制主单元连接的左、右张力检测装置、放线信号端子、收线信号端子；所述放线信号端子设置于放线轮连接放线轮电机，收线信号端子设置于收线轮连接收线电机，所述收、放信号端子分别连接张力检测控制主单元的相应端口；左、右张力检测装置分别设置于放线轮和收线轮上方，其中左张力检测装置检测从放线轮出来之后的切割线张力变化、右张力检测装置检测切割线到收线轮之前张力变化，所述左、右张力检测装置分别连接张力检测控制主单元的相应端口；所述张力调整装置设为左、右张力调整装置，分别设置在左、右张力检测装置的内侧，且分别和张力检测控制主单元的相应端口连接。

本发明硅片多线切割张力控制的方法为利用多线切割张力控制系统进行检测控制，其步骤如下：，

⑴  向收线轮和放线轮信号端子施加信号电压；

⑵  检测张力信号是否达到设定张力，否则返回步骤(1)； 

⑶  如果张力达到设定值，则启动线轮旋转；

⑷  检测张力信号变化，同时驱动张力调整单元进行张力调整。

本发明方法中所述张力信号电压设为-10V—+10V的电压信号。所述控制张力恒定。

本发明的有益效果为：

本发明中由主控计算机和模拟量I/O采集卡构成的张力检测控制主单元，采用EVC语言编制张力检测控制程序，主控计算机通过控制软件，通过I/O采集卡实时采集张力信号变化，通过在张力检测单元信号端子实时检测信号电压和张力设置值信号比较来判断切割线张力是否需要调整，通过在张力调整单元施加±10V信号电压，完成切割线的张力检测和调整的控制功能。

张力检测控制主单元对张力调整装置施加扭矩信号电压，通过检测模拟量I/O采集卡的张力信号变化判断切割线张力是否恒定，如果张力变化大于设定范围，张力调整装置中的摆臂将超过其调整范围，将不能调整张力到设置值，此种情况下将通过调整放线轮和收线轮电压信号，使线轮转速增加或减小，使张力调整装置的摆臂回到正常调整范围，使切割线张力恒定。

本发明所述系统利用放线信号端子、收线信号端子、张力检测装置，张力调整装置，通过计算机张力检测控制单元控制，实现了张力调整装置和收放线机构相结合和张力检测控制计算机化。收放线轮在张力超过范围时对张力调整机构的调节范围进行补偿，避免了由于调整机构超出范围引起断线，提高多线切割张力检测与调整的准确性、及时性和可靠性。本发明适用于125×125mm和156×156mm规格太阳能硅片批量切割过程中的张力检测和控制。本发明提高了张力控制系统的响应；可提升切割线速度，适应硬脆材料的切割；系统结构简洁，稳定。

附图说明

图1为本发明实施例硅片多线切割张力控制系统的结构示意图；