欧姆龙nj控制器在太阳能线切割机中的应用

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1、欧姆龙NJ控制器在太阳能线切割机中的应用文/欧姆龙仲国)有限公司摘要:针对线切割机的控制技术要求，本文提出了采用欧姆龙NJ控制器和EtherCAT网络型伺服组成的控制系统，有效地减少了张力的波动，提高了系统的可靠性和实时性。张力冬杆弋)f二一1引言多线切割技术(MWS:Multi-Wire-Slicen)是进行脆硬材料(如硅锭等)切書0矗一种创新性工艺。它是一种通过金属丝笊髙速往复运动，把磨料带入半导体加工区域进行研磨，将半导体等硕脆材料一次庾时切割为数TT片薄片的一种新型切割加工方法。基于高楷度高速低耗切割控制关钮技术研发的高精度数控多线高速切割机，

2、可全面实现对半导体材料及各种皱脆材料的高椿度、高速度、低损耗切割，H前已逐渐取代了传统的内圆切割，成为硅片切割加工的主耍方式。多线切割技术可被用于切割脆硕材料，如硅锭等，此外也可用于分割难切削的材料。该工艺具有以下的优点：(1)经济效益斋，一次可切割儿百个扉片(2)可切割直径至300mm的硅锭⑶晶体缺陷深度小⑷几何缺陷少(TTV,弓曲，偏差等)⑸适合于分割硬脆或难以切削的材料⑹损耗率低，分割误差小对于线切割机来说，主轴伺服和收、放卷轴间同步控制以及金属丝线间的张丈控制总是此类机械的控制关键点。欧姆处NJ501型控制器，通过EtherCAT总线连按多套伺

3、服，正是解决同步控制的最佳纟1：合。2多线切割机工作原理线切割机主要由机床、数控系统利高频电源这三部分组成。数控系统由单片机、键盘、变频检测系统构成，具冇间隙补偿、直线插补、圆弧插补、断丝自动处理等主要功能。机床由床身、储丝机构、线架、XY工作台、油箱等部件组成。绕在储丝銓上的金属丝经过线架作高速往复运动。加工工件固定在XY工作台上。X、Y两方向笊运动各由一台步进电机控制。数控系幼每发出一个信号，步进电机就走一步,并通过中间传动机构带动两方向的纟幺杠旋转，分别使得X、Y工作台进给。典型笊线切割机工艺流程图如图1所示。主轴OOO多线切割机对于控制系统

4、的可靠性和实时性要求较高，为保证加工质量，需更对切割过程中的钢丝张力进行控制。准碩控制张力值，减小张力的波动是多线切制机的一项关键技术，对于提髙加工质量及切割过程中不断线以及提高设备的可靠性具有重要意义。在本项目屮，采用欧姆龙NJ501型控制器，通过EtherCAT总线连找多套伺服进行同步控制，有效地减少了张力的波动。3基于NJ控制器的解决方案在本方案中,采用一台SYSMACNJ机张力轮图1典型的线切割机工艺流程医NS8-7«1B^CV2WooelEtheffM/IP^>工厂0前化网络•IwryiincontrolEtherCAT^新一代机器自动化控

5、辅SSYSMACNJ系列无与伦比的髙速性与可拿性笄艮OneMachin*Control运勃.逻堵・孩艾担切三A0n«conntction(Eth«rN«t/IP.EtherCAT)丸一・开畝的总可更辽他更®冋络型伺展案例精选CaseDigestOneSoftv/are(SysmacStudio)弧等的插补动作功能和电子齿轮、电子齿轮的同步动作功能，通过电了齿轮EB实玖同步以及张力调整，可执行垠小500us爪高速运算，实现4至64轴的运动控制。尤其是内置EtherNet/IP与EtherCAT主站，可实现网络的高速控制，SYSMACSTUDIO还有MC功

6、能轴设定功能，使伺服轴设定非常简单。而系统中采用笊EtherCAT网络型伺服，其凭借业界最富等级的性能，可帮助用户冇效缩短生产丰拍时间。和D話住5kw2000r/maaao-KMOH-tcr3irw2CWmRaeo-ociH-ecr100w5000r/maaao-KNiCH-erlkw2000r/tn次攻報方RS5D-KN1CH-CCTllrw2CCO/mRfl«o-KfC2H-er200w500>ArassD-

7、从轴。首先建立从轴与主轴的基本电了伏轮比，使用MC_GearlN指令建立连接，再侵用MC_MoveVelocity启动主轴,以后Pit微调的MV输出可通过改变棊本电子齿坯比实现对主，从轴之间的同步，张力拴制，程序如图3所示。MCJKxisOOO-MCJkxisOOl-(2)Num—(1?Den-5cComrefer!-Ireait10000-^Irealt10000-EntorViftiMorV^fuMasterSlaveExecuteRatioNunwratorRatioDenominatorReferenceTypQAccelwraUonDecel

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