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臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在晶體切斷機(jī)上的應(yīng)用

中達(dá)電通股份有限公司
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1  前言

隨著中國光伏電池產(chǎn)量的高速增長,晶體硅的的生產(chǎn)及其加工設(shè)備也得到了迅猛發(fā)展。晶體硅的生產(chǎn)和加工工藝主要:生長,切斷,外徑滾磨,平邊,切片,倒角,研磨,等等。其中切斷的目的是切除單晶硅棒的頭部、尾部及超出客戶規(guī)格的部分,將單晶硅棒分成切片設(shè)備可以處理的長度。臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在單晶硅生產(chǎn)及其加工設(shè)備領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本文以單晶硅棒切割機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點為基礎(chǔ)并結(jié)合臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品,對切斷機(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計和實施進(jìn)行了簡要介紹。

2  晶體切斷機(jī)介紹

該設(shè)備為晶體切斷專用設(shè)備,適用于單晶硅棒和多晶硅棒坯料去頭尾、切段等工作。其主要工藝流程為:調(diào)整鋸條張力,夾緊棒料,設(shè)定切割參數(shù),啟動鋸條,手輪推進(jìn),自動推進(jìn),切割完畢。其中在自動切割狀態(tài)下,由于晶體硅棒表皮較硬材料特性,需采用慢入慢出的切割工藝。速度曲線如圖1。

圖1 速度曲線圖

3  控制構(gòu)架

 

根據(jù)上述控制工藝,系統(tǒng)控制主要電氣元件如表1。

 

序號

產(chǎn)品名稱

產(chǎn)品型號與參數(shù)

單位

數(shù)量

1

PLC主機(jī)

DVP20EH00T2(12入/8出)

1

2

模擬單元

DVP06XA-H2(4入/2出)

1

3

單軸定位

DVP01PU-H2

2

4

1KW伺服

驅(qū)動器+電機(jī)+配件

2

5

人機(jī)界面

DOP-B10S615

1

6

變頻器

VFD037M43A

1

表1 系統(tǒng)空竹的主要電氣元件

系統(tǒng)控制如圖2。

圖2 系統(tǒng)控制圖

4  程序說明

 

該方案中程序主要分為以下幾部分:手動及手輪操控,自動操控,回原點功能,張力控制,故障報警等。下面就幾個主要功能進(jìn)行說明。

 

4.1在點動畫面功能

圖3 點動畫面功能界面圖

 

點“主軸轉(zhuǎn)速設(shè)定”,用戶可設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速,設(shè)定范圍0~900r/min;“漲緊力顯示”,用戶可根據(jù)此數(shù)值確定張緊力數(shù)值,以便用戶調(diào)整帶鋸條;點擊“進(jìn)”“退”,切斷軸運動,點“前”“后”,進(jìn)料軸運動,其運動速度由“進(jìn)給速度”設(shè)定;“增量方式”以“增量距離”設(shè)定值進(jìn)給,當(dāng)選中“增量方式”時,各軸的“進(jìn)”“退”“前”“后”,各軸以進(jìn)給速度,按照“增量距離”設(shè)定的距離運動;“主軸旋轉(zhuǎn)”點“啟”則主軸旋轉(zhuǎn),“停”則主軸停止。

 

4.2在手動切斷畫面功能

圖4 手動切斷畫面功能界面

用戶將晶棒安裝好,將機(jī)床各個軸移動到切斷起點;在“切斷距離設(shè)定”中設(shè)定切斷距離,切斷速度在“手動參數(shù)”中設(shè)定;點擊“手動切斷”,主軸按照“主軸轉(zhuǎn)速設(shè)定”中的值旋轉(zhuǎn),當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定時,切斷軸由當(dāng)前點開始切斷,進(jìn)料軸不移動;點“暫停”,切斷軸進(jìn)給保持,但主軸不停;中途中想終止“手動切斷”時,請先點擊“暫停”,然后點“鋸條退出”有效,點“鋸條退出”,切斷軸后退,鋸條退出時主軸不停;當(dāng)切斷完成時請點擊“復(fù)位”,但主軸旋轉(zhuǎn)不停;停止主軸旋轉(zhuǎn)必須點主軸“停”鍵。

 

4.3手輪畫面功能

圖5 手輪畫面功能界面

點“進(jìn)料軸”和“切斷軸”進(jìn)行軸選擇,用戶想移動那軸,即選擇那軸;在手輪單位中,用戶可選擇手輪每刻度的單位,單位選擇的越大移動速度越快。

 

4.4自動切斷畫面

圖6 自動切斷畫面

首先在 “自動參數(shù)設(shè)定”中設(shè)定好自動加工的其它參數(shù),即可執(zhí)行自動切斷加工。點“開始”,開始執(zhí)行自動切斷程序;“暫停”:在自動切斷過程中,中斷加工,用以觀察加工情況,再次點擊“暫停”繼續(xù)執(zhí)行加工程序;“停止”:終斷加工程序,但主軸不停,必須按“主軸停止”主軸方可停止;“單步”:自動加工時選擇單步,即分步執(zhí)行加工程序,加工程序每步執(zhí)行完成后暫停,再點擊“開始”執(zhí)行下一步加工程序;“鋸條退出”:與手動中的“鋸條退出”功能相同,即點擊“暫停”,再點擊“鋸條退出”鋸條退出;“主軸停止”:主軸停止旋轉(zhuǎn)。

 

4.5部分PLC 程序

圖7 部分程序圖

5  結(jié)束語

 

隨著國家對清潔能源的大力推廣,光伏產(chǎn)業(yè)必將迅猛發(fā)展,同時必將帶動單晶硅的生產(chǎn)機(jī)加工設(shè)備的發(fā)展。臺達(dá)機(jī)電將會依托完整的產(chǎn)品線,提供更加完善的整體控制方案,為該行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。使用臺達(dá)機(jī)電控制方案的單晶硅切斷機(jī)已經(jīng)投入使用,該系統(tǒng)控制精度高、操作簡單,提高了其工作效率,得到了工作人員的好評。

 

作者簡介:

劉紅峰,生于198012月,畢業(yè)于河北科技大學(xué),電氣工程及其自動化專業(yè)。現(xiàn)任中達(dá)電通股份有限公司北京分公司應(yīng)用工程師。主要工作是熟識各產(chǎn)品及其應(yīng)用,為客戶提供產(chǎn)品的技術(shù)支持及整體解決方案。


 
 
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