CN102672829A - 一种精密多线切割机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精密多线切割机控制系统，包括主控制器，开关按钮和检位开关通过离散量输入模块与所述主控制器相连；砂泵、指示灯和继电器通过离散量输出模块与所述主控制器相连；砂泵速度反馈、三通球阀开度反馈、质量流量计和断线检测通过模拟量输入模块与所述主控制器相连；砂泵速度设定、三通球阀开度设定通过模拟量输出模块与所述主控制器相连；温度传感器通过温度检测模块与所述主控制器相连；主轴电动机与变频器相连，变频器通过CANOpen总线模块与主控制器相连；伺服电动机与驱动器连接，所述驱动器通过PowerLink总线模块与所述主控制器相连。本发明的精密多线切割机控制系统通讯循环时间短、伺服电机相应时间短，控制精准。

Description

一种精密多线切割机控制系统

技术领域

本发明属于精密多线切割机自动控制技术领域，具体的涉及一种精密多线切割机控制系统。

背景技术

多线切割技术是目前世界上比较先进的硅片加工技术，它的原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的切割刃料对半导体等硬脆材料进行摩擦，从而达到切割效果。在整个过程中，钢线通过十几个导线轮的引导，在主线辊上形成一张线网，而待加工工件通过工作台的上升下降实现工件的进给，可将半导体等硬脆材料一次同时切割为数百片，多线切割技术与其他技术相比有：效率高，产能高，精度高等优点。已逐渐取代了传统的刀锯片、砂轮片及内圆切割，是目前采用最广泛的半导体等硬脆材料切割技术。

多线切割机：可有效的提升生产效率、提升产品规格、提升产品良品率。可减少企业人力资源成本、减少材料损耗。可节约企业占地面积。

传统的多线切割机常采用变频器控制电机拖动，通讯常采用CAN、ModBus等传统工业总线，由于变频器控制精度比较差，通讯方式实时性不强，因此传统的多线切割机的同步性能较差。

发明内容

为克服现有技术中存在的不足，本发明旨在提供一种能有效满足高精度的多线切割机的使用要求的精密多线切割机控制系统。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种精密多线切割机控制系统，包括可编程逻辑控制器(以下简称主控制器)，开关按钮和检位开关通过离散量输入模块与所述主控制器相连；砂泵、指示灯和继电器通过离散量输出模块与所述主控制器相连；砂泵速度反馈、三通球阀开度反馈、质量流量计和断线检测通过模拟量输入模块与所述主控制器相连；砂泵速度设定、三通球阀开度设定通过模拟量输出模块与所述主控制器相连；温度传感器通过温度检测模块与所述主控制器相连；主轴电动机与变频器相连，所述变频器通过CANOpen总线模块与所述主控制器相连；伺服电动机与驱动器连接，所述驱动器通过PowerLink总线模块与所述主控制器相连。

进一步的，所述变频器还与搅拌电机相连。

进一步的，所述变频器还与第一速度检测装置相连。

进一步的，所述驱动器还与第二速度检测装置相连。

进一步的，液压泵通过电磁阀与所述离散量输出模块相连。

进一步的，所述主控制器通过以太网交换机与人机界面相连。

进一步的，所述砂泵通过砂浆输送管与热交换器的砂浆输入口相连，所述质量流量计通过砂浆输送管与热交换器的砂浆输出口相连，三通球阀的输入口通过冷水输送管与冷水机的出口相连，输出口通过冷水输送管与热交换器的冷水输入口相连，冷水机的入口通过冷水输送管与热交换器的冷水输出口相连。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明采用大功率三相异步电机做主轴驱动，使用变频器闭环矢量控制，以达到主轴电动机可以在高速运行时候更加平稳，在启动和停止时快速到达目标速度或及时刹车。伺服电机通过Powerlink工业以太网总线控制，其优点有1、通讯循环时间短，大大优于CAN、ModBus等传统工业总线；2、伺服电机相应时间短，其伺服驱动器可以自行换算，省去了将数据传到主控制器所消耗的时间；3、电机高速和低速运转平稳，扭矩控制精确。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的精密多线切割机控制系统的控制原理图。

图2示出了本发明中冷却系统的控制原理图。

图中标号说明：1、离散量输入模块；2、模拟量输入模块；3、开关按钮；4、检位开关；5、砂泵速度反馈；6、三通球阀开度反馈；7、质量流量计；8、断线检测；9、CANOpen总线模块；10、变频器；11、主轴电动机；12、PowerLink总线模块；13、伺服电动机；14、驱动器；15、温度传感器；16、温度检测模块；17、搅拌电动机；18、第一速度检测器；19、三通球阀开度设定；20、砂泵速度设定；21、继电器；22、电磁阀；23、砂泵；24、指示灯；25、离散量输出模块；26、模拟量输出模块；27、以太网交换机；28、人机界面；29、主控制器；30、第二速度检测器；31、砂浆输送管；32、热交换器；321、砂浆输入口；322、砂浆输出口；323、冷水输入口；324、冷水输出口；33、砂浆输送管；34、冷水输送管；35、冷水机；351、出口；352、入口；36、液压泵。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

参见图1所示，一种精密多线切割机控制系统，包括主控制器29，开关按钮3和检位开关4通过离散量输入模块1与所述主控制器29相连；砂泵23、指示灯24和继电器21通过离散量输出模块25与所述主控制器29相连；砂泵速度反馈5、三通球阀开度反馈6、质量流量计7和断线检测8通过模拟量输入模块2与所述主控制器29相连；砂泵速度设定20、三通球阀开度设定19通过模拟量输出模块26与所述主控制器29相连；温度传感器15通过温度检测模块16与所述主控制器29相连；主轴电动机11与变频器10相连，所述变频器10通过CANOpen总线模块9与所述主控制器29相连；伺服电动机13与驱动器14连接，所述驱动器14通过PowerLink总线模块12与所述主控制器29相连。

进一步的，所述变频器10还与搅拌电机17相连。

进一步的，所述变频器10还与第一速度检测装置18相连。

进一步的，所述驱动器14还与第二速度检测装置30相连。

进一步的，液压泵36通过电磁阀22与所述离散量输出模块25相连。

进一步的，所述主控制器29通过以太网交换机27与人机界面28相连。

进一步的，参见图2所示，所述砂泵22通过砂浆输送管31与热交换器32的砂浆输入口321相连，所述质量流量计7通过砂浆输送管31与热交换器32的砂浆输出口322相连，三通球阀33的输入口通过冷水输送管34与冷水机35的出口351相连，输出口通过冷水输送管34与热交换器32的冷水输入口323相连，冷水机35的入口352通过冷水输送管34与热交换器32的冷水输出口324相连。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种精密多线切割机控制系统，包括主控制器(29)，其特征在于：开关按钮(3)和检位开关(4)通过离散量输入模块(1)与所述主控制器(29)相连；砂泵(23)、指示灯(24)和继电器(21)通过离散量输出模块(25)与所述主控制器(29)相连；砂泵速度反馈(5)、三通球阀开度反馈(6)、质量流量计(7)和断线检测(8)通过模拟量输入模块(2)与所述主控制器(29)相连；砂泵速度设定(20)、三通球阀开度设定(19)通过模拟量输出模块(26)与所述主控制器(29)相连；温度传感器(15)通过温度检测模块(16)与所述主控制器(29)相连；主轴电动机(11)与变频器(10)相连，所述变频器(10)通过CANOpen总线模块(9)与所述主控制器(29)相连；伺服电动机(13)与驱动器(14)连接，所述驱动器(14)通过PowerLink总线模块(12)与所述主控制器(29)相连。

2.根据权利要求1所述的精密多线切割机控制系统，其特征在于：所述变频器(10)还与搅拌电机(17)相连。

3.根据权利要求1所述的精密多线切割机控制系统，其特征在于：所述变频器(10)还与第一速度检测装置(18)相连。

4.根据利要求1所述的一种精密多线切割机控制系统，其特征在于：所述驱动器(14)还与第二速度检测装置(30)相连。

5.根据权利要求1所述的精密多线切割机控制系统，其特征在于：液压泵(36)通过电磁阀(22)与所述离散量输出模块(25)相连。

6.根据权利要求1所述的精密多线切割机控制系统，其特征在于：所述主控制器(29)通过以太网交换机(27)与人机界面(28)相连。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的精密多线切割机控制系统，其特征在于：所述砂泵(22)通过砂浆输送管(31)与热交换器(32)的砂浆输入口(321)相连，所述质量流量计(7)通过砂浆输送管(31)与热交换器(32)的砂浆输出口(322)相连，三通球阀(33)的输入口通过冷水输送管(34)与冷水机(35)的出口(351)相连，输出口通过冷水输送管(34)与热交换器(32)的冷水输入口(323)相连，冷水机(35)入口(352)通过冷水输送管(34)与热交换器(32)的冷水输出口(324)相连。

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