作 者：江西賽維LDK高科技有限公司 楊自會(huì)
引言
江西賽維ldk太陽(yáng)能高科技有限公司為了提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)效益，在國(guó)內(nèi)率先引進(jìn)了應(yīng)用材料公司的maxedge線(xiàn)鋸。該機(jī)自動(dòng)化程度高，其電氣控制系統(tǒng)采用德國(guó)amk伺服驅(qū)動(dòng)控制器，較好的滿(mǎn)足了切片工藝的要求。
amk伺服控制器的特點(diǎn)
amk作為全數(shù)字交流伺服控制器，主要完成定位掃描、速度控制、閉環(huán)位置控制、電機(jī)編碼器賦值與監(jiān)測(cè)、信號(hào)追蹤、故障診斷、故障冗余以及通過(guò)總線(xiàn)保持與控制面板的信 號(hào)、數(shù)據(jù)信息傳遞等功能。ke/kw系列單元主要特點(diǎn)如下：
(1)ke/kw系列單元由電源模塊和用于控制伺服電機(jī)(功率最大可達(dá)100kva)的驅(qū)動(dòng)模塊組成。
(2)接有可再生制動(dòng)的電源模塊ke產(chǎn)生用于kw模塊的直流電壓。
(3)采用igbt pwm方式控制的kw模塊具有扭矩控制，位置控制以及速度控制等功能。其逆變器單元把來(lái)自dc-bus的直流電逆變成交流電供電機(jī)使用，并且通過(guò)直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)采樣來(lái)控制電機(jī)在4象限內(nèi)精確運(yùn)行，具有高動(dòng)態(tài)響應(yīng)性。
(4)ke/kw可以組成acc總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，并且可以通過(guò)不同總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的控制。
(5)任選控制卡可以擴(kuò)展系統(tǒng)，比如用于驅(qū)動(dòng)命令的2進(jìn)制i/o接口，用于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和plc編程功能的接口。
(6)kwd模塊內(nèi)含兩個(gè)獨(dú)立的kw驅(qū)動(dòng)模塊，為控制小功率電機(jī)提供了一種性?xún)r(jià)比高的手段。
hct maxedge線(xiàn)鋸工作原理和amk驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件組成
hct maxedge線(xiàn)鋸(如圖1所示)的核心是在研磨漿配合下用于完成切割動(dòng)作的超細(xì)高強(qiáng)度鋼線(xiàn)。鋼線(xiàn)相互平行的纏繞在a、b、c、d4個(gè)導(dǎo)輪上形成一個(gè)水平的切割線(xiàn)網(wǎng)。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)4個(gè)導(dǎo)輪使整個(gè)切割線(xiàn)網(wǎng)以一定的速度移動(dòng)。線(xiàn)網(wǎng)的速度、直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或來(lái)回運(yùn)動(dòng)都會(huì)在整個(gè)切割過(guò)程中根據(jù)硅塊的形狀進(jìn)行調(diào)整。在切割線(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，噴嘴會(huì)持續(xù)向切割線(xiàn)網(wǎng)噴射含有懸浮碳化硅顆粒的研磨漿。
硅塊被固定于工作臺(tái)上，通常一次8塊(滿(mǎn)載)或者4塊(半載)。工作臺(tái)垂直通過(guò)運(yùn)動(dòng)的切割線(xiàn)網(wǎng)，使硅塊被切割成硅片。切割原理看似非常簡(jiǎn)單，但是實(shí)際操作過(guò)程中有很多挑戰(zhàn)。線(xiàn)切割機(jī)必須精確平衡和控制切割線(xiàn)直徑、切割速度和總的切割面積，從而在硅片不破碎的情況下，取得一致的硅片厚度，并縮短切割時(shí)間。
由于maxedge線(xiàn)鋸采用了雙線(xiàn)網(wǎng)管理系統(tǒng)，擁有4個(gè)獨(dú)立控制的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)分別控制a、b、c、d4個(gè)導(dǎo)輪，所以需要兩套放線(xiàn)、收線(xiàn)以及排線(xiàn)裝置。放線(xiàn)輪、收線(xiàn)輪馬達(dá)上裝有剎車(chē)裝置，意外斷線(xiàn)時(shí)可以及時(shí)停車(chē)。上、下工作臺(tái)可以獨(dú)立控制也可以同時(shí)控制。
根據(jù)分析maxedge線(xiàn)鋸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)硬件大致由2個(gè)kes120模塊、8個(gè)kw模塊(分別控制4個(gè)繞線(xiàn)輪、4個(gè)導(dǎo)輪)、3個(gè)kwd模塊(分別控制左上、下排線(xiàn)輪，右上、下排線(xiàn)輪，上下工作臺(tái))和伺服電機(jī)組成?？刂泼姘搴蚿lc1、plc2以及安全繼電器xps-mc之間采用profibus通信。驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)框圖如圖2所示。
線(xiàn)路連接
為保證伺服驅(qū)動(dòng)器的安全可靠工作，同時(shí)減少諧波對(duì)plc，特別是對(duì)模擬量信號(hào)的干擾，控制器的主回路必須按照電氣工藝要求連接相關(guān)設(shè)備。ke模塊進(jìn)線(xiàn)側(cè)安裝有斷路器、保險(xiǎn)、濾波器、電抗器，和接觸器。
圖1 hct maxedge線(xiàn)鋸
圖2
圖3
amk驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)定
amk的kw或者kwd模塊作為eathercat總線(xiàn)的從站，接受通過(guò)總線(xiàn)傳來(lái)的點(diǎn)動(dòng)、啟動(dòng)、停止、加速、減速等命令并執(zhí)行。其系統(tǒng)參數(shù)、電機(jī)參數(shù)、位置參數(shù)、扭矩參數(shù)等由操作面板直接賦值或者由軟件設(shè)定。8個(gè)kw模塊的地址從10-17，由模塊上的s1、s2兩個(gè)16進(jìn)制的dip開(kāi)關(guān)設(shè)定，3個(gè)kwd模塊的地址通過(guò)軟件設(shè)定。如id no 32800參數(shù)為主操作模式，id no 82、83為轉(zhuǎn)矩(扭矩)參數(shù)，id no38、39為速度參數(shù)。kw、ke和kwd模塊的參數(shù)在 maxedge線(xiàn)鋸出廠時(shí)已經(jīng)固化在軟件中。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí),可以進(jìn)入觸摸屏電腦刪除d盤(pán)下的scratch文件或者用數(shù)據(jù)恢復(fù)光盤(pán)重裝系統(tǒng)，即可對(duì)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)檢測(cè)下載設(shè)定參數(shù)，避免了手動(dòng)輸入的繁瑣。
結(jié)束語(yǔ)
自hct maxedge線(xiàn)鋸在ldk投產(chǎn)以來(lái)，amk伺服驅(qū)動(dòng)器在切片生產(chǎn)中表現(xiàn)良好，滿(mǎn)足了切片生產(chǎn)工藝和機(jī)械設(shè)備的要求，確保了硅片生產(chǎn)的產(chǎn)量和良品率，提高了生產(chǎn)效率。
作者簡(jiǎn)介
楊自會(huì) 男 助理工程師，目前從事切片設(shè)備的維修與維護(hù)。
參考文獻(xiàn)(略)
