混合进电硅材料电火花超细密线网切割方法研究

发布时间：2024-05-15 00:42

　　在电火花线切割硅片技术研究过程中,研究学者一般是采用单一电源供电与单根电极丝切割的方式,这种方式存在切割速率低的问题。电火花线切割技术若要与当前市场主流的多线研磨切割技术相竞争,必须努力提高切割电极丝的数量。若仍采用“一电一线”的独立电源供电方式,势必将使得运丝装置与脉冲电源系统变得十分复杂而庞大,最终变得不可行。此外,在切割电极丝数量大幅增加的情况下,传统的冲液式供液方式已无法保证放电间隙内工作液的及时更换以及电极丝的平稳均匀走丝。为此,本文提出了浸液式混合进电硅材料超细密线网切割方法,并展开了理论与实验研究,具体工作如下:(1)设计了浸液式混合进电电火花超细密线网运丝机构。在单线WEDM机床的基础上,完成了运丝机构改造,构建了3×4结构的超细密切割线网络,并设计了Z型丝臂,从而实现可一次性切割12片硅片的浸液式电火花线切割。(2)由于诸多因素的干扰,电火花切割半导体材料的加工状态难以实时检测识别,加工过程中容易产生弯丝与断丝现象,为此提出了一种在电极丝后侧增加一根平行金属丝的弯丝检测新方法,并试制了采用双平面定位机构进行检测丝的装夹与定位的弯丝检测装置。(3)设计开发了多电源混合进...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词
第一章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 早期传统切割方法
        1.2.2 电火花线切割方法
        1.2.3 电火花线切割智能控制方法
    1.3 论文研究内容和框架
第二章 混合进电电火花细密线网运丝机构设计
    2.1 混合进电电火花细密线网原理方案设计
    2.2 浸液式与冲液式供液方式对比
    2.3 超细密线网布局设计
    2.4 多槽导轮结构设计及力学仿真
    2.5 新型弯丝检测装置设计
        2.5.1 弯丝短路放电基本原理
        2.5.2 弯丝检测方法基本原理
        2.5.3 弯丝检测装置机械结构设计
    2.6 本章小结
第三章 混合进电电火花多线切割系统硬件设计
    3.1 FPGA核心控制器选型与介绍
    3.2 多路脉冲电源控制电路设计
        3.2.1 高频脉冲电源分类
        3.2.2 多路脉冲电源控制电路设计
    3.3 新型半导体电火花线切割弯丝检测电路设计
    3.4 防干扰设计
    3.5 本章小结
第四章 混合进电电火花多线切割系统软件设计
    4.1 上位机软件
        4.1.1 上位机软件流程图
        4.1.2 USB通信
    4.2 下位机FPGA核心控制器
        4.2.1 下位机系统总体框图
        4.2.2 USB通信模块
        4.2.3 加工运动状态判断模块
        4.2.4 电压电流计数模块
        4.2.5 多路脉冲电源控制模块
    4.3 本章小结
第五章 混合进电电火花多线切割半导体控制算法研究
    5.1 基于短路电流的模糊控制器设计
        5.1.1 加工厚度与短路电流之间的关系
        5.1.2 基于短路电流大小的模糊控制器设计
    5.2 多电源同步均衡放电控制算法研究
        5.2.1 多电源均衡同步放电控制原理
        5.2.2 基于RBF神经网络的多电源同步均衡控制算法
    5.3 综合控制算法流程图
    5.4 MATLAB仿真分析
    5.5 本章小结
第六章 半导体电火花多线切割实验与分析
    6.1 试验样机的搭建
    6.2 实验结果验证分析
        6.2.1 实验加工条件介绍
        6.2.2 切缝宽度分析
        6.2.3 加工粗糙度分析
        6.2.4 加工速率分析
    6.3 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 论文工作总结
    7.2 研究展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3973649