一种基于视觉检测的砂线切割弯丝伺服控制方法
2025-02-27 19:05
No.1344747279793528832
技术概要
PDF全文
本技术申请公开了一种基于视觉检测的砂线切割弯丝伺服控制方法,属于砂线切割技术领域,包括:标定校准垂直度后的砂线角度为零位角度γ、设定期望回直角度θ、弯丝限位角度α。将砂线加工区视觉检测图像上载上位机分析程序,设定图像中砂线与零位角度线之间夹角为弯丝角度。当加工弯丝角度增加并超出设定的弯丝限位角度α时,控制下位机使取样电路断开,停止机床进给,但保持运丝系统工作,砂线不断回直。当弯丝角度小于期望回直角度θ时,控制下位机使取样电路导通,继续机床进给。本发明将弯丝角度作为反馈信号,通过控制取样电路通断来实现机床进给启停,实现弯丝伺服控制。该方法可有效减小由于弯丝所导致的加工误差和弯丝引起断丝的问题。
背景技术
砂线切割技术是一种高精度的材料加工方法,广泛应用于半导体、光伏、蓝宝石等硬脆性材料的精密加工。这种技术利用细小的金刚石颗粒嵌入到金属丝,通过高速运动的砂线对材料进行物理切割。由于砂线是一种柔性切割工具,加工过程中弯丝现象是无可避免的,弯丝现象所产生的影响往往是负面的。当切割线弯曲时,切割路径会偏离预定的设计轨迹,导致切割尺寸和形状误差增大。这对于要求高精度的半导体晶圆、光伏硅片等产品的制造来说,是不可接受的。弯曲的切割线可能会导致切割面出现波纹、划痕或其他不规则的表面缺陷,这不仅影响产品的外观,还可能降低其性能,特别是在光学应用中。 目前,常用的检测方法都是间接性的检测,比如通过建立砂线的挠曲量与切割抗力模型,提出基于砂线位置检测的弯丝检测方法的光投影检测法。还有基于加工过程中砂线与工件间压力大小检测的弯丝控制方法,设计了检测控制系统运行方案,包括压力信息采集、传输、处理、反馈控制等,使得加工过程中能实时检测控制砂线弯丝量。这些方法没有直观体现出弯丝程度且难以实际应用加工领域。也有一些直接检测弯丝程度的方法,现有技术(见专利,发明人:罗福源,一种基于辅助平行电极的线切割弯丝检测方法,CN110434415B)提供了一种在切割线的切割方向正后面放置一条与切割线平行的丝状或带状辅助电极,通过测量切割线与辅助电极之间电阻的变化即可判断出切割线是否弯曲。该技术仅对砂线弯曲程度有定性的分析,无法定量精确检测,且该技术没有在检测出弯丝后做出进一步的反馈控制。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
刘志东  曾熊辉  夏斯伟
技术所属: 南京航空航天大学
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