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能效管理

薄如蝉翼的光伏未来,多线切割来裁

  2020年10月28日  

  硅片生产工序

  以单晶硅片为例,经长晶而产生的圆柱状硅棒需要经过截断、开方、磨抛、切片才能形成硅片。其中截断、开方、切片都是典型的线切割设备的应用。

  多线切割工艺原理

  硅片多线切割技术是目前世界上比较先进、采用最广泛的硅片加工技术,具有效率高、产能高、精度高等优点,它的原理是通过一根高速运动的金刚砂线对硅料进行切割,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下降实现工件的进给,从而达到切割效果。

  多线切割工艺难点

  6N~8N绝对力值的精准掌控、±0.5N相对误差的完美限制

  硅片薄片化,意味着更细的切割线,切割线越细越容易断裂,汇川张力控制工艺通过实时计算收放卷卷径以及动态惯量,配合高速总线对卷绕轴电机实时速度控制与转矩补偿,实现变速过程中多轴的同步控制,保证线上张力均匀稳定。

  轴、线、轮三者位置灵活控制、精准同步

  更细的切割线,对排线精度要求极高,汇川通过PLC规划的主从轴位置关系曲线, 通过电子凸轮实现排线轴与线轮的位置精准同步。在排线过程中,结合卷径与排线速度,动态修改凸轮关键点,对排线边缘滞后角进行处理。

  动态负荷分配,速度控制到转矩控制的无感切换

  在切割线进入主轴部分时,各个主轴电机间由柔性耦合逐渐转变为刚性耦合,汇川负荷分配工艺通过高速总线,随之从各主轴间的速度控制,转变为对各主轴实时转矩控制,结合振荡抑制功能,实现动态负荷分配,保证线网张力均匀稳定。

  汇川线切割方案基于高精度的运动控制性能,集成行业重难点工艺库,实现截断设备1800m/min、开方、切片设备2400m/min的行业最快线切割速度,助力线切割行业更快、更稳、更省、更高效。

  01 满足无与伦比的控制精度要求,保障硅片生产长时稳定

  无论是张力高达120N的开方、截断设备,还是线张力低至6N的多线切片设备,汇川线切割方案均可实现线上张力波动稳定在±3%以内,可保证切割时金刚砂线长时稳定运行不断线;成熟的负荷分配工艺,可实现多个伺服驱动同一负载时的转矩差距小于3%,使主轴耗材使用时间更长。

  02 对行业工艺的深度理解,进一步摊薄行业成本

  断电同步工艺,在电网波动或停电时保护材料不受破坏,尽可能的减少原材料浪费,提高生产转化率;

  通过共直流母线设计,配合AFE能量回馈单元,实现线切割设备频繁加减速过程中的电能回收再利用,省去大量制动电阻,综合省电达20%以上。

  03 一网到底从指令到执行的快速响应

  汇川AC800系列智能机械控制器,更突出的运动控制功能

  内嵌intel高性能处理器,更突出的运动控制功能;

  双EtherCAT主站网络,兼顾高速应用与多轴普通定位控制,最大轴控256轴;

  总线周期低至250μs,确保张力控制的稳定,保证切割过程中不断线;

  集成了线切割行业重难点工艺库,方便工程师实现模块化快速编程。

  IS810N系列多机传动伺服,为精准而生

  32K的速度环和位置环响应频率;

  匹配23位绝对值编码器;

  共直流母线能量分配,节省制动电阻的同时,给客户更节能的运行方案;

  STO-安全转矩切断,功能安全,可靠应用。

  ISMG系列伺服电机,满足行业定制化需求

  功率覆盖7.5kW-80kW、标配23位绝对值编码器;

  IP54防护等级设计、耐冲击振动的编码器结构设计,可定制化设计;

  独特的电磁设计及风冷回路设计、内置热保护器,实现了在产品在生命周期内永不退磁。

  光伏行业正处于竞价上网到平价上网的关键时期,2020年是光伏平价上网的元年,“降低度电成本,提高光电转换效率”是光伏制造行业的永恒主线。随着竞争日益激烈,落后产能将面临淘汰,对于技术领先型的企业来说,建立技术优势将成为企业竞争制胜的法宝,成熟先进的线切割工艺,可以踢好光伏降本的“临门一脚”。

标签:汇川  我要反馈
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