图1放线端构造示意图多线切割机张力把握系统的优化Theoptimizationfortensioncontrolsystemofmulti-wiresaw张桂鹏，李英，高志ZHANGGui-peng,LIYing,GAOZhi〔华东理工大学机械与动力工程学院，上海200237〕摘要：以多线切割机的张力把握系统为争辩对象，对多线切割机的张力把握进展了优化。建立了张力把握系统的运动学与动力学模型，分析了放线辊半径、走丝换向等扰动因素对把握系统张力的影响，并进展了优化，承受了张力把握的模糊PID把握方法，并对其进展了仿真争辩。争辩结果说明：承受模糊PID把握方法有效地优化了系统的张力波动，保证了系统张力的稳定，提高了多线切割机的加工精度。关键词：多线切割机；模糊PID；张力把握；Simulink仿真：TP13文献标识码：BDoi：10.3969/j.issn.1009-0134.2021.03(下).340引言多线切割技术是一种新型的切割技术，其原理是通过切割线的往复运动，把磨料带入加工区域进展研磨切割，可一次性将材料加工成几百上千枚薄片[1]。与传统的加工技术相比，多线切割机具有生产效率高、加工精度高等优点，在硬脆性材料加工领域有很强的优势，已渐渐取代传统的加工技术，成为主流的半导体材料加工装备[2]。多线切割机把握系统简单，影响切割机加工精度的因素有很多，其中切割线张力的把握尤为重要。张力过大，会导致切割线崩断，造成材料的铺张；张力过小，会导致切割机加工精度降低[3]。把握多线切割机走线系统的张力是关系到生产效率、加工精度的关键技术。文献[4]承受PID积分分别算法对多线切割机的张力进展控制；文献[5]承受了一种基于相邻轴误差的多电机同步控制方法来把握张力波动。目前争辩放线辊半径、走丝换向等扰动因素以及将模糊PID把握方法应用于多线切割机的张力把握等方面的争辩还比较少，本文提出了一种基于模糊PID把握的张力把握方法，并对该方法进展了仿真验证，仿真结果证明白该方法有效地优化了走线系统的张力波动。1走线系统运动学与动力学模型以切割机走线系统的放线端为争辩对象来分析张力波动的缘由。图1为放线端构造示意图，张力把握方式为弹簧张紧。系统装有角位移传感器，将测得信号反响给PLC，形成闭环把握。1〕运动学模型如图1所示，张力轮在平衡位置的摇摆幅度很小，可以认为张力轮线速度是沿竖直方向的，无视摩擦力和切割收稿日期：2021-11-13作者简介：张桂鹏〔1991-〕，男，辽宁人，硕士争辩生，：1009-0134(2021)03(下)-0109-03线的弹性伸缩，可以得到张力把握系统的运动学方程。依据运动学关系有：v−vv=122式中：v为张力轮线速度；v为放线辊线速度；1v为加工辊线速度。2张力轮在竖直方向上的位移∆x为线速度的积分：张力轮的角位移θ为角速度的积分：式中：w为张力轮角速度；L为摆杆长度。2〕动力学模型(2)(3)---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---(如图1所示，张力轮在平衡位置的摇摆幅度很小，可以认为张力轮的运动方向是沿竖直方向的，无视摩擦力和切割线的弹性伸缩，可以得到张力把握系统的动力学方程：争辩方向为机电一体化。第37卷第3期2021-03(下)【109】---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---2T=mg+k∆x式中：T为切割线张力；m为张力轮质量；k为张力弹簧弹性系数。由此可得切割线的张力表达式为：(5)由式(5)可知，系统的张力由两个局部组成：第一局部由张力轮的质量打算，当张力轮质量m不变时，该局部为恒定的。其次局部由加工辊与放线辊的速度同步状况打算，由于张力弹簧的弹性系数k为恒定的。由式(5)可以得到，把握系统切割线的张力波动是由于放线辊与加工辊速度不同步引起的，两者速度差越大，张力轮角位移越大，张力波动就越大。2把握系统张力扰动因素分析针对把握系统，首先参加传统的PID把握方法，以张力轮角位移为输入，放线辊电机角速度作为输出，根据上述的运动学与动力学模型，使用Simulink进展建模与仿真并分析把握系统张力扰动因素。以多线切割机的期望线速度作为把握模型的指令输入，如图2所示。图2期望线速度曲线1〕放线辊半径对把握系统的影响PID把握器属于线性把握，即输入和输出之间存在线性关系。在本把...