【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及切割设备，更具体地，涉及一种超高精度的多线切割机，还涉及一种超高精度的多线切割机的控制方法。
技术介绍
1、目前，多线切割是世界上最先进的脆硬材料加工技术，通过切割线的高速往返运行，将待切工件一次同时切割为数百甚至上千薄片的一种切割加工方法。广泛应用于ic（集成电路）、it（信息技术）、pv（光伏）行业，如单（多）晶硅、蓝宝石、磁性材料、光学玻璃和石英晶体等脆硬性材料精密切片加工的专用设备。
2、随着科技的进步和加工产品性能指标要求越来越高，多线切割机使用客户对切割精度的要求越来越高，特别是切割片的总厚度偏差（ttv）要求，精度要求达到≤5μm，由此装载切割工件的升降工作台机械精度要求更高。
3、目前常规的多线切割设备，其升降台通常采用上下升降，在升降过程中，虽然理论上为上下竖直方向，但是，由于滑块、滑轨和丝杆传动结构当中的公差，导致升降台的升降会在水平方向上产生偏差。而工件安装在升降台上，也会跟随升降台产生偏差，导致切割精度产生偏差。
4、升降台在升降过程中，水平方向的偏移可以分解为垂直的两个方向，第一个为与切割线平行的方向，与切割面平行，该方向上的偏移不会对切割产生影响；第二个为与切割先垂直的方向，该方向上的偏移则会对切割产生影响，一旦产生偏移，将对切割面的精度产生影响。
5、然而，目前的多线切割设备中，通常采用提升设备的精度，例如滑轨和滑块的配合精度，来提升最终的切割精度。但是，硬件精度的提升有限，而且当达到一定程度后，将很难提升。
6、因此需要提出
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种超高精度的多线切割机及控制方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种超高精度的多线切割机，包括机架、升降工作台、平移工作台、工件装载位和多线切割组件，所述升降工作台沿上下方向滑动安装于机架，并通过升降驱动机构驱动升降；所述升降工作台的下部固定连接有下支撑台，所述平移工作台沿水平方向滑动安装于下支撑台，并通过平移驱动机构驱动平移；所述平移工作台的下侧设置有工件装载位；
4、所述多线切割组件安装于机架，并位于工件装载位的下侧，所述多线切割组件的上侧形成有若干平行分布的切割线，切割线呈水平方向分布；所述切割线的走向与平移工作台的平移方向相互垂直；
5、还包括光栅尺一、位移传感器一、光栅尺二、位移传感器二和检测基准面，所述光栅尺一安装于机架、升降工作台之间，用于检测升降工作台的升降位移；所述光栅尺二安装于下支撑台、平移工作台之间，用于检测平移工作台的水平位移；所述机架设置有检测基准面，所述检测基准面为平面，与升降工作台的升降位移方向平行，与平移工作台的平移方向垂直；所述位移传感器一安装于升降工作台，并与检测基准面感应；所述位移传感器二安装于平移工作台，并与检测基准面感应。
6、本专利技术进一步设置为，所述升降工作台通过升降滑轨滑动连接于机架，所述平移工作台通过平移滑轨滑动连接于下支撑台。
7、本专利技术进一步设置为，所述平移驱动机构包括丝杆、驱动电机和丝杆座，所述丝杆转动连接于下支撑台，所述丝杆外螺纹连接有丝杆座，所述丝杆座与平移工作台固定连接。
8、本专利技术进一步设置为，所述平移驱动机构还包括两组对推弹簧，两组对推弹簧分别位于丝杆座的轴向两侧，且弹性作用与丝杆座，弹性作用方向沿丝杆的轴线方向，且轴向相对。
9、本专利技术还提供一种超高精度的多线切割机的控制方法，对如上述的超高精度的多线切割机进行控制；所述升降工作台在升降过程中存在水平方向的偏移，在升降工作台升降过程中，通过平移驱动机构驱动平移工作台水平移动，补偿升降工作台在升降过程中水平方向的偏移量。
10、本专利技术进一步设置为，平移工作台水平移动的位移量与升降工作台在升降过程中水平方向的偏移量，方向相反大小相等。
11、本专利技术进一步设置为，定义变量参数，h[i][j]：用于记录升降工作台高度位置值；γ[i][j]：用于记录平移工作台平移补偿反馈值；δ1[i][j]：用于记录升降工作台水平位置变化值；δ2[i][j]：用于记录平移工作台水平位置变化值；σ[i][j]：用于记录平移驱动机构主动对平移工作台的平移补偿值；i为高度位置值，j为记录次数，每执行一次全行程升降，记录一次历史数据；
12、所述控制方法包括步骤如下：
13、步骤1：初始执行升降运行，记为j=0，初始升降运行不执行补偿，光栅尺二反馈数据γ[i][j]为0，作为升降过程中的原始数据，记录初始偏差值；记录初始检测数据值：h[i][0]、δ1[i][0]、δ2[i][0]；
14、步骤2：计算得出的δ1[i][0]和δ2[i][0]进行直线度拟合，计算平移工作台的偏差关系系数：q=；
15、步骤3：首次执行全补偿开环升降运行，记为j=1，按照初始检测数据值，直接驱动平移驱动机构运行，σ[i][1]= δ2[i][0]，作为升降驱动机构的驱动补偿量；记录检测数据值：h[i][1]、δ1[i][1]、δ2[i][1]、γ[i][1]；
16、步骤4：由步骤3中记录的数据值γ[i][1]、σ[i][1]，计算给定补偿值和实际补偿系数关系：p=；
17、步骤5：首次执行补偿反馈闭环升降运行，记为j=2，
18、计算反馈闭环补偿值：σ[i][2]=σ[i][1]+δ2[i][1]×p，作为升降驱动机构的驱动补偿量；
19、记录检测数据值：h[i][2]、δ1[i][2]、δ2[i][2]、γ[i][2]；
20、步骤6：重复步骤5，继续迭代计算3次，持续记录检测数据值。
21、本专利技术进一步设置为，在步骤6过程中，摘取出δ2[i][j]中超出预设区间范围的数值，记录为不稳定位置，并进行修正；
22、修正不稳定位置时，取值前三次δ2[i][j]的值，分别记为δ2[i][j-1]、δ2[i][j-2]、δ2[i][j-3] ，并设置占比系数，得到不稳定位置的修正补偿值为：
23、σ[i][j]=σ[i][j-1] +(δ2[i][j-1]×50%+δ2[i][j-2] ×30%+δ2[i][j-3] ×20%)×p
24、本专利技术进一步设置为，还包括：步骤7：重复步骤6，继续迭代计算，直到输出值δ2[i][j]符合要求范围，δ2[i][j]达到精度范围。
25、本专利技术进一步设置为，平移工作台的升降的位置变化是连续的，采用直线拟合函数，能够得到连续的补偿值，输出值给予平移机构连续补偿值。
26、综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
27、升降工作台在升降过程中存在水平方向的偏移，在升降工作台升降过程中，通过平移驱动机构驱动平移工作台水平移动，补偿升降工作台在升降过程中水平方向的偏移量，能够降低升降过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超高精度的多线切割机，其特征在于，包括机架(1)、升降工作台(2)、平移工作台(3)、工件装载位(4)和多线切割组件(6)，所述升降工作台(2)沿上下方向滑动安装于机架(1)，并通过升降驱动机构(22)驱动升降；所述升降工作台(2)的下部固定连接有下支撑台(24)，所述平移工作台(3)沿水平方向滑动安装于下支撑台(24)，并通过平移驱动机构(32)驱动平移；所述平移工作台(3)的下侧设置有工件装载位(4)；
2.根据权利要求1所述的超高精度的多线切割机，其特征在于，所述升降工作台(2)通过升降滑轨(21)滑动连接于机架(1)，所述平移工作台(3)通过平移滑轨(31)滑动连接于下支撑台(24)。
3.根据权利要求1所述的超高精度的多线切割机，其特征在于，所述平移驱动机构(32)包括丝杆(321)、驱动电机(322)和丝杆座(323)，所述丝杆(321)转动连接于下支撑台(24)，所述丝杆(321)外螺纹连接有丝杆座(323)，所述丝杆座(323)与平移工作台(3)固定连接。
4.根据权利要求3所述的超高精度的多线切割机，其特征在于，所述平
5.一种超高精度的多线切割机的控制方法，其特征在于，对如权利要求1-4任一项所述的超高精度的多线切割机进行控制；所述升降工作台(2)在升降过程中存在水平方向的偏移，在升降工作台(2)升降过程中，通过平移驱动机构(32)驱动平移工作台(3)水平移动，补偿升降工作台(2)在升降过程中水平方向的偏移量。
6.根据权利要求5所述的超高精度的多线切割机的控制方法，其特征在于，平移工作台(3)水平移动的位移量与升降工作台(2)在升降过程中水平方向的偏移量，方向相反大小相等。
7.根据权利要求5所述的超高精度的多线切割机的控制方法，其特征在于，定义变量参数，h[i][j]：用于记录升降工作台(2)高度位置值；γ[i][j]：用于记录平移工作台(3)平移补偿反馈值；δ1[i][j]：用于记录升降工作台(2)水平位置变化值；δ2[i][j]：用于记录平移工作台(3)水平位置变化值；σ[i][j]：用于记录平移驱动机构(32)主动对平移工作台(3)的平移补偿值；i为高度位置值，j为记录次数，每执行一次全行程升降，记录一次历史数据；
8.根据权利要求7所述的超高精度的多线切割机的控制方法，其特征在于，在步骤6过程中，摘取出δ2[i][j]中超出预设区间范围的数值，记录为不稳定位置，并进行修正；
9.根据权利要求8所述的超高精度的多线切割机的控制方法，其特征在于，还包括：步骤7：重复步骤6，继续迭代计算，直到输出值δ2[i][j]符合要求范围，δ2[i][j]达到精度范围。
10.根据权利要求7所述的超高精度的多线切割机的控制方法，其特征在于，平移工作台(3)的升降的位置变化是连续的，采用直线拟合函数，能够得到连续的补偿值，输出值给予平移机构连续补偿值。
...【技术特征摘要】
1.一种超高精度的多线切割机，其特征在于，包括机架(1)、升降工作台(2)、平移工作台(3)、工件装载位(4)和多线切割组件(6)，所述升降工作台(2)沿上下方向滑动安装于机架(1)，并通过升降驱动机构(22)驱动升降；所述升降工作台(2)的下部固定连接有下支撑台(24)，所述平移工作台(3)沿水平方向滑动安装于下支撑台(24)，并通过平移驱动机构(32)驱动平移；所述平移工作台(3)的下侧设置有工件装载位(4)；
2.根据权利要求1所述的超高精度的多线切割机，其特征在于，所述升降工作台(2)通过升降滑轨(21)滑动连接于机架(1)，所述平移工作台(3)通过平移滑轨(31)滑动连接于下支撑台(24)。
3.根据权利要求1所述的超高精度的多线切割机，其特征在于，所述平移驱动机构(32)包括丝杆(321)、驱动电机(322)和丝杆座(323)，所述丝杆(321)转动连接于下支撑台(24)，所述丝杆(321)外螺纹连接有丝杆座(323)，所述丝杆座(323)与平移工作台(3)固定连接。
4.根据权利要求3所述的超高精度的多线切割机，其特征在于，所述平移驱动机构(32)还包括两组对推弹簧(324)，两组对推弹簧(324)分别位于丝杆座(323)的轴向两侧，且弹性作用与丝杆座(323)，弹性作用方向沿丝杆(321)的轴线方向，且轴向相对。
5.一种超高精度的多线切割机的控制方法，其特征在于，对如权利要求1-4任一项所述的超高精度的多线切割机进行控制；所述升降工作台(2)在升降过程中存在水平方向的偏...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐君，苏占华，王颖，叶坤，
申请(专利权)人：台州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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