本發(fā)明涉及太陽能硅片切割加工領(lǐng)域，特別是涉及一種砂漿在線調(diào)控方法及裝置。
背景技術(shù)：
：在線砂漿回收砂漿系統(tǒng)是將線切割后的廢砂漿經(jīng)離心機處理，將小顆粒去除后再進行重復使用的技術(shù)。通常砂漿在線切割的耗材成本中超過60％，因此，在線回收砂漿系統(tǒng)成為線切割降低成本的一項重要手段。砂漿中的磨粒顆粒在切割過程中會受到摩擦，因此，通?；厥蘸蟮哪チｎw粒會因切割時受到磨損，其粒徑變小，棱角變得圓滑。切割過程中，想對硅片切割砂漿進行控制優(yōu)化以達到最佳的狀態(tài)，就必須掌握砂漿中磨粒顆粒的磨損模型。硅片切割過程中砂漿中磨粒顆粒的磨損是一個三體磨損過程，受多種因素控制，是一個復雜的不可逆過程。目前對于在線系統(tǒng)中磨粒切割能力的恢復只是通過質(zhì)量守恒等簡單參數(shù)來進行砂漿磨粒的去除與補充，砂漿切割效率很難長時間保持穩(wěn)定狀態(tài)，因此如何對在線砂漿進行小顆粒去除與新砂的補充保持砂漿的切割能力是一個急待解決的問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：基于此，有必要提供一種砂漿在線調(diào)控方法及裝置，在線添加砂漿，提高砂漿切割的穩(wěn)定性。一種砂漿在線調(diào)控方法，所述方法包括：獲取在線切割過程中的實時切割參數(shù)；將所述切割參數(shù)代入預設的磨粒磨損率模型獲取對應的磨粒磨損率；根據(jù)所述磨粒磨損率判斷是否需要添加新砂漿；若需要添加新砂漿，則根據(jù)所述磨粒磨損率計算需要添加的所述新砂漿的體積和規(guī)格。在其中一個實施例中，所述預設的磨粒磨損率模型為如下公式：其中，η表示磨粒磨損率，R表示磨粒的粒徑，q表示作用在磨粒上的載荷力，m表示有效磨粒數(shù)，C表示磨粒的圓度值，K1表示磨粒磨損常數(shù)，K2表示載荷修正常數(shù)，H1表示磨粒的硬度，H2表示被磨材料接觸面的硬度，K3表示硬度修正常數(shù)，L表示切割量程，V表示砂漿的體積。在其中一個實施例中，所述公式中包括的常數(shù)K1、K2、K3的常數(shù)值的獲取包括以下步驟：從在線系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中提取預設數(shù)目組的切割磨損數(shù)據(jù)；分別計算出所述預設數(shù)目組的切割磨損數(shù)據(jù)中的每一組所對應的磨粒磨損率；將所述預設數(shù)目組的切割磨損數(shù)據(jù)與對應的實際磨粒磨損率進行多元回歸分析獲取所述常數(shù)K1、K2、K3的常數(shù)值。在其中一個實施例中，所述預設數(shù)目組的個數(shù)大于或等于8。在其中一個實施例中，所述分別計算出所述預設數(shù)目組的切割磨損數(shù)據(jù)中的每一組所對應的磨粒磨損率包括：通過激光粒度儀檢測切割前后磨粒的粒徑R小于預設值的磨粒的含量變化獲取磨損后的微粉含量；根據(jù)微粉含量與砂漿的體積比計算對應的磨粒磨損率。在其中一個實施例中，所述新砂漿的體積和規(guī)格包括有三個參數(shù)，新砂漿的體積V1，新砂漿中磨粒的粒徑R1和新砂漿的磨粒的圓度值C1，其中，所述新砂漿的體積V1＝V*η，新砂漿中磨粒的粒徑新砂漿的磨粒的圓度值其中，R為磨損前磨粒的粒徑，R2為磨損后磨粒的粒徑，C為磨損前磨粒圓度值，C2為磨損后磨粒的圓度值。以上所述砂漿在線調(diào)控方法中，將獲取的在線切割過程中的切割參數(shù)代入預設的磨粒磨損率模型中實時獲取當前的磨粒磨損率，判斷當前是否需要添加砂漿，若需要，則根據(jù)磨粒磨損率計算需要添加的新砂漿的體積和規(guī)格，根據(jù)新砂漿的體積和規(guī)格即可在線添加新砂漿，從而保持砂漿切割效率長時間處于穩(wěn)定狀態(tài)。一種砂漿在線調(diào)控裝置，所述裝置包括：獲取模塊，用于獲取在線切割過程中的實時切割參數(shù)；磨損率獲取模塊，用于將所述切割參數(shù)代入預設的磨粒磨損率模型獲取對應的磨粒磨損率；判斷模塊，用于根據(jù)所述磨粒磨損率判斷是否需要添加新砂漿；計算模塊，用于在所述判斷模塊判斷出需要添加新砂漿時，根據(jù)所述磨粒磨損率計算需要添加的所述新砂漿的體積和規(guī)格。在其中一個實施例中，所述預設的磨粒磨損率模型為如下公式：其中，η表示磨粒磨損率，R表示磨粒的粒徑，q表示作用在磨粒上的載荷力，m表示有效磨粒數(shù)，C表示磨粒的圓度值，K1表示磨粒磨損常數(shù)，K2表示載荷修正常數(shù)，H1表示磨粒的硬度，H2表示被磨材料接觸面的硬度，K3表示硬度修正常數(shù)，L表示切割量程，V表示砂漿的體積。在其中一個實施例中，所述新砂漿的體積和規(guī)格包括有三個參數(shù)，新砂漿的體積V1，新砂漿中磨粒的粒徑R1和新砂漿的磨粒的圓度值C1，其中，所述新砂漿的體積V1＝V*η，新砂漿中磨粒的粒徑新砂漿的磨粒的圓度值其中，R為磨損前磨粒的粒徑，R2為磨損后磨粒的粒徑，C為磨損前磨粒圓度值，C2為磨損后磨粒的圓度值。以上所述砂漿在線調(diào)控裝置中，將獲取的在線切割過程中的切割參數(shù)代入預設的磨粒磨損率模型中實時獲取當前的磨粒磨損率，判斷當前是否需要添加砂漿，若需要，則根據(jù)磨粒磨損率計算需要添加的新砂漿的體積和規(guī)格，根據(jù)新砂漿的體積和規(guī)格即可在線添加新砂漿，從而保持砂漿切割效率長時間處于穩(wěn)定狀態(tài)。附圖說明圖1為一實施例的砂漿在線調(diào)控方法的流程示意圖；圖2為磨粒磨損率模型中常數(shù)K1、K2、K3的常數(shù)值獲取的方法流程示意圖；圖3為切割前后碳化硅的粒徑分布示意圖；圖4為切割前后碳化硅的粒徑變化差值示意圖；圖5為一實施例的砂漿在線調(diào)控裝置的流程示意圖。具體實施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1所示，一實施例的砂漿在線調(diào)控方法包括步驟S120至步驟S180。步驟S120，獲取在線切割過程中的實時切割參數(shù)。步驟S140，將切割參數(shù)代入預設的磨粒磨損率模型獲取對應的磨粒磨損率；步驟S160，根據(jù)磨粒磨損率判斷是否需要添加新砂漿；步驟S180，若需要添加新砂漿，則根據(jù)磨粒磨損率計算需要添加的新砂漿的體積和規(guī)格。以上所述砂漿在線調(diào)控方法中，將獲取的在線切割過程中的切割參數(shù)代入預設的磨粒磨損率模型中實時獲取當前的磨粒磨損率，判斷當前是否需要添加砂漿，若需要，則根據(jù)磨粒磨損率計算需要添加的新砂漿的體積和規(guī)格，根據(jù)新砂漿的體積和規(guī)格即可在線添加新砂漿，從而保持砂漿切割效率長時間處于穩(wěn)定狀態(tài)。本實施例中，預設的磨粒磨損率模型為如下公式：其中，η表示磨粒磨損率，R表示磨粒的粒徑，q表示作用在磨粒上的載荷力，m表示有效磨粒數(shù)，C表示磨粒的圓度值，K1表示磨粒磨損常數(shù)(根據(jù)磨料的硬度、粒徑分布和起切割作用的有效磨粒數(shù)等因素決定)，K2表示載荷修正常數(shù)(根據(jù)鋼線張力，送線速度，切割速度等因素控制)，H1表示磨粒的硬度，H2表示被磨材料接觸面的硬度，K3表示硬度修正常數(shù)(由磨粒硬度和被切割磨料的硬度共同決定)，L表示切割量程，V表示砂漿的體積。以上公式包含有與在線切割過程中的不同參數(shù)，使在線切割時的切割參數(shù)可以代替入以上公式中，從而實時判斷是否添加砂漿，保證砂漿切割效率在整個過程保持一致，且可長時間處于這種最優(yōu)的穩(wěn)定狀態(tài)。如圖2所示，公式中包括的常數(shù)K1、K2、K3的常數(shù)值的獲取包括步驟S210至步驟S230。步驟S210，從在線系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中提取預設數(shù)目組的切割磨損數(shù)據(jù)；步驟S220，分別計算出預設數(shù)目組的切割磨損數(shù)據(jù)中的每一組所對應的磨粒磨損率；步驟S230，將預設數(shù)目組的切割磨損數(shù)據(jù)與對應的實際磨粒磨損率進行多元回歸分析獲取常數(shù)K1、K2、K3的常數(shù)值。在線砂漿系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存放有切割實驗數(shù)據(jù)，從中可以提取出預設數(shù)目組的切割磨損數(shù)據(jù)。預設數(shù)目組的個數(shù)需要大于或等于8以滿足計算常數(shù)K1、K2、K3的常數(shù)值的最低需要。其中，在由步驟S220分別計算出預設數(shù)目組的切割磨損數(shù)據(jù)中的每一組所對應的磨粒磨損率時，可以通過激光粒度儀檢測切割前后磨粒的粒徑R小于預設值的磨粒的含量變化獲取磨損后的微粉含量，根據(jù)微粉含量與砂漿的體積比計算對應的磨粒磨損率。對于需要添加的新砂漿，新砂漿的體積和規(guī)格包括有三個參數(shù)，新砂漿的體積V1，新砂漿中磨粒的粒徑R1和新砂漿的磨粒的圓度值C1，其中，新砂漿的體積V1＝V*η，新砂漿中磨粒的粒徑新砂漿的磨粒的圓度值其中，R為磨損前磨粒的粒徑，R2為磨損后磨粒的粒徑，C為磨損前磨粒圓度值，C2為磨損后磨粒的圓度值。具體而言，對于本實施例建立的如下磨粒磨損率模型：在獲取常數(shù)K1、K2、K3的常數(shù)值時，本實施例通過以下內(nèi)容進行進一步說明。由于本實施例一般用于對硅片進行切割，本實施例采用硅片切割機選用AppliedMaterials公司的HCT-B5作為實驗機床。砂漿采用PEG為分散液，碳化硅為磨粒，以1:1比例混合使用。切割工藝如下：送線速度12m/s，切割速度為445μm/min，鋼線張力T為25N；導輪間距δGF為0.68m；線弓高度B為0.01m；被磨材料Si的彈性模量E為182GPa，SiC表面硬度H1為9.5kgf/m3；Si表面硬度H2為7kgf/m3；泊松比μ為0.142。本實施例從在線系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中提取12組切割實驗數(shù)據(jù)回歸建立的磨粒磨損率模型。具體的數(shù)據(jù)如下表所示：由以上表中所示可知，本實施例中的每一組中的切割磨損數(shù)據(jù)包括5個參數(shù)，分別為切割量程L(單位米)，磨粒的粒徑R(單位微米)，磨粒的圓度值C，被磨材料硅的含量Si％/，砂漿的體積V(單位升)。需要指出的是，本實施例中，磨粒的粒徑R也可采用中位徑D50表示，以符合真實的粒徑需要。通常實驗機床可以根據(jù)需要進行選擇，如實際生產(chǎn)過程中真實采用的機床等。砂漿的選擇必須與對應的實驗機床吻合，符合實驗機床的操作要求。切割工藝可以根據(jù)實驗機床確定。預設數(shù)目組的切割磨損數(shù)據(jù)以上選擇為12組，其中，具體的個數(shù)可以根據(jù)實際情況選擇，通常較多組的數(shù)據(jù)可以更為準確的計算出后續(xù)的磨粒磨損率。需要指出的是，本實施例采用以上12最終計算出的磨粒磨損率與采用更多組數(shù)據(jù)計算出的磨粒磨損率之間的誤差在可以接受的范圍內(nèi)，這種誤差不會對添加的新砂漿的體積和規(guī)格造成影響。需要指出的是，本實施例中步驟S210至步驟S230的實現(xiàn)是基于確定實驗機床和對應切割工藝的前提下實現(xiàn)的。確定以上實驗機床、切割工藝和預設的12組切割實驗數(shù)據(jù)后，通過激光粒度儀檢測切割前后磨粒中位徑(D50)在預設值以下的含量變化確定磨損后的微粉含量，微粉含量Vm＝V(小粒徑)－V(硅粉)，然后根據(jù)微粉含量與砂漿總量的體積比計算出實際的磨粒磨損率。其中，本實施例中，預設值優(yōu)選為2.8um。本實施例中，根據(jù)以上12組數(shù)據(jù)及實驗機床、切割工藝計算出的磨粒磨損率如下表所示：其中，1至12為與以上12組對應的組別，下面對應的數(shù)字為與根據(jù)對應組的數(shù)據(jù)計算的磨粒磨損率。根據(jù)以上表中的12組數(shù)據(jù)及以上表中的12組磨粒磨損率進行多元回歸分析即可獲取常數(shù)K1、K2、K3的常數(shù)值。本實施例中，最終獲取的K1＝0.993，K2＝3.26，K3＝0.94。代入以上預設的磨粒磨損率模型可得如下公式：根據(jù)以上公式，在線切割過程中，獲取在線切割過程中的實時切割參數(shù)后，即可將獲取的切割參數(shù)代入以上公式，計算出對應的磨粒磨損率。最后根據(jù)激光粒度儀測試切割前后磨粒的粒徑(中位徑)D50，新砂漿的添加體積和規(guī)格(新砂漿的體積和規(guī)格包括有三個參數(shù)，新砂漿的體積V1，新砂漿中磨粒的粒徑R1和新砂漿的磨粒的圓度值C1)就可用以下公式表示：新砂漿的體積V1＝V*η；新砂漿中磨粒的粒徑新砂漿的磨粒的圓度值其中，R為磨損前磨粒的粒徑，R2為磨損后磨粒的粒徑，C為磨損前磨粒圓度值，C2為磨損后磨粒的圓度值。經(jīng)驗證，目前在線切割中砂漿中的磨粒的粒徑D50為9.30μm，圓度值為0.9，作用在磨粒上的載荷力為1.47N，切割送線速度為12m/s，切割速度為445us/min。根據(jù)以下磨粒磨損率模型：以及圖3所示的切割前后碳化硅的粒徑分布示意圖和圖4所示的切割前后碳化硅的粒徑變化差值示意圖，可以得出以下值：η/％D50磨損前/μmD50磨損后/μmC(磨損后)8.979.309.240.905根據(jù)以下公式：新砂漿的體積V1＝V*η；新砂漿中磨粒的粒徑新砂漿的磨粒的圓度值即可計算出新砂添加量為60.99L；新砂漿中磨粒D50規(guī)格為9.91um；新砂漿中磨粒的圓度值規(guī)格為0.899。如圖5所示，一實施例的砂漿在線調(diào)控裝置包括獲取模塊120、磨損率獲取模塊140、判斷模塊160和計算模塊180。獲取模塊120用于獲取在線切割過程中的實時切割參數(shù)；磨損率獲取模塊140用于將切割參數(shù)代入預設的磨粒磨損率模型獲取對應的磨粒磨損率；判斷模塊160用于根據(jù)磨粒磨損率判斷是否需要添加新砂漿；計算模塊180用于在判斷模塊判斷出需要添加新砂漿時，根據(jù)磨粒磨損率計算需要添加的新砂漿的體積和規(guī)格。以上所述砂漿在線調(diào)控裝置中，將獲取的在線切割過程中的切割參數(shù)代入預設的磨粒磨損率模型中實時獲取當前的磨粒磨損率，判斷當前是否需要添加砂漿，若需要，則根據(jù)磨粒磨損率計算需要添加的新砂漿的體積和規(guī)格，根據(jù)新砂漿的體積和規(guī)格即可在線添加新砂漿，從而保持砂漿切割效率長時間處于穩(wěn)定狀態(tài)。其中，預設的磨粒磨損率模型為如下公式：其中，η表示磨粒磨損率，R表示磨粒的粒徑，q表示作用在磨粒上的載荷力，m表示有效磨粒數(shù)，C表示磨粒的圓度值，K1表示磨粒磨損常數(shù)(根據(jù)磨料的硬度、粒徑分布和起切割作用的有效磨粒數(shù)等因素決定)，K2表示載荷修正常數(shù)(根據(jù)鋼線張力，送線速度，切割速度等因素控制)，H1表示磨粒的硬度，H2表示被磨材料接觸面的硬度，K3表示硬度修正常數(shù)(由磨粒硬度和被切割磨料的硬度共同決定)，L表示切割量程，V表示砂漿的體積。其中，公式中包括的常數(shù)K1、K2、K3的常數(shù)值在獲取時，從在線系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中提取預設數(shù)目組的切割磨損數(shù)據(jù)，分別計算出預設數(shù)目組的切割磨損數(shù)據(jù)中的每一組所對應的磨粒磨損率；將預設數(shù)目組的切割磨損數(shù)據(jù)與對應的實際磨粒磨損率進行多元回歸分析獲取常數(shù)K1、K2、K3的常數(shù)值。在線砂漿系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存放有切割實驗數(shù)據(jù)，從中可以提取出預設數(shù)目組的切割磨損數(shù)據(jù)。預設數(shù)目組的個數(shù)需要大于或等于8以滿足計算常數(shù)K1、K2、K3的常數(shù)值的最低需要。其中，在分別計算出預設數(shù)目組的切割磨損數(shù)據(jù)中的每一組所對應的磨粒磨損率時，可以通過激光粒度儀檢測切割前后磨粒的粒徑R小于預設值的磨粒的含量變化獲取磨損后的微粉含量，根據(jù)微粉含量與砂漿的體積比計算對應的磨粒磨損率。其中，新砂漿的體積和規(guī)格包括有三個參數(shù)，新砂漿的體積V1，新砂漿中磨粒的粒徑R1和新砂漿的磨粒的圓度值C1，其中，新砂漿的體積V1＝V*η，新砂漿中磨粒的粒徑新砂漿的磨粒的圓度值其中，R為磨損前磨粒的粒徑，R2為磨損后磨粒的粒徑，C為磨損前磨粒圓度值，C2為磨損后磨粒的圓度值。以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。當前第1頁1 2 3