双线划片机控制系统研究

摘要

双线划片机可以提高生产效率100[％]，节约能源30[％]。本课题以X-Y 二维移动平台为研究对象，完成了一套控制系统的整体设计。主要介绍系统的原理及实现，其中重点在于步进电机的驱动电路硬件与控制软件的设计以及上下位机串口通信的实现。系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。针对激光划片加工的特点，采用“PC+VC+RS232+控制软件+驱动器+步进电机”的控制系统。激光双线划片机利用Nd：YAG 激光器的激光，经声光Q 开关调制发射双束波长1064nm 直径Φ6的激光光束，调制频率范围5～35KHz，该双束激光经扩束后输出到反射镜反射到聚焦镜，由其聚焦到太阳能硅晶片表面，聚焦光斑为Φ 9～19μm，它使被照射区域局部熔化、气化后，形成沟槽。划片最小线宽：10μm，最大划片速度：100mm/s，功率为20～40W。
　　 主要研究内容有：
　　 1．在高速扫描振镜与激光标刻卡正确连接基础上，用VC 完成激光标刻软件的二次开发，结合Windows 消息机制实现了双线划片机控制系统主控程序，完成整个控制系统的任务的分配和资源的调度。
　　 2．连接PC 并口与激光电源和Q开关驱动电源外控接口，在VC 开发环境中，利用hwinterface.ocx 并口控件开发PC 并口资源，完成激光输出参数控制。
　　 3.采用基于图像处理的摄像头自动调焦系统，通过比较判断采集图像中两个红光光点像素距离是否在制定范围内来判定硅晶片表面是否处于激光焦点焦深范围内。
　　 4．VC完成光栅尺的数据采集，实现坐标数据的反馈，通过串口控制数控工作台XY轴步进电机，完成微米级坐标位置的精确定位。