精密砂轮划片机的设计及精度分析

作     者：袁慧珠 

作者单位：沈阳工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王世杰

授予年度：2004年

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：划片机 结构设计 定位精度 误差分析 

摘      要：在太阳能电池生产中有一道工序叫划片，而划片机是划片工序中必备的关键设备之一。为满足快速发展的市场需求，我们研制了一种新型的太阳能电池划片机——自动砂轮划片机。它是集机、光、电、真空技术、流体力学和空气动力学于一体的精密切割类设备。 本文介绍了在精度理论指导下进行的砂轮划片机机械系统的设计。一方面考虑到实现的可能性，将总误差经济合理地分配给机、光、电各部分;另一方面用误差补偿方法去扩大允许的公差，以解决由于总误差数值很小，致使某些零部件的允许误差过严的问题。自动砂轮划片机要求的定位精度为10μm/200mm，分配给机械系统的误差是7μm，机械零部件的公差都是依此进行设计的。 本文对决定了划片机定位精度的Y轴传动定位系统和θ轴传动定位系统的误差来源、误差计算和精度分析作了重点讨论。着重介绍了X、Y、Z、θ四轴传动系统的设计。按照要求的不同，Y轴精密直线定位系统采用了滚珠螺旋传动方式;θ轴精密转角分度系统采用了精密蜗杆蜗轮副传动方式;X轴采用了同步带传动方式;Z轴采用了滑动螺旋传动方式。 本文给出了电器控制系统硬件和软件的设计方案。 对制造的样机进行了产品检验，并在样机上进行了产品试验，检验和试验结果都表明，样机的性能达到了预期技术指标的要求。以此方式划切太阳能电池，属国内首创，整机性能处于国内同类产品领先水平，填补了我国大尺寸砂轮划片机的空白。 该机已正式交付用户在生产中使用，它提高了太阳能电池生产的成品率和生产效率，降低了生产成本。能够满足用户方便、高效、可靠的生产要求，有较高的性价比。同时，本产品也可用于8英寸硅片等其它脆硬材料的切割，可广泛应用于太阳能电池、半导体器件、NTC、陶瓷、玻璃、印刷线路板等加工领域。