超薄玻璃基板化学沉积镀膜智能产线技术中的自适应控制研究.pdf

模具材料及热处理技术超薄玻璃基板化学沉积镀膜智能产线技术中的自适应控制研究石磊（西安石油大学电子工程学院，陕西西安7 1 0 0 6 5）【摘要】随着电子信息技术的快速发展，扁平化显示器、光伏电池等领域对超薄玻璃基板的需求不断增加。化学沉积镀膜技术由于其高效、环保等特点，成为了制备超薄玻璃基板的重要工艺之一。研究了超薄玻璃基板化学沉积镀膜智能产线技术中的自适应控制,结合传统的控制模型和现代的智能控制技术,提出了基于模型预测控制算法的自适应控制方法，该控制方法具有良好的鲁棒性和自适应性，可以有效地提高产线的稳定性和生产效率。关键词：超薄玻璃基板；化学沉积镀膜；智能产线；自适应控制；模型预测控制中图分类号：TG162DOl:10.12147/ki.1671-3508.2023.10.021Adaptive Control Study in Chemical Deposition Coating IntelligentProduction Line Technology on Ultra-Thin Glass Substrate(School of Electronic Engineering,Xi an Shiyou University,Xian,Shanxi 710065,CHN)Abstract With the rapid development of electronic information technology,the demand forultra-thin glass substrates in areas such as flat panel displays and photovoltaic cells continues toincrease.Chemical deposition coating technology has become one of the important processes forpreparing ultra-thin glass substrates due to its high efficiency and environmental friendliness.This paper studies the adaptive control in chemical deposition coating intelligent production linetechnology on ultra-thin glass substrates.Combining traditional control models with modernintelligent control technology,an adaptive control method based on model predictive controlalgorithm is proposed.This control method has good robustness and adaptability,which caneffectively improve the stability and production efficiency of the production line.Key words:ultra-thin glass substrate;chemical deposition coating;intelligent production line;adaptive control;model predictive control1引言由于化学沉积和镀膜过程中的复杂反应机理和物理特性,加之超薄玻璃基板的脆弱性和质量要求较高,对产线稳定性和生产效率提出了更高的要求。因此，如何实现产线自适应控制，保证产品质量和生产效率，成为当前化学沉积镀膜产线技术中的研究热点之一。文献标识码：BShi Lei2超薄玻璃基板化学沉积镀膜智能产线技术流程介绍超薄玻璃基板化学沉积镀膜智能产线技术主要分为以下几个步骤：基板清洗表面改性显影一化学沉积烘干腐蚀一镀膜光刻等。其中，化学沉积和镀膜是最主要的工艺步骤。化学沉积过程中,通过先进的气-液相反应技术,在玻璃基板上形成所需模具制造2 0 2 3年第1 0 期71模具材料及热处理技术厚度和结构的多层硅氧化物薄膜；而镀膜则是在化学沉积后，通过真空镀膜工艺在硅氧化物薄膜上均匀地沉积金属或合金材料。3产线自适应控制方法3.1#控制模型的建立在化学沉积镀膜超薄玻璃基板智能产线技术中，掌握各种关键参数的调节,既能够提高生产效率，又能够保证产品质量。针对生产过程中存在的多变量、非线性等问题，采用基于神经网络的建模方法，建立了反应器温度、压力、流量等输人变量与基板厚度和均匀度等输出变量之间的映射模型。在实际操作中，建模是整个自适应控制方法的关键步骤。首先，通过数学公式将产线采集到的生产数据进行处理，再将所得结果作为神经网络的训练样本输入系统，通过BP神经网络的拟合优化运算，得出输人变量和输出变量之间的映射关系,并将所得模型存储到数据库中，以便随时检索和使用。其次，需要确定神经元的数量和层数，因为神经元的数量和层数直接影响模型的准确性和稳定性。然后,将所采集的实际生产数据分成训练集和测试集，利用BP神经网络进行学习和训练，不断调整权重和偏置，以达到输入变量和输出变量之间的最优映射关系。在训练模型的过程中，需要注意调整学习率和动量衰减因子，以避免网络过拟合。通过以上步骤，建立了反应器温度、压力、流量等输入变量与基板厚度和均匀度等输出变量之间的映射模型，使得产线中的生产数据可以被有效地分析和应用于控制过程中。同时，由于BP神经网络具有良好的适应性和泛化能力，可以快速适应不同的操作环境，并自动调整参数，提高了产线的稳定性和可靠性。需要注意的是,在控制模型的建立和使用过程中,还需要考虑模型的精度和实时性。在产线中，存在着很多不确定因素，如噪声、干扰、非线性等因素，这些因素会影响到模型的精度和稳定性。对此,采用了实时更新和自适应调整的方法，通过监测产线运行状态，及时更新模型并进行自适应控制，以保证产线的稳定性和可靠性。总之，建立反应器温度、压力、流量等输人变量与基板厚度和均匀度等输出变量之间的映射模型,是实现化学沉积镀膜超薄玻璃基板智能产线自适应控制的关键技术之一。通过采用基于神经网络的建模方72法，可以克服多变量、非线性等问题，提高了产线的稳定性和可靠性。同时在使用模型时,需要实时更新和进行自适应调整，以保证控制效果达到最优。3.2控制策略的设计在化学沉积镀膜超薄玻璃基板智能产线技术中，控制策略的设计是实现自适应控制的核心问题之一。(1)状态监测和数据处理。在控制策略设计之前，需要对生产过程中的关键环节进行状态监测，并对采集到的数据进行处理和分析。具体而言，可以通过传感器等设备获取各环节的温度、压力等参数数据，并使用数据处理软件对所得数据进行分析和处理，以获取生产过程中的关键指标和特征信息，方便后续的控制策略设计。(2)模型预测控制算法。在控制策略设计时,采用了模型预测控制算法，即建立数学模型,利用模型来进行状态估计、预测和优化控制，从而达到最优控制效果。模型预测控制算法不仅可以处理多变量、非线性系统，而且还能快速响应系统状态的变化，保证了自适应控制的实时性和准确性。在模型预测控制算法中，需要根据所建立的模型,将实时采集到的监测数据输入到模型中进行处理，并得出状态估计、预测和优化控制结果。这些结果可以用于产线质量控制、过程优化等方面，以保证生产效率和产品质量。(3)控制参数在线调节。在控制策略设计过程中,考虑到产线运行的不确定性、干扰和噪声等因素，采用了自适应参数调整方法实现对控制参数的在线调节。在控制策略设计时,设置一定的容错范围,随着系统状态的变化，动态调整各参数的取值，以达到最优控制效果。总之，针对化学沉积镀膜超薄玻璃基板智能产线技术中的自适应控制问题,采用了状态监测和数据处理、模型预测控制算法及控制参数在线调节等方法来进行控制策略设计。这些方法不仅可以有效地提高产线的稳定性和生产效率，还可以保证产品质量的稳定性和一致性，为超薄玻璃基板化学沉积镀膜产线技术的发展提供了重要的理论与实践支持。4结语本文就超薄玻璃基板化学沉积镀膜智能产线技术中的自适应控制问题进行了研究。通过对产线中关键环节进行分析，结合传统的控制模型和现代的智模具制造2 0 2 3年第1 0 期模具材料及热处理技术ASP2060粉末高速钢五金模具失效原因分析孙建祥，颜敏娟？（1.葛利兹模具科技（深圳)有限公司，广东深圳5 1 8 0 0 0；2.杭州萧山技师学院，浙江杭州31 1 2 0 3)【摘要】用粉末钢ASP2060制造的模具出现崩角现象，体式显微镜分析显示断裂源位于磨削表面，金相分析表明模具材料组织正常，冲击韧性结果显示材料韧性合格；对该模具的断裂韧性进行了讨论。关键词：粉末高速钢；模具；失效分析；断裂韧性中图分类号：TG174DOl:10.12147/ki.1671-3508.2023.10.022for ASP2060 Powder Metal High Speed Tool Steel(1.Groeditz Mold Technology(Shenzhen)Co.,Ltd.,Shenzhen,Guangdong 518000,CHN;2.Hangzhou Xiaoshan echnician College,Hangzhou,Zhejiang 311203,CHN)Abstract Die made by powder metal tool steel ASP2060 happened the chipping failure,whichcrack origin was investigated by the stereo microscope and the results shows it is located at thegrinding surface.With the metallographic microscope it revealed the microstructure was inaccordance to the quality specification,and the impact toughness showed its value was qualified;the fracture toughness was discussed in this paper.Key words:powder metal tool steel;die;failure analysis;fracture toughness1引言如图1 所示，某五金厂模具，外形尺寸38 0 6 0 20mm，为纺织器材模具，材料为法国Erasteel粉末高速钢产品ASP2060。模具加工工序为：下料一淬火、回火能控制技术,提出了一种基于模型预测控制算法的自适应控制方法,并在实际生产中进行了验证。实验结果表明,该控制方法具有良好的鲁棒性和自适应性，可以有效地提高产线的稳定性和生产效率,为超薄玻璃基板化学沉积镀膜产线技术的发展提供了重要的理论与实践支持。参考文献1】秦子川电子信息显示用超薄玻璃基板现状分析 .建筑玻璃与工业玻璃,2 0 1 8，（2）:8模具制造2 0 2 3年第1 0 期文献标识码：BStamping Die Failure AnalysisSun Jianxiang,Yan Mingjuan?线切割加工磨削加工手工抛光刃口一成品；热处理工艺为：1,1 2 0 真空炉奥氏体化，高压氮气淬火；5604 h 3次回火。模具在磨削加工过程中，出现崩角现象,磨削砂轮为氧化铝A60GV型号砂轮。2】吕乐,马润,盛锡慧焘子等。浅析超薄玻璃基板发展现状及趋势 J.建筑玻璃与工业玻璃，2 0 2 3，（3)：43 宋艳莉，叶良恒.高世代TFT-LCD超薄玻璃基板的市场供需情况 J.建材世界,2 0 2 1,4 2(3)：54】秦子川电子信息显示用超薄玻璃基板现状分析 。建筑玻璃与工业玻璃,2 0 1 8,(2):85 宋艳莉，叶良恒.高世代TFT-LCD超薄玻璃基板的市场供需情况 J.建材世界,2 0 2 1,4 2(3):7 4 7 8作者简介：石磊，男，1 9 9 5 年9 月生，汉族，山西临汾人，初级，在读硕士，研究方向：先进智能控制技术。(收稿日期：2 0 2 3-0 5-2 0）0 MM73