CN221021810U - 一种数控精密高速环线截断设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数控精密高速环线截断设备，属于数控机械技术领域。所述截断设备包括底座模块、物料输送模块、刀头支撑模块和切割刀头模块；所述物料输送模块和所述刀头支撑模块分别安装在所述底座模块上方，所述切割刀头模块安装在所述刀头支撑模块上；所述物料输送模块包括间隔设置的进料部和出料部，用于输送物料；所述切割刀头模块在所述出料部横跨所述物料输送模块，所述切割刀头模块包括五导轮结构和金刚线，所述金刚线缠绕所述五导轮结构形成闭合环线；所述刀头支撑模块带动所述切割刀头模块升降，所述金刚线在所述五导轮结构驱动下切割物料。本实用新型的设备自由度高，维修便捷，上下料定位精度高，截断工作效率高，设备寿命长。

Description

一种数控精密高速环线截断设备

技术领域

本实用新型涉及数控机械技术领域，具体涉及一种数控精密高速环线截断设备，尤其涉及环线超高线速加工切割圆柱形硬脆性材料设备。

背景技术

目前市场上的硅棒主要的截断方式已更新至环线线锯加工，但市场现有设备有以下几点可改进方向：第一，市场现有设备有利于切割效率和精度提升线速度较低，重要原因为金刚线张紧机构多为配重张紧，转速提高，线速度增加后会产生设备振动及金刚线抖动，使切割精度、切割表面质量严重降低，金刚线使用寿命大大缩短。第二，切割绕线轮属于常规耗材，需经常拆装更换，但市场现有设备此轮多为直孔精密配合，拆装更换异常困难，经常发生无法卡死拆出，需要拆除整个转动轮组件进行大修维护的情况，大大降低了设备开机率，提高了设备维护成本。第三，市场现有设备物料平台多为类似流利条的无动力排辊结构，上料后靠人工推动实现切割定位，因晶棒自重较大所以工作强度大，人为定位所以定位精度不稳定。第四，市场现有设备刀头使用两根金刚线切割加工时，导轮布置多采用六导轮结构，此结构两根金刚线存在一根交叉点，且此点处于两导轮间悬空处，由于两个金刚线间距极小，发生抖动时易产生交错干涩，使两根金刚线均镀层脱落丧失切割力报废。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种数控精密高速环线截断设备，其通过模块化组合而成，提高了设备的自由度和设备维修的便捷性，物料上下料稳定可靠、定位精度高、人工工作强度低，设备切割工作稳定、效率高、自动化程度高，且设备使用寿命长。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种数控精密高速环线截断设备，所述截断设备包括底座模块、物料输送模块、刀头支撑模块和切割刀头模块；所述物料输送模块和所述刀头支撑模块分别安装在所述底座模块上方，所述切割刀头模块安装在所述刀头支撑模块上；

所述物料输送模块包括间隔设置的进料部和出料部，用于输送物料；所述切割刀头模块在所述出料部横跨所述物料输送模块，所述切割刀头模块包括五导轮结构和金刚线，所述金刚线缠绕所述五导轮结构形成闭合环线；所述刀头支撑模块带动所述切割刀头模块升降，所述金刚线在所述五导轮结构驱动下切割物料。

进一步地，所述切割刀头模块包括切割刀头主体，所述切割刀头主体下部具有U型开口；所述五导轮结构包括驱动导轮组件、张紧检测导轮组件、固定转向导轮组件和导轮驱动电机；

在所述切割刀头主体一侧，所述驱动导轮组件和所述固定转向导轮组件分别安装在所述U型开口两侧，3个所述张紧检测导轮组件并排间隔设置在所述切割刀头主体的上部；所述导轮驱动电机安装在所述切割刀头主体另一侧，与所述驱动导轮组件相连；

所述金刚线依次缠绕所述驱动导轮组件、任一个或两个所述张紧检测导轮组件和所述固定转向导轮组件形成闭合环线。

进一步地，所述张紧检测导轮组件包括张紧电机、减速机、联轴器、单轴直线模组、张紧组件安装板、传感器、传感器连接迷宫座、轴承安装座、轴承、导轮安装迷宫座、导轮；

所述张紧电机与所述减速机相连，所述减速机输出轴通过所述联轴器与所述单轴直线模组的滚珠丝杆相连；与所述滚珠丝杆匹配的所述单轴直线模组的丝杆螺母滑块与所述张紧组件安装板相连；所述传感器安装在所述张紧组件安装板上；所述传感器与所述传感器连接迷宫座相连，所述传感器连接迷宫座通过所述轴承安装座与所述导轮安装迷宫座相连；所述轴承内圈套接在所述轴承安装座上，所述轴承外圈与所述导轮安装迷宫座相连；所述导轮安装在所述导轮安装迷宫座上。

进一步地，所述导轮安装迷宫座与所述导轮的配合安装处为锥孔。

进一步地，所述导轮安装迷宫座与所述导轮的配合安装处为阶梯直孔；所述阶梯直孔为双重定位浅止口结构，由三段阶梯结构组成，其中第一段和第三段为定位紧密配合，第二段阶梯为导向间隙配合；所述第一段和所述第三段的阶梯深度小于所述第二段的阶梯深度。

进一步地，所述导轮安装迷宫座与所述导轮的配合安装处为阶梯直孔；所述导轮安装迷宫座的所述阶梯直孔为三段阶梯直孔，其中第一段和第二段阶梯直径相等，所述第一段公差为定位紧密配合，所述第二段公差为导向间隙配合；所述导轮的所述阶梯直孔为两段阶梯直孔，第一段和第二段阶梯处的直径相等、公差相同。

进一步地，所述切割刀头模块还包括晶棒喷淋阀组、刀头冲洗阀组、导轮喷淋座、导轮喷淋阀组、水路控制阀组；

所述切割刀头主体前侧所述晶棒喷淋阀组和所述刀头冲洗阀组分别安装在所述切割刀头主体上，且所述晶棒喷淋阀组位于所述U型开口上方，所述刀头冲洗阀组位于所述晶棒喷淋阀组上方；所述晶棒喷淋阀组和所述刀头冲洗阀组与安装在所述切割刀头主体后侧的所述水路控制阀组分别相连，所述水路控制阀组用于与外部的冷却液设备相连；

多个所述导轮喷淋座分别安装在所述切割刀头主体的后侧，且与所述驱动导轮组件、所述张紧检测导轮组件和所述固定转向导轮组件一一相应，喷淋管固定在所述导轮喷淋座上，所述喷淋管的输出口位于所述切割刀头主体前侧；所述导轮喷淋阀组安装在所述切割刀头主体后侧中部，所述导轮喷淋阀组上具有与所述导轮喷淋座一一对应的阀组；所述喷淋管与所述阀组相连；所述导轮喷淋阀组与外部的冷却液设备相连。

进一步地，所述物料输送模块的所述进料部和所述出料部均包括支撑轮、支撑轮轴、链传动机构、安装平台和转动部件；

多个所述支撑轮沿输送方向并排间隔排列在所述安装平台上，所述支撑轮两端通过所述支撑轮轴与所述转动部件分别相连，所述转动部件安装在所述安装平台上；所述链传动机构安装在所述安装平台下方，与所述支撑轮轴相连，驱动所述支撑轮转动来输送物料。

进一步地，所述支撑轮为锥形滚轮，相邻的两个所述支撑轮共同支撑物料。

进一步地，所述转动部件包括支撑轴端盖、整体支撑块和支撑轴承；所述整体支撑块固定在所述安装平台上，所述支撑轴承的内圈套装在所述支撑轮轴上，所述支撑轴承的外圈安装在所述整体支撑块上；所述支撑轴端盖设置在所述支撑轴承外端。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的数控精密高速环线截断设备采用模块化设计，大大提高了设备的自由度和自动化程度，能够进行稳定可靠的切割工作，且切割效率高、精度高、人工工作强度低，设备使用寿命长，维修便捷。

本实用新型的切割刀头模块中导轮采用锥孔或阶梯直孔装配，可在保证导轮承载强度及安装精度的同时，实现导轮的便捷拆装，减少了维护成本，提高了设备开机率。

本实用新型的切割刀头模块采用五轮结构，与常用的六轮结构相比，不仅减少了耗材，还简化了结构，且两根金刚线交叉点处于共用的张紧检测导轮组件中的转向导轮包角上，金刚线突发抖动时不会产生交错干涩，避免两根金刚线因交错摩擦导致镀层脱落丧失切割力而报废，稳定了金刚线工况，延长了金刚线使用寿命，降低了切割成本。

本实用新型的张紧检测导轮组件采用单轴直线模组与张紧电机的组合控制金刚线的张力，保证张紧检测导轮组件的精度和承载，通过张紧电机能够实时调节金刚线的张力，保证金刚线的张紧度，稳定可靠，极大地减小了高转速高线速度时设备的振动及金刚线的抖动。

本实用新型的物料输送模块按切割线分为进料部和出料部，两部分可模块化通用，降低了生产成本，且便于维保，两部分还可独立驱动控制，实现切割后物料以可控间距分隔输送等功能。同时，物料输送模块在伺服驱动下可实现定量输送，配合人工上料可降低工作强度，配合自动化上料设备，也可提高定位精度，稳定可靠的输送物料，且运行效率高，自由程度和自动化程度高。物料输送模块可在进出料口外接通用型自动化输送机构实现物料的自动上下料，无需人工干预，即可实现物料的自动化定量多次输送定位，进而实现一根长物料精确定量连续多次截断工作，效率高、精度高且稳定可靠，自由程度和自动化程度高。物料上下料实施过程中，操作人员与物料输送模块上物料放置位置距离较近，整体高度较低，无需人力推料对刀，操作工作强度降低，效率高。

本实用新型在自动或人工定位切割位置后，设备自动运转切割将物料截断，如0.8mm-2.5mm微量截断取片以用于检测，2.5mm以上截断返切工作等。

本实用新型采用立式布置，切割刀头模块在刀头支撑模块驱动下上下升降进给退刀，利用空余高度空间集成电控箱模块，使整机在保证结构稳定性的基础下，集成安装，设备整体性高，减少设备占地。

附图说明

图1为本实用新型数控精密高速环线截断设备的立体结构示意图一；

图2为本实用新型数控精密高速环线截断设备的立体结构示意图二；

图3为本实用新型中物料输送模块主视图；

图4为本实用新型中物料输送模块俯视图；

图5为本实用新型中链传动机构局部图；

图6为本实用新型中切割刀头模块右侧视图；

图7为本实用新型中切割刀头模块主视图；

图8为本实用新型中切割刀头模块左侧视图；

图9为本实用新型中切割刀头模块俯视图；

图10为本实用新型中张紧检测导轮组件主视图；

图11为图10中的A-A视图；

图12为本实用新型中张紧检测导轮组件的俯视图；

图13为本实用新型中导轮安装迷宫座与导轮锥孔安装配合结构的示意图；

图14为本实用新型中导轮安装迷宫座与导轮三阶梯直孔安装配合结构的示意图；

图15为本实用新型中导轮安装迷宫座三阶梯直孔与导轮两阶梯直孔安装配合结构的示意图。

其中：1-底座模块、2-物料输送模块、2.1-支撑轮、2.2-支撑轮轴、2.3-支撑轴端盖、2.4-整体支撑块、2.5-支撑轴承、2.6-出料护罩、2.7-进料护罩、2.8-电机减速机安装座、2.9-驱动链条、2.10-驱动链轮、2.11-支撑从动链轮、2.12-从动链条、2.13-驱动电机、2.14-驱动电机减速机、2.15-安装平台、3-电控箱模块、4-刀头支撑模块、5-切割刀头模块、5.1-背胶磁条、5.2-刀头旋转门、5.3-切割侧围边钣金、5.4-传感器安装支架、5.5-传感器感应支架、5.6-接近传感器、5.7-丝杆螺母安装座、5.8-直线滑轨滑块、5.9-电气侧外钣金、5.10-电气侧内钣金、5.11-切割刀头主体、5.12-驱动导轮组件、5.13-合页、5.14-切割侧内围钣金、5.15-晶棒喷淋阀组、5.16-刀头冲洗阀组、5.17-张紧检测导轮组件、5.17.1-驱动电机、5.17.2-减速机、5.17.3-联轴器、5.17.4-单轴直线模组、5.17.5-张紧组件安装板、5.17.6-传感器安装、5.17.7-传感器、5.17.8-传感器连接迷宫座、5.17.9-轴承安装座、5.17.10-轴承、5.17.11-导轮安装迷宫座、5.17.12-轴承端盖、5.17.13-轴端压板、5.17.14-密封圈、5.17.15-导轮压板、5.17.16-导轮、5.18-导轮喷淋座、5.19-切割金刚线、5.20-固定转向导轮组件、5.21-导轮喷淋阀组、5.22-水路控制阀组、5.23-导轮驱动电机、6-手动操作面板、7-操作屏模块。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本申请文件中的上、下、左、右、内、外、前端、后端、头部、尾部等方位或位置关系用语是基于附图所示的方位或位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

本实用新型中，术语“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例记载了一种数控精密高速环线截断设备，其采用环线超高线速加工切割圆柱形硬脆性材料。

如图1和图2所示，该截断设备包括底座模块1、物料输送模块2、电控箱模块3、刀头支撑模块4、切割刀头模块5、手动操作面板6和操作屏模块7。物料输送模块2、电控箱模块3和刀头支撑模块4分别安装在底座模块1上方，电控箱模块3和刀头支撑模块4位于物料输送模块2的一侧，物料输送模块2用于运送物料，电控箱模块3用于为该截断设备供电，刀头支撑模块4用于支撑切割刀头模块5。切割刀头模块5安装在刀头支撑模块4上，横跨物料输送模块2，用于切割，在刀头支撑模块4带动下升降可实现切割动作。手动操作面板6安装在切割刀头模块5一端上，用于手动操作切割动作。操作屏模块7安装在刀头支撑模块4的一侧面，用于操作人员对该截断设备进行自动切割操作。

底座模块1用于支撑连接各个模块并承受各个模块的自重载荷和运动载荷。本实施例在底座模块1底部四个方向上均设多个高度可调的地脚，通过地脚可调节底座模块1平台的水平度，为该截断设备整体提供一个稳固的定位精准的水平状态可调校的功能模块安装平台，保证各功能模块组装精度可控，同时该底座模块1也对设备各工作区域进行相对分隔，使其相对独立，便于规划布置各模块的线路。另外，底座模块1的安装平台上还设有回收槽，便于加工辅助液体集流回收。

物料输送模块2为设备提供物料摆放固定的平台，本实施例的物料以圆棒料为例进行说明。

物料输送模块2按切割线分为进料部和出料部，两部分结构相同，采用模块化设置，可互换通用，以降低生产成本，也便于维护，且可各自独立驱动控制，实现切割后物料可控间距分隔输送等功能。如图3至图5所示，进料部和出料部均包括支撑轮2.1、支撑轮轴2.2、支撑轴端盖2.3、整体支撑块2.4、支撑轴承2.5、出料护罩2.6、进料护罩2.7、电机减速机安装座2.8、驱动链条2.9、驱动链轮2.10、支撑从动链轮2.11、从动链条2.12、驱动电机2.13、驱动电机减速机2.14和安装平台2.15。其中，安装平台2.15安装在电机减速机安装座2.8上方，整体支撑块2.4、出料护罩2.6、进料护罩2.7、电机减速机安装座2.8等零部件分别安装在安装平台2.15上。

多个支撑轮2.1沿输送方向并排间隔排列在安装平台2.15上，本实施例的支撑轮2.1两端通过支撑轮轴2.2与转动部件分别相连，转动部件安装在安装平台2.15上，支撑轮2.1的中心内孔通过键轴结构与支撑轮轴2.2相连，将安装平台2.15对支撑轮2.1的支撑力传递给支撑轮轴2.2，并通过键轴结构接收支撑轮2.1上转动扭矩。

本实施例中支撑轮2.1为锥形滚轮，相邻的两个支撑轮2.1的小端相向成对为一组支撑，用于支撑物料，多组支撑沿物料输送模块2输送方向间隔排列，物料可沿长度方向置于多组支撑上，使物料在支撑轮2.1上沿轴线方向产生前进、后退或静止动作。在摆放物料时，利用支撑轮2.1小端锥面长度可适应不同直径的物料，且利用各组形成的锥角自动导心，实现轴线方向定位。本实施例中支撑轮2.1上设有外径包胶，可缓冲物料与支撑轮2.1接触时的撞击，增大摩擦力，保证物料的稳定输送，也使支撑轮2.1具有足够的耐磨性能，长时间使用后，仅需更换外径包胶，延长支撑轮2.1的使用寿命。

转动部件用于传导支撑轮2.1的转动扭矩，本实施例的转动部件由支撑轴端盖2.3、整体支撑块2.4和支撑轴承2.5组成。整体支撑块2.4固定在安装平台2.15上，支撑轴承2.5的内圈套装在支撑轮轴2.2上，外圈安装在整体支撑块2.4上，用于承载对支撑轮2.1的支撑力并减少转动摩擦。支撑轴端盖2.3设置在支撑轴承2.5外端(即远离支撑轮2.1的一端)，支撑轴端盖2.3内设有密封件，起到防护支撑轴承2.5作用。

出料护罩2.6和进料护罩2.7分别罩在出料部和进料部外围并固定在安装平台2.15上，分别保护两部分内的链传动机构。链传动机构包括电机减速机安装座2.8、驱动链条2.9、驱动链轮2.10、从动链轮2.11、从动链条2.12、驱动电机2.13和驱动电机减速机2.14。

电机减速机安装座2.8在安装平台2.15下方安装在底座模块1上，两个驱动链轮2.10在支撑轮2.1左右两侧对称安装在电机减速机安装座2.8上，在每个驱动链轮2.10上方，两个从动链轮2.11在驱动链轮2.10两侧对称设置在相应的支撑轮轴2.2上，驱动链轮2.10通过驱动链条2.9与从动链轮2.11相连，驱动电机2.13和驱动电机减速机2.14分别安装在电机减速机安装座2.8中部，驱动电机2.13通过驱动电机减速机2.14与驱动链轮2.10相连，驱动电机2.13通过电力产生转动扭矩，驱动电机减速机2.14用于接收并放大驱动电机2.13扭矩，并通过驱动链轮2.10向从动链轮2.11传导扭矩。支撑轮2.1同侧的两个从动链轮2.11通过从动链条2.12相连。从动链轮2.11用于接收驱动链条2.9或从动链条2.12传递的扭矩并传导至支撑轮轴2.2。

本实施例组成物料输送模块2的各零部件采用模块化安装更换，在保证质量和生产精度情况下，可便捷维修物料输送模块2。其中驱动电机2.13可为伺服电机，通过伺服驱动来控制物料的定量输送，物料输送模块2可配合人工上料、工作强度低，亦可配合自动化设备，精度较高且稳定可靠，设备的运行效率高，自由程度和自动化程度高。物料输送模块2的进、出料口外接通用型自动化输送机构，以定量多次输送物料配合刀头切割，实现一根长圆棒料精确定量连续多次截断工作，效率高、精度高且稳定可靠，自由程度和自动化程度高。

电控箱模块3为该截断设备整体核心电控件的集成，电控件采用标准化模块，可实现整体截断设备的电气防护，稳定电气元件工况，提高电气元件使用寿命，也便于安装维护。

在出料部切割刀头模块5通过刀头支撑模块4安装在底座模块1上，位于物料输送模块2输送方向的一侧，刀头支撑模块4和切割刀头模块5分别为独立模块，可降低刀头支撑模块4和切割刀头模块5的加工难度，降低生产成本。刀头支撑模块4在安装切割刀头模块5的一侧设有两道平行间隔的直线滑轨轨道，切割刀头模块5通过升降模块安装在直线滑轨轨道上，在升降模块带动下切割刀头模块5可沿直线滑轨轨道升降移动，以此实现切割操作。

本实施例中升降模块可采用升降丝杆组、升降电机和传动组件组合结构，或直线气缸等升降结构为切割刀头模块5提供升降动力。刀头支撑模块4还包括内置升降拖链，内置升降拖链设置在刀头支撑模块4和切割刀头模块5之间，即便于布置两个模块之间的线路，还可避免因切割刀头模块5升降移动而导致线路缠绕。升降模块外侧还可安装封挡角钢、防护钣金、升降风琴罩等零部件，其组合结构可为升降模块提供密封防护。

切割刀头模块5如图6至图9所示，包括背胶磁条5.1、刀头旋转门5.2、切割侧围边钣金5.3、传感器安装支架5.4、传感器感应支架5.5、接近传感器5.6、丝杆螺母安装座5.7、直线滑轨滑块5.8、电气侧外钣金5.9、电气侧内钣金5.10、切割刀头主体5.11、驱动导轮组件5.12、合页5.13、切割侧内围钣金5.14、晶棒喷淋阀组5.15、刀头冲洗阀组5.16、张紧检测导轮组件5.17、导轮喷淋座5.18、金刚线5.19、固定转向导轮组件5.20、导轮喷淋阀组5.21、水路控制阀组5.22和导轮驱动电机5.23。

切割刀头主体5.11为切割刀头模块5主体骨架，用于安装切割刀头模块5的各零部件，其整体为支撑部和切割部垂直相接组成的L型结构，支撑部位于物料输送模块2一侧，用于与刀头支撑模块4相连，切割部横跨物料输送模块2，切割部下部具有U型开口，切割侧内围钣金5.14安装在U型开口处，实现切割部内侧的密封。在切割刀头主体5.11靠近进料部的一侧电气侧外钣金5.9和电气侧内钣金5.10分别安装在切割刀头主体5.11的切割部和支撑部上，用于实现切割刀头主体5.11上电气元件的侧密封。切割侧围边钣金5.3安装在切割刀头主体5.11侧围，实现切割刀头模块5切割侧外围的密封。

在出料方向刀头旋转门5.2通过合页5.13安装在切割刀头主体5.11的切割部前侧上，利用合页5.13的旋转导向支撑，可实现切割刀头模块5切割部的密封和打开状态的切换。切割刀头模块5的附属零部件安装在切割侧围边钣金5.3上，如背胶磁条5.1安装在切割侧围边钣金5.3与刀头旋转门5.2的相接侧，可通过磁力吸合、关闭刀头旋转门5.2，吸合后可提高切割区的密封性，传感器安装支架5.4安装在切割侧围边钣金5.3上方，接近传感器5.6安装在传感器安装支架5.4上，且接近传感器5.6的安装位置可调节。传感器感应支架5.5安装在刀头旋转门5.2上，且与传感器安装支架5.4位置相匹配，用于接近传感器5.6感应触发。接近传感器5.6用于监控显示切割区的密封和打开状态。

丝杆螺母安装座5.7安装在切割刀头主体5.11支撑部靠近刀头支撑模块4一侧的中部，升降丝杆螺母安装在丝杆螺母安装座5.7上，与刀头支撑模块4的升降模块的升降丝杆组相连，升降模块通过升降丝杆螺母带动切割刀头模块5升降。两个直线滑轨滑块5.8在丝杆螺母安装座5.7两侧对称设置在切割刀头主体5.11上，与刀头支撑模块4的直线滑轨轨道相配合，对刀头支撑模块4整体支撑，并可减少升降摩擦力，且可对切割刀头模块5的升降实现精确导向。

在切割刀头主体5.11切割部前侧(即切割部朝向出料方向的一侧)，驱动导轮组件5.12、晶棒喷淋阀组5.15、刀头冲洗阀组5.16、张紧检测导轮组件5.17和固定转向导轮组件5.20分别安装在切割刀头主体5.11上。驱动导轮组件5.12和固定转向导轮组件5.20分别置于切割刀头主体5.11U型开口的两侧。驱动导轮组件5.12通过联轴器与安装在切割部后侧(即切割部朝向进料方向的一侧)的导轮驱动电机5.23相连，在导轮驱动电机5.23驱动下，驱动导轮组件5.12带动其上环绕的金刚线5.19转动，为切割提供动力。固定转向导轮组件5.20用于实现金刚线5.19的转向。3个张紧检测导轮组件5.17并排间隔设置在切割刀头主体5.11切割部的上部，用于实现金刚线5.19的转向，并检测金刚线5.19张力数值，可根据设定参数自动张紧或放松调控金刚线5.19的实际张力。

张紧检测导轮组件5.17如图10至图12所示，包括张紧电机5.17.1、减速机5.17.2、联轴器5.17.3、单轴直线模组5.17.4、张紧组件安装板5.17.5、传感器安装件5.17.6、传感器5.17.7、传感器连接迷宫座5.17.8、轴承安装座5.17.9、轴承5.17.10、导轮安装迷宫座5.17.11、轴承端盖5.17.12、轴端压板5.17.13、密封圈5.17.14、导轮压板5.17.15、导轮5.17.16。

张紧电机5.17.1与减速机5.17.2相连，利用电力产生转动扭矩为张紧动作提供动力。减速机5.17.2输出轴通过联轴器5.17.3与单轴直线模组5.17.4的滚珠丝杆相连，减速机5.17.2将张紧电机5.17.1提供的转动扭矩放大，并传导至单轴直线模组5.17.4的滚珠丝杆上。单轴直线模组5.17.4可由滚珠丝杆、直线滑轨与丝杆螺母滑块紧凑结合而成，滚珠丝杆接收转动扭矩后根据正反转带动丝杆螺母滑块直线往返横移，直线滑轨支撑张紧检测导轮组件5.17的承载，并保证运动精度，丝杆螺母滑块与张紧组件安装板5.17.5相连，实现直线往返横移。传感器5.17.7通过传感器安装件5.17.6安装在张紧组件安装板5.17.5上，可在单轴直线模组5.17.4作用下实现传感器5.17.7的直线往返横移。传感器5.17.7与传感器连接迷宫座5.17.8相连，操作屏模块7内的监控模块通过传感器5.17.7传导的受力建立数学模型，实时反馈张紧检测导轮组件5.17导轮上金刚线5.19的张力，以便保证金刚线5.19时刻保持预定的张紧度。传感器连接迷宫座5.17.8通过轴承安装座5.17.9与导轮安装迷宫座5.17.11相连，组成迷宫密封。轴承5.17.10内圈套接在轴承安装座5.17.9上，外圈与导轮安装迷宫座5.17.11相连，轴承5.17.10为导轮安装迷宫座5.17.11提供支撑承载，并降低转动摩擦力，并通过迷宫密封实现轴承5.17.10的密封。轴承端盖5.17.12安装在导轮安装迷宫座5.17.11的外侧端，实现轴承5.17.10的外侧密封。轴端压板5.17.13安装在轴承安装座5.17.9上，用于固定轴承5.17.10内圈。密封圈5.17.14通过轴承端盖5.17.12压装在导轮安装迷宫座5.17.11上，密封圈5.17.14在轴承端盖5.17.12的压缩下可增强其密封效果。导轮压板5.17.15和导轮5.17.16分别安装在导轮安装迷宫座5.17.11上，导轮压板5.17.15可避免导轮5.17.16脱离导轮安装迷宫座5.17.11。

本实施例的导轮5.17.16分为轮毂和外径包胶两部分，通过轮毂套接在导轮安装迷宫座5.17.11上，外径包胶设置在轮毂外侧，与金刚线5.19接触，在金刚线5.19转向时外径包胶可增大金刚线5.19的摩擦力使金刚线5.19相对静止，利于控制导轮5.17.16的磨损。

本实施例导轮安装迷宫座5.17.11与导轮5.17.16的配合安装处为锥孔(见图13所示)，在保证二者配合精度的情况下，拆装便捷，便于导轮5.17.16的安装和维护。

在另一实施例中，导轮安装迷宫座5.17.11与导轮5.17.16的配合安装处如图14所示为阶梯直孔，其为双重定位浅止口结构，阶梯直孔由三段阶梯结构组成，其中第一段和第三段为定位紧密配合，且在保证安装精度情况下第一段和第三段的阶梯深度小于第二段的阶梯深度。第一段和第三段两段阶梯间间距可形成扭转承载力臂，保证导轮安装迷宫座5.17.11与导轮5.17.16安装精度的同时保证承载强度，因第一段和第三段两段阶梯配合深度较小，使得导轮安装迷宫座5.17.11与导轮5.17.16拆装便捷，便于导轮5.17.16的安装和维护。第二段阶梯为导向间隙配合，减少了定位紧密配合深度，增加了第一段和第三段的定位紧密配合间距，同时也降低了生产成本。

在另一实施例中，如图15所示，导轮安装迷宫座5.17.11与导轮5.17.16的配合安装处也为阶梯直孔，导轮5.17.16的阶梯直孔为两段阶梯直孔，第一段和第二段阶梯处的直径相等、公差相同，导轮安装迷宫座5.17.11的阶梯直孔为三段阶梯直孔，其中第一段和第二段阶梯直径相等，第一段和第三段公差为定位紧密配合，第二段公差为导向间隙配合，在保证三段阶梯结构效果的同时，第二段阶梯为引导安装段，便于安装导轮5.17.16。

上述导轮安装迷宫座5.17.11与导轮5.17.16的配合安装处的锥孔和阶梯直孔也适用于驱动导轮组件5.12和固定转向导轮组件5.20中导轮的安装。

在切割刀头主体5.11切割部后侧，多个导轮喷淋座5.18分别安装在切割刀头主体5.11上，且与驱动导轮组件5.12、张紧检测导轮组件5.17和固定转向导轮组件5.20的导轮一一对应。导轮喷淋阀组5.21安装在切割刀头主体5.11后侧中部，其上设有与导轮喷淋座5.18一一对应的阀组，阀组与导轮喷淋座5.18上的喷淋管分别相连，导轮喷淋阀组5.21与外部的冷却液设备相连。在切割刀头主体5.11切割部前侧，驱动导轮组件5.12、张紧检测导轮组件5.17和固定转向导轮组件5.20的侧上方分别设有喷淋管，喷淋管穿过切割刀头主体5.11固定在导轮喷淋座5.18上，与导轮喷淋阀组5.21的阀组相连。外部的冷却液设备通过阀组和喷淋管向导轮喷淋冷却液，冲洗导轮，并通过导轮喷淋阀组5.21控制冷却液的流量。

晶棒喷淋阀组5.15设置在切割刀头主体5.11前侧U型开口上方，用于向物料的切割部位喷淋冷却液，冲洗物料降温，并控制冷却液的流量。本实施例的晶棒喷淋阀组5.15沿U型开口宽度依次设置多个喷淋管，可保证物料切割部位的充分降温。刀头冲洗阀组5.16在晶棒喷淋阀组5.15上方安装在切割刀头主体5.11上，通过水压自旋转喷淋冲洗密封状态下切割区的金刚线5.19。切割刀头主体5.11后侧上安装水路控制阀组5.22，水路控制阀组5.22上设有多个阀组，阀组与晶棒喷淋阀组5.15和刀头冲洗阀组5.16分别相连，水路控制阀组5.22与外部的冷却液设备相连，水路控制阀组5.22控制冷却液的分流通断。

本实施例五导轮结构的切割刀头模块5，金刚线5.19依次缠绕驱动导轮组件5.12、张紧检测导轮组件5.17和固定转向导轮组件5.20形成闭合环线，以进行切割，可分为单线切割模块和双线切割模块。单线切割模块中金刚线5.19依次缠绕驱动导轮组件5.12、任一个张紧检测导轮组件5.17和固定转向导轮组件5.20形成闭合环线。双线切割模块中，第一根金刚线5.19依次缠绕驱动导轮组件5.12、中部张紧检测导轮组件5.17、右侧张紧检测导轮组件5.17和固定转向导轮组件5.20形成第一闭合环线，第二根金刚线5.19依次缠绕驱动导轮组件5.12、左侧张紧检测导轮组件5.17、中部张紧检测导轮组件5.17和固定转向导轮组件5.20形成第二闭合环线。金刚线5.19将导轮驱动电机5.23输出的转动扭矩转为高速直线运动，利用自身特性与物料接触摩擦，切割物料。

双线切割模块也可只安装一根金刚线5.19实现单线切割，单线切割模块或双线切割模块单线工作时，一次进给切割可将物料截断成2段，双线切割模块双线工作时一次进给可将物料截断成3段，其中中间段可为0.8mm-2.5mm微量厚度，可用于试验检测时的取片工作。

手动操作面板6通过安装钣金安装在切割刀头模块5的切割侧围边钣金5.3的人员操作侧，与电控箱模块3相连，包括急停开关、升降旋钮开关、输送旋钮开关、启动按钮开关等操作开关，其中，急停开关用于急停该截断设备，升降旋钮开关用于手动控制切割刀头模块5的升降，输送旋钮开关用于手动控制物料输送模块2输送物料，启动按钮开关用于启动一次自动进给截断工作。该截断设备手动操作时，操作人员可便捷的进行人工手动上料、对刀、启动或停止切割、下料、退刀、急停等操作，亦可为设备检修、调试、维护提供操控便利。

操作屏模块7通过安装钣金安装在刀头支撑模块4的人员操作侧，其不仅包括急停开关、启动按钮开关等，还包括手自切换旋钮开关、停止按钮开关、操作屏、退刀开关等模块，其中，手自切换旋钮开关用于该截断设备切换手动模式和自动模式，停止按钮开关用于在自动进给过程中暂停设备动作，并强制各模块以当前状态暂停，操作屏用于操作人员与设备交互作用，退刀开关用于实现截断后的一键退刀。

该截断设备手动模式下切割物料的过程如下：

1、在手动模式下，操作人员操作操作屏模块7，在数据库中选择与待加工物料对应的物料参数组，选定要进行截断工作对应的加工参数，并使截断设备复位至物料加工待机状态；

如：将切割刀头模块5复位至升降行程上部，保证金刚线5.19与物料输送模块2的间距略大于待加工物料规格尺寸；根据待加工物料微调导入的加工参数；

2、操作人员利用吊装设备将物料水平放入物料输送模块2，完成上料动作；

3、操作手动操作面板6上的输送旋钮开关，输送物料，使物料的截断位置与金刚线5.19重合，完成对刀动作；

4、关闭底座模块1上的防飞溅观察门和切割刀头模块5上的刀头旋转门5.2，保证生产时的安全防护；

5、启动手动操作面板6上的启动按钮开关，设备自动启动运行一次自动进给截断工作，期间，按照设定的加工参数，启动水路、气路、电路，启动驱动电机2.13为金刚线5.19提供高速线速度，同时，张紧检测导轮组件5.17实时监控调整金刚线5.19张力，保证金刚线5.19的张紧度，切割刀头模块5整体自动下降进给，直至完成截断；

6、完成截断工作后，操作人员操作手动操作面板6上的输送旋钮开关，将加工完成的物料输出，为便于下料，可利用吊装设备将物料放置到物料区或物料小车，完成下料动作。

7、操作人员启动操作屏中的推刀开关，一键退刀，切割刀头模块5整体自动上升，复位至待加工物料加工待机状态，准备开始下一物料加工。

虽然上面结合本实用新型的优选实施例对本实用新型的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本实用新型的示意性实现方式的解释，并非对本实用新型包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本实用新型范围的限制，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数控精密高速环线截断设备，其特征在于，所述截断设备包括底座模块(1)、物料输送模块(2)、刀头支撑模块(4)和切割刀头模块(5)；所述物料输送模块(2)和所述刀头支撑模块(4)分别安装在所述底座模块(1)上方，所述切割刀头模块(5)安装在所述刀头支撑模块(4)上；

所述物料输送模块(2)包括间隔设置的进料部和出料部，用于输送物料；所述切割刀头模块(5)在所述出料部横跨所述物料输送模块(2)，所述切割刀头模块(5)包括五导轮结构和金刚线(5.19)，所述金刚线(5.19)缠绕所述五导轮结构形成闭合环线；所述刀头支撑模块(4)带动所述切割刀头模块(5)升降，所述金刚线(5.19)在所述五导轮结构驱动下切割物料。

2.根据权利要求1所述的数控精密高速环线截断设备，其特征在于，所述切割刀头模块(5)包括切割刀头主体(5.11)，所述切割刀头主体(5.11)下部具有U型开口；所述五导轮结构包括驱动导轮组件(5.12)、张紧检测导轮组件(5.17)、固定转向导轮组件(5.20)和导轮驱动电机(5.23)；

在所述切割刀头主体(5.11)一侧，所述驱动导轮组件(5.12)和所述固定转向导轮组件(5.20)分别安装在所述U型开口两侧，3个所述张紧检测导轮组件(5.17)并排间隔设置在所述切割刀头主体(5.11)的上部；所述导轮驱动电机(5.23)安装在所述切割刀头主体(5.11)另一侧，与所述驱动导轮组件(5.12)相连；

所述金刚线(5.19)依次缠绕所述驱动导轮组件(5.12)、任一个或两个所述张紧检测导轮组件(5.17)和所述固定转向导轮组件(5.20)形成闭合环线。

3.根据权利要求2所述的数控精密高速环线截断设备，其特征在于，所述张紧检测导轮组件(5.17)包括张紧电机(5.17.1)、减速机(5.17.2)、联轴器(5.17.3)、单轴直线模组(5.17.4)、张紧组件安装板(5.17.5)、传感器(5.17.7)、传感器连接迷宫座(5.17.8)、轴承安装座(5.17.9)、轴承(5.17.10)、导轮安装迷宫座(5.17.11)、导轮(5.17.16)；

所述张紧电机(5.17.1)与所述减速机(5.17.2)相连，所述减速机(5.17.2)输出轴通过所述联轴器(5.17.3)与所述单轴直线模组(5.17.4)的滚珠丝杆相连；与所述滚珠丝杆匹配的所述单轴直线模组(5.17.4)的丝杆螺母滑块与所述张紧组件安装板(5.17.5)相连；所述传感器(5.17.7)安装在所述张紧组件安装板(5.17.5)上；所述传感器(5.17.7)与所述传感器连接迷宫座(5.17.8)相连，所述传感器连接迷宫座(5.17.8)通过所述轴承安装座(5.17.9)与所述导轮安装迷宫座(5.17.11)相连；所述轴承(5.17.10)内圈套接在所述轴承安装座(5.17.9)上，所述轴承(5.17.10)外圈与所述导轮安装迷宫座(5.17.11)相连；所述导轮(5.17.16)安装在所述导轮安装迷宫座(5.17.11)上。

4.根据权利要求3所述的数控精密高速环线截断设备，其特征在于，所述导轮安装迷宫座(5.17.11)与所述导轮(5.17.16)的配合安装处为锥孔。

5.根据权利要求3所述的数控精密高速环线截断设备，其特征在于，所述导轮安装迷宫座(5.17.11)与所述导轮(5.17.16)的配合安装处为阶梯直孔；所述阶梯直孔为双重定位浅止口结构，由三段阶梯结构组成，其中第一段和第三段为定位紧密配合，第二段阶梯为导向间隙配合；所述第一段和所述第三段的阶梯深度小于所述第二段的阶梯深度。

6.根据权利要求3所述的数控精密高速环线截断设备，其特征在于，所述导轮安装迷宫座(5.17.11)与所述导轮(5.17.16)的配合安装处为阶梯直孔；所述导轮安装迷宫座(5.17.11)的所述阶梯直孔为三段阶梯直孔，其中第一段和第二段阶梯直径相等，所述第一段公差为定位紧密配合，所述第二段公差为导向间隙配合；所述导轮(5.17.16)的所述阶梯直孔为两段阶梯直孔，第一段和第二段阶梯处的直径相等、公差相同。

7.根据权利要求2所述的数控精密高速环线截断设备，其特征在于，所述切割刀头模块(5)还包括晶棒喷淋阀组(5.15)、刀头冲洗阀组(5.16)、导轮喷淋座(5.18)、导轮喷淋阀组(5.21)、水路控制阀组(5.22)；

所述切割刀头主体(5.11)前侧所述晶棒喷淋阀组(5.15)和所述刀头冲洗阀组(5.16)分别安装在所述切割刀头主体(5.11)上，且所述晶棒喷淋阀组(5.15)位于所述U型开口上方，所述刀头冲洗阀组(5.16)位于所述晶棒喷淋阀组(5.15)上方；所述晶棒喷淋阀组(5.15)和所述刀头冲洗阀组(5.16)与安装在所述切割刀头主体(5.11)后侧的所述水路控制阀组(5.22)分别相连，所述水路控制阀组(5.22)用于与外部的冷却液设备相连；

多个所述导轮喷淋座(5.18)分别安装在所述切割刀头主体(5.11)的后侧，且与所述驱动导轮组件(5.12)、所述张紧检测导轮组件(5.17)和所述固定转向导轮组件(5.20)一一相应，喷淋管固定在所述导轮喷淋座(5.18)上，所述喷淋管的输出口位于所述切割刀头主体(5.11)前侧；所述导轮喷淋阀组(5.21)安装在所述切割刀头主体(5.11)后侧中部，所述导轮喷淋阀组(5.21)上具有与所述导轮喷淋座(5.18)一一对应的阀组；所述喷淋管与所述阀组相连；所述导轮喷淋阀组(5.21)与外部的冷却液设备相连。

8.根据权利要求1所述的数控精密高速环线截断设备，其特征在于，所述物料输送模块(2)的所述进料部和所述出料部均包括支撑轮(2.1)、支撑轮轴(2.2)、链传动机构、安装平台(2.15)和转动部件；

多个所述支撑轮(2.1)沿输送方向并排间隔排列在所述安装平台(2.15)上，所述支撑轮(2.1)两端通过所述支撑轮轴(2.2)与所述转动部件分别相连，所述转动部件安装在所述安装平台(2.15)上；所述链传动机构安装在所述安装平台(2.15)下方，与所述支撑轮轴(2.2)相连，驱动所述支撑轮(2.1)转动来输送物料。

9.根据权利要求8所述的数控精密高速环线截断设备，其特征在于，所述支撑轮(2.1)为锥形滚轮，相邻的两个所述支撑轮(2.1)共同支撑物料。

10.根据权利要求8所述的数控精密高速环线截断设备，其特征在于，所述转动部件包括支撑轴端盖(2.3)、整体支撑块(2.4)和支撑轴承(2.5)；所述整体支撑块(2.4)固定在所述安装平台(2.15)上，所述支撑轴承(2.5)的内圈套装在所述支撑轮轴(2.2)上，所述支撑轴承(2.5)的外圈安装在所述整体支撑块(2.4)上；所述支撑轴端盖(2.3)设置在所述支撑轴承(2.5)外端。