本技术涉及数控机械，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：
1、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。
技术实现思路
1、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。
2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
3、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；
4、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。
5、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；
6、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；
7、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。
8、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；
9、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。
10、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。
11、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。
12、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。
13、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；
14、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；
15、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。
16、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；
17、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。
18、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。
19、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。
20、本实用新型的有益效果：
21、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。
22、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。
23、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。
24、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。
25、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。
26、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。
27、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。
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；
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)；
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)；
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)；
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；
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。
