CN102187538B - 用激光切断电线的绝缘包覆物的方法和装置 - Google Patents
用激光切断电线的绝缘包覆物的方法和装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明的用激光切断电线的绝缘包覆物的方法和装置,使向在前后方向上延伸的电线(W)朝上下方向照射的激光(L1、L2)不仅在电线横断方向(左右方向)而且还在上下方向上位移,从而这些激光(Ll、L2)的焦点(F)以沿着电线(W)的外周面在圆周方向上移动的方式移动。由此,能够使电线(W)的绝缘包覆物始终位于激光(L1、L2)中能够通过其热能切断绝缘包覆物的有效范围的内侧,因此能够可靠切断具有比激光(L1、L2)的有效范围大的半径尺寸的电线(W)的绝缘包覆物。
Description
技术领域
本发明涉及用激光切断电线的绝缘包覆物的方法和装置,更详细地说涉及用激光切断超过能利用激光热能切断绝缘包覆物的有效范围的半径尺寸的电线绝缘包覆物的技术。
背景技术
以往,为了将电线终端部的绝缘包覆物除去(strip:剥离)以使芯线露出,使用了通过相互相向的一对剥离刀对绝缘包覆物加入切口的装置(例如参照下述专利文献1),但随着伴随电线的细线化的绝缘包覆物的薄壁化等,就变成了使用利用激光对绝缘包覆物进行切断的装置(例如参照下述的专利文献2、3)。
这里,当一边参照图26一边对与下述专利文献2、3所述相同构造的装置进行概述时,该装置通过其基础部分1支承基座2,并且利用贯通基础部分1的圆筒支承部件3在基础部分1的下方支承激光产生单元4。
此外,在基座2设有分离器5与多个反射镜6、7、8,将从激光产生单元4供给的激光L在分离器5中进行2分后,分别引导向上下一对的聚光透镜9、10。
另一方面,一体支承上下一对的聚光透镜9、10的支承单元11,通过在基座3设置的上下一对的直线导轨12、13以在箭头A方向上往复移动自由的方式被支承。
此外,在基座2的背面侧固定的驱动电机14,对具有偏心轴15的驱动轴16进行旋转驱动。
而且,在支承单元11的背面固定的直线导轨(linear guide)17的滑块上,以相对旋转自由的方式卡合有偏心轴15。
由此,当使驱动电机14旋转时,支承单元11在箭头A所示方向上往复移动,因此从上下一对的聚光透镜9、10向电线W照射的激光L在横断电线W的方向上反复地往复移动,由此能够切断电线W的绝缘包覆物。
专利文献1:日本特开2001- 112137号公报
专利文献2:日本特开2007- 151345号公报
专利文献3:日本特开2007- 1432805号公报。
发明内容
发明要解决的问题
但是,从聚光透镜9、10向电线W照射的激光L,如图27示意性所示那样会聚于聚光透镜9、10的焦点F,但是能够通过激光L的热能切断电线W的绝缘包覆物的有效范围,局限于在照射方向上夹持焦点F的规定范围。
由此,如图28所示,在其半径尺寸比激光L的有效范围小的电线W的情况下,使相互相向的一对聚光透镜9、10在电线W的横断方向(箭头A方向)上移动,从而能够遍及电线W的全周地切断其绝缘包覆物。
但是,如图29所示,在其半径尺寸比激光L的有效范围大的电线W的情况下,利用从相互相向的聚光透镜9、10向电线W照射的激光L能够将电线W中聚光透镜9、10侧的部分Sl、S2的绝缘包覆物切断,但是无法切断电线W的侧部S3、S4部分的绝缘包覆物。
因此,即便使一对聚光透镜9、10在电线W的横断方向(箭头A方向)上移动,也无法遍及电线W的全周地切断其绝缘包覆物。
另一方面,近年来由于汽车搭载车载摄像机等情况,对于车载的线束也提高了高速通信的要求,变成了使用大径的屏蔽电线。
此时,为了使屏蔽电线的中心导线露出,首先最初对外皮照射二氧化碳气体激光(CO 2激光)将其切断除去,之后对露出的铜制屏蔽编组照射绿色激光(YVO4激光)将其切断除去,接着对中心导线周围的绝缘体照射二氧化碳气体激光将其切断除去。
但是,二氧化碳气体激光的波长约为10640纳米,与此相比,绿色激光的波长大幅缩短为约532纳米,因此会导致绿色激光能够进行电线的绝缘包覆物切断的有效范围大幅变窄。
由此,在使激光在横断电线的方向上往复移动来切断绝缘包覆物的现有装置中,很难通过二氧化碳气体绿色激光对大径的电线例如大径的屏蔽电线的绝缘包覆物进行切断。
因此,本发明的目的在于克服上述现有技术具有的问题,提供一种能够利用激光可靠切断其半径尺寸比激光的有效范围大的电线的绝缘包覆物的电线绝缘包覆物的切断方法和装置。
另外,由于在作为与本申请关联的国际专利申请的PCT/JP2010/050067的“国际检索报告”中,将上述专利文献3 (日本特开2007-143280号公报)作为X类文献列出,而且在其“国际检索单位的意见书”中指出,该文献记载了“对透镜保持器驱动机构16进行控制,以便使焦点在绝缘包覆物5的外周面上在圆周方向上移动”,因此该国际专利申请的权利要求1~2、4~5的发明不具有新颖性、创造性。
但是,上述专利文献3所述的装置为受本申请的申请人委托制造的装置,具有与本申请的申请人的在先申请的上述专利文献2所述装置完全相同的构造。
由此,上述专利文献3所述的“激光包覆物除去装置”,具有在本说明书中参照[图26]~[图29]且在[0003]~[0009]段中说明的构造。
即,虽然上述专利文献3所述的装置是使其第一激光Ll和第二激光L2的射束点相对于包覆物线材3在左右方向(箭头方向)上移动,但并不是在上下方向(相对于箭头方向垂直的方向)上移动,因此激光Ll、L2的射束点(焦点)无法“在绝缘包覆物5的外周面上在圆周方向上移动”等等。
由此可认为,“国际检索单位的意见书”中的上述记载是否是基于误解了上述专利文献3所述装置的构造的错误。
用于解决问题的方案
用于解决上述问题的权利要求1所述的方案是:
一种用激光切断电线的绝缘包覆物的方法,其特征在于,
将从上下方向朝在前后方向上延伸的电线的绝缘包覆物照射激光的聚光透镜通过支承单元进行支承,
将上述支承单元以相对于切断装置的基座在上下方向和左右方向上往复移动自由的方式进行支承,
将激光产生单元产生的激光供给到上述聚光透镜,并且,
通过设置于上述基座的驱动单元对上述支承单元进行驱动,使上述支承单元相对于上述基座在上下方向和左右方向上移动,
对上述驱动单元的动作进行控制,使得从上述聚光透镜向上述绝缘包覆物照射的激光的焦点在上下方向和左右方向上位移,沿着上述绝缘包覆物的外周面在圆周方向上移动。
即,用激光切断电线的绝缘包覆物的现有方法是,使向在前后方向上延伸的电线朝上下方向照射的激光,仅在电线横断方向(左右方向)上往复移动(参照上述专利文献2、3)。
与此相对,本发明的用激光切断电线的绝缘包覆物的方法是,使向在前后方向上延伸的电线朝上下方向照射的激光,不仅在电线横断方向(左右方向)而且也在上下方向进行位移,从而使该激光的焦点沿着电线的外周面在圆周方向上移动,换言之,能够使激光的焦点以描画圆弧的方式移动。
由此,能够使电线的绝缘包覆物始终位于激光中的能够利用其热能切断绝缘包覆物的有效范围的内侧,因此能够使激光的热能集中于具有比激光的有效范围的大的半径尺寸的电线的绝缘包覆物而可靠切断。
此外,使用激光进行切断的对象中,不仅是电线的绝缘包覆物,当然也包括屏蔽电线的屏蔽编组和中心导体。
另外,激光的焦点不仅可以如权利要求2所述在绝缘包覆物的外周面上在圆周方向上移动,也可以如权利要求3所述对于绝缘包覆物的外周面隔开规定间隙移动,或者相对于绝缘包覆物的外周面进入内侧,或者最初在绝缘包覆物的外周面上移动而随后进入外周面的内侧,以这样的方式移动。
即,绝缘包覆物的外周面形状为正圆时,使激光的焦点以抚摸绝缘包覆物的外周面的方式移动,从而能够以最高效率切断绝缘包覆物。
但是,有时在电线卷绕的情况下,绝缘包覆物变形成为楕圆形,因此使激光的焦点以从绝缘包覆物的外周面离开或者进入外周面的内部的方式移动,从而能够将绝缘包覆物可靠切断。
另外,激光的焦点可以如权利要求4所述,在通过横断方向的剖面观察绝缘包覆物时,以在其外周面中的左右方向的两端部分,沿着外周面反复进行在圆周方向上前进的位移和在圆周方向上后退的位移的方式移动。
由此,能够对绝缘包覆物的外周面中的左右方向的两端部分、换言之即从照射激光的方向观察时绝缘包覆物最厚而难以用激光切断的部分反复照射激光,因此能用激光将这些部分的绝缘包覆物可靠切断。
进而,激光的焦点不是仅以沿着绝缘包覆物的外周面描画圆弧的方式移动,而且还以沿着绝缘包覆物的外周面且绕电线的轴线描画螺旋的方式移动,或者在剖面形状为三角形、四角形、六角形等的电线的情况下,也可以配合该绝缘包覆物的形状移动。
进而,从在前后方向上延伸的电线的上方设置的1个聚光透镜照射激光,使其焦点沿着绝缘包覆物的上侧一半的外周面上在圆周方向上移动,并且使电线绕其轴线旋转,从而也能够将电线的绝缘包覆物遍及其圆周方向的整体切断。
或者,从在前后方向上延伸的电线的上方和下方设置的上下一对的聚光透镜分别照射激光,从而能够将电线的绝缘包覆物遍及其圆周方向的整体切断。
此时优选,将上下一对的聚光透镜通过1个支承单元一体支承,并且驱动支承单元在上下方向和左右方向上移动,从而一边使从上下一对的聚光透镜分别照射的上下一对的激光联动一边在上下方向和左右方向上移动。
此外,作为用于使激光的焦点在上下方向和前后方向上移动的驱动单元,例如可以通过在装置的基座上设置的一对直线电机或者一对滚珠丝杠,分别对支承单元朝上下方向和左右方向个别驱动。
或者像后述的切断装置那样,对具有与处理对象的电线的半径尺寸相同的偏心量的偏心轴进行旋转驱动,从而使支承单元在上下方向和前后方向上联动地移动,由此也能够使激光的焦点沿着电线的外周面在圆周方向上移动。
此外,用于解决上述问题的权利要求5所述的方案是:
一种用激光切断电线的绝缘包覆物的装置,其特征在于,具有:
上下一对的聚光透镜,从上下方向朝在前后方向上延伸的电线的绝缘包覆物分别照射激光,并夹持上述电线在上下方向上相向配置;
激光引导单元,将激光产生单元产生的激光分别引导到上述上下一对的聚光透镜;
支承单元,以相对于上述装置的基座在上下方向和左右方向上移动自由的方式设置,并对上述上下一对的聚光透镜进行一体式支承;以及
驱动单元,将上述支承单元在上下方向和左右方向上进行驱动,并被上述基座支承,
上述上下一对的聚光透镜配置为使它们的焦点一致,
上述驱动单元构成为使上述支承单元在左右方向和上下方向上移动,以便使从上述上下一对的聚光透镜分别朝上述电线的绝缘包覆物照射的上下一对的激光的焦点在上下方向和左右方向上位移,沿着上述电线的绝缘包覆物的外周面在圆周方向上移动。
即,权利要求5所述的本发明的装置,利用从上下一对的聚光透镜分别照射的激光对电线的绝缘包覆物进行切断,因此能够高效地切断电线的绝缘包覆物。
此时,上下一对的聚光透镜通过支承单元一体支承,并且配置为使它们的焦点一致。
由此,能够易于执行驱动支承单元使其进行位移的控制,以便使上下一对的聚光透镜的彼此一致的焦点沿着电线的绝缘包覆物的外周面在圆周方向上移动。
此外,权利要求6、7、8所述的本发明的装置,分别实现权利要求2、3、4所述的本发明的方法,但均能够通过对在上下方向和左右方向上驱动支承单元的驱动单元的动作进行控制来达成。
具体而言,通过对具有与处理对象的电线的半径尺寸相同的偏心量的偏心轴进行旋转驱动,使支承单元在上下方向和前后方向上联动地移动,由此能够使激光的焦点沿着电线的外周面在圆周方向上移动。
激光焦点在圆周方向上的前进和后进,通过对旋转驱动偏心轴的驱动电机的正转和反转进行切换来达成。
或者,能够通过对在装置的基座上设置的一对直线电机或者一对滚珠丝杠,在上下方向和左右方向上进行联动控制,或者在上下方向和左右方向上进行个别控制来达成。
此外,权利要求9所述的方案是:对权利要求5所述的电线的绝缘包覆物切断装置,追加了激光供给路径切换单元,其与上述驱动单元的动作联动地切换针对上述上下一对的聚光透镜的激光供给路径,其中,该激光供给路径是在从上侧的聚光透镜向上述绝缘包覆物的上侧一半照射激光时向上述上侧的聚光透镜供给激光、并且在从下侧的聚光透镜向上述绝缘包覆物的下侧一半照射激光时向上述下侧的聚光透镜供给激光的路径。
即,权利要求9所述的电线的绝缘包覆物切断装置,在从上侧的聚光透镜向电线的绝缘包覆物的上侧一半照射激光时通过激光供给路径切换单元将激光产生单元产生的激光全部向上侧的聚光透镜供给,并且在从下侧的聚光透镜向电线的绝缘包覆物的下侧一半照射激光时将激光产生单元产生的激光全部向下侧的聚光透镜供给。
由此,与使用分离器将激光2分后向上下的聚光透镜分别供给50%的激光的情况不同,能够使用100%的激光产生单元产生的激光来切断绝缘包覆物,因此能够将激光产生单元的能力置换为一半程度的,带来了大幅的成本降低。
此外,权利要求10的方案是,其特征在于,
在权利要求5所述的电线的绝缘包覆物切断装置中,上述驱动单元具有:
驱动轴,绕在前后方向上延伸的旋转轴线旋转;以及
偏心轴,相对于上述旋转轴线偏心规定的偏心量地绕上述旋转轴线公转,并且与上述支承单元相对旋转自由地卡合,
上述偏心量基于上述绝缘包覆物的外径尺寸来决定。
即,在权利要求10所述的电线的绝缘包覆物切断装置中,例如在通过装置的基座上固定的驱动电机使驱动轴旋转时,偏心轴绕驱动轴的旋转轴线公转。
由此,与偏心轴相对旋转自由地卡合的支承单元也还绕驱动轴的旋转轴线公转。
因此,当将偏心轴的偏心量设定为电线的绝缘包覆物的外径尺寸的一半的值时,上下一对的聚光透镜的彼此一致的焦点在绝缘包覆物的外周面上在圆周方向上移动。
另外,在对外径尺寸不同的其他电线绝缘包覆物进行切断时,只要配合其外径尺寸变更偏心轴的偏心量即可。
进而,当将偏心轴的偏心量设定为对电线的绝缘包覆物的外径尺寸的一半的值加上裕量值(例如1毫米)的值时,上下一对的聚光透镜的彼此一致的焦点,相对于绝缘包覆物的外周面隔开与裕量值相等的间隔地在绕其周围回转的圆周方向上移动。
由此,在处理的电线的绝缘包覆物受挤压变形为楕圆状时,也能够将该绝缘包覆物可靠切断。
另外,在使激光供给路径切换单元动作,切换针对上下一对的聚光透镜的激光供给路径时,该切换需要若干时间,会产生不从上下一对的聚光透镜向绝缘包覆物供给激光的短暂期间。
此时,在上下一对的聚光透镜的焦点在绝缘包覆物的外周面上在圆周方向上移动时,在绝缘包覆物的电线横断方向(左右方向)的两侧部有可能产生没有照射激光而没有切断的部分。
与此相对,在上下一对的聚光透镜的焦点,相对于绝缘包覆物的外周面隔开规定间隔地在其周围在圆周方向上移动的情况下,在上下一对的聚光透镜的焦点从绝缘包覆物的外周面在其电线横断方向(左右方向)上离开的期间,能够使激光供给路径切换单元动作。
由此,能够可靠防止在绝缘包覆物的电线横断方向(左右方向)的两侧部,产生没有照射激光而没有切断的部分。
此外,如权利要求11~18所述,构成为能够一边使驱动轴旋转一边变更偏心轴的偏心量,从而能够将上下一对的聚光透镜的彼此一致的焦点,例如最初配置在绝缘包覆物的外周面上,并且随着绝缘包覆物的切断进行而进入绝缘包覆物的内部。
由此,对于壁厚超过能够利用激光热能切断绝缘包覆物的有效范围的绝缘包覆物,也能够利用激光可靠切断。
另外,对于处于切断有效范围内的壁厚较薄的绝缘包覆物,当然也能够可靠切断。
发明效果
采用本发明,可以提供能够将其半径尺寸比激光的有效范围大的电线的绝缘包覆物用激光可靠切断的电线绝缘包覆物的切断方法和装置。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的电线绝缘包覆物切断装置的一实施方式的整体正面图。
图2是图1所示装置的整体右侧面图。
图3是沿着图1中的断裂线A-A的剖面图。
图4是表示图1所示装置的动作的整体正面图。
图5是表示图1所示装置的动作的整体正面图。
图6是表示图1所示装置的动作的整体正面图。
图7是表示图1所示装置的动作的整体正面图。
图8是表示图1所示装置的动作的整体正面图。
图9是示意性地表示本发明的动作原理的图。
图10是示意性地表示本发明的动作原理的图。
图11是示意性地表示本发明的动作原理的图。
图12是示意性地表示本发明的动作原理的图。
图13是示意性地表示本发明的动作原理的图。
图14是示意性地表示本发明的动作原理的图。
图15是表示第二实施方式的切断装置的偏心轴驱动机构的图。
图16是图15所示偏心轴驱动机构的动作说明图。
图17是图15所示偏心轴驱动机构的动作说明图。
图18是表示第三实施方式的切断装置的偏心轴驱动机构的图。
图19是表示图18所示偏心轴驱动机构的动作的图。
图20是表示第三实施方式的变形例的切断装置的偏心轴驱动机构的图。
图21是表示第四实施方式的切断装置的偏心轴驱动机构的图。
图22是图21所示偏心轴驱动机构的动作说明图。
图23是图21所示偏心轴驱动机构的动作说明图。
图24是表示第五实施方式的切断装置的偏心轴驱动机构的图。
图25是表示第五实施方式的变形例的切断装置的偏心轴驱动机构的图。
图26是表示现有装置的整体正面图。
图27是利用激光的绝缘包覆物切断的说明图。
图28是利用激光的绝缘包覆物切断的说明图。
图29是利用激光的绝缘包覆物切断的说明图。
具体实施方式
下面,参照图1至图25对本发明的用激光切断电线的绝缘包覆物的方法和装置的各实施方式进行详细说明。
另外,在以下说明中,将电线延伸的方向称为前后方向,将竖直方向称为上下方向,将与前后方向和上下方向的两方垂直的方向称为左右方向。
第一实施方式
首先,最初参照图1对第一实施方式的切断装置的整体构造进行说明。
在本第一实施方式的切断装置100中,在装置的基础部分21上支承有基座22,并且利用贯通基础部分21的圆筒支承部件23在其下方支承激光产生单元24。
此外,在基座22上设有用于将激光向上侧的聚光透镜31引导的反射镜32、33以及用于将激光向下侧的聚光透镜34引导的反射镜35、36。
另外,滤波器37、38相对于上侧的聚光透镜31和下侧的聚光透镜34在电线W侧分别设置。
进而,在基座22中的圆筒支承部件22附近设有激光供给路径切换单元40。
该切换单元40构成为,使反射镜35在反射镜35没有遮挡从激光产生单元24通过圆筒支承部件22的内部朝向竖直方向上方的激光的后退位置与反射镜35将该激光向反射镜36反射的进入位置之间进退。
具体而言,支承反射镜35的支承部件41,通过在右斜上方延伸的直线导轨42被往复移动自由地引导。
此外,在与支承部件41联结而向右斜下方延伸的细长的联结部件43上经由直线导轨安装有滑块44。
进而,在基座22的背面侧固定的驱动电机45,绕在前后方向上延伸的旋转轴线使驱动轴46旋转。
而且,相对于驱动轴46的旋转轴线偏心的偏心轴47,经由轴承48 (参照图3)与滑块44相对旋转自由地卡合。
由此,如图1、图4、图5所示,在偏心轴47位于左斜下方侧时反射镜35处于后退位置,因此能够将从激光产生单元24通过圆筒支承部件22内部朝向竖直方向上方的激光,经由反射镜32、33向上侧的聚光透镜31供给。
与此相对,如图6、图7、图8所示,在偏心轴47位于右斜上方侧时反射镜35处于进入位置,因此从激光产生单元24通过圆筒支承部件22内部朝向竖直方向上方的激光能够经由反射镜35、36向下侧的聚光透镜34供给。
另外,反射镜35具有规定宽度,并且其平坦的反射面向右斜上方以45度的角度延伸,进而通过向右斜上方以45度的角度延伸的直线导轨42进行引导,从而即使在没有完全到达图6~图8所示的进入位置的中途位置上也能够向反射镜36引导激光。
进而,一体支承上下一对的聚光透镜31、34的正面视图大致为倒コ字形的支承单元50,通过上下一对的直线导轨51、52支承于基座22,能够相对于基座22在上下方向和左右方向上无倾斜地平行移动。
此外,在基座33的背面侧固定的驱动电机53,绕在前后方向上延伸的旋转轴线使驱动轴54旋转。
而且,相对于该驱动轴54的旋转轴线C以规定偏心量D偏心的偏心轴55,与在支承单元50的背面侧突出设置的卡合部56经由轴承57 (参照图2)相对旋转自由地卡合。
另外,偏心轴55的偏心量D的值,以电线W的绝缘包覆物的半径尺寸为基准,例如设定为与半径尺寸相等的值。
由此,当使驱动电机53动作而使驱动轴54绕其旋转轴线旋转时,如图1和图4~图8所示,偏心轴55绕驱动轴54的旋转轴线C在半径D的公转轨道上公转。
与此相伴,支承单元50也还绕驱动轴54的旋转轴线C在半径D的公转轨道上公转。
另一方面,上侧的聚光透镜31,在如图1所示偏心轴55相对于驱动轴54的旋转轴线C处于水平方向左侧的位置时,从上侧的聚光透镜31向电线W照射的激光Ll的焦点Fl,以来到电线W的外周面中相对于电线W的中心WO的水平方向左侧的位置W l的方式定位于支承单元50上。
由此,在如图4所示偏心轴55相对于驱动轴54的旋转轴线C处于竖直方向上侧的位置时,从上侧的聚光透镜31向电线W照射的激光Ll的焦点Fl,来到电线W的外周面中相对于电线W的中心WO的竖直方向上侧的位置W 2。
而且,在如图5所示偏心轴55相对于驱动轴54的旋转轴线C处于水平方向右侧的位置时,从上侧的聚光透镜31向电线W照射的激光L1的焦点Fl,来到电线W的外周面中相对于电线W的中心WO的水平方向右侧的位置W 3。
另一方面,下侧的聚光透镜34,在如图6所示偏心轴55相对于驱动轴54的旋转轴线C处于水平方向右侧的位置时,从下侧的聚光透镜34向电线W照射的激光L2的焦点F2,以来到电线W的外周面中相对于电线W的中心WO的水平方向右侧的位置W3的方式定位于支承单元50上。
由此,在如图7所示偏心轴55相对于驱动轴54的旋转轴线C处于竖直方向下侧的位置时,从下侧的聚光透镜34向电线W照射的激光L2的焦点F2,来到电线W的外周面中相对于电线W的中心WO的竖直方向下侧的位置W4。
而且,在如图8所示偏心轴55相对于驱动轴54的旋转轴线C处于水平方向左侧的位置时,从下侧的聚光透镜34向电线W照射的激光L2的焦点F2,来到电线W的外周面中相对于电线W的中心WO的水平方向左侧的位置W l。
进而,上下一对的聚光透镜31、34以它们的焦点Fl、F2一致的方式固定在支承单元50上。
具体而言,图5和图6所示的支承单元50处于同一位置。
此时,上侧的聚光透镜31的焦点Fl和下侧的聚光透镜34的焦点F2均以来到电线W的外周面中相对于电线W的中心WO的水平方向右侧的位置W3的方式定位于支承单元50上。
接着,对本实施方式的切断装置100的动作进行说明。
在对电线W的绝缘包覆物进行切断时,首先最初选择例如具有与电线W的半径尺寸相等的偏心量D的偏心轴55的驱动轴54,装接在驱动电机53上。
接着,在如图1所示偏心轴55相对于驱动轴54的旋转轴线C处于水平方向左侧的位置时,从上侧的聚光透镜31向电线W照射的激光Ll的焦点Fl,以来到电线W的外周面中相对于电线W的中心WO的水平方向左侧的位置W l的方式将电线W相对于支承单元50定位。
接着,如图1、图4、图5所示,使驱动轴54朝图示顺时针方向旋转,使偏心轴55绕驱动轴54的旋转轴线C按照C1、C2、C3的顺序公转。
此时,在驱动轴54旋转之前,使激光供给路径切换单元40的驱动电机45动作,将反射镜35向后退位置移动。
由此,激光产生单元24产生的激光L全部向上侧的聚光透镜31供给。
因此,如图1、图4、图5所示,从上侧的聚光透镜31向电线W照射的激光Ll,将电线W的绝缘包覆物中的上侧一半切断。.
然后,在如图6所示偏心轴55到达公转轨道上的C3位置时,使激光供给路径切换单元40的驱动电机45动作,使反射镜35移动到进入位置。
由此,激光产生单元24产生的激光L全部向下侧的聚光透镜34供给。
接着,如图6、图7、图8所示,使驱动轴54朝图示顺时针方向旋转,使偏心轴55绕驱动轴54的旋转轴线C按照C3、 C4、C1的顺序公转。
由此,从下侧的聚光透镜34向电线W照射的激光L2,将电线W的绝缘包覆物中的下侧一半切断。
而且,数次重复进行使驱动轴54朝图示顺时针方向旋转并使偏心轴55绕驱动轴54的旋转轴线C按照C1、C2、C3、C4的顺序公转的动作,从而能够利用从上下一对的聚光透镜31、34照射的激光L1、L2,将电线W的绝缘包覆物遍及其全周可靠切断。
即,本实施方式的用激光切断电线的绝缘包覆物的方法和装置,如图9示意性地所示,使向在前后方向(与图示的纸面垂直的方向)延伸的电线W朝上下方向照射的激光,不仅在电线横断方向(左右方向)而且还在上下方向上往复位移,从而以该激光的焦点F沿着电线的外周面在圆周方向上移动的方式,换言之为激光的焦点描画圆弧的方式按照(1)~(5)的顺序移动。
由此,能够使电线W的绝缘包覆物始终位于激光L中能够利用其热能切断绝缘包覆物的有效范围的内侧,因此能够使激光L的热能集中于具有比激光L的有效范围大的半径尺寸的电线W的绝缘包覆物,换言之为壁厚超过激光L的有效范围的绝缘包覆物而可靠切断。
进而,本第一实施方式的用激光切断电线的绝缘包覆物的方法和装置,如图10和图11所示,从上下一对的聚光透镜31、34向电线W的绝缘包覆物照射上下一对的激光Ll、L2,从而能够在不使电线W旋转的情况下将绝缘包覆物可靠切断。
此外构成为,将上下一对的聚光透镜31、34通过支承单元50一体支承,并且通过绕驱动轴54的在前后方向的旋转轴线C公转的偏心轴55驱动支承单元50在上下方向和左右方向上移动,因此能够以上下一对的聚光透镜31、34的彼此一致的焦点F沿着电线W的绝缘包覆物的外周面在圆周方向上移动的方式,可靠驱动上下一对的聚光透镜31、34。
此外,在对加工的电线进行更换等对处理的电线W的外径尺寸进行变更时,例如更换为具有与该更换的电线W的半径尺寸相等的偏心量D的偏心轴55的驱动轴54,从而能够使上下一对的聚光透镜31、34的彼此一致的焦点F沿着该电线W的绝缘包覆物的外周面在圆周方向上移动。
此时,本实施方式的切断装置100,如图10所示,在一边使上侧的聚光透镜31向(1)~(5)移动一边向电线W的绝缘包覆物的上侧一半照射激光Ll时,通过激光供给路径切换单元40将激光产生单元24产生的激光全部向上侧的聚光透镜31供给。
此外,如图11所示,在一边使下侧的聚光透镜34向(6)~(10)移动一边向电线W的绝缘包覆物的下侧一半照射激光L2时,通过激光供给路径切换单元40将激光产生单元24产生的激光全部向下侧的聚光透镜34供给。
由此,与在使用分离器将激光2分后向上下的聚光透镜分别供给50%的激光的情况不同,能够使用100%的激光产生单元24产生的激光来切断绝缘包覆物,因此能够将激光产生单元置换为其能力一半程度的,带来了大幅的成本降低。
另外,在使激光供给路径切换单元40动作,切换针对上下一对的聚光透镜31、34的激光供给路径时,该切换需要若干时间,会产生没有从上下一对的聚光透镜31、34向电线W的绝缘包覆物照射激光L1、L2的短暂期间。
此时,在上下一对的聚光透镜31、34的焦点Fl、F2在电线W的绝缘包覆物的外周面上在圆周方向上移动的情况下,在绝缘包覆物的电线横断方向(左右方向)的两侧部,可能会产生没有供给激光Ll、L2而没有切断的部分。
与此相对,如图12所示,上下一对的聚光透镜31、34(参照图10、图11)的焦点Fl、F2,相对于绝缘包覆物的外周面在隔开规定间隔的圆轨道Wl上在圆周方向上移动,从而能够在上下一对的聚光透镜31、34的焦点Fl、F2从电线W的绝缘包覆物的外周面在该电线横断方向(左右方向)上离开的期间,对激光供给路径切换单元40进行切换。
具体而言,在图12(a)中,在激光Ll、L2的焦点Fl、F2通过圆轨道W l上的点P6从点Pl到达点P2之前,完成激光供给路径切换单元40的切换。
同样地,在图12(b)中,在激光Ll、L2的焦点Fl、F2通过圆轨道W l的点P3从点P4到达点P5之前,完成激光供给路径切换单元40的切换。
由此,在激光Ll的焦点Fl从圆轨道W l上的点P2向点P3移动期间、即激光Ll从左到右侧横断电线W期间,以及激光L2的焦点F2从圆轨道W l上的点P5向点P6移动期间、即激光L2从右向左横断电线W期间,能够从上下的聚光透镜31、34可靠照射激光Ll、L2,因此能够将电线W的绝缘包覆物中左右方向的侧部可靠切断。
接着,参照图13和图14对本发明的用激光切断电线的绝缘包覆物的方法和装置的变形例进行说明。
上述实施方式中的激光Ll、L2的焦点Fl、F2,仅沿着绝缘包覆物的外周面朝顺时针方向移动,而不会朝逆时针方向移动。
与此相对,在图13和图14所示变形例中,在通过其横断方向的剖面观察电线W时,在激光Ll、L2的焦点Fl、F2通过其外周面中左右方向的端部Wl、W3的部分时,交替重复进行顺时针方向的移动和逆时针方向的移动(圆周方向上的前进和后退),从而能够利用激光Ll、L2对电线W中左右方向的端部Wl、W3的绝缘包覆物更加可靠地进行切断。
具体而言,图13对激光Ll、L2的焦点Fl、F2在左右方向和上下方向上联动地位移时的、各焦点F1、F2的左右方向和上下方向的位移进行分解表示。
当激光Ll的焦点Fl到达电线W左侧的端部Wl时,如hl所示朝左右方向往复位移,同时如vl所示朝上下方向往复位移。
接着,焦点Fl在从电线W左侧的端部w l通过上侧的端部W 2向右侧的端部W3移动时,如h2/v2所示朝顺时针方向连续移动而不会朝逆时针方向位移。
进而,当焦点Fl到达电线W右侧的端部W3时,如h3所示朝左右方向往复位移,同时如v3所示也朝上下方向往复位移。
完全同样地,激光L2的焦点F2在电线W右侧的端部W3如h3所示朝左右方向往复位移,同时如v3所示朝上下方向往复位移。
接着,焦点F2在从电线W右侧的端部W3通过下侧的端部W4向左侧的端部W l移动时,如h4/v4所示朝顺时针方向连续移动而不会朝逆时针方向位移。
进而,当焦点F2到达电线W左侧的端部W l时,如h5所示朝左右方向往复位移,同时如v5所示也朝上下方向往复位移。
由此,对电线W中左侧的端部Wl和右侧的端部W3的绝缘包覆物,反复激光Ll、L2的焦点Fl、F2来加载热能,因此能够将该部分的绝缘包覆物更加可靠地切断。
另外,焦点F1、F2的这种顺时针方向/逆时针方向的位移的反复,通过对上述切断装置100的驱动电机45的动作进行控制而在正转方向/反转方向上反复转动来达成。
此外,焦点F1、F2的在顺时针方向/逆时针方向上反复的位移的大小,可以与电线W的绝缘包覆物的厚度或激光L1、L2的有效范围配合,通过对驱动电机45的驱动轴在正转方向/反转方向上反复转动的角度范围进行调整来进行变更。
与此相对,图14的变形例是,对激光L1、L2的焦点Fl、F2在左右方向和上下方向上个别位移时的、各焦点Fl、F2的左右方向和上下方向的位移进行分解表示。
具体而言,当激光Ll的焦点Fl到达电线W左侧的端部Wl时,如hl所示在左右方向上往复位移,但不会如vl所示在上下方向上位移。
接着,焦点Fl在从电线W左侧的端部W l通过上侧的端部W2向右侧的端部W3移动时,如h2/v2所示朝顺时针方向连续移动,而不会朝逆时针方向位移。
另外,当焦点Fl到达电线W右侧的端部W3时,如h3所示在左右方向上往复位移,但不会如v3所示在上下方向上位移。
完全同样地,激光L2的焦点F2在电线W右侧的端部W3,如h3所示在左右方向上往复位移,但不会如v3所示在上下方向上位移。
接着,焦点F2在从电线W右侧的端部W3通过下侧的端部W4向左侧的端部Wl移动时,如h4/v4所示朝顺时针方向连续移动,而不会朝逆时针方向位移。
进而,当焦点F2到达电线W左侧的端部W l时,如h5所示在左右方向上往复位移,但不会如v5所示在上下方向上位移。
由此,在该变形例中也是,激光Ll的焦点Fl、F2反复对电线W左侧的端部W l和右侧的端部W3的绝缘包覆物加载热能,因此能够对该部分的绝缘包覆物更加可靠地进行切断。
另外,激光Ll的焦点Fl、F2的这种顺时针方向和逆时针方向的位移,与上述切断装置100不同,使用直线电机或者滚珠丝杠驱动基座23来达成。
在电线W左侧的端部W l和右侧的端部W3使激光L1、L2的焦点Fl、F2在上下方向/左右方向上反复地位移,如参照图12说明的那样,其特别适用于使激光Ll、L2的焦点Fl、F2在相对于电线W的绝缘包覆物的外周面隔开规定间隔的圆轨道Wl上在圆周方向上位移的情况。
具体而言,如图12(a)所示,在激光Ll的焦点Fl到达圆轨道Wl上的左右方向的两端部Pl、P4时,焦点Fl应当处于从电线W的外周面以规定间隔离开的位置。
但是,在电线W的绝缘包覆物变形成为楕圆状时,可能导致激光Ll的焦点Fl从电线W的外周面意外地离开而无法可靠切断绝缘包覆物。
此时,如果使激光Ll的焦点Fl在上下方向/左右方向上反复地位移,则能够将激光Ll的焦点Fl向处于远离位置的绝缘包覆物可靠地照射。
因此,在使激光Ll、L2的焦点Fl、F2在相对于电线W的绝缘包覆物的外周面隔开规定间隔的圆轨道Wl上在圆周方向上位移的情况下,也能够可靠切断电线W的绝缘包覆物。
接着,参照图15~图25对具备在驱动轴的旋转中变更偏心轴的偏心量的偏心量可变机构的切断装置的各实施方式进行说明。
即,通过使用偏心量可变机构改变偏心轴的偏心量,从而即使在电线外皮的壁厚超过激光的有效范围(参照图29)时也能够进行切断。
第二实施方式
图15~图17所示第二实施方式的切断装置200中,将上述第一实施方式的切断装置100中的驱动电机53、驱动轴54和偏心轴55 (参照图2)部分置换为偏心量可变机构60。
具体而言,图15所示的驱动电机61与驱动电机53对应,而且偏心轴65与偏心轴55对应。
在驱动电机61的驱动轴62上外嵌有保持部件63并能够一体旋转。
该保持部件63为厚壁的有底圆筒状部件,在其顶端凹设有相对于旋转轴线C在半径方向上延伸的长槽63a。
此外,在该保持部件63的外周面上,凹设有在直径方向相向并且沿着旋转轴线C在前后方向(图示纸面中为左右方向)上延伸的一对凹槽63b、63c。
此外,在保持部件顶端的长槽63a内,棱柱状的滑动部件64在半径方向上滑动自由地嵌装,与驱动轴62一体旋转。
进而,在该滑动部件64的端部立设有偏心轴65。
由此,该偏心轴65能够随着驱动轴62的旋转绕旋转轴线C公转,并且在半径方向上位移。
此外,在保持部件63上将薄壁的有底圆筒状的筒状部件66在圆周方向上可相对转动地外嵌。
在该筒状部件66的侧面66a分别削设有绕旋转轴线C螺旋状延伸的第一凸轮槽66b、66c。
进而,在该筒状部件66的底面部分66d贯穿设置有弯曲延伸的第二凸轮槽66e,装入偏心轴65。
另外,该筒状部件66与在保持部件63的外周面突出设置的未图示的销卡合,相对于保持部件63可在圆周方向上相对转动,但不能在轴线方向上相对变动。
进而,在保持部件63的周围同轴配设的大径的环状部件71的内周面,突出设置有在直径方向上相向的一对卡合销72a、72b。
而且,这些卡合销72a、72b分别进入第一凸轮槽66b、66c,并且其顶端进入保持部件63的凹槽63b、63c。
由此,该环状部件71伴随驱动电机61的动作与保持部件63和筒状部件66一体旋转。
此外,在环状部件72的外周同轴配设的前后一对的轴向轴承73a、73b上外嵌有第二环状部件74。
而且,在该第二环状部件74的直径方向的一端设置的支承部件75,通过直线导轨76与旋转轴线C平行地进行引导。
此外,在第二环状部件74的直径方向的另一端设置的支承部件77上螺合有滚珠丝杠78。
由此,在通过驱动电机79将滚珠丝杠78朝正反两方向旋转驱动时,第二环状部件74以及结果第一环状部件71沿着旋转轴线C在前后方向上位移。
如图15所示,当第一环状部件71处于前后方向的中立位置时,筒状部件66的相对于保持部件63的相对转动的位置也还处于中立位置。
由此,第二凸轮槽66e将偏心轴65保持于其半径方向位移的中立位置,偏心轴65的偏心量为Dl。
此时,如图16所示,当使第一环状部件71向偏心轴65侧朝前方移动时,在筒状部件66的第一凸轮槽66b、66c上分别啮合卡合销72a、72b,从而筒状部件66如箭头A所示相对于保持部件63朝逆时针方向相对转动。
这样,第二凸轮槽66e使偏心轴65在其半径方向内侧位移进行保持,因此偏心轴65的偏心量为D2(<Dl)。
与此相对,如图17所示,当使第一环状部件71向驱动电机79侧朝后方移动时,在筒状部件66的第一凸轮槽66b、66c上分别啮合卡合销72a、72b,从而筒状部件66如箭头B所示相对于保持部件63朝顺时针方向相对转动。
这样,第二凸轮槽66e使偏心轴65在其半径方向外侧位移进行保持,因此偏心轴65的偏心量为D3(>Dl)。
即,在本第一实施方式的切断装置200中,在驱动轴62旋转期间使驱动电机79动作,从而改变筒状部件66的相对于保持部件63的相对转动的位置,以及结果改变偏心轴65相对于旋转轴线C的偏心量。
由此,将上下一对的聚光透镜31、34的彼此一致的焦点F1、F2例如最初配置在绝缘包覆物的表面上,并且随着绝缘包覆物切断的进行而进入绝缘包覆物内部。
因此,即使对于壁厚超过能够利用激光L1、L2的热能切断绝缘包覆物的有效范围的绝缘包覆物,也能够利用激光L1、L2可靠地进行切断。
第三实施方式
接着,参照图18和图19对第二实施方式的切断装置进行说明。
本第三实施方式的切断装置300,对上述第二实施方式的切断装置200中的偏心量可变机构60进行了变更,但是对相同部分标记相同的附图标记并省略重复的说明。
在本第三实施方式的切断装置300中的偏心量可变机构80中,在筒状部件81的内周面中的顶端附近形成有内齿齿轮82。
此外,在保持部件63的顶端,通过相对于旋转轴线C偏心并且平行延伸的转动轴83将正齿轮84转动自由地轴支承并且与内齿齿轮82啮合。
而且,在该正齿轮84的外周附近立设有偏心轴85。
此时,如图18所示,在第一环状部件71处于最大后退的基准位置时,筒状部件81相对于保持部件63的相对转动的位置也还处于基准位置。
与此相伴,与筒状部件81的内齿齿轮82啮合的正齿轮84也还处于基准位置,因此偏心轴85的偏心量为Dl。
与此相对,如图19所示,当使第一环状部件71向最前方移动时,在筒状部件81的第一凸轮槽66b、66c中分别啮合卡合销72a、72b,从而筒状部件81如箭头A所示相对于保持部件63朝逆时针方向相对转动。
这样,与筒状部件81的内齿齿轮82啮合的正齿轮84也绕转动轴83朝逆时针方向转动,因此偏心轴85的偏心量为D2(<Dl)。
即,在本第三实施方式的切断装置300中,在驱动轴62旋转期间使驱动电机79动作,从而改变筒状部件81相对于保持部件63的相对转动的位置,以及结果改变偏心轴85相对于旋转轴线C的偏心量。
第一变形例
接着,参照图20对第三实施方式的切断装置300的变形例进行说明。
在该变形例的切断装置350中,通过与驱动电机61并设的第二驱动电机86的驱动轴87旋转驱动带轮88。
而且,在该带轮88与筒状部件81之间卷绕同步皮带89,能够通过第二驱动电机86旋转驱动筒状部件81。
此时,当使驱动电机61与第二驱动电机86联动地使保持部件63与筒状部件81的旋转同步时,正齿轮84不会绕转动轴83自转而是绕旋转轴线C公转,因此能够将偏心轴85的偏心量固定并且使偏心轴85绕旋转轴线C公转。
与此相对,当使保持部件63与筒状部件81的转数略有不同时,正齿轮84绕转动轴83自转并且绕旋转轴线C公转,因此能够改变偏心轴85的偏心量。
而且,在偏心轴85的偏心量达到所需值时再次使保持部件63与筒状部件81的旋转同步,从而能够将偏心轴85的偏心量固定于所需值。
另外,当以保持部件63与筒状部件81的转数略微不同的状态持续运转时,偏心轴85的偏心量不断地变化。
这样,从上下一对的聚光透镜31、34向绝缘包覆物照射的激光Ll、L2的焦点Fl、F2,交替反复进行从绝缘包覆物的外侧进入绝缘包覆物内部的动作、以及从绝缘包覆物的内部出来到绝缘包覆物外侧的动作,并且沿着绝缘包覆物的表面在圆周方向上移动。
由此,在电线W的绝缘包覆物产生变形时,或者电线W的定位产生偏移时,也能够利用激光Ll、L2将绝缘包覆物可靠切断。
另外,在保持部件63与筒状部件81之间插装摩擦要素,如果使保持部件63与筒状部件81一体旋转,则能够将偏心轴85的偏心量固定并且使偏心轴85绕旋转轴线C公转。
而且,使第二驱动电机86动作而旋转驱动筒状部件81,或者对筒状部件81的旋转进行制动,抵抗摩擦要素的摩擦力使筒状部件81相对于保持部件63强制地相对旋转,从而也能够对偏心轴85的偏心量进行变更。
第四实施方式
接着,参照图21~图23对第四实施方式的切断装置进行说明。
本第四实施方式的切断装置400,对上述第一实施方式的切断装置200中的偏心量可变机构60进行了变更,对于相同部分标记相同的附图标记并省略重复的说明。
在本第四实施方式的切断装置400中的偏心量可变机构90中,在筒状部件91的内周面中的顶端附近部分形成有第二凸轮92。
该第二凸轮92形成为具有相对于旋转轴线C以规定量偏心并且平行延伸的轴线的圆筒内周面。
另一方面,在保持部件63的顶端面上凹设有相对于旋转轴线C在半径方向(相对于图示的纸面垂直的方向)上延伸的凹槽63d。而且,在该凹槽63d内滑动自由地内嵌有与圆盘状的中间部件93连接设置的棱柱状的突部93a。
进而,在中间部件93中的与突部93a相反的一侧,凹设有在与相对于突部93a延伸的方向正交的方向上延伸的凹槽93b。而且,在该凹槽93b中滑动自由地内嵌有滑动部件94。
另外,在滑动部件94的端部立设有偏心轴95。
由此,中间部件93用作在保持部件63与滑动部件94之间插装的欧氏联轴节,在相对于旋转轴线C在半径方向上延伸而彼此正交的2个方向、具体而言为在图21中相对于图示的纸面垂直的方向和在图示的纸面中的上下方向的2个方向上,滑动部件94能够相对于保持部件63相对位移。
此时,如图21所示,在第一环状部件71处于最大后退的基准位置时,筒状部件91相对于保持部件63的相对转动也还处于基准位置。
与此相伴,与筒状部件91的第二凸轮92嵌合的滑动部件94的位置也还处于基准位置,因此偏心轴95的偏心量为Dl。
与此相对,如图22所示,当使第一环状部件71向中间位置朝前方移动时,筒状部件91相对于保持部件63如箭头A所示朝逆时针方向转动90度。
由此,在筒状部件91上形成的第二凸轮92,使滑动部件94在上述2个方向上位移,因此偏心轴95的偏心量为D2(<Dl)。
进而,当如图23所示使第一环状部件71向最前方移动时,筒状部件91相对于保持部件63如箭头A所示朝逆时针方向进一步转动90度。
由此,在筒状部件91上形成的第二凸轮92,使滑动部件94在上述2个方向上进一步位移,偏心轴95的偏心量为D3(<D2)。
即,在本第四实施方式的切断装置400中,在驱动轴62旋转期间使驱动电机79动作,从而能够改变筒状部件91的相对于保持部件63的相对转动的位置,以及结果改变偏心轴95相对于旋转轴线C的偏心量。
此外,在滑动部件94上外嵌有筒状部件的第二凸轮92,从而不会在滑动部件94上产生半径方向的松动。
由此,能够将该切断装置400中的上下一对的聚光透镜31、34更加准确地定位。
第五实施方式
接着,参照图24对第五实施方式的切断装置进行说明。
本第五实施方式的切断装置500,与上述第一~第四实施方式的切断装置不同,不是主动地将偏心轴控制为规定偏心量并且进行位移,而是构成为在规定偏心量范围内被动地使偏心轴偏心。
具体而言,在驱动电机61的驱动轴62上连接有行星齿轮组件510。
该行星齿轮组件510通过支承部件511在切断装置500的基础部分上进行支承,并且具有通过驱动轴62进行旋转驱动的太阳齿轮512、在组件罩上固定的环状齿轮513、在未图示的行星架上支承的行星齿轮514。
而且,在行星齿轮514的外周部分立设有偏心轴515。
由此,当在固定了环状齿轮513的状态下,使驱动电机61动作而使太阳齿轮512旋转时,行星齿轮514绕旋转轴线C公转并且自转,因此偏心轴515如箭头A所示,在规定范围D的内侧在半径方向上位移并且绕旋转轴线C回转。
这样,从上下一对的聚光透镜31、34向绝缘包覆物照射的激光Ll、L2的焦点Fl、F2,交替进行从绝缘包覆物的外侧进入绝缘包覆物内部的动作、以及从绝缘包覆物的内部出来到绝缘包覆物外侧的动作,并且沿着绝缘包覆物的表面旋转。
由此,在电线W的绝缘包覆物产生变形时,或者电线W的定位产生偏移时,也能够利用激光Ll、L2将绝缘包覆物可靠切断。
第二变形例
接着,参照图25,对第五实施方式的切断装置500的变形例进行说明。
图25所示变形例的切断装置550中的偏心量可变机构551,具有通过驱动电机552进行旋转驱动的太阳齿轮553、相对于该太阳齿轮553可相对旋转地进行支承的行星齿轮554和环状齿轮555。而且,在行星齿轮554的外周部分立设有偏心轴556。
进而,在通过与驱动电机552并设的第二驱动电机557进行旋转驱动的带轮558与环状齿轮555之间卷绕同步皮带559,能够通过第二驱动电机557对环状齿轮555进行旋转驱动。
此时,当使驱动电机552与第二驱动电机557联动,使太阳齿轮553与环状齿轮555的旋转同步时,行星齿轮554相对于太阳齿轮553和环状齿轮555无相对旋转地绕旋转轴线C公转,因此能够将偏心轴556的偏心量固定并且绕旋转轴线C公转。
与此相对,当使太阳齿轮553与环状齿轮555的转数略有不同时,行星齿轮554相对于太阳齿轮553和环状齿轮555相对旋转并且绕旋转轴线C公转,因此能够使偏心轴556的偏心量变化。
而且,当偏心轴556的偏心量成为所需值时使太阳齿轮553与环状齿轮555的旋转同步,从而能够将偏心轴85的偏心量固定于所需值。
另外,当在太阳齿轮553与环状齿轮555的转数略有不同的状态下持续运转时,偏心轴556的偏心量不断地变化。
这样,从上下一对的聚光透镜31、34向绝缘包覆物照射的激光Ll、L2的焦点Fl、F2,交替重复进行从绝缘包覆物的外侧进入绝缘包覆物内部的动作、以及从绝缘包覆物的内部出来到绝缘包覆物外侧的动作,沿着绝缘包覆物的表面回转。
由此,在电线W的绝缘包覆物产生变形时,或者电线W的定位产生偏移时,也能够利用激光Ll、L2对绝缘包覆物可靠地进行切断。
以上,对本发明的用激光切断电线的绝缘包覆物的方法和装置的各实施方式和变形例进行了详细说明,但是本发明不限于上述实施方式或变形例,当然也可以进行各种变更。
例如,在上述第一实施方式中,作为用于驱动支承单元50在上下方向和左右方向上移动的驱动单元使用驱动电机53、驱动轴54和偏心轴55。
与此相对,也可以构成为将用于使支承单元50在上下方向上移动的第一直线电机或者滚珠丝杠,与用于使支承单元50在左右方向上移动的第二直线电机或者滚珠丝杠组合使用。
此外,在上述第一实施方式中,作为激光供给路径切换单元40的驱动源使用驱动电机45。
与此相对,也可以使用带轮和同步皮带,从而通过驱动支承单元50的驱动电机53对激光供给路径切换单元40进行驱动。
附图标记说明
1 现有装置的基础部分
2 基座
3 圆筒支承部件
4 激光产生单元
5 分离器
6、7、8 反射镜
9、10 现有装置的聚光透镜
11 支承单元
12、13 直线导轨
14 驱动电机
15 偏心轴
16 驱动轴
17 直线导轨
21 基础部分
22 圆筒支承部件
23 基座
24 激光产生单元
31、34 聚光透镜
32、33、35、36 反射镜
37、38 滤波器
40 激光供给路径切换单元
41 支承部件
42 直线导轨
43 联结部件
44 滑块
45 驱动电机
46 驱动轴
47 偏心轴
48 轴承
50 支承单元
51、52 直线导轨
53 驱动电机
54 驱动轴
55 偏心轴
56 卡合部
57 轴承
100 第一实施方式的切断装置
200 第二实施方式的切断装置
300 第三实施方式的切断装置
350 第一变形例的切断装置
400 第四实施方式的切断装置
500 第五实施方式的切断装置
550 第二变形例的切断装置。
Claims (18)
1.一种用激光切断电线的绝缘包覆物的方法,其特征在于,
将从上下方向朝在前后方向上延伸的电线的绝缘包覆物照射激光的聚光透镜设置在支承单元上,
将上述支承单元以相对于切断装置的基座在上下方向和左右方向上往复移动自由的方式进行支承,
将激光产生单元产生的激光供给到上述聚光透镜,并且,
通过设置于上述基座的驱动单元对上述支承单元进行驱动,使上述支承单元相对于上述基座在上下方向和左右方向上移动,
对上述驱动单元的动作进行控制,使得从上述聚光透镜向上述绝缘包覆物照射的激光的焦点在上下方向和左右方向上位移,沿着上述绝缘包覆物的外周面在圆周方向上移动,从而当上述焦点沿着在相对于前后方向的交叉方向上具有曲面形状的上述绝缘包覆物的外周面在圆周方向上移动时,伴随着上述焦点在左右方向上移动,上述焦点在上下方向上位于外周面的各周面位置。
2.根据权利要求1所述的用激光切断电线的绝缘包覆物的方法,其特征在于,对上述驱动单元的动作进行控制,使得上述焦点在上述绝缘包覆物的外周面上在圆周方向上移动。
3.根据权利要求1所述的用激光切断电线的绝缘包覆物的方法,其特征在于,对上述驱动单元的动作进行控制,使得上述焦点相对于上述绝缘包覆物的外周面隔开规定间隔而且沿着外周面在圆周方向上移动。
4.根据权利要求1至3的任一项所述的用激光切断电线的绝缘包覆物的方法,其特征在于,对上述驱动单元的动作进行控制,使得在通过横断方向的剖面观察上述绝缘包覆物时,上述焦点在其外周面中的左右方向的两端部分,沿着外周面反复进行在圆周方向上前进的位移和在圆周方向上后退的位移。
5.一种用激光切断电线的绝缘包覆物的装置,其特征在于,具有:
上下一对的聚光透镜,从上下方向朝在前后方向上延伸的电线的绝缘包覆物分别照射激光,并夹持上述电线在上下方向上相向配置;
激光引导单元,将激光产生单元产生的激光分别引导到上述上下一对的聚光透镜;
支承单元,以相对于上述装置的基座在上下方向和左右方向上移动自由的方式设置,并对上述上下一对的聚光透镜进行一体式支承;以及
驱动单元,将上述支承单元在上下方向和左右方向上进行驱动,并被上述基座支承,
上述上下一对的聚光透镜配置为使它们的焦点一致,
上述驱动单元构成为使上述支承单元在左右方向和上下方向上移动,以便使从上述上下一对的聚光透镜分别朝上述电线的绝缘包覆物照射的上下一对的激光的焦点在上下方向和左右方向上位移,沿着上述电线的绝缘包覆物的外周面在圆周方向上移动,从而当上述焦点沿着在相对于前后方向的交叉方向上具有曲面形状的上述绝缘包覆物的外周面在圆周方向上移动时,伴随着上述焦点在左右方向上移动,上述焦点在上下方向上位于外周面的各周面位置。
6.根据权利要求5所述的用激光切断电线的绝缘包覆物的装置,其特征在于,上述驱动单元构成为使上述支承单元在左右方向和上下方向上移动,以便使上述焦点在上述电线的绝缘包覆物的外周面上在圆周方向上移动。
7.根据权利要求5所述的用激光切断电线的绝缘包覆物的装置,其特征在于,上述驱动单元构成为使上述支承单元在左右方向和上下方向上移动,以便使上述焦点相对于上述电线的绝缘包覆物的外周面隔开规定间隔而且沿着外周面在圆周方向上移动。
8.根据权利要求6或7所述的用激光切断电线的绝缘包覆物的装置,其特征在于,上述驱动单元构成为使上述支承单元在左右方向和上下方向上移动,以便在通过横断方向的剖面观察上述绝缘包覆物时,使上述焦点在其外周面中的左右方向的两端部分,沿着外周面反复进行在圆周方向上前进的位移和在圆周方向上后退的位移。
9.根据权利要求5至7的任一项所述的用激光切断电线的绝缘包覆物的装置,其特征在于,还具备:激光供给路径切换单元,其与上述驱动单元的动作联动地切换针对上述上下一对的聚光透镜的激光供给路径,其中,该激光供给路径是在从上侧的上述聚光透镜向上述绝缘包覆物的上侧一半照射激光时向上述上侧的聚光透镜供给激光、并且在从下侧的上述聚光透镜向上述绝缘包覆物的下侧一半照射激光时向上述下侧的聚光透镜供给激光的路径。
10.根据权利要求5所述的用激光切断电线的绝缘包覆物的装置,其特征在于,
上述驱动单元具有:
驱动轴,绕在前后方向上延伸的旋转轴线旋转;以及
偏心轴,相对于上述旋转轴线偏心规定的偏心量地绕上述旋转轴线公转,并且与上述支承单元卡合,
上述偏心量基于上述绝缘包覆物的外径尺寸来决定。
11.根据权利要求10所述的用激光切断电线的绝缘包覆物的装置,其特征在于,
还具备:第一偏心量可变机构,在上述驱动轴旋转期间使上述偏心轴的偏心量变化,
上述第一偏心量可变机构具备:
偏心轴支承单元,将上述偏心轴以在上述旋转轴线的半径方向上位移自由的方式支承,并且与上述驱动轴一体旋转;
筒状部件,以相对于上述驱动轴同轴而且相对转动自由的方式外嵌,并且能够与上述驱动轴一体旋转;
卡合部件,与在上述筒状部件的侧面设置的第一凸轮卡合并且沿着上述旋转轴线在前后方向上往复移动,由此使上述筒状部件相对于上述驱动轴相对转动;以及
卡合部件驱动单元,使上述卡合部件在前后方向上往复移动,
上述筒状部件具备用于在相对于上述驱动轴相对转动时使上述偏心轴在半径方向上位移的与上述偏心轴支承单元或上述偏心轴卡合的第二凸轮。
12.根据权利要求11所述的用激光切断电线的绝缘包覆物的装置,其特征在于,
上述筒状部件具有封闭上述偏心轴侧的端部的底面部分,
上述第二凸轮是以能够插通上述偏心轴的方式在上述底面部分弯曲贯穿设置的凸轮槽,
上述凸轮槽构成为在上述筒状部件相对于上述驱动轴相对转动时将上述偏心轴在半径方向上推动。
13.根据权利要求11所述的用激光切断电线的绝缘包覆物的装置,其特征在于,
上述偏心轴支承单元是以在半径方向上滑动自由的方式与上述驱动轴的端部卡合的滑动部件,
上述第二凸轮是相对于上述旋转轴线偏心并在上述筒状部件的内壁面上连接设置的内侧圆筒面,
而且,构成为上述内侧圆筒面外嵌于上述滑动部件的半径方向的两端部。
14.根据权利要求13所述的用激光切断电线的绝缘包覆物的装置,其特征在于,上述滑动部件在上述驱动轴的端面经由欧氏联轴器被以在半径方向上滑动自由的方式支承。
15.根据权利要求10所述的用激光切断电线的绝缘包覆物的装置,其特征在于,
还具备:第二偏心量可变机构,在上述驱动轴旋转期间使上述偏心轴的偏心量变化,
上述第二偏心量可变机构具备:
正齿轮,绕相对于上述旋转轴线偏心且平行延伸的转动轴转动自由地轴支承于上述驱动轴的顶端,在其外周附近立设有上述偏心轴;
筒状部件,以相对于上述驱动轴同轴而且相对转动自由的方式外嵌,并且能够与上述驱动轴一体旋转;
卡合部件,与在上述筒状部件的侧面设置的第一凸轮卡合并且沿着上述旋转轴线在前后方向上往复移动,由此使上述筒状部件相对于上述驱动轴相对转动;以及
卡合部件驱动单元,使上述卡合部件在前后方向上往复移动,
上述筒状部件具备在与上述正齿轮啮合并且相对于上述驱动轴相对转动时使上述正齿轮转动的内齿齿轮。
16.根据权利要求10所述的用激光切断电线的绝缘包覆物的装置,其特征在于,
还具备:第三偏心量可变机构,在上述驱动轴旋转期间使上述偏心轴的偏心量变化,
上述第三偏心量可变机构具备:
正齿轮,绕相对于上述旋转轴线偏心且平行延伸的转动轴转动自由地轴支承于上述驱动轴的顶端,在其外周附近立设有上述偏心轴;
筒状部件,以相对于上述驱动轴同轴而且能进行相对旋转的方式外嵌;
第一驱动电机,对上述驱动轴进行旋转驱动;以及
第二驱动电机,与上述第一驱动电机的转数联动地对上述筒状部件进行旋转驱动,
对上述第一和第二驱动电机的动作进行控制,使上述正齿轮相对于上述驱动轴相对地转动,由此控制上述偏心轴的偏心量。
17.根据权利要求10所述的用激光切断电线的绝缘包覆物的装置,其特征在于,
还具有:第四偏心量可变机构,在上述驱动轴旋转期间使上述偏心轴的偏心量变化,
上述第四偏心量可变机构具备行星齿轮机构,该行星齿轮机构具备:太阳齿轮,与上述驱动轴一体旋转;内齿环状齿轮,固定于上述装置的基座;以及行星齿轮,与上述太阳齿轮和上述内齿环状齿轮啮合并且绕上述太阳齿轮公转,
上述偏心轴立设于上述行星齿轮的外周附近。
18.根据权利要求10所述的用激光切断电线的绝缘包覆物的装置,其特征在于,
还具备:第五偏心量可变机构,在上述驱动轴旋转期间使上述偏心轴的偏心量变化,
上述第五偏心量可变机构具有:
行星齿轮机构,该行星齿轮机构具备:太阳齿轮,与上述驱动轴一体旋转;内齿环状齿轮,以旋转自由的方式支承于上述装置的基座;以及行星齿轮,与上述太阳齿轮和上述内齿环状齿轮啮合并且绕上述太阳齿轮公转;以及
第二驱动电机,与对上述驱动轴进行旋转驱动的第一驱动电机的转数联动地对上述内齿环状齿轮进行旋转驱动,
上述偏心轴立设于上述行星齿轮的外周附近。
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