CN103368106A - 线材绝缘层激光旋转剥线机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线材绝缘层激光旋转剥线机，包括二氧化碳激光器、设在二氧化碳激光器的输出端的第一全反镜、柔性夹持装置、线材定位机构、激光聚焦点调节机构、光路旋转机构、直线运动机构。线材柔性夹持装置及直线运动机构固定于机架上，光路旋转机构固定于直线运动机构上，激光聚焦点调节机构固定于光路旋转机构上。光路旋转机构用于将第一全反镜片反射的激光光束反射至线材，并可使激光光束绕着线材轴心旋转，实现激光围绕线材进行360°旋转切割。直线运动机构用于使固定在其上的光路旋转机构产生直线运动，使线材被激光轴向切割。本发明设计合理，结构紧凑，对不同直径线材绝缘层能进行无伤痕无残留剥离，大幅提高线材加工的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种线材绝缘层激光旋转剥线机。
背景技术
精细电线电缆生产流程涉及到线材包层的剥离。线材绝缘层激光旋转剥线技术相比传统的刀具剥离法或激光固定线材直线移动切割法具有更高更稳定的产品质量，能较好地应用于精细电线电缆的制造工艺流程中。
目前大部分精细电线电缆的包层剥离工艺采用的是2片V形刀片在机械传动装置的作用下对插产生切口，或者线材直线移动，固定的二氧化碳（CO2）激光（二氧化碳激光适合切割非金属材质）切割线材绝缘层，传统的刀片切割极易对线材产生接触伤痕，而激光固定线材直线移动切割可以满足小直径线材的加工要求，对于大直径的电线电缆，由于激光聚焦光斑焦深的限制，存在侧面剥离不干净的问题。
发明内容
本发明提供一种线材绝缘层激光旋转剥线机，可以克服切割时的接触伤痕和侧面剥离不干净的问题。
一种线材绝缘层激光旋转剥线机，包括二氧化碳激光器，二氧化碳激光器的输出端设有第一全反镜片，其特征在于：还包括柔性夹持装置、线材定位机构、激光聚焦点调节机构、光路旋转机构、直线运动机构，所述线材柔性夹持装置及所述直线运动机构固定于机架上，所述光路旋转机构固定于所述直线运动机构上，柔性夹持装置用于对线材进行柔性夹持，所述线材定位机构用于调节线材初始进给到光路旋转机构的位置，所述激光聚焦点调节机构固定于所述光路旋转机构上，激光聚焦点调节机构用于调节激光聚焦点的位置范围；所述光路旋转机构用于将第一全反镜片反射的激光光束反射至线材，并可使激光光束绕着线材轴心旋转，实现激光围绕线材进行360°旋转切割；直线运动机构用于使固定在其上的光路旋转机构产生直线运动，使线材被激光轴向切割。
如上所述的线材绝缘层激光旋转剥线机，激光聚焦点调节机构包括微型电机及聚焦镜片，微型电机带动聚焦镜片作直线运动使激光聚焦点可在一定位置范围内调节。
如上所述的线材绝缘层激光旋转剥线机，所述光路旋转机构包括第一伺服电机、啮合齿轮、第二全反镜片、第三全反镜片、第四全反镜片，二氧化碳激光器发出的激光通过第一全反镜片、第二全反镜片、第三全反镜片、聚焦镜片、第四全反镜片传输到线材上；第一伺服电机旋转带动啮合齿轮传动，使第二全反镜片、第三全反镜片、第四全反镜片绕着线材轴心旋转，实现激光围绕线材进行360°旋转切割。
如上所述的线材绝缘层激光旋转剥线机，二氧化碳激光器发出的激光与第一全反镜片的反射面成45°夹角，第二全反镜片的反射面与第一全反镜片的反射面相对，且与第一全反镜片的反射面的平行，第三全反镜片的反射面与第二全反镜片的反射面相对，且与第二全反镜片的反射面的平行，第四全反镜片的反射面与第三全反镜片的反射面相对，且与第三全反镜片的反射面成90°夹角；聚焦镜片位于第三全反镜片和第四全反镜片之间。
如上所述的线材绝缘层激光旋转剥线机，所述线材柔性夹持装置包括弹簧机构和与弹簧机构连接的夹块，线材柔性夹持装置通过上下连动的弹簧机构作用夹块柔性夹持线材。
如上所述的线材绝缘层激光旋转剥线机，线材定位机构包括直线进给螺杆和与直线进给螺杆连接的机械限位部件，机械限位部件用于夹持线材端部，通过调节直线进给螺杆可改变线材初始进给位置。
如上所述的线材绝缘层激光旋转剥线机，直线运动机构包括第二伺服电机及与第二伺服电机连接的机械传动部件，第二伺服电机带动机械传动部件直线运动，所述光路旋转机构固定于机械传动部件上。
本发明采用二氧化碳激光围绕线材进行360°旋转切割线材绝缘层，采用伺服电机和啮合齿轮传动实现整个光路旋转，多面全反射镜片实现旋转光路传输，中空旋转轴实现光路中心与旋转轴心的一致，微型电机带动聚焦镜片移动实现激光聚集点的调节以兼容不同直径的线材，直线移动平台实现线材不同位置的切割，线材柔性夹持装置固定线材。本发明设计合理，结构紧凑，对不同直径线材绝缘层能进行无伤痕无残留剥离，摆脱传统的刀具剥离法和激光固定线材直线移动切割法，大幅提高线材加工的质量。
附图说明
图1是本发明线材绝缘层激光旋转剥线机的结构示意图。
图中：1—线材，2—线材柔性夹持装置，3—光路旋转机构，4、线材定位机构，5—直线进给螺杆，6—弹簧机构，7—夹块，8—二氧化碳激光器，9—第一全反镜片、10—第二全反镜片、11—第三全反镜片、13—第四全反镜片，12—聚焦镜片，14—微型电机，15—激光聚焦点调节机构，16—第一伺服电机，17—啮合齿轮，18—第二伺服电机，19—直线运动机构。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参考图1，本发明线材绝缘层激光旋转剥线机包括柔性夹持装置2、线材定位机构4、激光聚焦点调节机构15、光路旋转机构3、直线运动机构19、二氧化碳激光器8。二氧化碳激光器8的输出端设有第一全反镜片9，所述线材柔性夹持装置2及所述直线运动机构19固定于机架上，所述光路旋转机构3固定于所述直线运动机构19上，所述激光聚焦点调节机构15固定于所述光路旋转机构3上。
所述线材柔性夹持装置2包括弹簧机构6和与弹簧机构6连接的夹块7，弹簧机构6带动夹块7可柔性夹持线材，线材柔性夹持装置2通过上下连动的弹簧机构6作用夹块7柔性夹持线材，弹簧机构6可适应不同直径的线材。
所述光路旋转机构3包括第一伺服电机16、啮合齿轮17、第二全反镜片10、第三全反镜片11、第四全反镜片13，第一伺服电机16旋转带动啮合齿轮17传动，使第二全反镜片10、第三全反镜片11、第四全反镜片13绕着线材轴心旋转，实现激光围绕线材进行360°旋转切割。二氧化碳激光器8发出的激光与第一全反镜片9的反射面成45°夹角，第二全反镜片10的反射面与第一全反镜片9的反射面相对，且与第一全反镜片9的反射面的平行，第三全反镜片11的反射面与第二全反镜片10的反射面相对，且与第二全反镜片10的反射面的平行，第四全反镜片13的反射面与第三全反镜片11的反射面相对，且与第三全反镜片11的反射面成90°夹角。
线材定位机构4包括直线进给螺杆5和与直线进给螺杆5连接机械限位部件，机械限位部件用于夹持线材端部，通过调节直线进给螺杆5可改变线材初始进给位置。
激光聚焦点调节机构15包括微型电机14及聚焦镜片12，微型电机14带动聚焦镜片12作直线运动，使激光聚焦点可在一定位置范围内调节。聚焦镜片12位于第三全反镜片11和第四全反镜片13之间。
直线运动机构19包括第二伺服电机18及与第二伺服电机18连接的机械传动部件，第二伺服电机18带动机械传动部件直线运动，使固定在机械传动部件上的光路旋转机构3同样产生直线运动，使线材被激光轴向切割。
本发明的工作原理：单根线材1穿过松开的线材柔性夹持装置2，线材1的前部进入光路旋转机构3中，依靠线材定位机构4控制线材前部进入光路旋转机构3的尺寸，通过调节直线进给螺杆5可改变线材位置，线材柔性夹持装置2通过上下连动的弹簧机构6作用夹块7柔性夹持线材，弹簧机构6可适应不同直径的线材。
二氧化碳激光器8发出的激光通过第一全反镜片9、第二全反镜片10、第三全反镜片11、聚焦镜片12、第四全反镜片13传输到线材上，微型电机14带动调节聚焦镜片12改变激光焦点位置，使激光焦点落在线材1的绝缘层上。第一伺服电机16旋转带动啮合齿轮17传动（啮合齿轮17由不同大小的圆柱齿轮组成，降低了转速且提升了转矩），实现不同轴心的旋转，使光路旋转机构3围绕线材360°旋转，同时实现激光围绕线材进行360°旋转切割；光路旋转机构3停止旋转后，第二伺服电机18带动直线运动机构19直线运动，由于光路旋转机构3固定在直线运动机构19上，也同样作直线运动，使线材1被激光轴向切割，直线运动机构19运动后停止，光路旋转机构3进行2次旋转，同样产生一个环形切口，这样就使线材1的绝缘层产生2个环形切口和一个轴向切口，达到线材绝缘层中间剥离的效果。
本发明是利用激光围绕线材进行360°旋转切割，线材通过松开的线材柔性夹持装置2进入光路旋转机构3，依靠线材定位机构4确定原始的线材位置，线材柔性夹持装置2夹持线材，激光聚焦点调节机构15调节激光焦点位置，使激光焦点落在线材绝缘层上，光路旋转机构3旋转使激光围绕线材进行360°旋转切割，直线运动机构19带动光路旋转机构3直线运动，使线材被激光轴向切割，可停在需要的位置，光路旋转机构2次旋转，使线材绝缘层产生中间剥离的效果。
根据实际运用，针对不同的线材不同厚度不同软硬的绝缘层，可选用不同功率的二氧化碳激光器8；针对不同的线材包层剥离位置，可选用不同长度的直线运动机构19；根据实际需求，剥离的线材包层可能需要收集，可增加线材包层的回收机构。
根据实际运用，针对不同的线材不同厚度不同软硬的绝缘层，可选用不同功率的二氧化碳激光。
根据实际运用，针对不同的线材包层剥离位置，可选用不同长度的直线运动机构。
根据实际需求，剥离的线材包层可能需要收集，可增加回收机构。
本发明相对传统的刀具剥离法，可以大幅提高线材加工的质量，保证线材加工后无伤痕无残留，能达到近乎100%的良品率，对于精细电线电缆原材料成本高，设备加工造成的不良品将极大提升单位线材的加工成本，所以线材绝缘层激光旋转剥线技术近乎100%的良品率降低了单位线材的加工成本，经济效益和社会效益均明显。本发明线材绝缘层激光旋转剥线机可应用于通信，通讯，精密电子等各行业多层线材加工场合，特别适用于包层为绝缘层的线材。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种线材绝缘层激光旋转剥线机，包括二氧化碳激光器（8），二氧化碳激光器（8）的输出端设有第一全反镜片（9），其特征在于：还包括柔性夹持装置（2）、线材定位机构（4）、激光聚焦点调节机构（15）、光路旋转机构（3）、直线运动机构（19），所述线材柔性夹持装置（2）及所述直线运动机构（19）固定于机架上，所述光路旋转机构（3）固定于所述直线运动机构（19）上，柔性夹持装置（2）用于对线材进行柔性夹持，所述线材定位机构（4）用于调节线材初始进给到光路旋转机构（3）的位置，所述激光聚焦点调节机构（15）固定于所述光路旋转机构（3）上，激光聚焦点调节机构（15）用于调节激光聚焦点的位置范围；所述光路旋转机构（3）用于将第一全反镜片（9）反射的激光光束反射至线材，并可使激光光束绕着线材轴心旋转，实现激光围绕线材进行360°旋转切割；直线运动机构（19）用于使固定在其上的光路旋转机构（3）产生直线运动，使线材被激光轴向切割。
2.如权利要求1所述的线材绝缘层激光旋转剥线机，其特征在于：激光聚焦点调节机构（15）包括微型电机（14）及聚焦镜片（12），微型电机（14）带动聚焦镜片（12）作直线运动使激光聚焦点可在一定位置范围内调节。
3.如权利要求2所述的线材绝缘层激光旋转剥线机，其特征在于：所述光路旋转机构（3）包括第一伺服电机（16）、啮合齿轮（17）、第二全反镜片（10）、第三全反镜片（11）、第四全反镜片（13），二氧化碳激光器（8）发出的激光通过第一全反镜片（9）、第二全反镜片（10）、第三全反镜片（11）、聚焦镜片（12）、第四全反镜片（13）传输到线材上；第一伺服电机（16）旋转带动啮合齿轮（17）传动，使第二全反镜片（10）、第三全反镜片（11）、第四全反镜片（13）绕着线材轴心旋转，实现激光围绕线材进行360°旋转切割。
4.如权利要求3所述的线材绝缘层激光旋转剥线机，其特征在于：二氧化碳激光器（8）发出的激光与第一全反镜片（9）的反射面成45°夹角，第二全反镜片（10）的反射面与第一全反镜片（9）的反射面相对，且与第一全反镜片（9）的反射面的平行，第三全反镜片（11）的反射面与第二全反镜片（10）的反射面相对，且与第二全反镜片（10）的反射面的平行，第四全反镜片（13）的反射面与第三全反镜片（11）的反射面相对，且与第三全反镜片（11）的反射面成90°夹角；聚焦镜片（12）位于第三全反镜片（11）和第四全反镜片（13）之间。
5.如权利要求1所述的线材绝缘层激光旋转剥线机，其特征在于：所述线材柔性夹持装置（2）包括弹簧机构（6）和与弹簧机构（6）连接的夹块（7），线材柔性夹持装置（2）通过上下连动的弹簧机构（6）作用夹块（7）柔性夹持线材。
6.如权利要求1所述的线材绝缘层激光旋转剥线机，其特征在于：线材定位机构（4）包括直线进给螺杆（5）和与直线进给螺杆（5）连接的机械限位部件，机械限位部件用于夹持线材端部，通过调节直线进给螺杆（5）可改变线材初始进给位置。
7.如权利要求1所述的线材绝缘层激光旋转剥线机，其特征在于：直线运动机构（19）包括第二伺服电机（18）及与第二伺服电机（18）连接的机械传动部件，第二伺服电机（18）带动机械传动部件直线运动，所述光路旋转机构（3）固定于机械传动部件上。
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