CN103457138B - 一种激光剥线装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光剥线装置，包括激光器以及光路机构，其特征还包括旋转机构，所述旋转机构带动光路机构做旋转运动；所述光路机构沿着激光传播方向依次设置第一反射镜、第二反射镜、聚焦镜、第三反射镜，以及切割头；激光光束从光路机构的入射口进入所述光路机构内，所述入射口与所述第一反射镜之间的光路为第一光路，所述第一反射镜与所述第二反射镜之间的光路为第二光路，所述第二反射镜与所述第三反射镜之间的光路为第三光路，激光从激光器入射至光路机构，最后从切割头出射。本发明同时克服了普通激光剥切方式产生的“死点”问题，以及现有激光剥线技术切割不均匀的缺点，使剥线产品更为可靠，极大的提高了成品率，降低了产品的制造成本。

Description

一种激光剥线装置

【技术领域】

本发明涉及激光切割技术领域，尤其涉及一种激光剥线装置。

【背景技术】

随着现代加工技术的飞速发展，在诸多领域，已越来越多地采用现代激光加工技术取代传统的机械加工技术，现代电子制造业迅猛发展，电路板集成技术虽然不断提高，但电子设备之间的连线却仍然无处不在。随着电子设备精度制造和设备整体运行稳定性，可靠性要求提高，连线接头处的剥线质量显得非常重要，基于激光系统的剥线装置正是为迎合这种需要设计的。

传统的剥线技术，见图1，以刀具剥线方式为主，该方法为接触式加工，即将导线置于上、下刀片101、102之间，两刀片合拢夹切剥线，由于刀片磨损，操作不当等极易造成电线外被b剥离不完全或进刀太深导致导线线芯a受损伤的情况，成品率低；剥切金属屏蔽层时刀具与金属接触剥切，即接触式加工，有一定作用力，所以刀具要经常调整，影响切割效率，而且，刀具容易磨损，需要经常更换刀具。

普通的激光剥线方式，见图2，工作台带动导线左移动，上切割头201出激光；工作台带动导线右移动，下切割202头出激光；这种剥切方式，特别是对于大直径导线容易出现导线左右两端导线外被b剥切不完全，出现死点，上下两端容易出现导线线芯a烧伤现象。这种现象出现的原因是导线外被相对于激光聚焦光斑的距离在变。

【发明内容】

而本发明就是为了解决上述采用机械方法加工所带来的问题，解决上述采用普通的激光剥线方式所带来的问题。它采用非接触式的激光剥切加工技术，切割头围绕导线旋转出光聚焦，焦深容易达到导线线径的要求，成品率高，加工成本低，环保。

本发明要解决的技术问题就是提供一种剥线效率高、提高导线剥切性能的激光剥线装置。

该激光剥线装置，包括激光器以及光路机构，还包括旋转机构，所述旋转机构带动光路机构做旋转运动；所述光路机构沿着激光传播方向依次设置第一反射镜、第二反射镜、聚焦镜、第三反射镜，以及切割头；

激光光束从光路机构的入射口进入所述光路机构内，所述入射口与所述第一反射镜之间的光路为第一光路，所述第一反射镜与所述第二反射镜之间的光路为第二光路，所述第二反射镜与所述第三反射镜之间的光路为第三光路，激光从激光器入射至光路机构，最后从切割头出射。

其中，所述的第一、二、三反射镜呈倒“L”型排布。

其中，所述第一反射镜与所述第一光路成45°，所述第一反射镜与所述第二反射镜平行，所述第二反射镜与所述第三反射镜成90°。

其中，所述第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜均为45°反射镜。

其中，所述旋转机构包括驱动部分。

其中，包括两个或两个以上的光路机构3，以及与每个光路机构3对应的激光器1,其中，光路机构3对应加工待剥导线；两个或两个以上的光路机构组成光路机构组，光路机构之间的距离大于第二光路的长度。

其中，所述旋转机构还包括固定于所述光路机构的入射口的同步轮、同步带，以及张紧轮，所述旋转机构通过所述同步带同时驱动所述光路机构组进行旋转。

其中，所述光路机构可围绕待剥导线360°旋转剥切。

其中，还包括聚焦镜的调节机构，其包括调焦旋钮、聚焦镜安装安装套、聚焦镜压环。

其中，还包括安装于激光器上的调光装置。

其中，还包括吹风机构。

其中，还包括工作台以及夹紧待剥导线的夹具。

本发明的有益效果是：该激光剥线装置运用了线材非接触式加工，其中克服了以下两个问题：

一、避免普通激光剥切方式出现的导线“死点”不良的问题；

二、克服了现有的激光剥线技术切割不均匀的缺点；最终达到提高剥线产品可靠性，提高成品率，降低了产品的制造成本的目的。

【附图说明】

图1是传统剥线原理示意图；

图2是普通激光剥线原理示意图；

图3是本发明提供的实施例1中的激光剥线装置立体示图；

图4是本发明光路机构的激光光路原理示意图；

图5是本发明提供的实施例2中的激光剥线装置立体示图；

图6是图4中A部分的放大图；

图7是本发明激光剥线装置吹气机构的位置结构图；

图8是本发明激光剥线装置的外部机罩示意图一；

图9是本发明激光剥线装置的外部机罩示意图二。

【具体实施方式】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

为本发明的目的、技术方案及优点更加清楚表达，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

请参图3，此为本发明实施例1的示图，本实施例提供一种激光剥线装置，包括一激光器1以及一光路机构3，同时该装置还包括旋转机构4，该旋转机构4带动光路机构3围绕待剥导线做旋转运动，光路机构3沿着激光传播方向依次设置第一反射镜31、第二反射镜32、聚焦镜34、第三反射镜33，以及切割头35。

激光光束从光路机构的入射口进入所述光路机构内，入射口30与第一反射镜31之间的光路为第一光路L1，第一反射镜31与第二反射镜32之间的光路为第二光路L2，第二反射镜32与第三反射镜33之间的光路为第三光路L3，光路机构3接收由激光器1出射的激光光束并由切割头6出射加工待剥导线7。

进一步地，本发明提供的激光剥线装置还包括安装在激光器1上的调光装置2，其作用是使激光光束垂直入射至光路机构3中，以确保不会因入射光的角度影响到切割头的最终出射光垂直于待剥导线，保证剥切效果。

第一、二、三反射镜31、32、33呈倒“L”型排布，如图4所示，激光光束由激光器产生，经过入射口30，垂直入射至光路机构3，直至第一反射镜31，形成第一光路L1，第一反射镜31与第一光路L1成45°；激光光束经第一反射镜31反射，垂直于第一光路L2出射至第二反射镜32，形成第一光路L2，第一反射镜31与第二反射镜32平行，与第二光路L2成135°；激光光束再第二反射镜32反射，垂直于第二光路L3出射，形成第三光路L3。这样，第三光路L3光轴可以偏离第一光路L1光轴的同时仍同向平行于第一光路L1，使待剥导线可放置在第一光路L1的光轴上。激光光束经聚焦镜34聚焦，第三反射镜33垂直设置于第二反射镜32且在第三光路L3上，激光光束经第三反射镜33反射后垂直于第三光路L3，在切割头出射。最终出射光路垂直于第一光路L1光轴。

进一步地，第一、二、三反射镜31、32、33均为45°反射镜，使光束达到全反射，尽量减少在反射过程中的光的损失。

由于第一、二反射镜31、32对激光光束的光轴进行了偏移，因此待剥导线7可在第一光路L1的光轴上且垂直于切割头的出射光线。在旋转机构4的驱动下，激光光束随着切割头垂直于待剥导线旋转切割。

在本实施例中，旋转机构4包括驱动部分40，该驱动部分40可以是伺服电机或步进电机等动力结构，直接驱动光路机构3；或者还包括同步带传动。具体地，还可包括固定于所述光路机构的入射口30的同步轮41、同步带42，以及张紧轮43，旋转机构4通过同步带42驱动光路机构3进行旋转。在本实施例中，光路机构3在旋转机构4的驱动下，可围绕待剥导线360°旋转切割。

参考图5，此为本发明实施例2的示图。该激光剥线装置可同时对两条或两条以上的线体进行剥切。本实施例提供的一种激光剥线装置，可以同时剥切两根或两根以上的导线，其包括两个或两个以上的光路机构3，以及与光路机构3对应的激光器1,其中，其中，光路机构3对应加工待剥导线，在本实施例中，即激光器1与光路机构3对应使用，每个光路机构3对应每根同时待剥导线。两个或两个以上的光路机构3组成光路机构组，在旋转机构4的驱动下，旋转切割待剥导线。为了实现对待剥导线的水平旋转切割，光路机构3通过第一反射镜31和第二反射镜32来形成垂直于激光其产生的入射光的第二光路L2，设置光路机构组需要考虑第二光路的长度，即光路机构3之间的距离B大于第二光路L2，使光路机构3不受限制，可围绕待剥导线360°旋转切割。

为实现旋转机构4可以对多个光路机构3驱动，在本实施例中，该激光剥线装置还包括固定于光路机构3的入射口30的同步轮41、同步带42，以及张紧轮43。旋转机构4通过同步带42同时驱动光路机构组进行旋转运动。如图2所示，光路机构组包括2个光路机构3时，同步带42呈C型围绕同步轮41，驱动其同步旋转。若，光路机构组包括超过2个光路机构3时，同步带42呈S型围绕同步轮41，驱动其同步旋转。旋转机构4结合光路机构3的光路结构，共同实现该激光剥线装置的360°旋转切割。

激光光束通过光路机构3的聚焦镜34聚焦光束，调节激光在待剥导线上焦点时需调节聚焦镜34在第三光路L3上的垂直上下位置。如图6所示，该聚焦镜34的调节机构包括调焦旋钮341、聚焦镜安装套342、聚焦镜压环343，其中，该结构以螺纹的形式配合调节相对位置，即调焦旋钮341的内螺纹与聚焦镜安装套342的外螺纹相配合，旋转调焦旋钮341时，聚焦镜34会沿着聚焦镜安装套342套筒上下移动，从而实现调焦的目的。聚焦镜压环343是固定聚焦镜34在聚焦镜安装安装套342套筒内的相对位置。

本发明提供的激光剥线装置还包括吹气机构5，如图7所示。由于在切割的过程中，会产生烟气，同时第三反射镜33集聚焦和反射的功能，容易产生热量，因此需设置吹气机构，起到清洁加工环境和冷却的作用。在本实施例中，该吹气机构5包括第一气孔51、第二气孔52、第三气孔53以及气槽54。气体从该装置外部接入光路机构3中，进一步地，气体接入到气槽54，气体沿着气槽54到第一气孔51，气路再通过第一气孔51和第二气孔52连接起来，再通过气管和快速接头从第二气孔52接至第三气孔53，气体由快速接头连接进入切割头，从而实现进气端固定，切割头旋转过程中气体一直跟随吹气的功能。能够实现气体通过气路进入切割头功能的其他结构即可，例如外部气体可以直接接入切割头的方式也可。

本发明提供的激光剥线装置及还包括PLC控制机构8，该机构负责系统中，用于设定剥线参数，将剥线产品放在夹具上，并进行定位；根据设定的剥线参数对剥线产品进行切割剥线。

本发明提供的激光剥线装置及还包括工作台（图未示）以及夹紧待剥导线的夹具（图未示），进行剥线时，将线材固定于工作台夹具之上，启动装置，工作台将导线输送至切割位置，确保待剥导线在第一光路L1的光轴上且垂直于切割头出射的激光光束。这时，激光保护机构9自动伸出，激光剥线启动，激光光束跟随切割头围绕待剥导线旋转剥切，当线体表面剥线完成后，激光器停止出光。切割头继续旋转直至激光喷嘴61向下位置时才停止，以免切割头出现漏光等情况对操作人员、设备造成伤害；接着，激光保护机构9退回，工作台将剥切好的线体输送至线体装卸位置，取下剥切好的线体，装上待剥切的线体，继续剥切。

Claims (12)

1.一种激光剥线装置，包括激光器以及光路机构，其特征还包括旋转机构，所述旋转机构带动光路机构做旋转运动；所述光路机构沿着激光传播方向依次设置第一反射镜、第二反射镜、聚焦镜、第三反射镜，以及切割头；

激光光束从光路机构的入射口进入所述光路机构内，所述入射口与所述第一反射镜之间的光路为第一光路，所述第一反射镜与所述第二反射镜之间的光路为第二光路，所述第二反射镜与所述第三反射镜之间的光路为第三光路，激光从激光器入射至光路机构，最后从切割头出射且垂直于第一光路的光轴，待剥导线位于第一光路的光轴上且垂直于切割头的出射光线，旋转机构驱动光路机构带动激光光束随着切割头垂直于待剥导线进行旋转切割。

2.根据权利要求1所述激光剥线装置，其特征在于所述的第一、二、三反射镜呈倒“L”型排布。

3.根据权利要求1或2所述激光剥线装置，其特征在于所述第一反射镜与所述第一光路成45°，所述第一反射镜与所述第二反射镜平行，所述第二反射镜与所述第三反射镜成90°。

4.根据权利要求3所述激光剥线装置，其特征在于所述第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜均为45°反射镜。

5.根据权利要求1所述激光剥线装置，其特征在于所述旋转机构包括驱动部分。

6.根据权利要求5所述激光剥线装置，其特征其包括两个或两个以上的光路机构3，以及与每个光路机构3对应的激光器1,其中，光路机构3对应加工待剥导线；两个或两个以上的光路机构组成光路机构组，光路机构之间的距离大于第二光路的长度。

7.根据权利要求6所述激光剥线装置，其特征在于所述旋转机构还包括固定于所述光路机构的入射口的同步轮、同步带，以及张紧轮，所述旋转机构通过所述同步带同时驱动所述光路机构组进行旋转。

8.根据权利要求6所述激光剥线装置，其特征在于所述光路机构可围绕待剥导线360°旋转剥切。

9.根据权利要求1所述激光剥线装置，其特征还包括聚焦镜的调节机构，其包括调焦旋钮、聚焦镜安装安装套、聚焦镜压环。

10.根据权利要求1所述激光剥线装置，其特征在于还包括安装于激光器上的调光装置。

11.根据权利要求1所述激光剥线装置，其特征还包括吹风机构。

12.根据权利要求1所述激光剥线装置，其特征还包括工作台以及夹紧待剥导线的夹具。