CN106181070B - 一种长极细同轴线剥线装置和方法 - Google Patents

一种长极细同轴线剥线装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种长极细同轴线剥线装置和方法，本发明在整个剥线过程中，都由三维动态激光振镜系统来实施激光标刻的工作，在超大的幅面上可达500m/min，工作效率非常高；三维振镜动态系统可动态调整焦距，针对整个线缆的圆弧面进行精确制导的剥线，能以“恰当”的功率环切线缆，配合线缆180°的翻转加工线缆就完全可以达到不但能剥断而且剥好的目标；本发明能一次加工100根*1000mm的长线缆，功效提高了10倍之多，同时排布的方便性，便捷性大大增强；本发明节省了大量的人力、物力，使得线缆的激光剥线单位成本大幅降低，在当前能源，环保成本飙涨的情形下，改变了现有的工艺方法，具有较大的经济价值。

Description

一种长极细同轴线剥线装置和方法
技术领域
本发明属于线缆线束激光加工领域，具体设计一种长极细同轴线剥线装置和方法。
背景技术
在整个极细同轴线剥线的工艺过程中，最大的瓶颈是工人手工进行排布载具的过程。一般的工艺过程如下，首先根据其线束厂客户定制的需求，线束厂生产线上裁线工序员工先将极细同轴线通过裁线设备裁切成整齐划一的短线长度，如30mm或100mm等，然后由排线工序员工一根一根排布在载具的凹槽中，加上固定盖板，这样由剥线工序员工再放到待剥线的载板上，采用激光剥线机进行剥线(如果线缆需要采用中剥的方式，则一般采用短聚焦透镜出激光，工作台运动的方式进行)。
激光剥线机则针对不同的线材，一般有如下的两种方式进行激光剥线：一种是采用短聚焦透镜采用移动XY平移台的方法进行剥线，其采用激光上下光头剥线，上下出光切换或同时出光，这样将极细同轴线进行剥线。一种是振镜高速扫描方式，采用上下双振镜，振镜上下扫描出光的方式进行极细同轴线的剥线。但无论是哪种方式，整个工艺流程花费的时间最多的还是人工排线工序，人工排线工序是实际的剥线工序的5倍时间以上，经常出现激光剥线设备工序等待上一工序的情况，或者排线工序需要多人，增加了线束工厂的人员方面的成本。
并且短聚焦方式和双头二维振镜方式都存在固定焦平面的问题，剥线工艺上以“剥断”为目标，特别是线缆的侧面部分，如果功率小了，上下表面表皮可剥断但侧面则可能切不好。如果功率大了，侧面切好，但上下表面的切口就会过大，包被有时会被烧焦，合适的功率点调整，非常花费现场工作人员的时间，如果是多种线缆剥线的情况下就更是如此。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种大量节省人工排线时间、大幅提高生产效率的长极细同轴线剥线装置和方法。
为达到上述目的，本发明设计的长极细同轴线剥线装置，包括三维动态激光振镜系统，所述三维动态激光振镜系统包括激光发生器、动态聚焦振镜头和三维动态振镜扫描系统，其特征在于：还包括承载所述三维动态激光振镜系统的固定台座、设在所述固定台座旁的机架；所述机架上设有剥线工位和待剥工位；所述剥线工位位于所述动态聚焦振镜头和三维动态振镜扫描系统正下方，所述待剥工位位于所述剥线工位旁；所述机架上设有线性导轨，所述线性导轨承载有线束自动导入装置，所述线束自动导入装置引导并夹持长极细同轴线，所述线束自动导入装置沿所述线性导轨在待剥工位和剥线工位往复移动。
作为优选方案，所述线束自动导入装置包括承载于线性导轨上的移动载台，位于移动载台上方平行所述线性导轨的多根刚性柱状引导条；所述移动载台的两端设有垂直线性导轨的齿条机构；所述刚性柱状引导条两端固定有齿轮，侧壁设有沿其轴向间隔设置的多个夹持长极细同轴线的气动手爪；所述齿轮与所述齿条机构啮合；设在移动载台上的翻转电机驱动所述齿条机构垂直线性导轨往复运动。
优选的，所述机架与线性导轨之间设有烟尘回收装置，所述烟尘回收装置包括围罩，围罩一侧设有抽风口，抽风口通过风机与废料回收装置连接。
优选的，所述移动载台上间隔均布多个通孔。这样，通过通孔使剥离的烟尘进入围罩内，最后在风机的作用下收入废料回收装置。
进一步优选的，所述通孔为腰形孔或蜂巢孔。
优选的，所述激光发生器为光纤激光器和/或二氧化碳激光器。
应用于上述长极细同轴线剥线装置的长极细同轴线剥线方法，包括以下步骤：
一)在待剥工位，将长极细同轴线依次人工排布在线束自动导入装置，利用气动手爪夹紧并保持线缆的平直，将线束自动导入装置移至剥线工位；
二)导入生产所需的短线缆的标刻图形，根据线缆直径调整聚焦点并选择合适的功率；
三)利用三维动态激光振镜系统对线缆的迎光面进行标刻；
四)线缆迎光面标刻完成后，将线缆翻转180°；
五)重复步骤二，对线缆翻转前的背光面进行标刻；
六)将标刻好的长线缆切割成所需的短线缆。
优选的，所述步骤二和步骤六中的标刻图形包括线缆要剥离部分的位置信息。
进一步优选的，所述标刻图形中还包括生产所需的短线缆的起始点和/或线缆标识字符。
本发明的有益效果是：本发明的积极效果表现在，在整个过程中，都由三维动态激光振镜系统来实施激光标刻的工作，在超大的幅面上可达500m/min，工作效率非常高；三维振镜动态系统可动态调整焦距，针对整个线缆的圆弧面进行精确制导的剥线，能以“恰当”的功率环切线缆，配合线缆180°的翻转加工线缆就完全可以达到不但能剥断而且剥好的目标；本发明能一次加工100根*1000mm的长线缆，功效提高了10倍之多，同时排布的方便性，便捷性大大增强；本发明节省了大量的人力、物力，使得线缆的激光剥线单位成本大幅降低，在当前能源，环保成本飙涨的情形下，改变了现有的工艺方法，具有较大的经济价值。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图
图2是本发明的线束自动导入装置的结构示意图
图3是标刻完成后的一种样式，图中仅示出其中一根长线缆
图中：固定台座旁1、机架2、剥线工位3、激光发生器4、动态聚焦振镜头5、三维动态振镜扫描系统6、线性导轨7、线束自动导入装置8(移动载台8.1、刚性柱状引导条8.2、齿条机构8.3、齿轮8.4、气动手爪8.5、翻转电机驱动8.6、通孔8.7)、长极细同轴线9、围罩10、抽风口11。
具体实施方式
下面通过图1～图2以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述，本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围。
如图1和图2所示，本发明设计的长极细同轴线剥线装置，包括三维动态激光振镜系统、承载所述三维动态激光振镜系统的固定台座1、设在所述固定台座旁1的机架2；所述机架2上设有剥线工位3和待剥工位(图中未示出)；所述三维动态激光振镜系统包括激光发生器4、动态聚焦振镜头5和三维动态振镜扫描系统6，优选的，所述激光发生器4为光纤激光器和/或二氧化碳激光器；所述剥线工位3位于所述动态聚焦振镜头6和三维动态振镜扫描系统6正下方，所述待剥工位位于所述剥线工位3旁；所述机架2上设有线性导轨7，所述线性导轨7承载有线束自动导入装置8，所述线束自动导入装置8引导并夹持长极细同轴线9，所述线束自动导入装置8沿所述线性导轨7在待剥工位和剥线工位3往复移动。
再如图2所示，所述线束自动导入8装置包括承载于线性导轨上的移动载台8.1，位于移动载台8.1上方平行所述线性导轨7的多根刚性柱状引导条8.2，本例中采用钢管；所述移动载台8.1的两端设有垂直线性导轨7的齿条机构8.3；所述刚性柱状引导条8.2两端固定有齿轮8.4，侧壁设有沿其轴向间隔设置的多个夹持长极细同轴线9的气动手爪8.5；所述齿轮8.4与所述齿条机构8.3啮合；设在移动载台8.1上的翻转电机驱动8.6所述齿条机构8.3垂直线性导轨7往复运动。
再如图1所示，优选的，所述机架2与线性导轨7之间设有烟尘回收装置，所述烟尘回收装置包括围罩10，围罩10一侧设有抽风口11，抽风口11通过风机与废料回收装置连接。图中仅示出了围罩10和抽风口11，其余均未示出。
再如图2所示，所述移动载台8.1上间隔均布多个通孔8.7，所述通孔8.7为腰形孔或蜂巢孔。这样，通过通孔使剥离的烟尘进入围罩内，最后在风机的作用下收入废料回收装置。图中只示出了一列通孔，所述通孔可以均布整个移动载台。
应用于上述长极细同轴线剥线装置的长极细同轴线剥线方法，包括以下步骤：
一)在待剥工位，将切割好的的长极细同轴线依次人工排布在线束自动导入装置，利用气动手爪夹紧并保持线缆的平直，排线完成后，将线束自动导入装置移至剥线工位；线缆在长切线工位，采用自动切线设备，切割成1000mm长度的待剥线线缆；将切割好的长极细同轴线线缆排布在1000mm*1000mm的线束自动导入装置上，通过钢管牵引线缆，气动手爪固定线缆，如此线缆在整个剥线的工程中就不会出现变形；每根线缆之间间隔10mm,这样就能放置100根线缆；
二)导入生产所需的短线缆的标刻图形，形成剥线位置图形，在标刻区域内标刻线缆，标刻区域可从100mm*100mm到1000mm*1000mm在软件中自如的设置，激光振镜扫描系统在基准焦距的基础上可以±5mm(可以到±10mm)动态调节；根据线缆直径调整聚焦点并选择合适的功率；
三)利用三维动态激光振镜系统对线缆的迎光面进行标刻；
四)线缆迎光面剥线完成后，通过齿轮和齿条啮合，迅速将线缆翻转180°；
五)根据翻转后线缆的位置信息，重复步骤二，利用三维动态激光振镜系统对线缆翻转前的背光面进行标刻；
六)松开气动手爪，将剥好的长极细同轴线导入成品盒中；
七)将成品盒中的标刻好的长线缆切割成所需的短线缆。
在整个剥线过程中，可以根据客户的要求在线缆表面进行标记，如电缆型号，时间或编号等其他信息。剥线过程以自动化的方式进行，两个工位完全可以由一位操作员来完成，可以有多个线束自动导入装置，操作员只需不断将长线缆排布在待剥工位上的线束自动导入装置即可，后续工作自动化完成。
优选的，所述步骤二和步骤六中的标刻图形包括线缆要剥离部分的位置信息，例如1000mm是每隔100mm进行剥线，还是每隔30mm进行剥线，需要在图形上设定，即不同的图形对应不同的剥线要求、不同的剥线位置，标刻图形记录就是用来记录这些位置信息。
进一步优选的，所述标刻图形中还能加入生产所需的短线缆的起始点和/或线缆标识字符。
如图3所示，给出了标刻完成后的部分节选，其中线芯12，并示出了两层包裹层13和14，当然也可以有多层包裹层。

Claims (8)

1.一种长极细同轴线剥线装置，包括三维动态激光振镜系统，所述三维动态激光振镜系统包括激光发生器、动态聚焦振镜头和三维动态振镜扫描系统，其特征在于：还包括承载所述三维动态激光振镜系统的固定台座、设在所述固定台座旁的机架；所述机架上设有剥线工位和待剥工位；所述剥线工位位于所述动态聚焦振镜头和三维动态振镜扫描系统正下方，所述待剥工位位于所述剥线工位旁；所述机架上设有线性导轨，所述线性导轨承载有线束自动导入装置，所述线束自动导入装置引导并夹持长极细同轴线，所述线束自动导入装置沿所述线性导轨在待剥工位和剥线工位往复移动；所述线束自动导入装置包括承载于线性导轨上的移动载台，位于移动载台上方平行所述线性导轨的多根刚性柱状引导条；所述移动载台的两端设有垂直线性导轨的齿条机构；所述刚性柱状引导条两端固定有齿轮，所述刚性柱状引导条侧壁设有沿其轴向间隔设置的多个夹持长极细同轴线的气动手爪；所述齿轮与所述齿条机构啮合；设在移动载台上的翻转电机驱动所述齿条机构垂直线性导轨往复运动。
2.根据权利要求1所述的长极细同轴线剥线装置，其特征在于：所述机架与线性导轨之间设有烟尘回收装置，所述烟尘回收装置包括围罩，围罩一侧设有抽风口，抽风口通过风机与废料回收装置连接。
3.根据权利要求1所述的长极细同轴线剥线装置，其特征在于：所述移动载台上间隔均布多个通孔。
4.根据权利要求3所述的长极细同轴线剥线装置，其特征在于：所述通孔为腰形孔或蜂巢孔。
5.根据权利要求1所述的长极细同轴线剥线装置，其特征在于：所述激光发生器为光纤激光器和/或二氧化碳激光器。
6.应用于权利要求1～5中任一项中所述长极细同轴线剥线装置的长极细同轴线剥线方法，包括以下步骤：
一)在待剥工位，将长极细同轴线依次人工排布在线束自动导入装置，利用气动手爪夹紧并保持线缆的平直，将线束自动导入装置移至剥线工位；
二)导入生产所需的短线缆的标刻图形，根据线缆直径调整聚焦点并选择合适的功率；
三)利用三维动态激光振镜系统对线缆的迎光面进行标刻；
四)线缆迎光面标刻完成后，将线缆翻转180°；
五)重复步骤二，对线缆翻转前的背光面进行标刻；
六)将标刻好的长线缆切割成所需的短线缆。
7.根据权利要求6所述的长极细同轴线剥线方法，其特征在于：所述步骤二和步骤五中的标刻图形包括线缆要剥离部分的位置信息。
8.根据权利要求6或7所述的长极细同轴线剥线方法，其特征在于：所述标刻图形中包括生产所需的短线缆的起始点和/或线缆标识字符。
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