CN110571716B - 手持式激光剥线装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手持式激光剥线装置，包括：激光器、传输光纤、光路调节装置和切割工装，激光器输出的激光通过传输光纤传输到光路调节装置，光路调节装置设置于切割工装上；切割工装包括基座、压线结构、旋转结构和水平运动结构，线缆由压线结构压紧，压线结构设置于旋转结构上，旋转结构设置于水平运动结构上，水平运动结构设置于基座上；激光经由光路调节装置调节后聚焦于压线结构压紧的线缆，旋转结构带动压线结构及压紧的线缆旋转，水平运动结构带动旋转结构及压线结构整体进行水平方向的往返运动。通过本发明的技术方案，实现了线缆剥头的激光冷加工工艺，生产效率高，且体积小、重量轻，利用光纤传输，易于实现手持式结构设计。

Description

手持式激光剥线装置

技术领域

本发明涉及电子线缆装配技术领域，尤其涉及一种手持式激光剥线装置。

背景技术

现有的剥线工艺主要是以机械式剥线和热剥器剥线为主，而CO2激光剥线以其特有的冷剥，不伤线芯的优势，在一些要求较高的电装领域已经得到了认证。但是目前而言，激光剥线最大的问题就是操作的问题。

目前激光剥线机主要以工装和流水线加工方式。其中，工装定位的方式是利用硬光路的传导，通过聚焦，作用在布置在工装上的电缆上；流水线方式，是以单根或多跟线缆运动，同时结合激光的运动，在设定的位置上去除表面绝缘层，然后将线缆裁剪成特定长度，以达到激光剥线的目的。以上两种方式的设备，都体积大，需要人工逐个上料，要求增加单独的下线剥线工位，造成生产节拍长，效率低。

发明内容

针对上述问题中的至少之一，本发明提供了一种手持式激光剥线装置，通过操作手柄控制压线结构压紧线缆，利用传输光纤将激光从激光器引入切割工装，通过操作手柄控制旋转结构和水平运动结构进行直线平动-旋转、直线平动操作，使得线缆在一侧被切割后轴向旋转并反向运动，使激光围着指定区域实现对线缆的环切，使线缆产生一条切痕，手动去除剥头，以达到激光冷加工的目的。由于传输光纤使激光剥线操作部分体积小，重量轻，易于实现手持式结构设计，能够实现线缆剥头的激光冷加工工艺，同时能够适应现有电装环境，对激光冷加工在线缆加工领域的推广有较大的帮助。

为实现上述目的，本发明提供了一种手持式激光剥线装置，包括：激光器、传输光纤、光路调节装置和切割工装，所述激光器输出的激光通过所述传输光纤传输到所述光路调节装置，所述光路调节装置设置于所述切割工装上；所述切割工装包括基座、压线结构、旋转结构和水平运动结构，线缆由所述压线结构压紧，所述压线结构设置于所述旋转结构上，所述旋转结构设置于所述水平运动结构上，所述水平运动结构设置于所述基座上；所述激光经由所述光路调节装置调节后聚焦于所述压线结构压紧的所述线缆，所述旋转结构带动所述压线结构及压紧的所述线缆旋转，所述水平运动结构带动所述旋转结构及所述压线结构整体进行水平方向的往返运动。

在上述技术方案中，优选地，手持式激光剥线装置还包括操作手柄，所述操作手柄设置于所述基座的一侧，所述操作手柄上设置有启动开关，所述启动开关分别与所述压线结构、所述旋转结构和所述水平运动结构相连接，用于控制所述压线结构、所述旋转结构和所述水平运动结构的开关状态。

在上述技术方案中，优选地，所述压线结构包括电磁推杆、压片结构和固定支撑结构，所述固定支撑结构连接于所述旋转结构上，所述电磁推杆带动所述压片结构压紧所述线缆，所述固定支撑结构上设置有导向孔，所述线缆由所述导向孔引入至所述压片结构的压紧工位。

在上述技术方案中，优选地，所述旋转结构包括舵机、轴承和连接支撑结构，所述舵机通过所述轴承带动所述压线结构旋转，所述连接支撑结构支撑所述舵机，所述连接支撑结构固定于所述水平运动结构上。

在上述技术方案中，优选地，所述水平运动结构包括电机、丝杆、导轨和滑块，所述旋转结构固定于所述滑块上，所述滑块安装于所述导轨上，所述导轨铺设于所述基座上，所述电机通过丝杆与所述滑块相连接并带动所述滑块沿所述导轨进行往返运动。

在上述技术方案中，优选地，所述水平运动结构上包括光电开关，所述光电开关设置于所述导轨上的预设零点位置，用于所述滑块运动至所述预设零点位置进行初始定位。

在上述技术方案中，优选地，所述光路调节装置包括调节螺钉和调节片，所述调节螺钉用于调整所述调节片的高度位置，所述调节片用于对激光聚焦。

在上述技术方案中，优选地，所述光路调节装置还包括红光合束镜和红光指示器，所述红光合束镜将所述红光指示器发出的红光与所述激光合为一束。

在上述技术方案中，优选地，手持式激光剥线装置还包括控制装置，所述控制装置与所述激光器相连接，用于控制所述激光器的工作状态。

本发明还提出一种如上述技术方案所述的手持式激光剥线装置的剥线方法，包括：将待加工线缆通过导向孔伸入切割工装的压线结构，并将所述线缆压紧定位；控制激光器出光，水平运动结构带动所述压线结构和旋转结构水平运动的同时使对应激光一面的线缆被切割；所述水平运动结构运动到指定位置后，控制所述旋转结构带动所述压线结构旋转，使线缆未切割一面朝向所述激光；控制所述水平运动结构带动所述压线结构和所述旋转结构整体反向水平运动，同时所述激光对所述线缆未切割一面进行切割；所述水平运动结构运动到起始位置后，结束所述激光器的出光，控制所述压线结构抬起，将切割后的线缆输出；沿切割痕迹将所述线缆的绝缘层剥离。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过操作手柄控制压线结构压紧线缆，利用传输光纤将激光从激光器引入切割工装，通过操作手柄控制旋转结构和水平运动结构进行直线平动-旋转、直线平动操作，使得线缆在一侧被切割后轴向旋转并反向运动，使激光围着指定区域实现对线缆的环切，使线缆产生一条切痕，手动去除剥头，达到了激光冷加工的目的。由于传输光纤使激光剥线操作部分体积小，重量轻，易于实现手持式结构设计，实现了线缆剥头的激光冷加工工艺，同时适应现有电装环境，对激光冷加工在线缆加工领域的推广有较大的帮助。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的手持式激光剥线装置的结构示意图；

图2为本发明一种实施例公开的手持式激光剥线装置的剥线方法的流程示意图。

图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：

1.激光器，2.传输光纤，3.操作手柄，4.切割工装，401.水平运动结构，402.旋转结构，403.压线结构，404.基座，5.线缆，6.红光合束镜，7.光路调节装置，8.控制装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1所示，根据本发明提供的一种手持式激光剥线装置，包括：激光器1、传输光纤2、光路调节装置7和切割工装4，激光器1输出的激光通过传输光纤2传输到光路调节装置7，光路调节装置7设置于切割工装4上；切割工装4包括基座404、压线结构403、旋转结构402和水平运动结构401，线缆5由压线结构403压紧，压线结构403设置于旋转结构402上，旋转结构402设置于水平运动结构401上，水平运动结构401设置于基座404上；激光经由光路调节装置7调节后聚焦于压线结构403压紧的线缆5，旋转结构402带动压线结构403及压紧的线缆5旋转，水平运动结构401带动旋转结构402及压线结构403整体进行水平方向的往返运动。

在该实施例中，传输光纤2用于将激光器1发出的激光经由光路调节装置7输出到切割工装4中。切割工装4的整体结构呈层叠式，水平运动结构401为第一层，旋转结构402为第二层，压线结构403为第三层，水平运动结构401会带动旋转结构402和压线结构403整体运动，旋转结构402会带动压线结构403旋转，但不带动水平运动结构401。激光器1优选为CO2激光器。

在上述实施例中，优选地，手持式激光剥线装置还包括操作手柄3，操作手柄3设置于基座404的一侧，操作手柄3上设置有启动开关，启动开关分别与压线结构403、旋转结构402和水平运动结构401相连接，用于控制压线结构403、旋转结构402和水平运动结构401的开关状态。

在上述实施例中，优选地，压线结构403包括电磁推杆、压片结构和固定支撑结构，固定支撑结构连接于旋转结构402上，电磁推杆带动压片结构压紧线缆5，固定支撑结构上设置有导向孔，线缆5由导向孔引入至压片结构的压紧工位。当待加工线缆5被压线结构403压紧，并在外力作用下绷直时，激光垂直照射于待加工线缆5上对应位置。因为激光焦距深度有限，不能切除所有位置上的绝缘层，而是只对特定聚焦位置效果较好。因此通过压线结构403保持线缆5与激光相对稳定的位置，能够使得激光更加均匀地作用于线缆5上，以达到能量聚集切割绝缘层的效果。

具体地，压线结构403的初始状态为压紧状态，当操作手柄3的启动开关被触发时，压线结构403抬起使得线缆5可以活动，当启动开关解除触发状态时，压线结构403压紧线缆5。

在上述实施例中，优选地，旋转结构402包括舵机、轴承和连接支撑结构，舵机通过轴承带动压线结构403旋转，连接支撑结构支撑舵机，连接支撑结构固定于水平运动结构401上。旋转结构402通过连接支撑结构随水平运动结构401发生水平方向运动，舵机通过轴承带动压线结构403旋转，实现三个层级的运动。

在上述实施例中，优选地，水平运动结构401包括电机、丝杆、导轨和滑块，旋转结构402固定于滑块上，滑块安装于导轨上，导轨铺设于基座404上，电机通过丝杆与滑块相连接并带动滑块沿导轨进行往返运动。

在上述实施例中，优选地，水平运动结构401上包括光电开关，光电开关设置于导轨上的预设零点位置，用于滑块运动至预设零点位置进行初始定位。

在上述实施例中，优选地，光路调节装置7包括调节螺钉和调节片，调节螺钉用于调整调节片的高度位置，调节片用于对激光聚焦。

在上述实施例中，优选地，考虑到所用CO2激光为不可见激光，实际使用时，不能很好地校准激光射入和射出角度，光路调节装置7还包括红光合束镜6和红光指示器，红光合束镜6将红光指示器发出的红光与激光合为一束。通过利用红光指示器和光路调节装置7对激光进行调焦，方便设备的调试。

在上述实施例中，优选地，手持式激光剥线装置还包括控制装置8，控制装置8与激光器1相连接，用于控制激光器1的工作状态。

本发明还提出一种如上述实施例的手持式激光剥线装置的剥线方法，包括：将待加工的多种规格的单根线缆5通过导向孔伸入切割工装4的压线结构403，并通过启动开关控制压线结构403将线缆5压紧定位；控制激光器1出光，水平运动结构401带动压线结构403和旋转结构402水平运动的同时使对应激光一面的线缆5被切割；水平运动结构401运动到指定位置后，控制旋转结构402带动压线结构403旋转180°，使线缆5未切割一面朝向激光；控制水平运动结构401带动压线结构403和旋转结构402整体反向水平运动，同时激光对线缆5未切割一面进行切割；水平运动结构401运动到起始位置后，结束激光器1的出光，控制压线结构403抬起，将切割后的线缆5输出；沿切割痕迹将线缆5的绝缘层剥离。

根据上述实施例提出的手持式激光剥线装置，整体操作工装的尺寸可以达到300mm×100mm×180mm，零件多采用工程塑料材质，质量可以小于3kg，便于工人操作，比常规的激光剥线机方便很多。相比于现有技术，本发明的手持式激光剥线装置利用光纤传输，使得激光剥线装置的操作部分与激光器1和控制装置8分开，使得操作部分体积减小，能够置于工作台或手持操作。此外，利用压线机构，能够使用多种线缆的装夹和激光剥线，对线芯没有伤害，是一种良好的剥线装置。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种手持式激光剥线装置，其特征在于，包括：激光器、传输光纤、光路调节装置、切割工装和操作手柄，

所述激光器输出的激光通过所述传输光纤传输到所述光路调节装置，所述光路调节装置设置于所述切割工装上；

所述切割工装包括基座、压线结构、旋转结构和水平运动结构，线缆由所述压线结构压紧，所述压线结构设置于所述旋转结构上，所述旋转结构设置于所述水平运动结构上，所述水平运动结构设置于所述基座上；

所述激光经由所述光路调节装置调节后聚焦于所述压线结构压紧的所述线缆，所述旋转结构带动所述压线结构及压紧的所述线缆旋转，所述水平运动结构带动所述旋转结构及所述压线结构整体进行水平方向的往返运动；

所述操作手柄设置于所述基座的一侧，所述操作手柄上设置有启动开关，所述启动开关分别与所述压线结构、所述旋转结构和所述水平运动结构相连接，用于控制所述压线结构、所述旋转结构和所述水平运动结构的开关状态；

所述压线结构包括电磁推杆、压片结构和固定支撑结构，所述固定支撑结构连接于所述旋转结构上，所述电磁推杆带动所述压片结构压紧所述线缆，所述固定支撑结构上设置有导向孔，所述线缆由所述导向孔引入至所述压片结构的压紧工位；

所述旋转结构包括舵机、轴承和连接支撑结构，所述舵机通过所述轴承带动所述压线结构旋转，所述连接支撑结构支撑所述舵机，所述连接支撑结构固定于所述水平运动结构上；

利用所述手持式激光剥线装置的剥线方法包括：

将待加工线缆通过所述导向孔伸入所述切割工装的所述压线结构，并将所述线缆压紧定位；

控制所述激光器出光，所述水平运动结构带动所述压线结构和所述旋转结构水平运动的同时使对应激光一面的所述线缆被切割；

所述水平运动结构运动到指定位置后，控制所述旋转结构带动所述压线结构旋转，使所述线缆未切割一面朝向所述激光；

控制所述水平运动结构带动所述压线结构和所述旋转结构整体反向水平运动，同时所述激光对所述线缆未切割一面进行切割；

所述水平运动结构运动到起始位置后，结束所述激光器的出光，控制所述压线结构抬起，将切割后的线缆输出；

沿切割痕迹将所述线缆的绝缘层剥离。

2.根据权利要求1所述的手持式激光剥线装置，其特征在于，所述水平运动结构包括电机、丝杆、导轨和滑块，所述旋转结构固定于所述滑块上，所述滑块安装于所述导轨上，所述导轨铺设于所述基座上，所述电机通过丝杆与所述滑块相连接并带动所述滑块沿所述导轨进行往返运动。

3.根据权利要求2所述的手持式激光剥线装置，其特征在于，所述水平运动结构上包括光电开关，所述光电开关设置于所述导轨上的预设零点位置，用于所述滑块运动至所述预设零点位置进行初始定位。

4.根据权利要求1所述的手持式激光剥线装置，其特征在于，所述光路调节装置包括调节螺钉和调节片，所述调节螺钉用于调整所述调节片的高度位置，所述调节片用于对激光聚焦。

5.根据权利要求4所述的手持式激光剥线装置，其特征在于，所述光路调节装置还包括红光合束镜和红光指示器，所述红光合束镜将所述红光指示器发出的红光与所述激光合为一束。

6.根据权利要求1所述的手持式激光剥线装置，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置与所述激光器相连接，用于控制所述激光器的工作状态。

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