CN112404748B - 一种激光剥线装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种激光剥线装置，包括支撑机构；旋转夹持机构，其用于夹持待剥线缆，并驱动所述线缆旋转；双轴驱动机构，其设置于所述支撑机构上，供所述旋转夹持机构安装于其上，以驱动旋转夹持机构在水平面内进行位置调整；3D扫描加工模组，其设置于所述旋转夹持机构上方，以用于控制激光光斑在线缆表面的聚焦以及在线缆表面加工轨迹的运动，完成线缆激光剥皮；激光模组，其设置于所述旋转夹持机构上方，以用于发射激光传递给3D扫描加工模组；控制模组，其分别与所述旋转夹持机构、双轴驱动机构、3D扫描模加工组以及激光模组信号连接；本申请提出的激光剥线装置可以解决对于扁平式复杂外形或多层复杂包覆的电缆加工容易存在的残留、损伤问题。

Description

一种激光剥线装置
技术领域
本申请涉及激光切割技术领域，具体而言，尤其涉及一种激光剥线装置。
背景技术
随着工业技术的发展，在很多领域中，线缆剥线操作已越来越多的采用激光加工技术代替传统的机械加工技术。目前常见的激光加工方式为单激光光源直接单面切割或双激光光源进行双面切割或环形切割，这种加工方式适用于普通的圆形线缆加工，但对于一些扁平的复杂多层线缆存在损伤内部其它结构的问题以及内部屏蔽层易残留的问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种激光剥线装置，用于解决普通激光剥线装置加工扁平的复杂多层线缆不适用问题。
为实现上述目的，本申请提供一种激光剥线装置，包括：
支撑机构；
旋转夹持机构，其用于夹持待剥线缆，并驱动所述线缆旋转；
双轴驱动机构，其设置于所述支撑机构上，其用于供所述旋转夹持机构安装于其上，以驱动所述旋转夹持机构在水平面内进行位置调整；
激光模组，其设置于所述支撑机构上，并位于所述旋转夹持机构上方，以用于发射激光传递给3D扫描加工模组；
3D扫描加工模组，其设置于所述支撑机构上并位于所述旋转夹持机构上方，以用于控制激光光斑在线缆表面的聚焦以及在线缆表面加工轨迹的运动，完成线缆激光剥皮；
控制模组，其分别与所述旋转夹持机构、所述双轴驱动机构、所述3D扫描加工模组以及所述激光模组信号连接，所述控制模组用于：控制所述双轴驱动机构将所述旋转夹持机构移动至与所述激光模组正对；以及，根据所述线缆的3D特征信息控制激光模组的激光光斑功率在线缆不同位置的调整；以及，根据所述线缆的3D特征信息控制3D扫描加工模组在线缆表面的轨迹运动；以及，控制所述旋转夹持机构同步带动线缆的旋转。
本申请通过提供一种激光剥线装置，将控制模组分别与该旋转夹持机构、双轴驱动机构、3D扫描加工模组以及激光模组信号连接，且该控制模组根据线缆的3D特征信息控制激光模组的激光光斑功率在线缆不同位置的调整以及控制3D扫描加工模组在线缆表面的轨迹运动，同时控制模组控制旋转夹持机构同步带动线缆的旋转，有效缓解对于扁平的复杂多层线缆存在损伤内部其它结构的问题以及内部屏蔽层易残留的问题。
可选地，在本申请实施例所述的激光剥线装置，所述激光模组为波长为355nm、515nm或1030nm的皮秒至飞秒超短脉冲激光器。
可选地，在本申请实施例所述的激光剥线装置，所述支撑机构包括基座以及立板，所述立板垂直设置在所述基座上；
所述双轴驱动机构设置于所述基座上；
所述3D扫描加工模组以及所述激光模组设置于所述立板上。
可选地，在本申请实施例所述的激光剥线装置，所述双轴驱动机构包括X轴驱动机构以及Y轴驱动机构，所述X轴驱动机构可沿着Y轴方向移动地设置在所述基座上，所述Y轴驱动机构可沿着X轴方向移动地设置在所述X轴驱动机构上；所述旋转夹持机构设置于所述Y轴驱动机构上。
可选地，在本申请实施例所述的激光剥线装置，所述旋转夹持机构包括旋转驱动组件以及夹具，所述旋转驱动组件设置于所述双轴驱动机构上，所述旋转驱动组件用于控制线缆旋转，实现线缆环形剖切；所述夹具通过螺钉设置在旋转驱动组件上，其用于夹持待剥线缆。
可选地，在本申请实施例所述的激光剥线装置，所述激光模组还包括：
激光发生器，所述激光发生器设置于所述支撑机构上，并位于所述旋转夹持机构上方，其用于产生激光光束；
光路机构，所述光路机构设置于所述激光发生器下方，其用于将激光发生器产生的激光光束进行整形传递后传输至3D扫描加工模组，由3D扫描加工模组完成线缆激光剥线。
可选地，在本申请实施例所述的激光剥线装置，所述激光剥线装置还包括吹气保护机构，其设置于所述支撑机构上，并与所述旋转夹持机构位置相对，所述吹气保护机构通过吹出惰性气体，使得待剥线缆处于惰性气体的环境中，避免待剥线缆内部结构材料与空气接触发生氧化。
可选地，在本申请实施例所述的激光剥线装置，所述激光剥线装置还包括烟尘抽取净化机构，所述烟尘抽取净化机构设置于支撑机构上，并位于所述旋转夹持机构的上部，所述烟尘抽取净化机构用于保持激光剥线装置的清洁度。
可选地，在本申请实施例所述的激光剥线装置，所述激光剥线装置还包括自动上下料机构，所述线缆自动上下料机构设置于所述激光剥线装置支撑机构底座上，其采用夹爪将待剥线缆放置在旋转夹持机构上并利用夹爪将已剥线缆从旋转夹持机构上取下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种激光剥线装置结构示意图。
图2为本申请实施例提供的旋转夹持机构示意图。
图3为本申请实施例提供的线缆自动上下料装置图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参照图1，为本申请实施例提供的一种激光剥线装置结构示意图，该激光剥线装置包括：支撑机构10、激光模组20、3D扫描加工模组30、旋转夹持机构40、双轴驱动机构50，控制模组(图未示)。
其中，该激光模组20设置于该支撑机构10上，并位于该旋转夹持机构40上方，该激光模组20用于发射激光传递给3D扫描加工模组；该3D扫描加工模组30设置于该支撑机构10上并位于该旋转夹持机构40上方，该3D扫描加工模组30以用于控制激光光斑在线缆表面的聚焦以及在线缆表面加工轨迹的运动，完成线缆激光剥皮；该旋转夹持机构40其用于夹持待剥线缆，并驱动该线缆旋转；该双轴驱动机构50设置于该支撑机构10上，该双轴驱动机构50用于供该旋转夹持机构40安装于其上，以驱动该旋转夹持机构40在水平面内进行位置调整。
该控制模组(图未示)，其分别与该旋转夹持机构40、双轴驱动机构50、3D扫描加工模组30组以及该激光模组20信号连接，该控制模组通过控制该双轴驱动机构50将该旋转夹持机构40移动至与该激光模组20正对，该控制模组根据该3D特征信息控制激光模组的激光光斑功率在线缆不同位置的调整；以及，该控制模组根据该3D特征信息控制3D扫描加工模组30在线缆表面的轨迹运动；以及，控制该旋转夹持机构40同步带动线缆的旋转。
在具体实施例中，3D扫描加工模组30对待剥线缆进行加工时，待剥线缆与3D扫描加工模组30正对面的表面所需的激光功率与待剥线缆两侧部位所需的激光功率不同，比如，该待剥线缆为圆柱状，当旋转夹持机构40夹持该圆柱状线缆进行剥线时，由于该线缆为曲面，如激光模组20传递给3D扫描加工模组30的激光光束在圆柱状线缆的表面与侧面采用相同的激光功率，其会使待剥线缆两侧部位表层剥皮出现残留问题，因此，3D扫描加工模组30在对待剥线缆进行加工时，根据预先输入待剥线缆3D特征信息，此预先输入的3D特征信息为待剥线缆的轴外半径等外形特征信息数据，从而控制模块根据线缆的3D特征信息控制激光模组20的激光光斑功率在线缆不同位置的调整，避免对待剥线缆两侧部位表层剥皮出现残留；并且，在对待剥线缆进行加工时，每完成旋转一小段距离的线缆剥线，需对线缆再旋转一小段距离，进行下一部分线缆剥线，因此，可通过控制系统控制旋转夹持机构40同步带动线缆的旋转。
其中，该支撑机构10包括基座12以及立板11，该立板11垂直设置在该基座12上；其中该双轴驱动机构50设置于该基座12上；该3D扫描模组30以及所述激光模组20设置于所述立板11上。其中，基座12大致呈矩形板状。
其中，该双轴驱动机构50包括X轴驱动机构60以及Y轴驱动机构70。其中，该X轴驱动机构60包括X轴导轨、第一滑动块以及第一驱动组件。第一驱动组件可以为气缸或者马达。该X轴导轨设置于该基座12上。该第一滑动块设置于该X轴导轨并可沿着X轴导轨滑动，该气缸设置于该X轴导轨或者该基座12上用于驱动该第一滑动块滑动。
其中，该Y轴驱动机构70包括Y轴导轨、第二滑动块以及第二驱动组件。第二驱动组件可以为气缸或者马达。该Y轴导轨设置于该X轴驱动机构60上。该第二滑动块设置于该Y轴导轨并可沿着Y轴导轨滑动，该气缸设置于该Y轴导轨或者该基座12上用于驱动该第二滑动块滑动。
在具体的实施例中，当启动激光剥线装置工作前，需通过控制系统驱动该X轴驱动机构60以及Y轴驱动机构70，使得该X轴驱动机构60以及Y轴驱动机构70带动该旋转夹持机构40夹持的线缆移动于3D扫描加工模组30的正下方，通过该X轴驱动机构60以及Y轴驱动机构70的配合，从而将旋转夹持机构40夹持的线缆移动至3D扫描加工模组30的正下方。
其中，该激光模组20包括激光发生器、光路机构；在具体实施例中，当启动激光剥线装置工作，该激光发生器用于产生的激光光束，该激光光束经过光路机构进行整形后传递后传输至3D扫描加工模组30，由3D扫描加工模组30完成线缆激光剥线。
进一步地，在本实施例中，该激光模组20的激光发生器为波长为355nm、515nm或1030nm的皮秒至飞秒超短脉冲激光器，该超短脉冲激光器通过将激光能量集中在极短的时间内来获得巨大的单脉冲能量和极高的峰值功率，并且该超短脉冲激光器与线缆材料相互作用时间极短，因此不会给周围材料带来热影响，损伤线缆内部其它结构。
在一些实施例中，，光路机构包括第一反射镜、第二反射镜以及第三反射镜；激光发生器产生的激光光束通过光路机构的第一反射镜、第二反射镜以及第三反射镜整形传递后传输至3D扫描加工模组30，使得激光聚焦于待剥线缆表面。其中，在该过程中，该光路机构的入口与第一反射镜之间的光路称为第一光路，相应地，该第一反射镜与第二反射镜之间的光路称为第二光路，第二反射镜与第三反射镜之间的光路称为第三光路，最后由3D扫描加工模组30出射激光光束加工待剥线缆。
其中，如图2所示，该旋转夹持机构40包括旋转驱动组件41以及夹具42，该旋转驱动组件41设置于所述双轴驱动机构50上的第二滑动块上。其中，该旋转驱动组件41可以为电机。该夹具42采用螺栓或者其他方式固定在该旋转驱动组件41上。该夹具42用于夹持待剥线缆，防止待剥线缆加工过程中滑落，使得该待剥线缆随着该电机的转轴一起转动，实现线缆环形剖切。
其中，在本实施例中，该装置还包括吹气保护机构，吹气保护机构设置于该支撑机构的基座上，并与该旋转夹持机构位置相对，在一些实施例中，该吹气保护机构通过吹出惰性气体，使得待剥线缆处于惰性气体的环境中，避免待剥线缆内部结构材料与空气接触发生氧化。
其中，在本实施例中，该装置还包括烟尘抽取净化机构，该烟尘抽取净化机构设置于该支撑机构上，并位于该旋转夹持机构的上部，该烟尘抽取净化机构通过抽取激光剥线装置上的加工灰尘，时刻保持激光剥线装置的清洁度。
其中，在本实施例中，该装置还包括线缆自动上下料机构，如图3所示，该线缆自动上下料机构设置于该激光剥线装置支撑机构底座上，其采用夹爪80将待剥线缆90夹持放置在旋转夹持机构40上,控制模组控制双轴驱动机构50，使得旋转夹持机构40夹持的线缆90位于3D扫描加工模组30的正下方，通过3D扫描加工模组30完成剥线，当每完成一小段距离的线缆剥线，自动上下料装置的夹爪80便将已剥线缆90从旋转夹持机构上取下。或者在一些实施例中，该自动上下料机构可以包括第一卷线组件以及第二卷线组件，该第一卷线组件用于供待剥的线缆90卷绕于其上。该第二卷线组件用于供已剥的线缆90卷绕于其上。该线缆的未剥的部分卷绕在第一卷线组件上，该线缆的已剥的部分卷绕在该第二卷线组件上，该第一卷线组件以及该第二卷线组件以相同的速度进行旋转，该激光模组20每剥一段，该第一卷线组件以及该第二卷线组件旋转一定角度，使得该第一卷线组件释放相同长度的未剥线缆，该第二卷线组件卷绕相同长度的已剥线缆。
本申请实施例在具体使用时，如图1所示，激光剥线装置处于准备状态时，需通过控制系统驱动该双轴驱动机构50，使得双轴驱动机构50带动该旋转夹持机构40夹持的线缆移动于3D扫描加工模组30的正下方，当启动激光剥线按钮，激光模组20产生的激光光束通过光路机构进行整形传递后传输至3D扫描加工模组30，由3D扫描加工模组30完成线缆激光剥线，同时在控制模组的作用下，控制模组根据线缆的3D特征信息控制激光模组20的激光光斑功率在线缆不同位置的调整以及控制3D扫描加工模组30在线缆表面的轨迹运动；以及，控制模组控制旋转夹持机构40同步带动线缆旋转，使得激光光斑聚焦于线缆表面，从而使得材料表面快速产生等离子化作用，表层加工材料快速剥离。
综上所述：本申请通过提供一种激光剥线装置，将控制模组分别与该旋转夹持机构、双轴驱动机构、3D扫描加工模组以及激光模组信号连接，且该控制模组根据线缆的3D特征信息控制激光模组的激光光斑功率在线缆不同位置的调整以及控制3D扫描加工模组在线缆表面的轨迹运动，同时控制模组控制旋转夹持机构同步带动线缆的旋转，有效缓解对于扁平的复杂多层线缆存在损伤内部其它结构的问题以及内部屏蔽层易残留的问题。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种激光剥线装置，其特征在于，包括：
支撑机构；
旋转夹持机构，其用于夹持待剥线缆，并驱动所述线缆旋转；
双轴驱动机构，其设置于所述支撑机构上，其用于供所述旋转夹持机构安装于其上，以驱动所述旋转夹持机构在水平面内进行位置调整；
激光模组，其设置于所述支撑机构上，并位于所述旋转夹持机构上方，以用于发射激光传递给3D扫描加工模组；
3D扫描加工模组，其设置于所述支撑机构上并位于所述旋转夹持机构上方，以用于控制激光光斑在线缆表面的聚焦以及在线缆表面加工轨迹的运动，完成线缆激光剥皮；
控制模组，其分别与所述旋转夹持机构、所述双轴驱动机构、所述3D扫描加工模组以及所述激光模组信号连接，所述控制模组用于：控制所述双轴驱动机构将所述旋转夹持机构移动至与所述激光模组正对；以及，根据所述线缆的3D特征信息控制激光模组的激光光斑功率在线缆不同位置的调整；以及，根据所述线缆的3D特征信息控制3D扫描加工模组在线缆表面的轨迹运动；以及，控制所述旋转夹持机构同步带动线缆旋转；
所述旋转夹持机构包括旋转驱动组件以及夹具，所述旋转驱动组件设置于所述双轴驱动机构上，所述旋转驱动组件用于控制线缆旋转，实现线缆环形剖切；所述夹具通过螺钉设置在旋转驱动组件上，其用于夹持待剥线缆。
2.根据权利要求1所述的激光剥线装置，其特征在于，所述激光模组为波长为355nm、515nm或1030nm的皮秒至飞秒超短脉冲激光器。
3.根据权利要求1所述的激光剥线装置，其特征在于，所述支撑机构包括基座以及立板，所述立板垂直设置在所述基座上；
所述双轴驱动机构设置于所述基座上；
所述3D扫描加工模组以及所述激光模组设置于所述立板上。
4.根据权利要求3所述的激光剥线装置，其特征在于，所述双轴驱动机构包括X轴驱动机构以及Y轴驱动机构，所述X轴驱动机构可沿着Y轴方向移动地设置在所述基座上，所述Y轴驱动机构可沿着X轴方向移动地设置在所述X轴驱动机构上；所述旋转夹持机构设置于所述Y轴驱动机构上。
5.根据权利要求1所述的激光剥线装置，其特征在于，所述激光模组还包括：
激光发生器，所述激光发生器设置于所述支撑机构上，并位于所述旋转夹持机构上方，其用于产生激光光束；
光路机构，所述光路机构设置于所述激光发生器下方，其用于将激光发生器产生的激光光束进行整形传递后传输至3D扫描加工模组，由3D扫描加工模组完成线缆激光剥线。
6.根据权利要求1所述的激光剥线装置，其特征在于，还包括吹气保护机构，其设置于所述支撑机构上，并与所述旋转夹持机构位置相对，所述吹气保护机构通过吹出惰性气体，使得待剥线缆处于惰性气体的环境中，避免待剥线缆内部结构材料与空气接触发生氧化。
7.根据权利要求1所述的激光剥线装置，其特征在于，还包括烟尘抽取净化机构，所述烟尘抽取净化机构设置于支撑机构上，并位于所述旋转夹持机构的上部，所述烟尘抽取净化机构用于保持激光剥线装置的清洁度。
8.根据权利要求1所述的激光剥线装置，其特征在于，还包括线缆自动上下料机构，所述线缆自动上下料装置设置于所述激光剥线装置支撑机构底座上，其采用夹爪将待剥线缆放置在旋转夹持机构上并利用夹爪将已剥线缆从旋转夹持机构上取下。
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