KR101610306B1 - 레이저를 이용하는 케이블 탈피장치 - Google Patents

레이저를 이용하는 케이블 탈피장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저를 이용한 케이블 탈피장치에 관한 것이다. 본 케이블 탈피장치는, 레이저빔을 방출하는 레이저 발생기, 레이저 발생기에서 방출된 레이저빔을 집광하는 제1 렌즈, 제1 렌즈를 통해 집광된 레이저빔의 일부를 반사시켜, 케이블의 상부 제1 절개 지점으로 조사하고, 나머지는 투과시키는 빔 스플리터, 빔 스플리터를 투과한 레이저빔을 반사시켜 광로를 변경하는 미러부, 및 미러부에 의해 광로가 변경된 레이저빔을 케이블의 하부 제2 절개 지점으로 조사하는 제2 렌즈를 포함한다. 본 발명에 따르면, 레이저를 이용하여 케이블 코어를 손상하기 않고 자동으로 케이블 피복을 신속하게 탈피할 수 있다.

Description

레이저를 이용하는 케이블 탈피장치{Device for stripping cables using laser}
본 발명은 케이블 탈피장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저를 이용하여 케이블 피복을 자동으로 탈피할 수 있는 케이블 탈피장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기나 광을 전달하기 위한 케이블은 내부에 구비된 코어와 그 코어를 보호하는 피복으로 구분된다. 코어의 재료로는 동, 알루미늄 합금, 동합금 과 같은 도체나 광섬유 등이 사용되며, 코어의 보호나 절연 등을 위한 피복의 재료로는 천연고무, 합성고무, 합성수지 등이 사용되고 있다.
그런데, 케이블을 커넥터나 기타 각종 기기에 접속하기 위해서는 케이블 말단부의 피복을 탈피하는 작업이 수행되어야 한다. 이러한 탈피 작업은, 통상 인력에 의해 수작업으로 진행할 수 있으나, 케이블 탈피 작업을 인력에 의존하게 되면, 인건비 지출이 발생할 뿐만 아니라, 작업자가 케이블의 피복을 절개하는 깊이가 일정하지 않아서 케이블 내부의 코어가 손상될 수 있다. 또한, 작업자의 피로도가 증가하거나 적절한 안전장치가 구비되지 않은 경우에는, 작업자의 부상을 초래하는 경우도 발생할 수 있다.
이에 따라, 케이블 탈피를 자동으로 수행할 수 있는 케이블 탈피장치가 사용되고 있다. 일반적인 케이블 탈피장치는 케이블을 이송하는 이송 수단, 케이블의 상·하방에서 수직 또는 좌우로 이동 가능한 컷팅 수단, 및 컷팅된 케이블의 피복과 코어를 분리하는 분리 수단 등을 구비하여, 케이블의 피복을 인력에 의존하지 않고 자동으로 탈피할 수 있다.
그러나, 일반적인 케이블 탈피장치의 경우에는, 케이블의 종류에 따라 케이블 피복이 탈피되는 깊이가 정밀하게 설정되어야 하며, 사용중에 탈피되는 깊이가 변경되거나, 케이블의 장력이 적절하게 유지되지 못하는 경우, 케이블의 중심에 위치한 코어가 손상되거나, 탈피 작업이 정지될 수 있다.
따라서, 케이블의 내부 코어의 손상을 방지하면서, 케이블의 피복을 자동으로 탈피할 수 있는 장치를 고려해 볼 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 레이저를 이용하여 케이블 내부 코어의 손상을 방지하면서 케이블의 피복을 자동으로 탈피할 수 있는 케이블 탈피장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 케이블 탈피장치는, 레이저빔을 방출하는 레이저 발생기, 상기 레이저 발생기에서 방출된 레이저빔을 집광하는 제1 렌즈, 상기 제1 렌즈를 통해 집광된 레이저빔의 일부를 반사시켜, 케이블의 상부 제1 절개 지점으로 조사하고, 나머지는 투과시키는 빔 스플리터, 상기 빔 스플리터를 투과한 레이저빔을 반사시켜 광로를 변경하는 미러부, 및 상기 미러부에 의해 광로가 변경된 레이저빔을 상기 케이블의 하부 제2 절개 지점으로 조사하는 제2 렌즈를 포함한다.
상기 제1 절개 지점과 상기 제2 절개 지점은 서로 대향하는 지점이며, 상기 렌즈부는, 상기 빔 스플리터를 투과한 레이저빔의 진행 방향을 연직 하방으로 변경하는 제1 미러, 상기 제1 미러에서 진행 방향이 변경된 레이저빔의 진행 방향을 수평 방향으로 변경하는 제2 미러, 및 상기 제2 미러에서 진행 방향이 변경된 레이저빔의 진행 방향을 연직 상방으로 변경하는 제3 미러를 포함할 수 있다.
상기 레이저 발생기로는, CO2 레이저 발생기를 사용할 수 있으며, 상기 케이블의 길이 방향으로 기준으로 좌우 방향으로 이동가능하도록 구성되어, 상기 케이블의 양측으로 레이저빔이 통과하는 것을 차단하는 차단부와, 상기 케이블의 길이 방향에 대한 횡 방향으로 상기 케이블의 상부와 하부를 각각 절개하는 제1 및 제2 커터를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 케이블의 상부 및 하부에 레이저를 조사하여 케이블 피복을 자동으로 신속하게 탈피할 수 있다. 또한, 레이저를 이용함으로써, 케이블의 탈피되는 깊이를 정밀하게 손쉽게 설정할 수 있으며, 탈피 과정에서 케이블 내부 코어의 손상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 수작업에 의한 케이블 탈피작업에 비해 작업 능률이 향상되며, 케이블 탈피 과정에서 작업자의 부상도 미연에 방지할 수 있다. .
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 케이블 탈피장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 도 1에 도시한 케이블 탈피장치의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 케이블 탈피장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 4는 도 3에 도시한 케이블 탈피장치에서 차단부의 구성을 설명하기 위해 참조되는 도면,
도 5 및 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 케이블 탈피장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 케이블 탈피장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면, 그리고
도 8은 도 7에 도시한 케이블 탈피장치의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 케이블 탈피장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시한 케이블 탈피장치의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 케이블 탈피장치(100)는, 레이저 발생기(110), 제1 및 제2 렌즈(120a, 120b), 빔 스플리터(beam splitter)(130), 및 제1 내지 제3 미러(140a, 140b, 140c)를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다.
레이저 발생기(110)는 레이저빔을 방출한다. 레이저 발생기(110)로는 CO2 레이저를 방출하는 발생기를 사용할 수 있다. CO2 레이저는 탄산가스 분자의 진동준위 사이에서 9.4 ~ 10.6㎛의 파장 대역의 레이저빔을 발생시키며, 효율이 높아서 용이하게 고효율을 얻을 수 있다.
레이저 발생기(110)는 레이저 출력을 검출하기 위한 파워 미터(power meter), 레이저빔을 평행광으로 만들기 위한 콜리메이터(collimator), 레이저빔의 출력을 안정되게 유지하기 위한 파워 스테빌라이저(power stabilizer), 레이저빔 의 크기를 조정하기 위한 빔 익스팬더(beam expander) 등과 같은 광학 부재를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 렌즈(120a, 120b)는 레이저빔을 집광한다. 빔 스플리터(130)는 입사되는 레이저빔을 2개의 방향으로 분리한다. 그리고, 제1 내지 제3 미러(140a, 140b, 140c)는 미러부를 구성하며, 입사되는 레이저빔을 반사하여 레이저빔의 광로를 변경한다,.
이와 같은 구성에서, 이송 수단(미도시)에 의해 케이블(C)이 X축 방향으로 이송되어 외피를 탈피할 위치에 정지하게 되면, 레이지 광원(110)은 레이저빔을 방출하고, 레이저 광원(110)에서 방출되는 레이저빔은 제1 렌즈(120a)를 통해 빔 스플리터(130)에 입사된다.
빔 스플리터(130)는 입사되는 레이저빔의 일부를 반사시켜 케이블(C)의 상부 제1 절개 지점(P1)에 조사되도록 하고, 나머지는 수평 방향으로 투과시켜 제1 미러(140a) 방향으로 진행시킨다. 제1 미러(140a)로 입사된 레이저빔은 진행 방향이 연직 하방으로 변경되어 제2 미러(140b)로 입사되고, 제2 미러(140b)는 입사되는 레이저빔은 진행 방향이 수평 방향으로 변경되어 제3 미러(140c)에 입사된다. 제3 미러(140c)는 입사된 레이저빔의 진행 방향을 연직 상방으로 변경하여 제2 렌즈(120b)로 입사되도록 한다. 제2 렌즈(120a)는 입사된 레이저빔을 케이블(C) 하부 제2 절개 지점(P2)에 조사한다.
이에 의해, 케이블(10)의 상부 제1 절개 지점(P1)과 하부 제2 절개 지점(P2)에서 케이블(C)의 피복이 절개되기 시작한다. 이때, 케이블(C)을, 도 2에 도시한 바와 같이, 이송 방향인 X축 방향의 횡방향인 ±Y축 방향으로 움직이게 되면, 케이블(C)의 말단부 피복을 절개할 수 있다. 케이블(C)의 피복이 절개되면, 분리 수단(미도시)에 의해 절개된 피복이 케이블(C)에서 분리될 수 있다.
케이블(C)의 굵기에 따라 레이저빔의 크기를 조절하여, 케이블(C)을 이송 방향인 X축 방향의 횡방향인 ±Y축 방향으로 이동하는 과정 없이도 케이블(C)의 피복을 절개하도록 구성할 수도 있다.
이와 같이, 케이블(C)의 상부 제1 절개 지점(P1)과 하부 절개 지점(P2)에 동시에 레이저빔을 조사하여, 신속하고 정밀하게 케이블(C) 피복을 탈피할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 케이블 탈피장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 케이블 탈피장치(200)는, 레이저 발생기(210), 제1 및 제2 렌즈(220a, 220b), 빔 스플리터(beam splitter)(230), 및 제1 내지 제3 미러(240a, 240b, 240c), 및 차단부(250)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 케이블 탈피기(200)에서, 레이저 발생기(210), 제1 및 제2 렌즈(220a, 220b), 빔 스플리터(230), 및 제1 내지 제3 미러(240a, 240b, 240c)의 기능 및 동작은 기본적으로 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하다.
다만, 본 실시예에서는 차단부(250)를 더 포함한다. 차단부(250)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 케이블(C)의 양단에서 ±Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제1 차단부(250a)와 제2 차단부(250b)를 포함하여, 레이저빔이 케이블(C)의 양측으로 통과하는 것을 차단할 수 있다.
이와 같은 구성은, 상부 제1 절개 지점을 조사하는 레이저빔이 제1 절개 지점 외에 케이블 하부로 조사되는 것을 방지하며, 동시에 하부 제2 절개 지점을 조사하는 레이저빔이 제2 절개 기점 외에 케이블 상부로 조사되는 것을 방지하여 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 케이블 탈피장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 케이블 탈피장치(300)는, 레이저 발생기(310), 제1 및 제2 렌즈(320a, 320b), 빔 스플리터(beam splitter)(330), 및 제1 내지 제3 미러(340a, 340b, 340c), 및 제1 및 제2 차단부(360a, 360b)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 케이블 탈피기(300)에서, 레이저 발생기(310), 제1 및 제2 렌즈(320a, 320b), 빔 스플리터(330), 및 제1 내지 제3 미러(340a, 340b, 340c)의 기능 및 동작은 기본적으로 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하다.
다만, 본 실시예에서는 빔 스플리터(330)에서 반사되는 레이저빔의 조사 위치와, 제2 렌즈(320b)를 통해 조사되는 레이저빔의 조사 위치가 케이블(C)의 길이 방향으로 엇갈리게 배치되어 있다.
이와 같은 구성에서, 케이블(C)이 X축 방향으로 이동하여 제2 렌즈(320c)를 통해 케이블(C)의 하부 절개 지점(P3)에 레이저빔이 조사되고, 빔 스플리터(330)를 통해 조사되는 레이저빔은 제1 차단부(360a)에 의해 차단된다. 이후 케이블(C)이 -X축 방향으로 이동하면, 빔 스플리터(330)를 통해 반사된 레이저빔이 케이블(C)의 상부 절개 지점(P4)에 조사되고, 제2 렌즈(320b)를 통해 조사되는 레이저빔은 제2 차단부(360b)에 의해 차단된다.
이와 같이, 제1 차단부(360a)와 제2 차단부(360b)를 이동시켜, 제2 렌즈(320b)를 통해 조사되는 레이저빔과, 빔 스플리터(330)에서 반사되는 레이저빔이 케이블(C)의 하부 절개 지점(P3)과, 케이블(C)의 상부 절개 지점(P4)을 순차적으로 조사하도록 하여, 별도의 차단 부재 없이도 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 케이블 탈피장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7에 도시한 케이블 탈피장치의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 케이블 탈피장치(400)는, 레이저 발생기(410), 제1 및 제2 렌즈(420a, 420b), 빔 스플리터(beam splitter)(430), 및 제1 내지 제3 미러(440a, 440b, 440c), 및 제1 및 제2 커터(470a, 470b)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 케이블 탈피기(400)에서, 레이저 발생기(410), 제1 및 제2 렌즈(420a, 420b), 빔 스플리터(430), 및 제1 내지 제3 미러(440a, 440b, 440c)의 기능 및 동작은 기본적으로 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하다.
다만, 본 실시예에서는 제1 및 제2 커터(470a, 470b)를 더 포함한다. 제1 및 제2 커터(470a, 470b)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 케이블(C)이 이동에 따라 레이저 빔이 조사되어, 도면 부호 480으로 표시한 바와 같이, 케이블(C)의 길이 방향으로 절개되고, 이후 커팅 위치에 도달하며, 제1 및 제2 커터(470a, 470b)에 의해, 도면 부호 483으로 표시된 위치가 절개된다. 즉, 레이저와 기계식 커터 복합적으로 사용하여 케이블(C)을 절개할 수 있다.
이외에도 다양한 구성에 의해, 케이블의 말단부 피복을 탈피할 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 케이블 탈피장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
110 : 레이저 발생기 120a, 120b : 렌즈
130 : 빔 스플리터 140a ~ 140c : 미러

Claims (10)

  1. 레이저빔을 방출하는 레이저 발생기;
    상기 레이저 발생기에서 방출된 레이저빔을 집광하는 제1 렌즈;
    상기 제1 렌즈를 통해 집광된 레이저빔의 일부를 반사시켜, 케이블의 상부 제1 절개 지점으로 조사하고, 나머지는 투과시키는 빔 스플리터;
    상기 빔 스플리터를 투과한 레이저빔을 반사시켜 광로를 변경하는 미러부;
    상기 미러부에 의해 광로가 변경된 레이저빔을 상기 케이블의 하부 제2 절개 지점으로 조사하는 제2 렌즈;
    상기 케이블을 이송하는 이송 수단;
    상기 케이블의 길이 방향에 대한 횡 방향으로 상기 케이블의 상부와 하부를 각각 절개하는 제1 및 제2 커터; 및
    상기 케이블의 길이 방향으로 기준으로 좌우 방향으로 이동가능하도록 구성되어, 상기 케이블의 양측으로 상기 레이저빔이 통과하는 것을 차단하는 차단부를 포함하며,
    상기 이송 수단은 상기 케이블을 상기 케이블의 길이 방향으로 이송하며,
    상기 레이저 발생기는, 이송되는 상기 케이블이 상기 제1 및 제2 절개 지점으로부터 기설정된 길이만큼 상기 케이블의 길이 방향으로 피복이 절개되도록 상기 레이저빔을 방출하고,
    상기 제1 및 제2 커터는, 상기 피복이 절개된 케이블이 이송되어 기설정된 커팅 위치에 도달하면, 상기 피복이 절개된 케이블의 상부와 하부를 소정 깊이로 각각 절개하는 것을 특징으로 하는 케이블 탈피장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 절개 지점과 상기 제2 절개 지점은 서로 대향하는 지점인 것을 특징으로 하는 케이블 탈피장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 미러부는,
    상기 빔 스플리터를 투과한 레이저빔의 진행 방향을 연직 하방으로 변경하는 제1 미러;
    상기 제1 미러에서 진행 방향이 변경된 레이저빔의 진행 방향을 수평 방향으로 변경하는 제2 미러; 및
    상기 제2 미러에서 진행 방향이 변경된 레이저빔의 진행 방향을 연직 상방으로 변경하는 제3 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 탈피장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 발생기는, CO2 레이저 발생기인 것을 특징으로 하는 케이블 탈피장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 케이블에서 절개된 피복과 상기 케이블을 분리하는 분리 수단을 더 포함하는 케이블 탈피장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 레이저빔의 크기를 조절하는 빔 익스팬더(beam expander)를 더 포함하는 케이블 탈피장치..
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