使用紫色或蓝色激光二极管来剥开电缆的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种电缆剥开设备，一方面包括至少一个由激光源(1；101；201)发射并且被光学组件(2-4；102，103；203-208)聚焦于称作切割点的聚焦点(12，13)的剥开光束(10，11；110，111；209)，另一方面包括接纳要剥开的电缆的一部分的至少一个接纳轨道(6；106)，其特征在于，每个激光源包括发射介于400nm和460nm之间、优选为445nm的波长的剥开光束的激光二极管(1；101；201)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于剥开电缆的激光设备。
技术介绍
单芯电缆通常包括导体芯和在电缆整个长度上围绕导体的绝缘套，所述绝缘套可以由几层构成，例如的内层和的外层。多芯电缆通常包括均由导体构成的多个芯和单个绝缘套，芯的群组被金属编织物围绕，然后被公共绝缘套(例如层和的绝缘层)围绕。为了把电缆连接到某个特定电气设备，必须剥开电缆的端部，也就是说从端部在给定长度上移除绝缘套以便剥出导体，而不损坏导体。多芯电缆的端部的剥开还包括从该端部在给定长度上移除公共绝缘套，同时注意不损坏金属编织物和各个芯的单个绝缘套。在整个说明书中，“剥开”用来指剥开电缆端部的动作。电缆的剥开在航空领域中是特别频繁的操作，飞行器配有用于控制和操作飞行器的各种系统的几百千米的电缆，这些电缆中的大多数必须被在两端处剥开以使得能够把电缆连接到各种终端。在飞行器的维护操作的上下文中，技术人员必须频繁更好有缺陷的电缆；在这种情况下，现场(也就是说在作为特别受限位置的飞行器中)剥开更换线缆的端部更加有利。现场剥开有时是不可避免的，例如当不可能事先知道线缆的长度时(如遵循z形电路的多芯电缆的情况)。因此存在具有便携式的电缆剥开设备的需要，特别在航空工业中。存在这样的机械剥开设备：其包括呈环形或设置为V形的两个刀片，这两个刀片彼此面对并铰接在一起使得能够通过剪切来切割电缆的围绕导体的套。这些机械设备具有各种缺陷。每对刀片被调整适于线缆的给定尺寸和类型，并且因此必须获得一整套刀片以能够剥开用于例如飞行器中的各种电缆。错误使用与要剥开的电缆不对应的一对刀片可能或者导致绝缘套的不完全移除并因此导致电缆到终端的不适当连接，或者导致切割电缆导体的某些导线，结果是机械强度属性的减少，电阻的增大(因为减少了导电截面)能够产生热点，所有这些缺陷能够导致电缆的整体折断。由于刀片通过接触而操作，所以它们倾向于磨损并必须定期更换。此外，用于航空领域的电缆具有逐渐精细的绝缘套以便减小飞行器机载的重量。当前的加工容限不允许(至少不是以可接受的成本)制造能够可靠剥开最新电缆(其绝缘套例如仅由非常薄的层形成)的刀片。最后，机械设备不适于剥开其截面为非圆形的电缆，并且特别不适于剥开多芯电缆或绞线电缆。还存在热剥开设备，该设备具有被施加以灼烧绝缘套的加热刀片。这些设备不令人满意，因为它们经常把绝缘沉积物留在剥开的导体上并且不允许实现精确的剥开。还已知激光剥开设备，所发射的激光辐射使绝缘套挥发。由于该技术不涉及接触，这些设备不受磨损问题的困扰。此外，它们使得能够不仅剥开柱形或非柱形(如双绞线)的电缆，而且能够执行绝缘套的所有形式的切割，例如切割窗口以进行屏蔽连接。激光剥开设备的主要缺点是它们的高成本和缺少紧凑性。WO2008084216描述了一种激光剥开设备，包括：－基础单元，包括发射红外激光辐射的CO2激光器；－挠性构件，集成有用于发射激光辐射的波导；应注意当前不存在适于传送由CO2激光器发射的红外辐射的波导；本领域技术人员因此不能生产由WO2008084216描述的设备；－以及接收激光辐射的便携式剥开头部，包括：－适于接收要剥开的电缆的端部的剥开区域，－光学装置，适于接收激光辐射并且把它引导到剥开区域中，朝向电缆，并且沿着切割路径围绕该电缆，－用于把用于清洁被挥发的绝缘体污染的光学元件的气体注入的装置，－控制装置，使得能够沿着切割路径调整辐射的移动速度或者监视并可能的情况下调整所发射的激光辐射的功率。WO2008084216提出的设备是对力求紧凑性的响应和对产生便携式设备的努力，但是其基础单元仍非常巨大并因此不允许在非常受限的部位使用该设备。特别地，给定已知为CO2激光器的尺寸，该基础单元似乎不能容易地放置在飞行器上。类似地，难以想到把这样的剥开设备集成到电缆标记机中。而且，把剥开头部连接到基础单元的挠性构件的存在阻碍剥开头部的操作容易性。此外，未提供所发射的激光辐射的场深度，以使得仅当电导体足够反射激光辐射才保持电导体。出于相同原因，不可能用这样的已知设备在没有切割多芯电缆的编织物或多芯电缆的芯之一的单个绝缘套的风险的情况下来移除多芯电缆的公共绝缘套。已知气体激光器、化学激光器、固态激光器(基于晶体)、半导体激光器，在此都标记为“激光二极管”。至今为止为了剥开电缆仅想到气体激光器(具体而言，CO2激光器，准分子激光器和氩激光器)的使用。或者发射红外光或者紫外光的这些激光器的使用允许保证电缆导体的完整性，铜反射这样的辐射的99％。由CO2激光器发射的通常10.6μm的波长已经被证明完全适于电缆的剥开，不仅因为通常用作导体的铜具有在该波长处较高的损坏阈值而且因为用于包覆电缆的大多数绝缘材料在该波长处具有较低损坏阈值。在由掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)类型的固态激光器发射的1.064μm近红外波长的情况下该现象相反。然而CO2激光器进行剥开的技术有以下多种缺陷：－CO2激光器相对体积较大(对于10W的最紧凑模型大致为100mm×100mm×300mm)。至今所知的所有CO2激光器设备都是非常体积庞大的。它们使得不能现场剥开。－其耗电非常高。－尽管其束质量可以很高(M2接近1)，但是其聚焦功率较低。结果这些设备不适于生成允许精确剥开的小斑点。－10.6μm的红外波长要求使用特别光学元件，如ZnSe光学元件，它们比玻璃昂贵得多并且敏感得多。这些光学元件特别提出了由于低硬度导致的清洁的问题。－10.6μm的波长对眼睛不可见，这使得光束的对准复杂化。例如，必须使用专用于对准的可见光束。由紫外范围(对于常用的气体波长为0.193μm、0.248μm、0.308μm或0.351μm)发射的准分子激光器进行剥开的技术使得能够进行对电缆套的精细且精确切割。然而这些激光源是极其庞大的。它们还非常昂贵，不仅购买时，而且在维护时，这是因为它们需要对气体混合物的非常频繁的更新，然而这是非常有毒的。这些激光源被脉冲化并生成高峰值功率的光束，这尽管可以有效地切割电缆套却也能够损坏金属芯。FR2690015提供了由在紫外光(也就是说小于380nm的波长)中发射的激光器用于剥开电缆的示例。优选地，激光器是氩激光器。应注意存在具有波长为351nm或364nm的波长的氩激光器。初看起来，可能不会想到使用激光二极管，因为：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电缆剥开设备，一方面包括至少一个由激光源(1；101；201)发射并且被光学组件(2‑4；102，103；203‑208)聚焦于切割点(12，13)的剥开光束(10，11；110，111；209)，另一方面包括接纳要剥开的电缆的一部分的至少一个接纳轨道(6；106)，其特征在于，每个激光源包括发射介于400nm和460nm之间的波长的剥开光束的激光二极管(1；101；201)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.29 FR 12562071.一种电缆剥开设备，一方面包括至少一个由激光源(1；101；
201)发射并且被光学组件(2-4；102，103；203-208)聚焦于切割点
(12，13)的剥开光束(10，11；110，111；209)，另一方面包括接
纳要剥开的电缆的一部分的至少一个接纳轨道(6；106)，其特征在
于，每个激光源包括发射介于400nm和460nm之间的波长的剥开光
束的激光二极管(1；101；201)。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，每个激光源是发射
介于400nm和410nm之间或者介于440nm和460nm之间的波长的剥
开光束的激光二极管(1；101；201)。
3.按照前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，该设备包括
能够使至少一个切割点(12，13)在横向平面中围绕电缆接纳轨道位
移的机械定向装置。
4.按照前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，该设备包括
能够使至少一个切割点沿着线性电缆接纳轨道位移的机械定向装置。
5.按照前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，每个电缆接
纳轨道(306)整个穿过该设备并且具有能缩回的阻挡器(360)，该
阻挡器(360)在缩回位置准许电缆通过，电缆因此穿过该设备；该阻
挡器(360)在伸展位置穿过电缆接纳轨道并因此封闭电缆的通道以便
允许剥开定位靠在伸展的阻挡器上的电缆的端部。
6.按照前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，该设备包括
要剥开的电缆的多个线性接纳轨道(106)，这些轨道在同一平面中沿
着纵向方向(X)彼此平行地延伸，并且该设备包括使至少一个切割
点或者至少一个接纳轨道沿着与电缆接纳轨道的平面平行并且与纵向
方向(X)正交的横向方向(Y)位移。
7.按照前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，该设备包括
至少两个剥开光束(110，111)，所述光束的切割点位于电缆接纳轨
道的两侧，在同一横向剥开平面中。
8.按照前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，该设备包括
分布在电缆接纳轨道(306)周围的四个剥开光束，这些剥开光束中的
每一个是由蓝色或紫色激光二极管(310-313)在剥开平面中发射并被
机动旋转镜(315-318)反射的横向原射线束形成的，这些机动旋转镜
被异步地控制以使得剥开光束不交叉。
9.按照权利要求1至7所述的设备，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·勒维尔萨特，S·卢吉尔，P·布维，
申请(专利权)人：拉瑟莱克公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR