旋转式激光剥线系统技术方案

本发明专利技术公开一种激光剥线设备，包括具有用于将导线沿插入轴线插入其中的通道的夹头。夹头相对于插入轴线的位置是固定的。激光光源用于产生激光光束。光学组件相对于夹头和插入轴线移动以便沿所述导线的插入轴线引导激光光束。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转式激光剥线系统相关申请的交叉引用本申请要求2012年3月21日提交的临时专利申请N0.61/613，565和2013年3月14日提交的美国专利申请N0.13/829,401的优先权，上述临时专利申请和美国专利申请的全文通过引用并入本文。
技术介绍
本专利技术涉及一种激光剥线系统，更具体地说，本专利技术涉及一种使用旋转的激光头对分布在大区域上的导线进行剥线的系统。 旋转式激光剥线系统通过使用激光能量熔化或烧蚀绝缘层、以使绝缘层可以从导线或电缆上拉掉或剥掉，来从导线、多芯电缆或屏蔽电缆上去除绝缘层。如现有技术中所知的，激光剥线系统具有单导线的通道组件，该通道组件提供了允许来自光源的激光穿过通道组件到达通道组件中的圆筒形空腔的路径。提供夹头作为用来把导线插入到空腔中的通路。夹头具有开口，当导线正确地插入圆筒形空腔内时，该开口与所述路径成一直线，以允许激光传播到导线，从而从导线上去除绝缘层。壳体组件保持通道组件，并且允许通道组件在壳体组件内围绕导线旋转。 例如，从美国专利N0.6，603, 094可知，可以使用诸如CO2激光器等具有适当波长的激光器作为剥离绝缘层的光源。当通道组件围绕导线的端部旋转时，激光束沿着围绕导线的路径移动并从导线上熔化掉一定长度的绝缘层。因为激光器发射出大约10640nm的光束，所以在激光束熔化绝缘层时，金属性芯反射激光束并且不受到激光束的影响。如果通道组件保持固定，那么可以沿绝缘层划一条线以允许剥开和剥去绝缘层。 因为导线是插进壳体组件中的，所以这些现有技术的激光剥线器组件已经可以满足每次对一根导线进行剥线。但是，现有技术的系统有一些缺点。首先，壳体组件体积大。壳体组件包括激光光源以及旋转式通道组件。 在夹头中形成的是单一尺寸的孔，孔的尺寸必须与导线的尺寸非常接近，否则导线会下垂并离开激光束的焦点。此外，用于插入导线的孔的尺寸必须接近待加工的导线的实际尺寸，并且每个夹头的孔的尺寸都是固定的。结果，在通道组件围绕导线高速旋转时，导线趋向于卡在孔和夹头上。如果导线是具有非圆形外形的多芯电缆，那么它就会更容易被卡住。当用激光对导线进行剥线时，这趋向于使导线发生扭转，从而在绝缘层上造成不平均或不可用的切口。在可替换夹头的情况下，必须更换不同尺寸的夹头以适应各个不同尺寸的导线；这就需要一个夹头“库”并会减慢剥线过程。 现有技术的缺点还在于，没有方法来调整导线的深度，从而也没有方法来调整剥线长度的深度。目前通过调整夹头中的孔的长度来调整导线的深度，但这实际上是十分难用的；并且还需要无数的夹头来实现合理的剥线长度变化范围。此外，在对导线进行剥线时没有用于把导线固定在位的装置，这迫使操作员要一直保持导线，直到工序结束为止。这会在操作中引入人为失误并使操作员疲劳。 此外，在工序过程中的热量和燃烧会产生碎屑和烟尘。在现有技术中用于解决烟尘和碎屑问题的办法是:为空气净化通风系统设置气密室以保护物体，并且用真空除去碎屑。结果，装置变得很复杂，需要以高公差制造零件，并且需要极其复杂的组件。此外，因为存在旋转组件结构，所以难以安装传感器以检测导线已被插入并在整道工序中保持插入状态，并且因为系统没有传感器，所以系统不能取得设备安全和放射线保护健康中心(CDRH)的I级安全系统的资格。 因为壳体组件包括激光器和旋转通道组件，所以现有技术的系统占用了很大的工作空间，而在剥线现场通常没有多少工作空间。这增加了成本并且降低了工地的使用效率，因为在现有技术的激光剥线器所需要的占地面积内本来可以放两个或更多的线剥离器。其次，因为壳体组件体积庞大并且激光光源、支撑结构和旋转头布置在单个壳体组件内，所以激光剥线系统是固定不动的。这需要将导线带到剥线器那里并每次插入一根导线。这个系统不适用于常常需要就地对大的典型线束的导线进行剥线的大型生产设备。再次，如果线束中的导线不是一样的，那么现有技术需要更换夹头以适应单个线束内的多种线规。 例如，参考图1，其中示出了大型复杂布线线束10，例如在飞机制造工业中使用的布线线束。因为复杂的航空和航天设备需要几百万根导线，所以几乎不可能在航空和航天设备内手工布线。为了适应这种精密和复杂的布线需求，在线束10中设置了对应于几万英尺配线的数以千计的导线12。线束10放到航空器内，用于与包括航空器内的其它面板在内的有关电路互连。为了保护导线12，在导线12上包上保护绝缘层并且把导线12放置在线束10内。然后，剥掉线束10内的每根导线14的绝缘层，从而在整个装配过程中为导线提供最大程度的保护。当线束型导线用在飞机、直升机、航天器、导弹等中时，由于这类应用的敏感性高，所以单个导线14上的微小的切口也会影响到整个系统的运行。因此，激光剥线法优于任何机械剥线法，但是，激光剥线法不能用于导线线束环境，因为导线线束环境要求剥线系统能够移动以便达到线束10内的每根的导线14。 因此，需要一种能够克服现有技术中的这些缺点的系统。
技术实现思路
一种激光剥离系统，其具有用于发射激光光束的激光光源。剥线组件通过光学导管、光管或光纤光学连接到激光光源，所述剥线组件用于在其中接收导线，并且当导线布置在剥线组件内时把激光能导向导线。剥线组件能够相对于激光光源自由移动。 在优选实施例中，光学导管是光纤或光管。激光光源远离剥线组件，并且在优选实施例中，激光光源能够沿着平面在至少两个方向上移动。此外，剥线组件可以沿环绕导线的路径选择性地引导激光束。 在专利技术的另一个优选实施例中，剥线组件包括固定的夹头，偏置组件包括透镜组件，以便接收激光并向基本上垂直于导线的插入轴线的方向引导激光。偏置组件安装成能够相对于夹头旋转，以便围绕导线的插入轴线旋转360度。剥线组件具有开口，主动轮和惰轮布置在开口处以便接收导线。惰轮可以被偏压向主动轮并可在接近主动轮的第一位置和远离主动轮的第二位置之间移动以适应不同尺寸的导线。可以在剥线组件布置内夹具，从而在剥线工序中保持导线。传感器布置在剥线组件内，用于检测剥线组件内是否存在导线。 【附图说明】 从下面的文字描述和附图中可以清楚地看出本专利技术的其他目的、特征和优点，在附图中: 图1是根据现有技术的布置在线束内的导线组件的俯视图； 图2是根据本专利技术构造的剥线系统的示意图； 图3和4是根据本专利技术构造的剥线头的视图； 图5是根据本专利技术构造的具有可旋转式偏置光学组件的剥线组件的示意图； 图6是根据本专利技术构造的用于剥线组件的自定心连杆机构的示意图，该自定心连杆机构使得剥线组件能够对多种线规进行操作； 图7是根据本专利技术构造的用于剥线组件的可调式深度规的示意图； 图8a和Sb是根据本专利技术的剥线组件中的夹具和夹持过程的示意图； 图9a和9b是根据本专利技术构造的用于对剥线组件中的待剥线的导线进行支撑的支撑件的示意图；以及 图10是根据本专利技术的布置在剥线组件中的传感器的示意图。 【具体实施方式】 参考图2，其中显示了根据本专利技术构造的整体上以100表示的系统。激光光源102包括激光器和本领域内已知的用来产生激光光束的相关电子设备。在优选实施例中，激光光源102是本领域内已知的CO2激光光源，其输出大约10640nm的激光光束。手持剥线组件104与激光光源102的壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光剥线系统，包括：激光光源,其产生激光光束；剥线组件，其能够相对于所述激光光源移动；以及光学导管，其用于将所述激光光源光学耦合到所述剥线组件，所述剥线组件适用于沿着轴线把导线接收到所述剥线组件内，在导线位于所述剥线组件内时，所述剥线组件用激光光束对所述导线进行剥线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.21 US 61/613,565;2013.03.14 US 13/829,4011.一种激光剥线系统,包括: 激光光源，其产生激光光束； 剥线组件，其能够相对于所述激光光源移动；以及 光学导管，其用于将所述激光光源光学耦合到所述剥线组件，所述剥线组件适用于沿着轴线把导线接收到所述剥线组件内，在导线位于所述剥线组件内时，所述剥线组件用激光光束对所述导线进行剥线。2.根据权利要求1所述的激光剥线系统，其中 所述剥线组件包括围绕所述导线引导激光光束的旋转式光学组件。3.根据权利要求1所述的激光剥线系统，其中 所述光学导管是光纤。4.根据权利要求1所述的激光剥线系统，还包括: 滑动件，其能够在至少一个方向上移动， 所述激光光源设置在所述滑动件上，所述剥线组件没有设置在所述滑动件上。5.根据权利要求1所述的激光剥线系统，其中 所述剥线组件能够从第一工作空间位置移动到第二工作空间位置。6.—种激光剥线设备,包括: 夹头，其具有用于将导线沿插入轴线插入其中的通道，所述夹头相对于所述插入轴线的位置是固定的； 激光光源，其用于产生激光光束；以及 光学组件，其相对于所述夹头和所述插入轴线移动，以便沿着所述导线的所述插入轴线引导激光光束。7.根据权利要求6所述的激光剥线设备，其中 所述光学组件相对于所述夹头围绕所述插入轴线旋转。8.根据权利要求6所述的激光剥线设备，其中 所述光学组件沿所述插入轴线在第一位置和第二位置之间移动，所述第二位置比所述第一位置更远离所述夹头。9.根据权利要求6所述的激光剥线设备，其中 所述剥线组件能够相对于所述激光光源移动，并且 所述剥线组件通过光学导管光学耦合到所述激光光源。10.根据权利要求6所述的激光剥线设备，还包括: 至少第一反射镜，其设置在所述光学组件中，用于改变所述激光光束的路径。11.根据权利要求6所述的激光剥线设备，其中 所述光学组件是偏置旋转组件。12.根据权利要求6所述的激光剥线设备，还包括: 深度测量和定中心组件，其用于测量导线插入所述剥线组件的深度，并且使所述导线沿着所述插入轴线位于中心。13.根据权利要求12所述的激光剥线设备，其中 所述深度测量和定中心组件包括第一轮和第二轮，所述第一轮能够在基本上靠近所述第二轮的第一位置和比所述第一位置更远离所述第二轮的第二位置之间移动，所述第一轮被朝向所述第二轮偏压，在导线插入所述第一轮和所述第二轮之间时，所述第一轮从所述第一位置向所述第二位置移动。14.根据权利要求13所述的激光剥线设备，还包括: 电动机，其与所述第二轮操作连接，以使所述第二轮旋转。15.根据权利要求13所述的激光剥线设备，还包括: 旋转式测量传感器，其用于检测所述第一轮的旋转并且确定所述第一轮的旋转量。16.根据权利要求6所述的激光剥线设备，还包括: 可调式深度规，其安装在位于所述夹头的下游的所述光学组件上，以便在导线插入所述剥线组件时与所述导线接合，所述可调式深度规能够沿着所述插入轴线在第一位置和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈里·B·安德森，
申请(专利权)人：控制激光公司，
类型：发明
国别省市：美国;US