專利名稱:用激光切斷電線的絕緣包覆物的方法和裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及用激光切斷電線的絕緣包覆物的方法和裝置,更詳細地說涉及用激光切斷超過能利用激光熱能切斷絕緣包覆物的有效范圍的半徑尺寸的電線絕緣包覆物的技術。
背景技術:
以往,為了將電線終端部的絕緣包覆物除去(strip 剝離)以使芯線露出,使用了通過相互相向的一對剝離刀對絕緣包覆物加入切口的裝置(例如參照下述專利文獻1 ),但隨著伴隨電線的細線化的絕緣包覆物的薄壁化等,就變成了使用利用激光對絕緣包覆物進行切斷的裝置(例如參照下述的專利文獻2、3)。
這里,當一邊參照圖沈一邊對與下述專利文獻2、3所述相同構造的裝置進行概述時,該裝置通過其基礎部分1支承基座2,并且利用貫通基礎部分1的圓筒支承部件3在基礎部分1的下方支承激光產生單元4。
此外,在基座2設有分離器5與多個反射鏡6、7、8,將從激光產生單元4供給的激光L在分離器5中進行2分后,分別引導向上下一對的聚光透鏡9、10。
另一方面,一體支承上下一對的聚光透鏡9、10的支承單元11,通過在基座3設置的上下一對的直線導軌12、13以在箭頭A方向上往復移動自由的方式被支承。
此外,在基座2的背面側固定的驅動電機14,對具有偏心軸15的驅動軸16進行旋轉驅動。
而且,在支承單元11的背面固定的直線導軌(linear guide)17的滑塊上,以相對旋轉自由的方式卡合有偏心軸15。
由此,當使驅動電機14旋轉時,支承單元11在箭頭A所示方向上往復移動,因此從上下一對的聚光透鏡9、10向電線W照射的激光L在橫斷電線W的方向上反復地往復移動,由此能夠切斷電線W的絕緣包覆物。
專利文獻1 日本特開2001- 112137號公報專利文獻2 日本特開2007- 151345號公報專利文獻3 日本特開2007- 1432805號公報。
發明內容
發明要解決的問題但是,從聚光透鏡9、10向電線W照射的激光L,如圖27示意性所示那樣會聚于聚光透鏡9、10的焦點F,但是能夠通過激光L的熱能切斷電線W的絕緣包覆物的有效范圍,局限于在照射方向上夾持焦點F的規定范圍。
由此,如圖觀所示,在其半徑尺寸比激光L的有效范圍小的電線W的情況下,使相互相向的一對聚光透鏡9、10在電線W的橫斷方向(箭頭A方向)上移動,從而能夠遍及電線 W的全周地切斷其絕緣包覆物。
但是,如圖四所示,在其半徑尺寸比激光L的有效范圍大的電線W的情況下,利用從相互相向的聚光透鏡9、10向電線W照射的激光L能夠將電線W中聚光透鏡9、10側的部分Si、S2的絕緣包覆物切斷,但是無法切斷電線W的側部S3、S4部分的絕緣包覆物。
因此,即便使一對聚光透鏡9、10在電線W的橫斷方向(箭頭A方向)上移動,也無法遍及電線W的全周地切斷其絕緣包覆物。
另一方面,近年來由于汽車搭載車載攝像機等情況,對于車載的線束也提高了高速通信的要求,變成了使用大徑的屏蔽電線。
此時,為了使屏蔽電線的中心導線露出,首先最初對外皮照射二氧化碳氣體激光 (CO 2激光)將其切斷除去,之后對露出的銅制屏蔽編組照射綠色激光(YVO4激光)將其切斷除去,接著對中心導線周圍的絕緣體照射二氧化碳氣體激光將其切斷除去。
但是,二氧化碳氣體激光的波長約為10640納米,與此相比,綠色激光的波長大幅縮短為約532納米,因此會導致綠色激光能夠進行電線的絕緣包覆物切斷的有效范圍大幅變窄。
由此,在使激光在橫斷電線的方向上往復移動來切斷絕緣包覆物的現有裝置中, 很難通過二氧化碳氣體綠色激光對大徑的電線例如大徑的屏蔽電線的絕緣包覆物進行切斷。
因此,本發明的目的在于克服上述現有技術具有的問題,提供一種能夠利用激光可靠切斷其半徑尺寸比激光的有效范圍大的電線的絕緣包覆物的電線絕緣包覆物的切斷方法和裝置。
另外,由于在作為與本申請關聯的國際專利申請的PCT/JP2010/050067的“國際檢索報告”中,將上述專利文獻3 (日本特開2007-143^0號公報)作為X類文獻列出,而且在其“國際檢索單位的意見書”中指出,該文獻記載了 “對透鏡保持器驅動機構16進行控制,以便使焦點在絕緣包覆物5的外周面上在圓周方向上移動”,因此該國際專利申請的權利要求廣2、壙5的發明不具有新穎性、創造性。
但是,上述專利文獻3所述的裝置為受本申請的申請人委托制造的裝置,具有與本申請的申請人的在先申請的上述專利文獻2所述裝置完全相同的構造。
由此,上述專利文獻3所述的“激光包覆物除去裝置”,具有在本說明書中參照[圖 26] [圖29]且在W003] W009]段中說明的構造。
S卩,雖然上述專利文獻3所述的裝置是使其第一激光Ll和第二激光L2的射束點相對于包覆物線材3在左右方向(箭頭方向)上移動,但并不是在上下方向(相對于箭頭方向垂直的方向)上移動,因此激光L1、L2的射束點(焦點)無法“在絕緣包覆物5的外周面上在圓周方向上移動”等等。
由此可認為,“國際檢索單位的意見書”中的上述記載是否是基于誤解了上述專利文獻3所述裝置的構造的錯誤。
用于解決問題的方案用于解決上述問題的權利要求1所述的方案是 一種用激光切斷電線的絕緣包覆物的方法,其特征在于,
將從上下方向朝在前后方向上延伸的電線的絕緣包覆物照射激光的聚光透鏡通過支承單元進行支承,將上述支承單元以相對于切斷裝置的基座在上下方向和左右方向上往復移動自由的方式進行支承,
將激光產生單元產生的激光供給到上述聚光透鏡,并且,
通過設置于上述基座的驅動單元對上述支承單元進行驅動,使上述支承單元相對于上述基座在上下方向和左右方向上移動,
對上述驅動單元的動作進行控制,使得從上述聚光透鏡向上述絕緣包覆物照射的激光的焦點在上下方向和左右方向上位移,沿著上述絕緣包覆物的外周面在圓周方向上移動。
即,用激光切斷電線的絕緣包覆物的現有方法是,使向在前后方向上延伸的電線朝上下方向照射的激光,僅在電線橫斷方向(左右方向)上往復移動(參照上述專利文獻2、 3)。
與此相對,本發明的用激光切斷電線的絕緣包覆物的方法是,使向在前后方向上延伸的電線朝上下方向照射的激光,不僅在電線橫斷方向(左右方向)而且也在上下方向進行位移,從而使該激光的焦點沿著電線的外周面在圓周方向上移動,換言之,能夠使激光的焦點以描畫圓弧的方式移動。
由此,能夠使電線的絕緣包覆物始終位于激光中的能夠利用其熱能切斷絕緣包覆物的有效范圍的內側,因此能夠使激光的熱能集中于具有比激光的有效范圍的大的半徑尺寸的電線的絕緣包覆物而可靠切斷。
此外,使用激光進行切斷的對象中,不僅是電線的絕緣包覆物,當然也包括屏蔽電線的屏蔽編組和中心導體。
另外,激光的焦點不僅可以如權利要求2所述在絕緣包覆物的外周面上在圓周方向上移動,也可以如權利要求3所述對于絕緣包覆物的外周面隔開規定間隙移動,或者相對于絕緣包覆物的外周面進入內側,或者最初在絕緣包覆物的外周面上移動而隨后進入外周面的內側,以這樣的方式移動。
S卩,絕緣包覆物的外周面形狀為正圓時,使激光的焦點以撫摸絕緣包覆物的外周面的方式移動,從而能夠以最高效率切斷絕緣包覆物。
但是,有時在電線卷繞的情況下,絕緣包覆物變形成為楕圓形,因此使激光的焦點以從絕緣包覆物的外周面離開或者進入外周面的內部的方式移動,從而能夠將絕緣包覆物可靠切斷。
另外,激光的焦點可以如權利要求4所述,在通過橫斷方向的剖面觀察絕緣包覆物時,以在其外周面中的左右方向的兩端部分,沿著外周面反復進行在圓周方向上前進的位移和在圓周方向上后退的位移的方式移動。
由此,能夠對絕緣包覆物的外周面中的左右方向的兩端部分、換言之即從照射激光的方向觀察時絕緣包覆物最厚而難以用激光切斷的部分反復照射激光,因此能用激光將這些部分的絕緣包覆物可靠切斷。
進而,激光的焦點不是僅以沿著絕緣包覆物的外周面描畫圓弧的方式移動,而且還以沿著絕緣包覆物的外周面且繞電線的軸線描畫螺旋的方式移動,或者在剖面形狀為三角形、四角形、六角形等的電線的情況下,也可以配合該絕緣包覆物的形狀移動。
進而,從在前后方向上延伸的電線的上方設置的1個聚光透鏡照射激光,使其焦點沿著絕緣包覆物的上側一半的外周面上在圓周方向上移動,并且使電線繞其軸線旋轉,從而也能夠將電線的絕緣包覆物遍及其圓周方向的整體切斷。
或者,從在前后方向上延伸的電線的上方和下方設置的上下一對的聚光透鏡分別照射激光,從而能夠將電線的絕緣包覆物遍及其圓周方向的整體切斷。
此時優選,將上下一對的聚光透鏡通過1個支承單元一體支承,并且驅動支承單元在上下方向和左右方向上移動,從而一邊使從上下一對的聚光透鏡分別照射的上下一對的激光聯動一邊在上下方向和左右方向上移動。
此外,作為用于使激光的焦點在上下方向和前后方向上移動的驅動單元,例如可以通過在裝置的基座上設置的一對直線電機或者一對滾珠絲杠,分別對支承單元朝上下方向和左右方向個別驅動。
或者像后述的切斷裝置那樣,對具有與處理對象的電線的半徑尺寸相同的偏心量的偏心軸進行旋轉驅動,從而使支承單元在上下方向和前后方向上聯動地移動,由此也能夠使激光的焦點沿著電線的外周面在圓周方向上移動。
此外,用于解決上述問題的權利要求5所述的方案是 一種用激光切斷電線的絕緣包覆物的裝置,其特征在于,具有
上下一對的聚光透鏡,從上下方向朝在前后方向上延伸的電線的絕緣包覆物分別照射激光,并夾持上述電線在上下方向上相向配置;
激光引導單元,將激光產生單元產生的激光分別引導到上述上下一對的聚光透鏡; 支承單元,以相對于上述裝置的基座在上下方向和左右方向上移動自由的方式設置, 并對上述上下一對的聚光透鏡進行一體式支承;以及驅動單元,將上述支承單元在上下方向和左右方向上進行驅動,并被上述基座支承, 上述上下一對的聚光透鏡配置為使它們的焦點一致,
上述驅動單元構成為使上述支承單元在左右方向和上下方向上移動,以便使從上述上下一對的聚光透鏡分別朝上述電線的絕緣包覆物照射的上下一對的激光的焦點在上下方向和左右方向上位移,沿著上述電線的絕緣包覆物的外周面在圓周方向上移動。
S卩,權利要求5所述的本發明的裝置,利用從上下一對的聚光透鏡分別照射的激光對電線的絕緣包覆物進行切斷,因此能夠高效地切斷電線的絕緣包覆物。
此時,上下一對的聚光透鏡通過支承單元一體支承,并且配置為使它們的焦點一致。
由此,能夠易于執行驅動支承單元使其進行位移的控制,以便使上下一對的聚光透鏡的彼此一致的焦點沿著電線的絕緣包覆物的外周面在圓周方向上移動。
此外,權利要求6、7、8所述的本發明的裝置,分別實現權利要求2、3、4所述的本發明的方法,但均能夠通過對在上下方向和左右方向上驅動支承單元的驅動單元的動作進行控制來達成。
具體而言,通過對具有與處理對象的電線的半徑尺寸相同的偏心量的偏心軸進行旋轉驅動,使支承單元在上下方向和前后方向上聯動地移動,由此能夠使激光的焦點沿著電線的外周面在圓周方向上移動。
激光焦點在圓周方向上的前進和后進,通過對旋轉驅動偏心軸的驅動電機的正轉和反轉進行切換來達成。
或者,能夠通過對在裝置的基座上設置的一對直線電機或者一對滾珠絲杠,在上下方向和左右方向上進行聯動控制,或者在上下方向和左右方向上進行個別控制來達成。
此外,權利要求9所述的方案是對權利要求5所述的電線的絕緣包覆物切斷裝置,追加了激光供給路徑切換單元,其與上述驅動單元的動作聯動地切換針對上述上下一對的聚光透鏡的激光供給路徑,其中,該激光供給路徑是在從上側的聚光透鏡向上述絕緣包覆物的上側一半照射激光時向上述上側的聚光透鏡供給激光、并且在從下側的聚光透鏡向上述絕緣包覆物的下側一半照射激光時向上述下側的聚光透鏡供給激光的路徑。
S卩,權利要求9所述的電線的絕緣包覆物切斷裝置,在從上側的聚光透鏡向電線的絕緣包覆物的上側一半照射激光時通過激光供給路徑切換單元將激光產生單元產生的激光全部向上側的聚光透鏡供給,并且在從下側的聚光透鏡向電線的絕緣包覆物的下側一半照射激光時將激光產生單元產生的激光全部向下側的聚光透鏡供給。
由此,與使用分離器將激光2分后向上下的聚光透鏡分別供給50%的激光的情況不同,能夠使用100%的激光產生單元產生的激光來切斷絕緣包覆物,因此能夠將激光產生單元的能力置換為一半程度的,帶來了大幅的成本降低。
此外,權利要求10的方案是,其特征在于,
在權利要求5所述的電線的絕緣包覆物切斷裝置中,上述驅動單元具有 驅動軸,繞在前后方向上延伸的旋轉軸線旋轉;以及偏心軸,相對于上述旋轉軸線偏心規定的偏心量地繞上述旋轉軸線公轉,并且與上述支承單元相對旋轉自由地卡合,
上述偏心量基于上述絕緣包覆物的外徑尺寸來決定。
S卩,在權利要求10所述的電線的絕緣包覆物切斷裝置中,例如在通過裝置的基座上固定的驅動電機使驅動軸旋轉時,偏心軸繞驅動軸的旋轉軸線公轉。
由此,與偏心軸相對旋轉自由地卡合的支承單元也還繞驅動軸的旋轉軸線公轉。
因此,當將偏心軸的偏心量設定為電線的絕緣包覆物的外徑尺寸的一半的值時, 上下一對的聚光透鏡的彼此一致的焦點在絕緣包覆物的外周面上在圓周方向上移動。
另外,在對外徑尺寸不同的其他電線絕緣包覆物進行切斷時,只要配合其外徑尺寸變更偏心軸的偏心量即可。
進而,當將偏心軸的偏心量設定為對電線的絕緣包覆物的外徑尺寸的一半的值加上裕量值(例如1毫米)的值時,上下一對的聚光透鏡的彼此一致的焦點,相對于絕緣包覆物的外周面隔開與裕量值相等的間隔地在繞其周圍回轉的圓周方向上移動。
由此,在處理的電線的絕緣包覆物受擠壓變形為楕圓狀時,也能夠將該絕緣包覆物可靠切斷。
另外,在使激光供給路徑切換單元動作,切換針對上下一對的聚光透鏡的激光供給路徑時,該切換需要若干時間,會產生不從上下一對的聚光透鏡向絕緣包覆物供給激光的短暫期間。
此時,在上下一對的聚光透鏡的焦點在絕緣包覆物的外周面上在圓周方向上移動時,在絕緣包覆物的電線橫斷方向(左右方向)的兩側部有可能產生沒有照射激光而沒有切斷的部分。
與此相對,在上下一對的聚光透鏡的焦點,相對于絕緣包覆物的外周面隔開規定間隔地在其周圍在圓周方向上移動的情況下,在上下一對的聚光透鏡的焦點從絕緣包覆物的外周面在其電線橫斷方向(左右方向)上離開的期間,能夠使激光供給路徑切換單元動作。
由此,能夠可靠防止在絕緣包覆物的電線橫斷方向(左右方向)的兩側部,產生沒有照射激光而沒有切斷的部分。
此外,如權利要求1廣18所述,構成為能夠一邊使驅動軸旋轉一邊變更偏心軸的偏心量,從而能夠將上下一對的聚光透鏡的彼此一致的焦點,例如最初配置在絕緣包覆物的外周面上,并且隨著絕緣包覆物的切斷進行而進入絕緣包覆物的內部。
由此,對于壁厚超過能夠利用激光熱能切斷絕緣包覆物的有效范圍的絕緣包覆物,也能夠利用激光可靠切斷。
另外,對于處于切斷有效范圍內的壁厚較薄的絕緣包覆物,當然也能夠可靠切斷。
發明效果采用本發明,可以提供能夠將其半徑尺寸比激光的有效范圍大的電線的絕緣包覆物用激光可靠切斷的電線絕緣包覆物的切斷方法和裝置。
圖1是示意性地表示本發明的電線絕緣包覆物切斷裝置的一實施方式的整體正面圖。
圖2是圖1所示裝置的整體右側面圖。
圖3是沿著圖1中的斷裂線A-A的剖面圖。
圖4是表示圖1所示裝置的動作的整體正面圖。
圖5是表示圖1所示裝置的動作的整體正面圖。
圖6是表示圖1所示裝置的動作的整體正面圖。
圖7是表示圖1所示裝置的動作的整體正面圖。
圖8是表示圖1所示裝置的動作的整體正面圖。
圖9是示意性地表示本發明的動作原理的圖。
圖10是示意性地表示本發明的動作原理的圖。
圖11是示意性地表示本發明的動作原理的圖。
圖12是示意性地表示本發明的動作原理的圖。
圖13是示意性地表示本發明的動作原理的圖。
圖14是示意性地表示本發明的動作原理的圖。
圖15是表示第二實施方式的切斷裝置的偏心軸驅動機構的圖。
圖16是圖15所示偏心軸驅動機構的動作說明圖。
圖17是圖15所示偏心軸驅動機構的動作說明圖。
圖18是表示第三實施方式的切斷裝置的偏心軸驅動機構的圖。
圖19是表示圖18所示偏心軸驅動機構的動作的圖。
圖20是表示第三實施方式的變形例的切斷裝置的偏心軸驅動機構的圖。
圖21是表示第四實施方式的切斷裝置的偏心軸驅動機構的圖。
圖22是圖21所示偏心軸驅動機構的動作說明圖。
圖23是圖21所示偏心軸驅動機構的動作說明圖。
圖M是表示第五實施方式的切斷裝置的偏心軸驅動機構的圖。
圖25是表示第五實施方式的變形例的切斷裝置的偏心軸驅動機構的圖。
圖沈是表示現有裝置的整體正面圖。
圖27是利用激光的絕緣包覆物切斷的說明圖。
圖28是利用激光的絕緣包覆物切斷的說明圖。
圖四是利用激光的絕緣包覆物切斷的說明圖。
具體實施例方式下面,參照圖1至圖25對本發明的用激光切斷電線的絕緣包覆物的方法和裝置的各實施方式進行詳細說明。
另外,在以下說明中,將電線延伸的方向稱為前后方向,將豎直方向稱為上下方向,將與前后方向和上下方向的兩方垂直的方向稱為左右方向。
第一實施方式首先,最初參照圖1對第一實施方式的切斷裝置的整體構造進行說明。
在本第一實施方式的切斷裝置100中,在裝置的基礎部分21上支承有基座22,并且利用貫通基礎部分21的圓筒支承部件23在其下方支承激光產生單元M。
此外,在基座22上設有用于將激光向上側的聚光透鏡31引導的反射鏡32、33以及用于將激光向下側的聚光透鏡;34引導的反射鏡35、36。
另外,濾波器37、38相對于上側的聚光透鏡31和下側的聚光透鏡34在電線W側分別設置。
進而,在基座22中的圓筒支承部件22附近設有激光供給路徑切換單元40。
該切換單元40構成為,使反射鏡35在反射鏡35沒有遮擋從激光產生單元M通過圓筒支承部件22的內部朝向豎直方向上方的激光的后退位置與反射鏡35將該激光向反射鏡36反射的進入位置之間進退。
具體而言,支承反射鏡35的支承部件41,通過在右斜上方延伸的直線導軌42被往復移動自由地引導。
此外,在與支承部件41聯結而向右斜下方延伸的細長的聯結部件43上經由直線導軌安裝有滑塊44。
進而,在基座22的背面側固定的驅動電機45,繞在前后方向上延伸的旋轉軸線使驅動軸46旋轉。
而且,相對于驅動軸46的旋轉軸線偏心的偏心軸47,經由軸承48 (參照圖3)與滑塊44相對旋轉自由地卡合。
由此,如圖1、圖4、圖5所示,在偏心軸47位于左斜下方側時反射鏡35處于后退位置,因此能夠將從激光產生單元M通過圓筒支承部件22內部朝向豎直方向上方的激光, 經由反射鏡32、33向上側的聚光透鏡31供給。
與此相對,如圖6、圖7、圖8所示,在偏心軸47位于右斜上方側時反射鏡35處于進入位置,因此從激光產生單元M通過圓筒支承部件22內部朝向豎直方向上方的激光能夠經由反射鏡35、36向下側的聚光透鏡34供給。
另外,反射鏡35具有規定寬度,并且其平坦的反射面向右斜上方以45度的角度延伸,進而通過向右斜上方以45度的角度延伸的直線導軌42進行引導,從而即使在沒有完全到達圖6 圖8所示的進入位置的中途位置上也能夠向反射鏡36引導激光。
進而,一體支承上下一對的聚光透鏡31、34的正面視圖大致為倒二字形的支承單元50,通過上下一對的直線導軌51、52支承于基座22,能夠相對于基座22在上下方向和左右方向上無傾斜地平行移動。
此外,在基座33的背面側固定的驅動電機53,繞在前后方向上延伸的旋轉軸線使驅動軸討旋轉。
而且,相對于該驅動軸M的旋轉軸線C以規定偏心量D偏心的偏心軸55,與在支承單元50的背面側突出設置的卡合部56經由軸承57 (參照圖2)相對旋轉自由地卡合。
另外,偏心軸55的偏心量D的值,以電線W的絕緣包覆物的半徑尺寸為基準,例如設定為與半徑尺寸相等的值。
由此,當使驅動電機53動作而使驅動軸M繞其旋轉軸線旋轉時,如圖1和圖Γ 圖8所示,偏心軸55繞驅動軸M的旋轉軸線C在半徑D的公轉軌道上公轉。
與此相伴,支承單元50也還繞驅動軸M的旋轉軸線C在半徑D的公轉軌道上公轉。
另一方面,上側的聚光透鏡31,在如圖1所示偏心軸55相對于驅動軸M的旋轉軸線C處于水平方向左側的位置時,從上側的聚光透鏡31向電線W照射的激光Ll的焦點 F1,以來到電線W的外周面中相對于電線W的中心WO的水平方向左側的位置W 1的方式定位于支承單元50上。
由此,在如圖4所示偏心軸55相對于驅動軸M的旋轉軸線C處于豎直方向上側的位置時,從上側的聚光透鏡31向電線W照射的激光Ll的焦點F1,來到電線W的外周面中相對于電線W的中心WO的豎直方向上側的位置W 2。
而且,在如圖5所示偏心軸55相對于驅動軸M的旋轉軸線C處于水平方向右側的位置時,從上側的聚光透鏡31向電線W照射的激光Ll的焦點F1,來到電線W的外周面中相對于電線W的中心WO的水平方向右側的位置W 3。
另一方面,下側的聚光透鏡34,在如圖6所示偏心軸55相對于驅動軸M的旋轉軸線C處于水平方向右側的位置時,從下側的聚光透鏡34向電線W照射的激光L2的焦點 F2,以來到電線W的外周面中相對于電線W的中心WO的水平方向右側的位置W3的方式定位于支承單元50上。
由此,在如圖7所示偏心軸55相對于驅動軸M的旋轉軸線C處于豎直方向下側的位置時,從下側的聚光透鏡34向電線W照射的激光L2的焦點F2,來到電線W的外周面中相對于電線W的中心WO的豎直方向下側的位置W4。
而且,在如圖8所示偏心軸55相對于驅動軸M的旋轉軸線C處于水平方向左側的位置時,從下側的聚光透鏡34向電線W照射的激光L2的焦點F2,來到電線W的外周面中相對于電線W的中心WO的水平方向左側的位置W 1。
進而,上下一對的聚光透鏡31、34以它們的焦點Fl、F2 一致的方式固定在支承單元50上。
具體而言,圖5和圖6所示的支承單元50處于同一位置。
此時,上側的聚光透鏡31的焦點Fl和下側的聚光透鏡34的焦點F2均以來到電線W的外周面中相對于電線W的中心WO的水平方向右側的位置W3的方式定位于支承單元 50上。
接著,對本實施方式的切斷裝置100的動作進行說明。
在對電線W的絕緣包覆物進行切斷時,首先最初選擇例如具有與電線W的半徑尺寸相等的偏心量D的偏心軸55的驅動軸M,裝接在驅動電機53上。
接著,在如圖1所示偏心軸55相對于驅動軸M的旋轉軸線C處于水平方向左側的位置時,從上側的聚光透鏡31向電線W照射的激光Ll的焦點F1,以來到電線W的外周面中相對于電線W的中心WO的水平方向左側的位置W 1的方式將電線W相對于支承單元50 定位。
接著,如圖1、圖4、圖5所示,使驅動軸M朝圖示順時針方向旋轉,使偏心軸55繞驅動軸M的旋轉軸線C按照Cl、C2、C3的順序公轉。
此時,在驅動軸M旋轉之前,使激光供給路徑切換單元40的驅動電機45動作,將反射鏡35向后退位置移動。
由此,激光產生單元M產生的激光L全部向上側的聚光透鏡31供給。
因此,如圖1、圖4、圖5所示,從上側的聚光透鏡31向電線W照射的激光Li,將電線W的絕緣包覆物中的上側一半切斷。.
然后,在如圖6所示偏心軸55到達公轉軌道上的C3位置時,使激光供給路徑切換單元 40的驅動電機45動作,使反射鏡35移動到進入位置。
由此,激光產生單元M產生的激光L全部向下側的聚光透鏡34供給。
接著,如圖6、圖7、圖8所示,使驅動軸M朝圖示順時針方向旋轉,使偏心軸55繞驅動軸M的旋轉軸線C按照C3、C4、Cl的順序公轉。
由此,從下側的聚光透鏡34向電線W照射的激光L2,將電線W的絕緣包覆物中的下側一半切斷。
而且,數次重復進行使驅動軸M朝圖示順時針方向旋轉并使偏心軸55繞驅動軸 M的旋轉軸線C按照C1、C2、C3、C4的順序公轉的動作,從而能夠利用從上下一對的聚光透鏡31、34照射的激光Li、L2,將電線W的絕緣包覆物遍及其全周可靠切斷。
S卩,本實施方式的用激光切斷電線的絕緣包覆物的方法和裝置,如圖9示意性地所示,使向在前后方向(與圖示的紙面垂直的方向)延伸的電線W朝上下方向照射的激光,不僅在電線橫斷方向(左右方向)而且還在上下方向上往復位移,從而以該激光的焦點F沿著電線的外周面在圓周方向上移動的方式,換言之為激光的焦點描畫圓弧的方式按照(1) (5)的順序移動。
由此,能夠使電線W的絕緣包覆物始終位于激光L中能夠利用其熱能切斷絕緣包覆物的有效范圍的內側,因此能夠使激光L的熱能集中于具有比激光L的有效范圍大的半徑尺寸的電線W的絕緣包覆物,換言之為壁厚超過激光L的有效范圍的絕緣包覆物而可靠切斷。
進而,本第一實施方式的用激光切斷電線的絕緣包覆物的方法和裝置,如圖10和圖11所示,從上下一對的聚光透鏡31、34向電線W的絕緣包覆物照射上下一對的激光Li、 L2,從而能夠在不使電線W旋轉的情況下將絕緣包覆物可靠切斷。
此外構成為,將上下一對的聚光透鏡31、34通過支承單元50 —體支承,并且通過繞驅動軸M的在前后方向的旋轉軸線C公轉的偏心軸55驅動支承單元50在上下方向和左右方向上移動,因此能夠以上下一對的聚光透鏡31、34的彼此一致的焦點F沿著電線W 的絕緣包覆物的外周面在圓周方向上移動的方式,可靠驅動上下一對的聚光透鏡31、34。
此外,在對加工的電線進行更換等對處理的電線W的外徑尺寸進行變更時,例如更換為具有與該更換的電線W的半徑尺寸相等的偏心量D的偏心軸55的驅動軸M,從而能夠使上下一對的聚光透鏡31、34的彼此一致的焦點F沿著該電線W的絕緣包覆物的外周面在圓周方向上移動。
此時,本實施方式的切斷裝置100,如圖10所示,在一邊使上側的聚光透鏡31向 (1) (5)移動一邊向電線W的絕緣包覆物的上側一半照射激光Ll時,通過激光供給路徑切換單元40將激光產生單元M產生的激光全部向上側的聚光透鏡31供給。
此外,如圖11所示,在一邊使下側的聚光透鏡34向(6) (10)移動一邊向電線W 的絕緣包覆物的下側一半照射激光L2時,通過激光供給路徑切換單元40將激光產生單元 24產生的激光全部向下側的聚光透鏡34供給。
由此,與在使用分離器將激光2分后向上下的聚光透鏡分別供給50%的激光的情況不同,能夠使用100%的激光產生單元M產生的激光來切斷絕緣包覆物,因此能夠將激光產生單元置換為其能力一半程度的,帶來了大幅的成本降低。
另外,在使激光供給路徑切換單元40動作,切換針對上下一對的聚光透鏡31、34 的激光供給路徑時,該切換需要若干時間,會產生沒有從上下一對的聚光透鏡31、34向電線W的絕緣包覆物照射激光Li、L2的短暫期間。
此時,在上下一對的聚光透鏡31、34的焦點Fl、F2在電線W的絕緣包覆物的外周面上在圓周方向上移動的情況下,在絕緣包覆物的電線橫斷方向(左右方向)的兩側部,可能會產生沒有供給激光Li、L2而沒有切斷的部分。
與此相對,如圖12所示,上下一對的聚光透鏡31、34(參照圖10、圖11)的焦點F1、 F2,相對于絕緣包覆物的外周面在隔開規定間隔的圓軌道Wl上在圓周方向上移動,從而能夠在上下一對的聚光透鏡31、34的焦點F1、F2從電線W的絕緣包覆物的外周面在該電線橫斷方向(左右方向)上離開的期間,對激光供給路徑切換單元40進行切換。
具體而言,在圖12 (a)中,在激光L1、L2的焦點F1、F2通過圓軌道W 1上的點P6 從點Pl到達點P2之前,完成激光供給路徑切換單元40的切換。
同樣地,在圖12 (b)中,在激光L1、L2的焦點F1、F2通過圓軌道W 1的點P3從點 P4到達點P5之前,完成激光供給路徑切換單元40的切換。
由此,在激光Ll的焦點Fl從圓軌道W 1上的點P2向點P3移動期間、即激光Ll 從左到右側橫斷電線W期間,以及激光L2的焦點F2從圓軌道W 1上的點P5向點P6移動期間、即激光L2從右向左橫斷電線W期間,能夠從上下的聚光透鏡31、34可靠照射激光Li、 L2,因此能夠將電線W的絕緣包覆物中左右方向的側部可靠切斷。
接著,參照圖13和圖14對本發明的用激光切斷電線的絕緣包覆物的方法和裝置的變形例進行說明。
上述實施方式中的激光Li、L2的焦點Fl、F2,僅沿著絕緣包覆物的外周面朝順時針方向移動,而不會朝逆時針方向移動。
與此相對,在圖13和圖14所示變形例中,在通過其橫斷方向的剖面觀察電線W時,在激光Li、L2的焦點Fl、F2通過其外周面中左右方向的端部Wl、W3的部分時,交替重復進行順時針方向的移動和逆時針方向的移動(圓周方向上的前進和后退),從而能夠利用激光Li、L2對電線W中左右方向的端部Wl、W3的絕緣包覆物更加可靠地進行切斷。
具體而言,圖13對激光Ll、L2的焦點Fl、F2在左右方向和上下方向上聯動地位移時的、各焦點F1、F2的左右方向和上下方向的位移進行分解表示。
當激光Ll的焦點Fl到達電線W左側的端部Wl時,如hi所示朝左右方向往復位移,同時如vl所示朝上下方向往復位移。
接著,焦點Fl在從電線W左側的端部w 1通過上側的端部W 2向右側的端部W3 移動時,如h2/v2所示朝順時針方向連續移動而不會朝逆時針方向位移。
進而,當焦點Fl到達電線W右側的端部W3時,如h3所示朝左右方向往復位移,同時如v3所示也朝上下方向往復位移。
完全同樣地,激光L2的焦點F2在電線W右側的端部W3如h3所示朝左右方向往復位移,同時如v3所示朝上下方向往復位移。
接著,焦點F2在從電線W右側的端部W3通過下側的端部W4向左側的端部W 1移動時,如h4/v4所示朝順時針方向連續移動而不會朝逆時針方向位移。
進而,當焦點F2到達電線W左側的端部W 1時,如h5所示朝左右方向往復位移, 同時如v5所示也朝上下方向往復位移。
由此,對電線W中左側的端部Wl和右側的端部W3的絕緣包覆物,反復激光L1、L2 的焦點Fl、F2來加載熱能,因此能夠將該部分的絕緣包覆物更加可靠地切斷。
另外,焦點F1、F2的這種順時針方向/逆時針方向的位移的反復,通過對上述切斷裝置100的驅動電機45的動作進行控制而在正轉方向/反轉方向上反復轉動來達成。
此外,焦點F1、F2的在順時針方向/逆時針方向上反復的位移的大小,可以與電線 W的絕緣包覆物的厚度或激光L1、L2的有效范圍配合,通過對驅動電機45的驅動軸在正轉方向/反轉方向上反復轉動的角度范圍進行調整來進行變更。
與此相對,圖14的變形例是,對激光L1、L2的焦點F1、F2在左右方向和上下方向上個別位移時的、各焦點F1、F2的左右方向和上下方向的位移進行分解表示。
具體而言,當激光Ll的焦點Fl到達電線W左側的端部Wl時,如hi所示在左右方向上往復位移,但不會如vl所示在上下方向上位移。
接著,焦點Fl在從電線W左側的端部W 1通過上側的端部W2向右側的端部W3移動時,如h2/v2所示朝順時針方向連續移動,而不會朝逆時針方向位移。
另外,當焦點Fl到達電線W右側的端部W3時,如h3所示在左右方向上往復位移, 但不會如v3所示在上下方向上位移。
完全同樣地,激光L2的焦點F2在電線W右側的端部W3,如h3所示在左右方向上往復位移,但不會如v3所示在上下方向上位移。
接著,焦點F2在從電線W右側的端部W3通過下側的端部W4向左側的端部Wl移動時,如h4/v4所示朝順時針方向連續移動,而不會朝逆時針方向位移。
進而,當焦點F2到達電線W左側的端部W 1時,如h5所示在左右方向上往復位移, 但不會如v5所示在上下方向上位移。
由此,在該變形例中也是,激光Ll的焦點Fl、F2反復對電線W左側的端部W 1和右側的端部W3的絕緣包覆物加載熱能,因此能夠對該部分的絕緣包覆物更加可靠地進行切斷。
另外,激光Ll的焦點F1、F2的這種順時針方向和逆時針方向的位移,與上述切斷裝置100不同,使用直線電機或者滾珠絲杠驅動基座23來達成。
在電線W左側的端部W 1和右側的端部W3使激光Li、L2的焦點Fl、F2在上下方向/左右方向上反復地位移,如參照圖12說明的那樣,其特別適用于使激光Li、L2的焦點 Fl、F2在相對于電線W的絕緣包覆物的外周面隔開規定間隔的圓軌道Wl上在圓周方向上位移的情況。
具體而言,如圖12 (a)所示,在激光Ll的焦點Fl到達圓軌道Wl上的左右方向的兩端部PI、P4時,焦點Fl應當處于從電線W的外周面以規定間隔離開的位置。
但是,在電線W的絕緣包覆物變形成為楕圓狀時,可能導致激光Ll的焦點Fl從電線W的外周面意外地離開而無法可靠切斷絕緣包覆物。
此時,如果使激光Ll的焦點Fl在上下方向/左右方向上反復地位移,則能夠將激光Ll的焦點Fl向處于遠離位置的絕緣包覆物可靠地照射。
因此,在使激光L1、L2的焦點F1、F2在相對于電線W的絕緣包覆物的外周面隔開規定間隔的圓軌道Wl上在圓周方向上位移的情況下,也能夠可靠切斷電線W的絕緣包覆物。
接著,參照圖15 圖25對具備在驅動軸的旋轉中變更偏心軸的偏心量的偏心量可變機構的切斷裝置的各實施方式進行說明。
S卩,通過使用偏心量可變機構改變偏心軸的偏心量,從而即使在電線外皮的壁厚超過激光的有效范圍(參照圖四)時也能夠進行切斷。
第二實施方式圖15 圖17所示第二實施方式的切斷裝置200中,將上述第一實施方式的切斷裝置 100中的驅動電機53、驅動軸M和偏心軸55 (參照圖2)部分置換為偏心量可變機構60。
具體而言,圖15所示的驅動電機61與驅動電機53對應,而且偏心軸65與偏心軸 55對應。
在驅動電機61的驅動軸62上外嵌有保持部件63并能夠一體旋轉。
該保持部件63為厚壁的有底圓筒狀部件,在其頂端凹設有相對于旋轉軸線C在半徑方向上延伸的長槽63a。
此外,在該保持部件63的外周面上,凹設有在直徑方向相向并且沿著旋轉軸線C 在前后方向(圖示紙面中為左右方向)上延伸的一對凹槽63b、63c。
此外,在保持部件頂端的長槽63a內,棱柱狀的滑動部件64在半徑方向上滑動自由地嵌裝,與驅動軸62 —體旋轉。
進而,在該滑動部件64的端部立設有偏心軸65。
由此,該偏心軸65能夠隨著驅動軸62的旋轉繞旋轉軸線C公轉,并且在半徑方向上位移。
此外,在保持部件63上將薄壁的有底圓筒狀的筒狀部件66在圓周方向上可相對轉動地外嵌。
在該筒狀部件66的側面66a分別削設有繞旋轉軸線C螺旋狀延伸的第一凸輪槽66b、66c。
進而,在該筒狀部件66的底面部分66d貫穿設置有彎曲延伸的第二凸輪槽66e,裝入偏心軸65。
另外,該筒狀部件66與在保持部件63的外周面突出設置的未圖示的銷卡合,相對于保持部件63可在圓周方向上相對轉動,但不能在軸線方向上相對變動。
進而,在保持部件63的周圍同軸配設的大徑的環狀部件71的內周面,突出設置有在直徑方向上相向的一對卡合銷72a、72b。
而且,這些卡合銷72a、7^分別進入第一凸輪槽66b、66c,并且其頂端進入保持部件63的凹槽63b、63c。
由此,該環狀部件71伴隨驅動電機61的動作與保持部件63和筒狀部件66 —體旋轉。
此外,在環狀部件72的外周同軸配設的前后一對的軸向軸承73a、7!3b上外嵌有第二環狀部件74。
而且,在該第二環狀部件74的直徑方向的一端設置的支承部件75,通過直線導軌 76與旋轉軸線C平行地進行引導。
此外,在第二環狀部件74的直徑方向的另一端設置的支承部件77上螺合有滾珠絲杠78。
由此,在通過驅動電機79將滾珠絲杠78朝正反兩方向旋轉驅動時,第二環狀部件 74以及結果第一環狀部件71沿著旋轉軸線C在前后方向上位移。
如圖15所示,當第一環狀部件71處于前后方向的中立位置時,筒狀部件66的相對于保持部件63的相對轉動的位置也還處于中立位置。
由此,第二凸輪槽66e將偏心軸65保持于其半徑方向位移的中立位置,偏心軸65 的偏心量為Dl。
此時,如圖16所示,當使第一環狀部件71向偏心軸65側朝前方移動時,在筒狀部件66的第一凸輪槽66b、66c上分別嚙合卡合銷72a、72b,從而筒狀部件66如箭頭A所示相對于保持部件63朝逆時針方向相對轉動。
這樣,第二凸輪槽66e使偏心軸65在其半徑方向內側位移進行保持,因此偏心軸 65的偏心量為D2 (<D1)。
與此相對,如圖17所示,當使第一環狀部件71向驅動電機79側朝后方移動時,在筒狀部件66的第一凸輪槽66b、66c上分別嚙合卡合銷72a、72b,從而筒狀部件66如箭頭B 所示相對于保持部件63朝順時針方向相對轉動。
這樣,第二凸輪槽66e使偏心軸65在其半徑方向外側位移進行保持,因此偏心軸 65的偏心量為D3 ODD0 S卩,在本第一實施方式的切斷裝置200中,在驅動軸62旋轉期間使驅動電機79動作,從而改變筒狀部件66的相對于保持部件63的相對轉動的位置,以及結果改變偏心軸65 相對于旋轉軸線C的偏心量。
由此,將上下一對的聚光透鏡31、34的彼此一致的焦點Fl、F2例如最初配置在絕緣包覆物的表面上,并且隨著絕緣包覆物切斷的進行而進入絕緣包覆物內部。
因此,即使對于壁厚超過能夠利用激光Li、L2的熱能切斷絕緣包覆物的有效范圍的絕緣包覆物,也能夠利用激光Li、L2可靠地進行切斷。
第三實施方式接著,參照圖18和圖19對第二實施方式的切斷裝置進行說明。
本第三實施方式的切斷裝置300,對上述第二實施方式的切斷裝置200中的偏心量可變機構60進行了變更,但是對相同部分標記相同的附圖標記并省略重復的說明。
在本第三實施方式的切斷裝置300中的偏心量可變機構80中,在筒狀部件81的內周面中的頂端附近形成有內齒齒輪82。
此外,在保持部件63的頂端,通過相對于旋轉軸線C偏心并且平行延伸的轉動軸 83將正齒輪84轉動自由地軸支承并且與內齒齒輪82嚙合。
而且,在該正齒輪84的外周附近立設有偏心軸85。
此時,如圖18所示,在第一環狀部件71處于最大后退的基準位置時,筒狀部件81 相對于保持部件63的相對轉動的位置也還處于基準位置。
與此相伴,與筒狀部件81的內齒齒輪82嚙合的正齒輪84也還處于基準位置,因此偏心軸85的偏心量為Dl。
與此相對,如圖19所示,當使第一環狀部件71向最前方移動時,在筒狀部件81的第一凸輪槽66b、66c中分別嚙合卡合銷72a、72b,從而筒狀部件81如箭頭A所示相對于保持部件63朝逆時針方向相對轉動。
這樣,與筒狀部件81的內齒齒輪82嚙合的正齒輪84也繞轉動軸83朝逆時針方向轉動,因此偏心軸85的偏心量為D2 (<D1)。
S卩,在本第三實施方式的切斷裝置300中,在驅動軸62旋轉期間使驅動電機79動作,從而改變筒狀部件81相對于保持部件63的相對轉動的位置,以及結果改變偏心軸85 相對于旋轉軸線C的偏心量。
第一變形例接著,參照圖20對第三實施方式的切斷裝置300的變形例進行說明。
在該變形例的切斷裝置350中,通過與驅動電機61并設的第二驅動電機86的驅動軸87旋轉驅動帶輪88。
而且,在該帶輪88與筒狀部件81之間卷繞同步皮帶89,能夠通過第二驅動電機 86旋轉驅動筒狀部件81。
此時,當使驅動電機61與第二驅動電機86聯動地使保持部件63與筒狀部件81 的旋轉同步時,正齒輪84不會繞轉動軸83自轉而是繞旋轉軸線C公轉,因此能夠將偏心軸 85的偏心量固定并且使偏心軸85繞旋轉軸線C公轉。
與此相對,當使保持部件63與筒狀部件81的轉數略有不同時,正齒輪84繞轉動軸83自轉并且繞旋轉軸線C公轉,因此能夠改變偏心軸85的偏心量。
而且,在偏心軸85的偏心量達到所需值時再次使保持部件63與筒狀部件81的旋轉同步,從而能夠將偏心軸85的偏心量固定于所需值。
另外,當以保持部件63與筒狀部件81的轉數略微不同的狀態持續運轉時,偏心軸 85的偏心量不斷地變化。
這樣,從上下一對的聚光透鏡31、34向絕緣包覆物照射的激光Li、L2的焦點F1、 F2,交替反復進行從絕緣包覆物的外側進入絕緣包覆物內部的動作、以及從絕緣包覆物的內部出來到絕緣包覆物外側的動作,并且沿著絕緣包覆物的表面在圓周方向上移動。
由此,在電線W的絕緣包覆物產生變形時,或者電線W的定位產生偏移時,也能夠利用激光Li、L2將絕緣包覆物可靠切斷。
另外,在保持部件63與筒狀部件81之間插裝摩擦要素,如果使保持部件63與筒狀部件81 —體旋轉,則能夠將偏心軸85的偏心量固定并且使偏心軸85繞旋轉軸線C公轉。
而且,使第二驅動電機86動作而旋轉驅動筒狀部件81,或者對筒狀部件81的旋轉進行制動,抵抗摩擦要素的摩擦力使筒狀部件81相對于保持部件63強制地相對旋轉,從而也能夠對偏心軸85的偏心量進行變更。
第四實施方式接著,參照圖2廣圖23對第四實施方式的切斷裝置進行說明。
本第四實施方式的切斷裝置400,對上述第一實施方式的切斷裝置200中的偏心量可變機構60進行了變更,對于相同部分標記相同的附圖標記并省略重復的說明。
在本第四實施方式的切斷裝置400中的偏心量可變機構90中,在筒狀部件91的內周面中的頂端附近部分形成有第二凸輪92。
該第二凸輪92形成為具有相對于旋轉軸線C以規定量偏心并且平行延伸的軸線的圓筒內周面。
另一方面,在保持部件63的頂端面上凹設有相對于旋轉軸線C在半徑方向(相對于圖示的紙面垂直的方向)上延伸的凹槽63d。而且,在該凹槽63d內滑動自由地內嵌有與圓盤狀的中間部件93連接設置的棱柱狀的突部93a。
進而,在中間部件93中的與突部93a相反的一側,凹設有在與相對于突部93a延伸的方向正交的方向上延伸的凹槽93b。而且,在該凹槽9 中滑動自由地內嵌有滑動部件 94。
另外,在滑動部件94的端部立設有偏心軸95。
由此,中間部件93用作在保持部件63與滑動部件94之間插裝的歐氏聯軸節,在相對于旋轉軸線C在半徑方向上延伸而彼此正交的2個方向、具體而言為在圖21中相對于圖示的紙面垂直的方向和在圖示的紙面中的上下方向的2個方向上,滑動部件94能夠相對于保持部件63相對位移。
此時,如圖21所示,在第一環狀部件71處于最大后退的基準位置時,筒狀部件91 相對于保持部件63的相對轉動也還處于基準位置。
與此相伴,與筒狀部件91的第二凸輪92嵌合的滑動部件94的位置也還處于基準位置,因此偏心軸95的偏心量為Dl。
與此相對,如圖22所示,當使第一環狀部件71向中間位置朝前方移動時,筒狀部件91相對于保持部件63如箭頭A所示朝逆時針方向轉動90度。
由此,在筒狀部件91上形成的第二凸輪92,使滑動部件94在上述2個方向上位移,因此偏心軸95的偏心量為D2 (<D1)。
進而,當如圖23所示使第一環狀部件71向最前方移動時,筒狀部件91相對于保持部件63如箭頭A所示朝逆時針方向進一步轉動90度。
由此,在筒狀部件91上形成的第二凸輪92,使滑動部件94在上述2個方向上進一步位移,偏心軸95的偏心量為D3 (<D2)。
即,在本第四實施方式的切斷裝置400中,在驅動軸62旋轉期間使驅動電機79動作,從而能夠改變筒狀部件91的相對于保持部件63的相對轉動的位置,以及結果改變偏心軸95相對于旋轉軸線C的偏心量。
此外,在滑動部件94上外嵌有筒狀部件的第二凸輪92,從而不會在滑動部件94上產生半徑方向的松動。
由此,能夠將該切斷裝置400中的上下一對的聚光透鏡31、34更加準確地定位。
第五實施方式接著,參照圖M對第五實施方式的切斷裝置進行說明。
本第五實施方式的切斷裝置500,與上述第一 第四實施方式的切斷裝置不同,不是主動地將偏心軸控制為規定偏心量并且進行位移,而是構成為在規定偏心量范圍內被動地使偏心軸偏心。
具體而言,在驅動電機61的驅動軸62上連接有行星齒輪組件510。
該行星齒輪組件510通過支承部件511在切斷裝置500的基礎部分上進行支承, 并且具有通過驅動軸62進行旋轉驅動的太陽齒輪512、在組件罩上固定的環狀齒輪513、在未圖示的行星架上支承的行星齒輪514。
而且,在行星齒輪514的外周部分立設有偏心軸515。
由此,當在固定了環狀齒輪513的狀態下,使驅動電機61動作而使太陽齒輪512 旋轉時,行星齒輪514繞旋轉軸線C公轉并且自轉,因此偏心軸515如箭頭A所示,在規定范圍D的內側在半徑方向上位移并且繞旋轉軸線C回轉。
這樣,從上下一對的聚光透鏡31、34向絕緣包覆物照射的激光Li、L2的焦點F1、 F2,交替進行從絕緣包覆物的外側進入絕緣包覆物內部的動作、以及從絕緣包覆物的內部出來到絕緣包覆物外側的動作,并且沿著絕緣包覆物的表面旋轉。
由此,在電線W的絕緣包覆物產生變形時,或者電線W的定位產生偏移時,也能夠利用激光Li、L2將絕緣包覆物可靠切斷。
第二變形例接著,參照圖25,對第五實施方式的切斷裝置500的變形例進行說明。
圖25所示變形例的切斷裝置550中的偏心量可變機構551,具有通過驅動電機 552進行旋轉驅動的太陽齒輪553、相對于該太陽齒輪553可相對旋轉地進行支承的行星齒輪5M和環狀齒輪555。而且,在行星齒輪554的外周部分立設有偏心軸556。
進而,在通過與驅動電機552并設的第二驅動電機557進行旋轉驅動的帶輪558 與環狀齒輪555之間卷繞同步皮帶559,能夠通過第二驅動電機557對環狀齒輪555進行旋轉驅動。
此時,當使驅動電機552與第二驅動電機557聯動,使太陽齒輪553與環狀齒輪 555的旋轉同步時,行星齒輪5M相對于太陽齒輪553和環狀齒輪555無相對旋轉地繞旋轉軸線C公轉,因此能夠將偏心軸556的偏心量固定并且繞旋轉軸線C公轉。
與此相對,當使太陽齒輪553與環狀齒輪555的轉數略有不同時,行星齒輪5M相對于太陽齒輪553和環狀齒輪555相對旋轉并且繞旋轉軸線C公轉,因此能夠使偏心軸556 的偏心量變化。
而且,當偏心軸556的偏心量成為所需值時使太陽齒輪553與環狀齒輪555的旋轉同步,從而能夠將偏心軸85的偏心量固定于所需值。
另外,當在太陽齒輪553與環狀齒輪555的轉數略有不同的狀態下持續運轉時,偏心軸556的偏心量不斷地變化。
這樣,從上下一對的聚光透鏡31、34向絕緣包覆物照射的激光Li、L2的焦點F1、 F2,交替重復進行從絕緣包覆物的外側進入絕緣包覆物內部的動作、以及從絕緣包覆物的內部出來到絕緣包覆物外側的動作,沿著絕緣包覆物的表面回轉。
由此,在電線W的絕緣包覆物產生變形時,或者電線W的定位產生偏移時,也能夠利用激光Li、L2對絕緣包覆物可靠地進行切斷。
以上,對本發明的用激光切斷電線的絕緣包覆物的方法和裝置的各實施方式和變形例進行了詳細說明,但是本發明不限于上述實施方式或變形例,當然也可以進行各種變更。
例如,在上述第一實施方式中,作為用于驅動支承單元50在上下方向和左右方向上移動的驅動單元使用驅動電機53、驅動軸M和偏心軸55。
與此相對,也可以構成為將用于使支承單元50在上下方向上移動的第一直線電機或者滾珠絲杠,與用于使支承單元50在左右方向上移動的第二直線電機或者滾珠絲杠組合使用。
此外,在上述第一實施方式中,作為激光供給路徑切換單元40的驅動源使用驅動電機45。
與此相對,也可以使用帶輪和同步皮帶,從而通過驅動支承單元50的驅動電機53 對激光供給路徑切換單元40進行驅動。
附圖標記說明
1現有裝置的基礎部分 2基座
3圓筒支承部件
4激光產生單元
5分離器
6、7、8反射鏡
9、10現有裝置的聚光透鏡
11支承單元
12、13直線導軌
14驅動電機
15偏心軸
16驅動軸
17直線導軌
21基礎部分
22圓筒支承部件
23基座
24激光產生單元 31、34聚光透鏡32、33、35、36 反射鏡
37、38濾波器
40激光供給路徑切換單元
41支承部件
42直線導軌
43聯結部件
44滑塊
45驅動電機
46驅動軸
47偏心軸
48軸承
50支承單元
51,52直線導軌
53驅動電機
54驅動軸
55偏心軸
56卡合部
57軸承
100第一實施方式的切斷裝置 200第二實施方式的切斷裝置 300第三實施方式的切斷裝置 350第一變形例的切斷裝置 400第四實施方式的切斷裝置 500第五實施方式的切斷裝置 550第二變形例的切斷裝置。
權利要求
1.一種用激光切斷電線的絕緣包覆物的方法,其特征在于,將從上下方向朝在前后方向上延伸的電線的絕緣包覆物照射激光的聚光透鏡設置在支承單元上,將上述支承單元以相對于切斷裝置的基座在上下方向和左右方向上往復移動自由的方式進行支承,將激光產生單元產生的激光供給到上述聚光透鏡,并且,通過設置于上述基座的驅動單元對上述支承單元進行驅動,使上述支承單元相對于上述基座在上下方向和左右方向上移動,對上述驅動單元的動作進行控制,使得從上述聚光透鏡向上述絕緣包覆物照射的激光的焦點在上下方向和左右方向上位移,沿著上述絕緣包覆物的外周面在圓周方向上移動。
2.根據權利要求1所述的用激光切斷電線的絕緣包覆物的方法,其特征在于,對上述驅動單元的動作進行控制,使得上述焦點在上述絕緣包覆物的外周面上在圓周方向上移動。
3.根據權利要求1所述的用激光切斷電線的絕緣包覆物的方法,其特征在于,對上述驅動單元的動作進行控制,使得上述焦點相對于上述絕緣包覆物的外周面隔開規定間隔而且沿著外周面在圓周方向上移動。
4.根據權利要求1至3的任一項所述的用激光切斷電線的絕緣包覆物的方法,其特征在于,對上述驅動單元的動作進行控制,使得在通過橫斷方向的剖面觀察上述絕緣包覆物時,上述焦點在其外周面中的左右方向的兩端部分,沿著外周面反復進行在圓周方向上前進的位移和在圓周方向上后退的位移。
5.一種用激光切斷電線的絕緣包覆物的裝置,其特征在于,具有上下一對的聚光透鏡,從上下方向朝在前后方向上延伸的電線的絕緣包覆物分別照射激光,并夾持上述電線在上下方向上相向配置;激光引導單元,將激光產生單元產生的激光分別引導到上述上下一對的聚光透鏡;支承單元,以相對于上述裝置的基座在上下方向和左右方向上移動自由的方式設置, 并對上述上下一對的聚光透鏡進行一體式支承;以及驅動單元,將上述支承單元在上下方向和左右方向上進行驅動,并被上述基座支承,上述上下一對的聚光透鏡配置為使它們的焦點一致,上述驅動單元構成為使上述支承單元在左右方向和上下方向上移動,以便使從上述上下一對的聚光透鏡分別朝上述電線的絕緣包覆物照射的上下一對的激光的焦點在上下方向和左右方向上位移,沿著上述電線的絕緣包覆物的外周面在圓周方向上移動。
6.根據權利要求5所述的用激光切斷電線的絕緣包覆物的裝置,其特征在于,上述驅動單元構成為使上述支承單元在左右方向和上下方向上移動,以便使上述焦點在上述電線的絕緣包覆物的外周面上在圓周方向上移動。
7.根據權利要求5所述的用激光切斷電線的絕緣包覆物的裝置,其特征在于,上述驅動單元構成為使上述支承單元在左右方向和上下方向上移動,以便使上述焦點相對于上述電線的絕緣包覆物的外周面隔開規定間隔而且沿著外周面在圓周方向上移動。
8.根據權利要求6或7所述的用激光切斷電線的絕緣包覆物的裝置,其特征在于,上述驅動單元構成為使上述支承單元在左右方向和上下方向上移動,以便在通過橫斷方向的剖面觀察上述絕緣包覆物時,使上述焦點在其外周面中的左右方向的兩端部分,沿著外周面反復進行在圓周方向上前進的位移和在圓周方向上后退的位移。
9.根據權利要求5至8的任一項所述的用激光切斷電線的絕緣包覆物的裝置,其特征在于,還具備激光供給路徑切換單元,其與上述驅動單元的動作聯動地切換針對上述上下一對的聚光透鏡的激光供給路徑,其中,該激光供給路徑是在從上側的上述聚光透鏡向上述絕緣包覆物的上側一半照射激光時向上述上側的聚光透鏡供給激光、并且在從下側的上述聚光透鏡向上述絕緣包覆物的下側一半照射激光時向上述下側的聚光透鏡供給激光的路徑。
10.根據權利要求5所述的用激光切斷電線的絕緣包覆物的裝置,其特征在于, 上述驅動單元具有驅動軸,繞在前后方向上延伸的旋轉軸線旋轉;以及偏心軸,相對于上述旋轉軸線偏心規定的偏心量地繞上述旋轉軸線公轉,并且與上述支承單元卡合,上述偏心量基于上述絕緣包覆物的外徑尺寸來決定。
11.根據權利要求5所述的用激光切斷電線的絕緣包覆物的裝置,其特征在于, 還具備第一偏心量可變機構,在上述驅動軸旋轉期間使上述偏心軸的偏心量變化, 上述第一偏心量可變機構具備偏心軸支承單元,將上述偏心軸以在上述旋轉軸線的半徑方向上位移自由的方式支承,并且與上述驅動軸一體旋轉;筒狀部件,以相對于上述驅動軸同軸而且相對轉動自由的方式外嵌,并且能夠與上述驅動軸一體旋轉;卡合部件,與在上述筒狀部件的側面設置的第一凸輪卡合并且沿著上述旋轉軸線在前后方向上往復移動,由此使上述筒狀部件相對于上述驅動軸相對轉動;以及卡合部件驅動單元,使上述卡合部件在前后方向上往復移動,上述筒狀部件具備用于在相對于上述驅動軸相對轉動時使上述偏心軸在半徑方向上位移的與上述偏心軸支承單元或上述偏心軸卡合的第二凸輪。
12.根據權利要求11所述的用激光切斷電線的絕緣包覆物的裝置,其特征在于, 上述筒狀部件具有封閉上述偏心軸側的端部的底面部分,上述第二凸輪是以能夠插通上述偏心軸的方式在上述底面部分彎曲貫穿設置的凸輪槽,上述凸輪槽構成為在上述筒狀部件相對于上述驅動軸相對轉動時將上述偏心軸在半徑方向上推動。
13.根據權利要求11所述的用激光切斷電線的絕緣包覆物的裝置,其特征在于, 上述偏心軸支承單元是以在半徑方向上滑動自由的方式與上述驅動軸的端部卡合的滑動部件,上述第二凸輪是相對于上述旋轉軸線偏心并在上述筒狀部件的內壁面上連接設置的內側圓筒面,而且,構成為上述內側圓筒面外嵌于上述滑動部件的半徑方向的兩端部。
14.根據權利要求13所述的用激光切斷電線的絕緣包覆物的裝置,其特征在于,上述滑動部件在上述驅動軸的端面經由歐氏聯軸器被以在半徑方向上滑動自由的方式支承。
15.根據權利要求5所述的用激光切斷電線的絕緣包覆物的裝置,其特征在于, 還具備第二偏心量可變機構,在上述驅動軸旋轉期間使上述偏心軸的偏心量變化, 上述第二偏心量可變機構具備正齒輪,繞相對于上述旋轉軸線偏心且平行延伸的轉動軸轉動自由地軸支承于上述驅動軸的頂端,在其外周附近立設有上述偏心軸;筒狀部件,以相對于上述驅動軸同軸而且相對轉動自由的方式外嵌,并且能夠與上述驅動軸一體旋轉;卡合部件,與在上述筒狀部件的側面設置的第一凸輪卡合并且沿著上述旋轉軸線在前后方向上往復移動,由此使上述筒狀部件相對于上述驅動軸相對轉動;以及卡合部件驅動單元,使上述卡合部件在前后方向上往復移動,上述筒狀部件具備在與上述正齒輪嚙合并且相對于上述驅動軸相對轉動時使上述正齒輪轉動的內齒齒輪。
16.根據權利要求5所述的用激光切斷電線的絕緣包覆物的裝置,其特征在于, 還具備第三偏心量可變機構,在上述驅動軸旋轉期間使上述偏心軸的偏心量變化, 上述第三偏心量可變機構具備正齒輪,繞相對于上述旋轉軸線偏心且平行延伸的轉動軸轉動自由地軸支承于上述驅動軸的頂端,在其外周附近立設有上述偏心軸;筒狀部件,以相對于上述驅動軸同軸而且能進行相對旋轉的方式外嵌; 第一驅動電機,對上述驅動軸進行旋轉驅動;以及第二驅動電機,與上述第一驅動電機的轉數聯動地對上述筒狀部件進行旋轉驅動, 對上述第一和第二驅動電機的動作進行控制,使上述正齒輪相對于上述驅動軸相對地轉動,由此控制上述偏心軸的偏心量。
17.根據權利要求5所述的用激光切斷電線的絕緣包覆物的裝置,其特征在于, 還具有第四偏心量可變機構,在上述驅動軸旋轉期間使上述偏心軸的偏心量變化, 上述第四偏心量可變機構具備行星齒輪機構,該行星齒輪機構具備太陽齒輪,與上述驅動軸一體旋轉;內齒環狀齒輪,固定于上述裝置的基座;以及行星齒輪,與上述太陽齒輪和上述內齒環狀齒輪嚙合并且繞上述太陽齒輪公轉, 上述偏心軸立設于上述行星齒輪的外周附近。
18.根據權利要求5所述的用激光切斷電線的絕緣包覆物的裝置,其特征在于, 還具備第五偏心量可變機構,在上述驅動軸旋轉期間使上述偏心軸的偏心量變化, 上述第四偏心量可變機構具有行星齒輪機構,該行星齒輪機構具備太陽齒輪,與上述驅動軸一體旋轉;內齒環狀齒輪,以旋轉自由的方式支承于上述裝置的基座;以及行星齒輪,與上述太陽齒輪和上述內齒環狀齒輪嚙合并且繞上述太陽齒輪公轉;以及第二驅動電機,與對上述驅動軸進行旋轉驅動的第一驅動電機的轉數聯動地對上述內齒環狀齒輪進行旋轉驅動,上述偏心軸立設于上述行星齒輪的外周附近。
全文摘要
本發明的用激光切斷電線的絕緣包覆物的方法和裝置,使向在前后方向上延伸的電線(W)朝上下方向照射的激光(L1、L2)不僅在電線橫斷方向(左右方向)而且還在上下方向上位移,從而這些激光(Ll、L2)的焦點(F)以沿著電線(W)的外周面在圓周方向上移動的方式移動。由此,能夠使電線(W)的絕緣包覆物始終位于激光(L1、L2)中能夠通過其熱能切斷絕緣包覆物的有效范圍的內側,因此能夠可靠切斷具有比激光(L1、L2)的有效范圍大的半徑尺寸的電線(W)的絕緣包覆物。
文檔編號H02G1/12GK102187538SQ201080002579
公開日2011年9月14日 申請日期2010年11月5日 優先權日2009年11月5日
發明者五十嵐伸一 申請人:日本自動機械株式會社