Устройство для надреза изоляции проводов Советский патент 1993 года по МПК H02G1/12 

Изобретение относится к технологическому оборудованию для подготовки к монтажу и может быть использовано в радиотехнической, электронной и приборостроительной отраслях промышленности при зачистке круглых монтажных проводов от изоляции..

Целью изобретения является повышение производительности, надежности работы и улучшения качества обработки проводов путем исключения повреждения жил.

Принципиальная схема устройства приведена на фиг. 1; схема двухканального устройства приведена на фиг. 2.

Устройство содержит лазерный генератор 1, луч 2, от которого устанавливается соосно с осью вращения оптической системы, состоящей из двух частей: оптического колена 3 и лазерного резака 4. Оптическое колено представляет собой две зеркальные

плоскости, имеющих оптическую связь, ось которой перпендикулярна оси вращения оптической системы, и, ориентированные от- носительно друг друга, а также оси вращения под углом 456.;, Лазерный резак состоит из зеркала 14, плоскость которого установлена под углом 45° коси вращения оптической системы и имеющего оптическую связь с выходным зеркалом оптическо-. го колена; фокусирующей линзы 15 и сопла для подачи защитного газа (воздуха) в зону резки (сопло входит в состав корпуса лазерного резака). Между оптическим коленом и лазерным резаком устанавливается кронштейн 6 с роликом 7 подводящие провод 18 в зону обработки с барабана 17. При этом как сам кронштейн, так и провод являются препятствием для прохождения лазерного луча, то есть экранируют луч в определенном секторе в зоне перемещения его по образующей цилиндра диаметром D (см. фиг. 1, 2) в

О

ю

00

ю

ы

процессе функционирования устройства Однако при выполнении установленного соотношения между определенными конструктивными размерами устройства и параметрами фокусирования лазерного из- лучения, экранирование не сказывается на снижение качества прорезания (перемычки из непрорезанной изоляции в соответствующем секторе окружности обрабатываемого провода не образуется).

Соотношение .выражается следующей формулой:

L

d x F

где L - максимально допустимая ширина сектора, который может быть экранирован для прохождения лазерного луча, удаленного от оси вращения на расстояние С;

С - расстояние между центрами зеркальных поверхностей оптического колена;

F - минимальный диаметр сфокусированного лазерного луча (0,3 мм - для длины волны излучения 10,6 мкм);

d - максимальный диаметр провода, обрабатываемого в устройстве.

Из формулы следует, что для нормальной работы устройства размер кронштейна, формирующий зону экранирования, или максимальный диаметр провода (конструктивно провод и кронштейн располагаются с перекрытием друг друга в плоскости прохождения лазерного луча, поэтому расчет производится на размер, вносящий боль- ший вклад в экранирование) не должны превышать значения L.

Кронштейн с роликом служат для подачи провода в направляющие 8, которые фиксируют положение провода относитель- но сфокусированного луча лазера. Доступ излучения в оптическую систему регулируется двумя положениями заслонки 9. В закрытом положении заслонки луч направляется в поглотитель 10. Устройство имеет механизм мерной протяжки провода 11, содержащий нож для рубки провода на заданную длину.

Устройство работает следующим обра- зом.

В исходной позиции провод 18 с бухты или катушки, установленной на барабане 17, протянут через кронштейн 6 с роликом 7 и направляющие 8 и зажат в механизме мерной протяжки 11. имеющий привод с системой автоматического управления (не показаны). Луч пазера 2 перекрыт заслонкой 9. Оптическое колено 3 и лазерный резак 4 синхронно вращяю1сч приводом 5 с

5

5

0

5

0 5

0 5

0

5

постоянной, технологически заданной ско ростью.

В начальный момент обработки, при открывании заслонки 9, луч лазера 2 попадает на входное зеркало 12 оптического колена, расположенного под углом 45° к оси враще ния, и отражается на выходное зеркало оптического колена 13, плоскость .которого также расположена под углом 45° к направлению луча и оси вращения. Послав этого луч направляется на зеркало лазерного резака 14, отражается от него и фокусируется линзой 15 на поверхность обрабатываемого провода. Плотность мощности сфокусированного луча имеет такой уровень, при котором в зоне шириной 0,3-0,5 мм обеспечивается достаточно быстрое испарение изоляционного материала. При этом токопроводящие жилы вследствие высокой отражающей способности излучения, присущей высокоэлектропроводным металлам, не разрушаются.

При неподвижном проводе лазерный резак 4 вращаясь надрезает изоляцию по кольцу, что достаточно для съема изоляции концов провода.

Для удаления изоляции на средних участках провода соответствующие кольцевые надрезы должны быть соединены продольной прорезью, которая образуется при продольном перемещении провода с технологически заданной скоростью, и, представляет собой или вытянутую спираль, шаг которой определяется соотношением скорости вращения оптической системы и скорости протяжки провода, или прямую линию образующуюся в случае остановки вращения оптической системы в данную фазу обработки.

Общая схема снятия изоляции на средних участках провода имеет такую последовательность: кольцевая прорезь, продольная прорезь, замыкающая кольцевая прорезь.

После завершения цикла прорезания заслонка 9 перекрывает доступ лазерного излучения и провод протягивается на очередной участок обработки.

В случае обработки провода только с концов предлагаемое устройство может быть выполнено в двухканальном варианте (см. фиг. 2), которое позволяет увеличить производительность устройства еще в два раза. В этом случае входное зеркало в оптическом колене заменяется любым делительным устройством луча, например двугранной призмой с взаимным расположением зеркальных граней под углом 90°. ребро граней устанавливается перпендикулярно оси луча в любой фазе вращения и делит луч в диаметральной плоскости на два энергетически равноценных пучка.

П р и м е р. На основе предлагаемого устройства создана Установка для лазерного обжига изоляции и резки проводов ОМА-1759, в которой изоляция зачищается только на концах монтажных проводов.

Работа установки, в пределах партии проводов,автоматическая с производительностью до 1000 штук в час. Длина надрезаемых проводов от 30 до 1000 мм, сечение от 0,12 до 6,0 кв.мм. длина зачищаемых участков от 3 до 35 мм.

Лазерный генератор генерирует излучение с длиной волны 10,6 мкм мощностью 100 Вт в виде пучка диаметром 10 мм,

Скорость вращения двухканальной оптической системы регулируется в. пределах 60-400 об/мин.

Входное зеркало оптического колена выполнено в виде двугранной призмы на фиг. 2 позиция 12.

Лазерный луч разделенный на два пучка проходит по каналам оптической системы и фокусируется линзами с фокусным расстоянием 60 мм на два участка провода удаленные друг от друга на расстояние, равное суммарной длине зачистки смежных участков, Разделение провода на мерные длины производится в зоне смежных участков.

Оптимальным режимом лазерного про- резания, обеспечивающим высокое качество, является послойное прорезание, при котором за время обработки происходит 2- 4 обхода лазерного луча вокруг провода.

В процессе прорезания провод неподвижен, затем провод протягивается на следующий участок обработки и цикл повторяется.

В момент прорезания одновременно включается в работу электромеханический нож, производящий рубку провода на мерные длины. Для окончательного удаления изоляции провода заводятся в механизм для снятия изоляции 16.

Предлагаемое устройство позволяет по- высить качество зачистки изоляции, производительность, уровень автоматизации и надежность за счет применения лазерного резака,

Формула изобретения

Устройство для надреза изоляции проводов, содержащее лазерный генератор, механизм подачи провода в зону обработки и оптическую систему, включающую три

зеркала и фокусирующую линзу, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, надежности в работе и улучшения качества обработки проводов путем исключения повреждения жил, устройство снабжено соплом, механизм подачи провода выполнен в виде барабана и кронштейна с направляющим роликом, зеркала оптической системы установлены под углом 45° к направлению подачи провода в

зоне обработки, при этом одно из зеркал, фокусирующая линза и сопло образуют лазерный резак, а оптическая система имеет возможность вращения относительно направления, подачи провода в зоне обработки.

Использование: электротехника, пред- монтажная обработка проводов. Сущность изобретения: устройство содержит лазерный генератор, механизм подачи провода в зону обработки и оптическую систему с тремя зеркалами и фокусирующей линзой. Устройство снабжено соплом, которое образует с одним из зеркал и фокусирующей линзой лазерный резак. Зеркала установлены под углом 45° к направлению подачи провода в зоне обработки, а механизм подачи выполнен в виде барабана и кронштейна с направляющим роликом. Устройство обладает высокой производительностью, надежностью и улучшает качество обработки проводов путем исключения повреждения жил проводов. 2 ил.