CN221935673U - 激光剥漆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光剥漆装置，包括：发光单元，被配置为发出单束激光束；以及分光单元，被配置为将所述单束激光束分为第一分光束和第二分光束，其中所述第一分光束照射并剥离一线材的第一部分待剥漆表面，所述第二分光束经多个反射单元改变路径后照射并剥离所述线材的第二部分待剥漆表面。本实用新型的激光剥漆装置可以达到低成本、低能耗和同步剥漆的有益效果。

Description

激光剥漆装置

技术领域

本实用新型涉及一种加工设备，特别是涉及一种激光剥漆装置。

背景技术

目前，汽车马达一般采用扁铜线制作。在生产过程时，一般需要将铜线切削平头并进行焊接。但是，当两铜线之间的间隔(gap)太远时，可能无法进行焊接，或者虽然可进行焊接但焊接品质不良。而在铜线的制线成型的制造过程中，铜线剥漆是其中一个关键工艺，且剥漆效果的好坏会直接影响到后续的焊接工艺。

一些现有的剥漆方法例如是利用刀具对铜线分别进行上下切割、左右切割来实现剥漆。但是，此种剥漆方法非同步加工，加工效率较低，且容易有飞屑溅出，以及容易物理性损伤铜线表面，造成铜线本体受损，导致铜线的表面品质不一。并且，此种剥漆方法容易产生环境污染，且耗材(例如刀具)的损耗较高。

其他一些现有的剥漆方法例如是利用激光剥漆设备进行剥漆。但是，目前现有的各种激光剥漆设备也各有缺陷。第一种基本的激光剥漆设备例如是采用1个激光器和1个振镜，并对输送平台上的铜材进行剥漆作业，此种设备的成本较低，但其缺点是只能单面作业。第二种铜线旋转的激光剥漆设备例如是采用1个激光器和1个振镜，并使用平台机械旋转铜材以进行剥漆作业，此种设备的成本较第一种设备的成本高，且作业时间较长，无法搭配现有生产线进行铜线传输。第三种激光旋转的激光剥漆设备例如是采用1个激光器和1个振镜，并使用激光器旋转机构旋转激光器以对铜材进行剥漆作业，此种设备的成本较第一种设备和第二种设备的成本更高，且作业时间也较长，需要较大地移动机构，同时还存在诸如光纤拉扯问题以及移动造成的精度问题等。第四种激光剥漆设备例如是采用4个激光器和4个振镜同时对铜材的四个面进行剥漆作业，此种设备的成本较前述三种设备的成本更高，且能耗也更高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光剥漆装置，可以有效解决现有技术的至少一缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种激光剥漆装置，包括：发光单元，被配置为发出单束激光束；以及分光单元，被配置为将所述单束激光束分为第一分光束和第二分光束，其中所述第一分光束照射并剥离一线材的第一部分待剥漆表面，所述第二分光束经多个反射单元改变路径后照射并剥离所述线材的第二部分待剥漆表面。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一分光束和经多个反射单元改变路径后的第二分光束的照射方向相反。

在本实用新型的一些实施例中，所述激光剥漆装置还包括多个聚光单元，所述聚光单元被配置在沿所述第二分光束照射路径上每两个相邻的反射单元之间。

在本实用新型的一些实施例中，所述聚光单元至少为2个，所述反射单元至少为3个，且所述聚光单元的数量小于所述反射单元的数量。

在本实用新型的一些实施例中，所述线材为扁铜线，所述扁铜线包括沿外周呈360°包围且依次相邻接的第一外表面、第二外表面、第三外表面以及第四外表面，其中所述第一部分待剥漆表面位于所述第一外表面和所述第二外表面上，所述第二部分待剥漆表面位于所述第三外表面和所述第四外表面上。

在本实用新型的一些实施例中，所述扁铜线相对应于水平面呈倾斜设置，其中所述扁铜线的所述第一外表面相对于所述第一分光束之间不是垂直，具有一倾斜角度。

在本实用新型的一些实施例中，所述倾斜角度范围为30°～60°。

在本实用新型的一些实施例中，所述分光单元为分光镜，所述反射单元为反射镜，所述聚光单元为透镜。

在本实用新型的一些实施例中，所述分光镜相对于所述激光束照射方向呈45°倾斜设置。

在本实用新型的一些实施例中，所述发光单元为激光振镜；和/或，所述第一分光束和所述第二分光束是同步地分别剥离所述线材的所述第一部分待剥漆表面和所述第二部分待剥漆表面。

相较于现有的刀具剥漆设备，本实用新型的激光剥漆装置可以有效地缩小两铜线之间的距离，解决刀具物理性损伤铜线表面的缺陷，并可降低材料损耗，减少环境污染。并且，本实用新型的激光剥漆装置通用性更高，适用的场域更多。

相较于现有的激光剥漆设备，本实用新型的激光剥漆装置通过使用分光单元改变光的传递方向与能量分布，可以通过单一激光光源即可达到低成本、低能耗和同步剥漆的有益效果。并且，本实用新型还将分光概念结合线材(例如铜材，更佳地例如为扁铜线)旋转概念，同时考量线材送料无法旋转角度传输，通过将整个激光模块倾斜一个角度以实现线材的四面同时剥漆，从而达到高效剥漆的有益效果。

本实用新型的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本实用新型的实践而习得。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本实用新型的激光剥漆装置的分光设计示意图；

图2示出了本实用新型的激光剥漆装置的第一分光束在线材处于平放位置时聚焦于线材(例如扁铜线)的一表面上进行激光剥漆作业的路径规划的示意图；

图3示出了本实用新型的激光剥漆装置的第一分光束在线材(例如扁铜线)处于倾斜位置时对第一部分待剥漆表面(位于第一外表面和第二外表面上)进行激光剥漆作业的示意图，其中还示出了第一分光束的离焦有效工作区间；

图4示出了本实用新型的激光剥漆装置的第一分光束的剥漆深度与聚焦距离之间的关系示意图；

图5A～图5D分别示出了本实用新型的激光剥漆装置的在线材处于不同倾斜角度时进行激光剥漆作业的示意图；

图6示出了本实用新型的激光剥漆装置的第一分光束的剥漆深度与线材的倾斜角度之间的关系示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书中的术语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

如图1所示，示出了本实用新型一种激光剥漆装置100的结构。在本实用新型的一较佳实施例中，激光剥漆装置100可包括发光单元10、分光单元20以及多个反射单元30，并可用于对一线材40进行激光剥漆作业。其中，发光单元10是被配置为发出单束激光束L。分光单元20是被配置为将单束激光束L分为第一分光束L1和第二分光束L2，其中第一分光束L1可照射并剥离线材40的第一部分待剥漆表面S1，第二分光束L2可经多个反射单元30改变路径后照射并剥离线材40的第二部分待剥漆表面S2。

在图1所示的实施例中，线材40例如可为扁铜线，其可包括沿外周呈360°包围且依次相邻接的第一外表面41、第二外表面42、第三外表面43以及第四外表面44，其中第一部分待剥漆表面S1是位于第一外表面41和第二外表面42上，第二部分待剥漆表面S2是位于第三外表面43和第四外表面44上。但是，可以理解的是，本实用新型的激光剥漆装置100也可以适用于其他形状的线材，这些并不作为对本实用新型的限制。

在本实用新型的一些实施例中，第一分光束L1和经多个反射单元30改变路径后的第二分光束L2的照射方向相反。例如，在图1中，第一分光束L1是从上至下照射线材40的第一部分待剥漆表面S1，经多个反射单元30改变路径后的第二分光束L2是从下至上照射线材40的第二部分待剥漆表面S2。并且，在本实用新型中，第一分光束L1和第二分光束L2可同步地分别剥离线材40的第一部分待剥漆表面S1和第二部分待剥漆表面S2。

在本实用新型的一些实施例中，激光剥漆装置100还可包括多个聚光单元50。这些聚光单元50是被配置在沿第二分光束L2的照射路径上每两个相邻的反射单元30之间。较佳地，聚光单元50例如至少为2个，反射单元30例如至少为3个，且聚光单元50的数量小于反射单元30的数量。

在图1所示的实施例中，发光单元10例如可为激光振镜。分光单元20例如可为分光镜。反射单元30例如可为反射镜，其数量例如为3个，如图1中的反射镜31、32和33。聚光单元30例如可为透镜，其数量例如为2个，如图1中的透镜51和52，其中透镜51是位于相邻的两个反射镜31和32之间，透镜52是位于相邻的两个反射镜32和33之间。

较佳地，分光镜相对于激光束L的照射方向可呈45°倾斜设置，也即，图1中分光单元20与激光束L之间的夹角A可为45°。但是，可以理解的是，夹角A的角度并不以此为限，根据实际情况可设置不同倾斜角度，这并不作为对本实用新型的限制。

较佳地，在图1所示的实施例中，反射镜31与分光单元20例如是大致位于同一高度上并在水平方向上间隔布置，而反射镜31与反射镜32在竖直方向上是位于不同高度并呈一列布置(例如反射镜32低于反射镜31)，反射镜32与反射镜33是大致位于同一高度并在水平方向上间隔布置，且反射镜33与分光单元20在竖直方向上位于不同高度并呈一列布置(例如反射镜33低于分光单元20)。如此，第二分光束L2可经由反射镜31、32和33的反射以及透镜51、52的聚光而照射至线材40的第二部分待剥漆表面S2。所述第一分光束和所述第二分光束是同步地分别剥离所述线材的所述第一部分待剥漆表面和所述第二部分待剥漆表面。

在本实用新型的一些实施例中，考量线材送料无法旋转角度传输，可将线材40(例如扁铜线)相对应于水平面HP呈倾斜设置，也即，如图1中线材40的第四外表面44与水平面HP之间具有角度C。较佳地，角度C的范围例如可为30°～60°。更佳地，此倾斜角度C例如可为45度。

较佳地，如图1所示，线材40(例如扁铜线)的第一外表面41相对于第一分光束L1之间不是垂直，而是具有一倾斜角度B，此倾斜角度B的范围例如可为30°～60°。更佳地，此倾斜角度B例如可为45度。

如此，本实用新型通过将线材40倾斜一个角度设置，结合本实用新型的激光剥漆装置的分光设计，从而可以无需旋转线材，即可实现对线材的四面同时剥漆，从而达到高效剥漆的有益效果。

对于本实用新型的激光剥漆装置100，在进行激光剥漆作业时，较佳地可通过调整发光单元10来调整经分光单元20分光后的分光束(包括第一分光束L1和第二分光束L2)的焦点，以使分光后的分光束可聚焦于线材40(例如扁铜线)的一表面上，并可在一离焦有效工作区间内对线材40的该表面上的待剥漆表面进行有效的剥漆作业。

如图2所示，以分光后的第一分光束L1对第一待剥漆表面进行剥漆为例，假设分光后的第一分光束L1的焦点是聚焦于处于平放位置(也即图1中的角度C＝0°)的线材40的顶表面，则可以该顶表面做为聚焦平面FP，并可在该顶表面上规划路径PA，从而使第一分光束L1可沿路径PA进行剥漆作业。

如图3所示，当线材40处于一倾斜位置(例如倾斜45°，即图1中的角度C＝45°)时，分光后的第一分光束L1可在一离焦有效工作区间D内沿规划路径PA对第一部分待剥漆表面S1(如图1中所示，也即对应位于图3中的第一外表面41和第二外表面42上)进行有效的激光剥漆作业。其中，第一分光束L1的离焦有效工作区间D例如可包括高于聚焦平面FP的第一区间d1(对应于图4中聚焦距离的正值部分，其最大值例如可对应为倾斜的线材40的第一部分待剥漆表面S1中最高点N1所处的水平面P1相对于聚焦平面FP的离焦距离)和低于聚焦平面FP的第二区间d2(对应于图4中聚焦距离的负值部分，其最小值例如可对应为倾斜的线材40的第一部分待剥漆表面S1中最低点N2所处的水平面P2相对于聚焦平面FP的离焦距离)。

图4示出了本实用新型的激光剥漆装置100的第一分光束L1的剥漆深度与聚焦距离之间的关系。由图4可以看出，本实用新型的激光剥漆装置100的第一分光束L1可以在一有效工作区间内实现不同剥漆深度的有效剥漆。

图5A～图5D分别示例性地示出了本实用新型的激光剥漆装置100的第一分光束L1在线材40处于不同倾斜角度时进行激光剥漆作业的状态。

如图5A所示，在线材40处于平放位置(即图1中所示的倾斜角度C＝0°，此时线材40的第一外表面与水平面HP之间呈90°)时，分光后的第一分光束L1可以对位于第二外表面42上的第一待剥漆表面进行剥漆作业，此时聚焦平面FP与水平面HP之间的距离例如为2.78mm，线材40在水平面HP上的投影宽度例如为4.1mm。

如图5B所示，在线材40处于30°的倾斜位置(即图1中所示的倾斜角度C＝30°，此时线材40的第四外表面与水平面HP之间呈30°)时，分光后的第一分光束L1可以在-0.73mm～+1.68mm的有效工作区间内对位于第一外表面41和第二外表面42上的第一待剥漆表面进行剥漆作业，此时线材40的第一待剥漆表面中最高点所处的水平面P1与聚焦平面FP之间的离焦距离为+1.68mm，线材40的第一待剥漆表面中最低点所处的水平面P2与聚焦平面FP之间的离焦距离为-0.73mm，线材40在水平面HP上的投影宽度例如为4.94mm。

如图5C所示，在线材40处于45°的倾斜位置(即图1中所示的倾斜角度C＝45°，此时线材40的第四外表面与水平面HP之间呈45°)时，分光后的第一分光束L1可以在-0.81mm～+2.09mm的有效工作区间内对位于第一外表面41和第二外表面42上的第一待剥漆表面进行剥漆作业，此时线材40的第一待剥漆表面中最高点所处的水平面P1与聚焦平面FP之间的离焦距离为+2.09mm，线材40的第一待剥漆表面中最低点所处的水平面P2与聚焦平面FP之间的离焦距离为-0.81mm，线材40在水平面HP上的投影宽度例如为4.87mm。

如图5D所示，在线材40处于60°的倾斜位置(即图1中所示的倾斜角度C＝60°，此时线材40的第四外表面与水平面HP之间呈60°)时，分光后的第一分光束L1可以在-1.39mm～+2.16mm的有效工作区间内对位于第一外表面41和第二外表面42上的第一待剥漆表面进行剥漆作业，此时线材40的第一待剥漆表面中最高点所处的水平面P1与聚焦平面FP之间的离焦距离为+2.16mm，线材40的第一待剥漆表面中最低点所处的水平面P2与聚焦平面FP之间的离焦距离为-1.39mm，线材40在水平面HP上的投影宽度例如为4.46mm。

图6则示出了本实用新型的激光剥漆装置100的第一分光束L1的剥漆深度与线材40的倾斜角度C之间的关系示意图。其中位于下部的关系线示出了如图5B中对应于线材40的侧1(即对应于第一外表面41的一侧)上的待剥漆表面进行剥漆作业的剥漆深度与倾斜角度C之间的关系，位于上部的关系线则示出了如图5B中对应于线材40的侧2(即对应于第二外表面42的一侧)上的待剥漆表面进行剥漆作业的剥漆深度与倾斜角度C之间的关系。由图6可以看出，本实用新型的激光剥漆装置100在倾斜角度C处于30°～60°的范围内均可实现对线材的第一待剥漆表面进行有效的剥漆作业，其中倾斜角度C的较佳的工艺区间为40°～50°。

图2～图6是以分光后的第一分光束L1对线材40的第一部分待剥漆表面S1进行剥漆作业为例进行说明。可以理解的是，分光后的第二分光束L2对线材40的第二部分待剥漆表面S2进行剥漆作业的过程与分光后的第一分光束L1对线材40的第一部分待剥漆表面S1进行剥漆作业的过程类似，在此不再赘述。

相较于现有的刀具剥漆设备，本实用新型的激光剥漆装置可以有效地缩小两铜线之间的距离，解决刀具物理性损伤铜线表面的缺陷，并可降低材料损耗，减少环境污染。并且，本实用新型的激光剥漆装置通用性更高，适用的场域更多。

相较于现有的激光剥漆设备，本实用新型的激光剥漆装置通过使用分光单元改变光的传递方向与能量分布，可以通过单一激光光源即可达到低成本、低能耗和同步剥漆的有益效果。并且，本实用新型还将分光概念结合线材(例如铜材，更佳地例如为扁铜线)旋转概念，同时考量线材送料无法旋转角度传输，通过将整个激光模块倾斜一个角度以实现线材的四面同时剥漆，从而达到高效剥漆的有益效果。

以上具体地示出和描述了本实用新型的示例性实施方式。应该理解，本实用新型不限于所公开的实施方式，相反，本实用新型意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (10)

1.一种激光剥漆装置，其特征在于，包括：

发光单元，被配置为发出单束激光束；以及

分光单元，被配置为将所述单束激光束分为第一分光束和第二分光束，其中所述第一分光束照射并剥离一线材的第一部分待剥漆表面，所述第二分光束经多个反射单元改变路径后照射并剥离所述线材的第二部分待剥漆表面。

2.根据权利要求1所述的激光剥漆装置，其特征在于，所述第一分光束和经多个反射单元改变路径后的第二分光束的照射方向相反。

3.根据权利要求1所述的激光剥漆装置，其特征在于，所述激光剥漆装置还包括多个聚光单元，所述聚光单元被配置在沿所述第二分光束照射路径上每两个相邻的反射单元之间。

4.根据权利要求3所述的激光剥漆装置，其特征在于，所述聚光单元至少为2个，所述反射单元至少为3个，且所述聚光单元的数量小于所述反射单元的数量。

5.根据权利要求1所述的激光剥漆装置，其特征在于，所述线材为扁铜线，所述扁铜线包括沿外周呈360°包围且依次相邻接的第一外表面、第二外表面、第三外表面以及第四外表面，其中所述第一部分待剥漆表面位于所述第一外表面和所述第二外表面上，所述第二部分待剥漆表面位于所述第三外表面和所述第四外表面上。

6.根据权利要求5所述的激光剥漆装置，其特征在于，所述扁铜线相对应于水平面呈倾斜设置，其中所述扁铜线的所述第一外表面相对于所述第一分光束之间不是垂直，具有一倾斜角度。

7.根据权利要求6所述的激光剥漆装置，其特征在于，所述倾斜角度范围为30°～60°。

8.根据权利要求1所述的激光剥漆装置，其特征在于，所述分光单元为分光镜，所述反射单元为反射镜，所述聚光单元为透镜。

9.根据权利要求8所述的激光剥漆装置，其特征在于，所述分光镜相对于所述激光束照射方向呈45°倾斜设置。

10.根据权利要求1所述的激光剥漆装置，其特征在于，

所述发光单元为激光振镜；和/或，

所述第一分光束和所述第二分光束是同步地分别剥离所述线材的所述第一部分待剥漆表面和所述第二部分待剥漆表面。