高频数据线的电磁屏蔽层的环切脱除方法及其自动化设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高频电子线路连接线制造领域。
[0002]本发明涉及一种高频数据连接线(例如USB/HDMI数据线等)的制造过程中，线缆中的电磁屏蔽层的环切和脱出方法及其自动化设备。提出利用对称共焦激光两次切割实现环切的自动化作业方案，提出利用对转啮合的弹性夹片机构实现屏蔽层拔出脱除的自动化作业方案，提出了先激光环切然后对转啮合的弹性夹片拔除屏蔽层的自动化设备的技术方案。
【背景技术】
[0003]当前，高频电子线路连接线如HDM1、USB的制造过程中，其工序是连续线缆的定长裁切、线缆焊端处理、芯线焊端和连接器的对位以及焊接、封装等步骤。其中都需要对线缆定长裁切后的两端连接部位的电磁屏蔽层(有的是铝箔麦拉屏蔽层，在HDMI连接线中广泛采用；有的是金属网屏蔽层，例如在USB3.1连接线中广泛采用)进行剥除，便于后续的分线和焊接等。现有技术局限于激光的初级应用，就是简单的将带屏蔽层的芯线划过激光束，获得一个切口，或破口，然后人工弯折、摇曳，撕裂破断屏蔽层，靠人工拔出屏蔽层。还没有一个好的完整的自动化处理技术方法，更没有适用于金属屏蔽网的作业方案，因为，这种简单的激光切割，不能在圆周上全面有效地切断屏蔽层，对于铝箔麦拉屏蔽层，通过人工摇曳撕裂铝箔麦拉，尚可实现铝箔麦拉的脱除，但是，对于金属编织屏蔽网，一旦切割不彻底，拔除时就有金属丝的残留，就需要反工处理，生产效率低。
[0004]为改变现状，本发明提出新的屏蔽层的去除技术方案，就是先激光环切屏蔽层，然后采用对转辊夹持挤压拔出屏蔽层的技术方案，并进一步提出完整的自动化设备。实现制造过程的机械化高效作业。
【发明内容】
[0005]本发明构思了高频数据线的电磁屏蔽层的激光环切技术方案、以及采用对转辊弹性夹片啮合夹持拔出屏蔽层的技术方案，两步法实现了屏蔽层的脱除。并发明了实现该技术方案的自动化机器。
[0006]本发明涉及的高频数据连接线制造中屏蔽层的脱除方法是这样的，依次经历两大核心工序，首先采用激光技术实现屏蔽层、尤其是金属网屏蔽层的环切完整分断，然后采用对转辊的轴端弹性夹片的啮合夹持拔出动作，实现屏蔽层的脱出去除。
[0007]当然，以上两步作业，生产实践中可以划分两个工区和工位，采用两部机器分别作业完成。本发明进一步提出这两个工序在一台自动化机器中全部完成的技术方案。大幅度提升了劳动生产力。
[0008]本发明提出的屏蔽层激光环切技术方案是这样的:假设恒定激光焦点，移动高频数据线通过激光焦点实现一次定向切割；恒定激光焦点，变换输入激光方位，移动高频数据线通过激光焦点实现再次定向切割；通过上述两次不同激光输入方位的定向切割的叠加，实现铝箔麦拉屏蔽层或金属编织网屏蔽层的环切效果。
[0009]激光焦点相对于高频数据线的移动是相对而言的，通常是固定一方，另一方相对其移动。应用在本发明的自动化设备上，就是高频数据线相对静止，移动激光束形成的激光焦点划过铝箔麦拉屏蔽层或金属编织网屏蔽层。
[0010]进一步，激光器最好是一对(两个)对射布置的共焦点激光器，满足激光束从屏蔽层的两侧对射切割，这样的一次切割就可实现绝大部分的屏蔽层切断。再叠加一次改变了激光入射方位角的切割，就可理想实现环切效果。
[0011]这样，激光器的承载机构需要能够在焦点位置绕Z轴旋转，实现恒定激光焦点的前提下却能够变化两次作业输入激光的方位角。对射布置的共焦点激光器方案的好处就是第二次施加激光相对于前一次的激光光轴偏转角可以比较小，比如说小于45°，这便于简化设备机构。这和使用单侧一个激光点环绕线缆转动360°实现环切的概念是不同的。
[0012]这样，通过两次不同入射方位角激光的照射切割作用的叠加效果，位于焦点上的屏蔽层就实现了环切效果。如果高频数据线芯线成组沿X方向排列布置，激光焦点相对于成组的高频数据线芯线沿X方向移动，就可以实现批量环切屏蔽层的自动化作业。
[0013]通常情况，两次激光入射方位的夹角在60度左右为适中，可以有宽幅的调节范围，比如±30°的调节。
[0014]切割铝箔麦拉屏蔽层，常用的C02激光器完全可以胜任，如果要兼容能够切割金属屏蔽网(材质:铜丝或镀锡铜丝)，就要选用Nd:YAG激光器。
[0015]本发明通过至少两次施加激光实现环切的叠加方法、相应的光路、和相应的驱动机构是多样性的，也不复杂，不予赘述。
[0016]本发明提出的屏蔽层激光环切后的脱出技术方案是这样的:有一组对转啮合的弹性夹片，在驱动机构的作用下弹性夹片旋转运动，实现弹性夹片不断的离合；弹性夹片转动合拢时，弹性夹片弯曲变形和挤压变形夹持要脱除的铝箔麦拉屏蔽层或金属编织网屏蔽层部分，弹性夹片转动分离时释放脱出的铝箔麦拉屏蔽层或金属编织网屏蔽层。
[0017]上述的旋转动作提供的旋转力矩，实现了从弹性夹片提供正压力转化为摩擦拔出力的过程。所述的弹性夹片优选使用橡胶板，易于实现弯曲变形和挤压变形，而且在同等正压力情况下容易形成夹片和屏蔽层之间较大的摩擦力，易于脱出。
[0018]同样的思维拓展，环切后的高频数据线芯线成组沿X方向排列布置，对转啮合的弹性夹片相对于成组的高频数据线芯线沿X方向移动，实现批量脱除自动化作业；同理，对转啮合的弹性夹片相对于高频数据线的移动是相对而言的，通常是固定一方，另一方相对其移动。应用在本发明的自动化设备上，就是高频数据线相对静止，对转啮合的弹性夹片相对于成组的高频数据线芯线沿X方向往复移动。
[0019]本发明提出的一种高频数据线的铝箔麦拉屏蔽层或金属编织网屏蔽层的环切脱除自动化设备，是一个这样的组成结构:设备是一种工站式结构，有工站模组和传输机构，工件传输到每个工站，通过控制系统指令，在一个标准工步时间周期内，完成本工站的作业任务。本发明提出的自动化设备有高频数据线的铝箔麦拉屏蔽层或金属编织网屏蔽层的激光环切模组工站和高频数据线的铝箔麦拉屏蔽层或金属编织网屏蔽层环切后的脱除模组工站配置；待加工的高频数据线的铝箔麦拉屏蔽层或金属编织网屏蔽层成组的排列布置在一个平面内，定位在一个治具内，称之为工件；设备有自动控制的传输机构步进作业传送工件，工件在第一个作业周期内位于所述的环切模组工站位置，完成所述环切作业，工件在第二个作业周期内位于所述的脱除模组工站位置，完成所述屏蔽层的脱出作业。
[0020]所述的环切模组工站有一对对射布置的共焦点激光器，共焦点激光器定置在一回转承载机构上，激光器的承载机构可以以焦点位置为中心绕Z轴旋转，激光器焦点定位于铝箔麦拉屏蔽层或金属编织网屏蔽层的成组排列平面上。
[0021]所述的对射布置的共焦点激光器回转装置定置在一能够X方向往复移动的运动机构上，所述自动化设备的作业模式是要加工的工件静止，激光束焦点沿X方向移动，以一定的激光入射角定向切割成组排列的铝箔麦拉屏蔽层或金属编织网屏蔽层。
[0022]所述的脱除模组工站有一组对转啮合的弹性夹片，弹性夹片安装在一对同步相向转动的传动轴上，传动机构可以是链条、同步带、齿轮组等，
所述的脱除模组工站的所述传动机构安装在一个可X方向往复移动的X向拖动机构上，所述自动化设备的作业模式是要加工的工件静止，所述X向拖动机构驱动拖动对转啮合的弹性夹片沿X方向移动，夹持离合时脱出铝箔麦拉屏蔽层或金属编织网屏蔽层。
[0023]
下面结合【附图说明】本发明涉及的高频数据线电磁屏蔽层脱除方法和自动化脱除设备。
[0024]图1是一根高频数据线的线缆结构示意图图2是一根屏蔽层环切脱除后的芯线结构
图3是成组的数据线的屏蔽层平面排列成待加工工件状态示意图图4是屏蔽层激光环切方法示意图图5是屏蔽层脱出方法示意图，<