使用紫色或蓝色激光二极管来剥开电缆的设备

摘要

本发明涉及一种电缆剥开设备，一方面包括至少一个由激光源(1；101；201)发射并且被光学组件(2-4；102，103；203-208)聚焦于称作切割点的聚焦点(12，13)的剥开光束(10，11；110，111；209)，另一方面包括接纳要剥开的电缆的一部分的至少一个接纳轨道(6；106)，其特征在于，每个激光源包括发射介于400nm和460nm之间、优选为445nm的波长的剥开光束的激光二极管(1；101；201)。

说明书

技术领域

本发明涉及用于剥开电缆的激光设备。

背景技术

单芯电缆通常包括导体芯和在电缆整个长度上围绕导体的绝缘 套，所述绝缘套可以由几层构成，例如的内层和的 外层。多芯电缆通常包括均由导体构成的多个芯和单个绝缘套，芯的 群组被金属编织物围绕，然后被公共绝缘套(例如层和 的绝缘层)围绕。为了把电缆连接到某个特定电气设备，必须 剥开电缆的端部，也就是说从端部在给定长度上移除绝缘套以便剥出 导体，而不损坏导体。多芯电缆的端部的剥开还包括从该端部在给定 长度上移除公共绝缘套，同时注意不损坏金属编织物和各个芯的单个 绝缘套。在整个说明书中，“剥开”用来指剥开电缆端部的动作。电 缆的剥开在航空领域中是特别频繁的操作，飞行器配有用于控制和操 作飞行器的各种系统的几百千米的电缆，这些电缆中的大多数必须被 在两端处剥开以使得能够把电缆连接到各种终端。在飞行器的维护操 作的上下文中，技术人员必须频繁更好有缺陷的电缆；在这种情况下， 现场(也就是说在作为特别受限位置的飞行器中)剥开更换线缆的端 部更加有利。现场剥开有时是不可避免的，例如当不可能事先知道线 缆的长度时(如遵循z形电路的多芯电缆的情况)。因此存在具有便 携式的电缆剥开设备的需要，特别在航空工业中。

存在这样的机械剥开设备：其包括呈环形或设置为V形的两个刀 片，这两个刀片彼此面对并铰接在一起使得能够通过剪切来切割电缆 的围绕导体的套。这些机械设备具有各种缺陷。

每对刀片被调整适于线缆的给定尺寸和类型，并且因此必须获得 一整套刀片以能够剥开用于例如飞行器中的各种电缆。错误使用与要 剥开的电缆不对应的一对刀片可能或者导致绝缘套的不完全移除并因 此导致电缆到终端的不适当连接，或者导致切割电缆导体的某些导线， 结果是机械强度属性的减少，电阻的增大(因为减少了导电截面)能 够产生热点，所有这些缺陷能够导致电缆的整体折断。由于刀片通过 接触而操作，所以它们倾向于磨损并必须定期更换。此外，用于航空 领域的电缆具有逐渐精细的绝缘套以便减小飞行器机载的重量。当前 的加工容限不允许(至少不是以可接受的成本)制造能够可靠剥开最 新电缆(其绝缘套例如仅由非常薄的层形成)的刀片。最后， 机械设备不适于剥开其截面为非圆形的电缆，并且特别不适于剥开多 芯电缆或绞线电缆。

还存在热剥开设备，该设备具有被施加以灼烧绝缘套的加热刀 片。这些设备不令人满意，因为它们经常把绝缘沉积物留在剥开的导 体上并且不允许实现精确的剥开。

还已知激光剥开设备，所发射的激光辐射使绝缘套挥发。由于该 技术不涉及接触，这些设备不受磨损问题的困扰。此外，它们使得能 够不仅剥开柱形或非柱形(如双绞线)的电缆，而且能够执行绝缘套 的所有形式的切割，例如切割窗口以进行屏蔽连接。激光剥开设备的 主要缺点是它们的高成本和缺少紧凑性。

WO2008084216描述了一种激光剥开设备，包括：

－基础单元，包括发射红外激光辐射的CO₂激光器；

－挠性构件，集成有用于发射激光辐射的波导；应注意当前不存 在适于传送由CO₂激光器发射的红外辐射的波导；本领域技术人员因 此不能生产由WO2008084216描述的设备；

－以及接收激光辐射的便携式剥开头部，包括：

－适于接收要剥开的电缆的端部的剥开区域，

－光学装置，适于接收激光辐射并且把它引导到剥开区域中， 朝向电缆，并且沿着切割路径围绕该电缆，

－用于把用于清洁被挥发的绝缘体污染的光学元件的气体注 入的装置，

－控制装置，使得能够沿着切割路径调整辐射的移动速度或 者监视并可能的情况下调整所发射的激光辐射的功率。

WO2008084216提出的设备是对力求紧凑性的响应和对产生便携 式设备的努力，但是其基础单元仍非常巨大并因此不允许在非常受限 的部位使用该设备。特别地，给定已知为CO₂激光器的尺寸，该基础 单元似乎不能容易地放置在飞行器上。类似地，难以想到把这样的剥 开设备集成到电缆标记机中。而且，把剥开头部连接到基础单元的挠 性构件的存在阻碍剥开头部的操作容易性。此外，未提供所发射的激 光辐射的场深度，以使得仅当电导体足够反射激光辐射才保持电导体。 出于相同原因，不可能用这样的已知设备在没有切割多芯电缆的编织 物或多芯电缆的芯之一的单个绝缘套的风险的情况下来移除多芯电缆 的公共绝缘套。

已知气体激光器、化学激光器、固态激光器(基于晶体)、半导 体激光器，在此都标记为“激光二极管”。

至今为止为了剥开电缆仅想到气体激光器(具体而言，CO₂激光 器，准分子激光器和氩激光器)的使用。或者发射红外光或者紫外光 的这些激光器的使用允许保证电缆导体的完整性，铜反射这样的辐射 的99％。由CO₂激光器发射的通常10.6μm的波长已经被证明完全适 于电缆的剥开，不仅因为通常用作导体的铜具有在该波长处较高的损 坏阈值而且因为用于包覆电缆的大多数绝缘材料在该波长处具有较低 损坏阈值。在由掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)类型的固态激光器发射的 1.064μm近红外波长的情况下该现象相反。

然而CO₂激光器进行剥开的技术有以下多种缺陷：

－CO₂激光器相对体积较大(对于10W的最紧凑模型大致为 100mm×100mm×300mm)。至今所知的所有CO₂激光器设备都是非 常体积庞大的。它们使得不能现场剥开。

－其耗电非常高。

－尽管其束质量可以很高(M2接近1)，但是其聚焦功率较低。 结果这些设备不适于生成允许精确剥开的小斑点。

－10.6μm的红外波长要求使用特别光学元件，如ZnSe光学元件， 它们比玻璃昂贵得多并且敏感得多。这些光学元件特别提出了由于低 硬度导致的清洁的问题。

－10.6μm的波长对眼睛不可见，这使得光束的对准复杂化。例如， 必须使用专用于对准的可见光束。

由紫外范围(对于常用的气体波长为0.193μm、0.248μm、0.308μm 或0.351μm)发射的准分子激光器进行剥开的技术使得能够进行对电 缆套的精细且精确切割。然而这些激光源是极其庞大的。它们还非常 昂贵，不仅购买时，而且在维护时，这是因为它们需要对气体混合物 的非常频繁的更新，然而这是非常有毒的。这些激光源被脉冲化并生 成高峰值功率的光束，这尽管可以有效地切割电缆套却也能够损坏金 属芯。

FR2690015提供了由在紫外光(也就是说小于380nm的波长)中 发射的激光器用于剥开电缆的示例。优选地，激光器是氩激光器。应 注意存在具有波长为351nm或364nm的波长的氩激光器。

初看起来，可能不会想到使用激光二极管，因为：已知的激光二 极管生成波长不满意并且或者功率太低或者质量太差的光束。更特别 地，最普遍的激光二极管通常在近红外范围(介于0.7μm和1.8μm之 间)内发射，该范围内线缆套导致强散射。因此，这些二极管证明对 于剥开线缆是效率低下的。为了补偿该低下效率，将需要高功率。现 在可获得高功率多元件激光二极管。然而，后者发射质量差的光束， 也就是说具有低聚焦功率的光束，准确地说是因为它们是多元件的， 也就是说由多个发射器元件构成，这不允许简单地生成小尺寸的(线 缆剥开所需)的强斑。这就是为什么激光二极管主要用于焊接或照明 应用。初看起来它们似乎与要求精确性的加工应用(如电缆剥开应用) 不兼容。

本发明针对通过提供紧凑并真正便携以便能够被用在受限部位 (如飞行器)或例如能够被集成到已知的线缆标记机器的激光剥开设 备来缓解这些缺陷。该设备必须还允许安全可靠地剥开所有直径的单 芯柱形电缆，也就是说，没有损坏电缆导体的风险并且保证不残留绝 缘沉积。在有利的版本中，本发明还针对提供允许剥开任何类型的电 缆(柱形电缆，多芯电缆，甚至带状电缆)的剥开设备。本发明的另 一目的是提供其制造成本等于或小于已知设备的设备。

发明内容

为此，本发明提供了一种电缆剥开设备，包括由激光源发射并且 通过光学组件聚焦于聚焦点的至少一个剥开光束，聚焦点称作切割点， 还包括接收要被剥开的电缆的一部分的至少一个接收轨道。根据本发 明的设备的特征在于激光源包括激光二极管，后文作为蓝色或紫色激 光器，发射波长介于400nm(0.40μm)和460nm(0.46μm)之间的剥 开光束。

优选地，每个激光源仅由蓝色或紫光激光二极管构成。

发明人已经证实了在可见和近红外范围中大部分电缆套上的观察 到的高水平的散射反射倾向于在剥开光束波长接近紫外范围时下降。 对于某些套而言低于0.46μm或者对于另一些套而言低于0.41μm，吸 收水平显著增大(与散射反射水平的减小有关)，这准许借助于GaN 技术功率激光二极管的有效剥开。这些激光二极管尤其是针对“蓝光 盘”或激光投影技术而开发出来。这些激光二极管可以强功率并且相 对较高光束质量的单部件激光二极管的形式获得(尽管这些二极管通 常是多模的)。

较小波长和较高的光束质量允许获得高质量剥开获得所需的合理 工作距离的较小尺寸的切割点。

更准确地，在市场上发现发射等于375nm波长(即紫外)的辐射 的激光二极管。发明人证实了这些激光二极管具有太小的功率以致不 能用于可想到的应用。此外，其成本太高。

此外还存在发射大于等于445nm的波长的辐射的激光二极管；这 些二极管具有显著高的功率、优质的光束，不那么脆弱，但是先验地 不那么有效，这是因为其波长用于导体不是那么有利。然而，发明人 示出从前没有被测试用于电缆剥开操作的该波长最终与该应用相容。 最后存在发射波长介于400nm和410nm之间例如405nm的辐射的激 光二极管。发明人证实了这些二极管提供了对于根据本发明的设备的 在价格、功率和波长方面的有利折衷。优选地，每个激光源因此包括 发射介于400nm和410nm之间或者介于440nm和460nm之间的波长 的剥开光束的激光二极管。

紫色或蓝色激光二极管的使用具有相对于CO₂激光器、准分子激 光器或氩激光器技术的多个优点：

－激光二极管的体积与气体激光器的体积绝不能相提并论：激光 二极管仅几毫米。这尤其允许把多个激光二极管设置在同一剥开设备 中以便提高产率。这还允许设计更小的剥开设备，其中激光源可以安 装在移动元件上。这最后允许实现可现场使用的便携式剥开设备。

－其电/光效率很高，这显著减小了剥开设备的电消耗；因此可以 提供电池供电。

－光学元件可以是玻璃或二氧化硅：因此更容易提供并更加稳健。

－在该波长范围中可用的光学元件和光电子学的多样性允许使用 复杂方案，如用于后文描述的切割点的反馈控制的自动聚焦系统。

－紫色或蓝色激光束是可见的(与FR2690015的氩激光器和准分 子激光器的紫外光相反，并且与CO₂激光器的红外光束相反)；因此 很容易对准。

－激光束可以聚焦在很小尺寸的切割点，这允许生成很大精度的 绝缘套的切割，优化所需光功率并限制剥开光束景深。

如前所述，根据本发明的设备包括一个或多个剥开光束。优选地， 当包括多个时，每个光束并激光源和适当的光学组件发射并聚焦，以 使得该设备包括与剥开光束同样数量的激光源和光学组件。光源的复 数个是由激光二极管的微型化的特征来实现的。

优选地根据本发明，剥开设备针对至少去一个切割点并且优选地 针对每个切割点还包括定向装置，定向装置能够使所述切割点沿着预 定切割轨迹相对于电缆接纳轨道位移。优选地，这些装置实质上是机 械的。

如果包括多个切割点，则该设备可以包括与切割点相同数量的机 械定向组件，每个机械组件允许单独地使与其关联的单个切割点位移， 或者，作为变型，单个机械组件允许使所有切割点共同位移。

优选地，根据本发明的设备包括能够使至少一个切割点沿着圆形 轨迹在横向平面中围绕电缆接纳轨道位移。换句话说，光束围绕要剥 开的电缆转动以便在套中进行圆形切割。

优选地，根据本发明的设备包括能够使至少一个切割点同时沿着 线性电缆接纳轨道并围绕其位移的机械定向装置，以便允许执行窗口 形的切割来实现例如屏蔽连接。

有利地根据本发明，每个电缆接纳轨道整个穿过该设备并且具有 能缩回的阻挡器，该阻挡器在伸展位置穿过电缆接纳轨道并因此封闭 电缆的通道以便允许剥开定位靠在伸展的阻挡器上的电缆的端部；该 阻挡器在缩回位置准许电缆通过，电缆因此穿过该设备，以便允许在 电缆的若干区域(远离端部)中进行切割，例如用于实现屏蔽连接， 或者为了能够把根据本发明的设备集成到其中电缆通过的生产线(例 如包括标记站)中。

有利地，根据本发明的设备包括要剥开的电缆的多个线性接纳轨 道，这些轨道在同一平面中沿着纵向方向X彼此平行地延伸，并且该 设备包括使至少一个切割点沿着与电缆接纳轨道的平面平行并且与纵 向方向X正交的横向方向Y位移。该设备允许在同一剥开操作中剥开 多个电缆。

有利地，根据本发明的设备包括至少两个剥开光束，所述光束的 切割点位于电缆接纳轨道的两侧，在同一横向剥开平面(与电缆接纳 轨道的纵向正交的平面)中。

在可能的第一实施方式中，根据本发明的设备包括分布在电缆接 纳轨道周围的三个或四个剥开光束，这些剥开光束中的每一个是由蓝 色或紫色激光二极管在剥开平面(也就是说在与电缆接纳轨道正交的 平面)中发射并被机动旋转镜反射的横向原射线束形成的，三个或四 个机动旋转镜被异步地控制以使得剥开光束不交叉。在设备包括四个 剥开光束(因此四个二极管和四个镜)的情况下，机动旋转镜优选地 两两被控制(两个切割因此在电缆套中同时进行)。应注意每个机动 旋转镜同时构成“光学组件”和前述的与剥开光束相关的“定向装置” 的一部分。

在可能的第二实施方式中，根据本发明的设备包括分布在电缆接 纳轨道周围的三个或四个剥开光束，这些剥开光束中的每一个是由蓝 色或紫色激光二极管沿着与电缆接纳轨道平行的方向发射并被机动旋 转镜反射的原射线束形成的。与具有与电缆接纳轨道正交的的原射线 束的第一实施方式相比，具有与电缆接纳轨道平行的原射线束的该第 二实施方式更加紧凑。

该第二实施方式可以分为两个变型。在第一变型中，每个机动旋 转镜的电机被布置在对应镜的正前方，表述“前方”参照如后面限定 的方向。该设备包括具有前表面和相反的后表面的外盒；通过该前表 面要被剥开的电缆能够被引入设备中，电缆接纳轨道从前表面延伸到 盒的内部并优选直到后表面。换句话说，在该第一变型中，每个电机 被布置在相关的镜和设备的前表面之间。

在第二变型中，每个机动旋转镜与被布置在对应激光二极管的后 方的电机相关联，该设备还具有前表面，通过该前表面要被剥开的电 缆能够被引入电缆进入孔中。换句话说，在该第二变型中，对于每个 剥开光束，沿着电缆接纳轨道从设备的前表面相继存在：机动旋转镜、 激光二极管和与镜相关联的电机。通过把与镜相关联的电机的位置移 到设备的后方，把剥开面朝向设备的前表面位移，这对于在受限布线 环境中应被带到要剥开的电缆(而不是相反的情形)的便携式设备特 别有利。

优选地，根据本发明，该设备针对每个电缆接纳轨道包括用于把 要剥开的电缆保持在电缆接纳轨道中的保持组件，并且保持组件包括 配有遮光弹性材料的套筒的封隔器。由封隔器引起的套筒围绕要剥开 的电缆的压迫允许使设备对光密封并且因此避免操作员烧伤的风险。

优选地，每个保持组件包括能够沿着与电缆接纳轨道正交的方向 滑动的滑块并且滑块包括不同内径的至少两个通道，每个通道具有配 有遮光弹性材料的套筒的封隔器。

有利地，该设备包括校准装置，校准装置能够测量容纳在电缆接 纳轨道中的要剥开的电缆的直径并且根据测得的直径来调整至少一个 切割点相对于所述接纳轨道的位置。可使用任何适当的装置以便获得 直径的测量。举例来说，可以使用包括将夹住电缆并安装在滑动卡钳 上的电缆保持爪具的机械构件。作为变型，校准装置包括前述的封隔 器。随电缆直径变化的封隔器的位移距离因此可以用于确定该直径。 作为变型，可以提供光学检测构件。

在优选版本中，该设备针对至少一个剥开光束包括用于检验剥开 进程的监测系统。

优选地，该监测系统包括用于捕获并分析由所述剥开光束针对的 电缆发射的光学检验信号的装置(如一个或多个光电二极管)以及能 够根据所述光学检验信号的分析结果来调整扫描参数(例如前述的机 动旋转镜的转动速度和/或角度)的控制装置。该光学检验信号或者对 应于由电缆后向散射的激光束，或者对应于由激光/要剥开的绝缘体交 互产生的光发射(荧光或白热光)。

该光学检验信号优选借助于至少一个光电二极管(具有检测光学 范围内的辐射并把它转换为电信号的能力的半导体组件)获得，无论 是否频谱过滤(例如红外过滤光电二极管仅捕获近红外波长并因此对 蓝色激光束的强反射不敏感)都允许测量蓝色激光束的反射系数变化， 或者测量由(聚酰亚胺)层(常位于PTEF或其它材料制成 的上套的下方)的烧灼产生的白热光。在剥开其绝缘套由单一类型的 聚合物构成的电缆时的反射系数变化允许知道已经到达金属芯或金属 屏蔽。在剥开其绝缘套包括子层的电缆时的强爆裂声的检测 允许类似地知道局部较好地执行剥开。

应注意光电二极管是不那么昂贵的标准组件。此外，其极小尺寸 允许获得体积较小且轻的设备。在设备包括多个激光二极管或更一般 地包括多个剥开光束的情况下，可以提供与剥开光束同样数量的检测 光电二极管。所获得的设备保持足够紧凑和轻便以成为便携的，以便 用在例如飞行器中。

为了剥开具有在导体芯和金属屏蔽之间的聚酰亚胺层的多芯电 缆，不捕获由激光二极管发射的波长的过滤的光电二极管可例如用于 通过检测表征激光/聚酰亚胺相互作用的亮火花的存在来控制剥开方 法的进行状态。一旦到达该聚酰亚胺层(如果屏蔽不完全连续且阻光 就可能到达了)并且因此检测到亮火花，就使剥开光束位移以便不引 起切割下方导线的风险。

对于其他电缆，未滤光的光电二极管允许检测剥开光束的反射差 别并因此允许继续剥开操作直到到达导体芯或电缆的金属屏蔽。

有利地，该设备包括用于切割点的随动控制的自动聚焦系统，能 够确定所述切割点相对于容纳在对应的电缆接纳轨道(所述切割点所 针对的接纳轨道)中的要剥开的电缆的表面的位置。在可能的实施方 式中，该自动聚焦系统包括与剥开光束(对应于随动切割点)共面并 且围绕所述剥开光束的两个检验光束以及捕获和分析由容纳在(由所 述剥开光束所针对的)接纳轨道中的电缆反射的辐射形成的检验图像 的捕获分析装置(如线性传感器)；此外，所述接纳轨道沿着被视为 倾斜的纵向方向延伸，所述纵向方向在包含剥开光束和接纳轨道的平 面中、与和剥开光束的轴向方向正交的剥开法线方向形成非零的角度。 检验光束可以由适于该光束的低功率的激光二极管生成。作为变型， 检验光束由产生剥开光束的激光二极管生成，与该激光二极管相关联 的三光束散射生成器允许把由激光二极管发射的辐射分成三个光束 (一个中央剥开光束和功率较小的两个侧面检验光束)。

在本发明的一个版本中，监测系统或自动聚焦系统还包括极化分 离镜，允许把剥开光束和可能有的检验光束朝电缆接纳轨道定向并且 仅向图像传感器或光电二极管传送反射的辐射。

优选地，根据本发明的设备靠自主电池工作。

此外，其有利地连接到排出且过滤由电缆套的挥发产生的烟的排 气过滤设备。

考虑到较小体积，根据本发明的激光剥开设备可以集成到以期望 长度卷绕且切割一盘电缆的切割机中。其还可以集成到电缆标记机器 中。在这两情况下，最好使用根据本发明的其中电缆接纳轨道是横向 的设备。

本发明延伸到特征在于所有或部分前述或后述特征的组合的激光 剥开设备。

附图说明

参照与优选实施例有关的附图，通过对接下来的以非限定性示例 方式提供的描述的阅读，本发明的其它细节和优点将会变得更加清楚， 在附图中：

－图1是根据本发明的剥开设备的第一实施例的纵向截面图；

－图2是根据本发明的剥开设备的第二实施例的横向截面图；

－图3是根据本发明的剥开设备的第三实施例的纵向截面图；

－图4a至4c在三个不同的情形(聚焦的切割点分别在要剥开的 电缆的表面之外，之上或之前)中以纵截面示出图3的示图的下游部 分以及在每种情形中在检验传感器的输出获得的信号；

－图5是根据本发明的设备的具有发射横向原射线束的四个激光 二极管的实施例的横截面图；

－图6是根据本发明的设备的具有发射纵向原射线束(平行于电 缆接纳轨道)的三个激光二极管的实施例的横截面图；

－图7和图8是根据本发明的设备的具有发射与电缆接纳轨道平 行的原射线束的多个激光二极管的两个实施例的纵截面图(图7仅示 出该设备的一部分)；

－图8和图9是根据本发明的设备的密封保持组件的两个实施例 的纵截面图；

－图10是根据本发明的设备的具有滑块密封保持组件的分解图。

具体实施方式

一般来说，本发明的各实施例可分为三类：

－第一类设备，包括能够相对于要剥开的电缆移动的一个或多个 剥开头，

－第二类设备，包括仅一部分(例如镜)能够相对于要剥开的电 缆移动的一个或多个剥开头，激光二极管或二极管保持固定在该设备 中；这就是图5至图8中示出的设备，

－第三类设备，包括仅一部分能够相对于要剥开的电缆移动的一 个或多个剥开头(如第二类设备)，所有的剥开头进一步能够在设备 中作为块而整体移动，例如横向移动(如图2中所示那样)或者沿着 电缆接纳轨道在纵向移动以便进行例如纵向切割来便于绝缘的提取并 且在屏蔽连接的情况下做出窗口。

图1示出第一类的电缆剥开设备的第一示例。该第一示例包括用 于发射两个共面剥开光束10和11的两个剥开头。每个头包括蓝色或 紫色激光二极管1，也就是说用介于0.40μm和0.46μm之间的波长发 射的二极管，以及光学组件，该光学组件包括准直光学元件2、聚焦 光学元件3以及偏转镜4。剥开光束10因此聚焦在切割点12，而剥开 光束11聚焦在切割点13。所示出的剥开设备还包括用于接收要剥开 的电缆的轨道6，该轨道6由管状导向器7(具有中空部70)和保持 爪8限定。电缆5被从图的左侧插入直到容纳在导向器7的中空部70 中的可调节阻挡器9。阻挡器9中纵向方向上相对于导向器7的位置 可由用户通过任何适当装置(未示出)调整。更具体地，阻挡器6在 管状导向器7的中空部70中滑动。

容易理解有助于限定接收轨道6并保持电缆5就位的爪8适于要 剥开的电缆的直径。每个切割点12、13的位置可以在爪8的开口(爪 构件之间的距离)处机械地标注，以便保持基本上恒定的工作距离(在 切割点和电缆表面之间的距离)，而不管要剥开的电缆的直径如何。 这样的标记系统(未示出)构成根据所附权利要求的意义上的校准装 置。

使设备的两个剥开头(二极管1+光学元件2和3+偏转镜4，偏 转镜4相对于二极管和二极管所生成的原射线束保持固定)围绕要剥 开的电缆旋转。这种旋转移动是使用指向装置来进行的，所述指向装 置包括电机，其速度根据剥开程序、关于电缆的直径(可以使用例如 测量爪(8)的爪构件的移动的传感器来确定)的信息而被优化。

这样的具有旋转剥开头的实施例可以包括一个或更多个(如所示 那样2个，或更多个)剥开头。

如图1那样的旋转剥开头的第一类设备的优点是具有遵循圆形路 径的切割点，也就是说，紧密符合电缆几何形状的路径，而图2所示 的第一类设备或图5和6所示(后面描述)的第二类设备的切割点遵 循相对较而言不那么推荐的直线路径。在这种情况下，可以为这些设 备的每个剥开头提供后面所述的自动聚焦系统以便补偿当变得严重时 的这类缺陷(根据要剥开的电缆的性质)。某些剥开参数(如激光二 极管的发光功率、光学头的旋转速度、或旋转数量)可以通过用于控 制剥开进程的监测系统来调节。在简单版本中，图中未示出的该监测 系统包括测量由电缆表面发射的光学检验信号的强度的光电检测器 (光电二极管)。在第二类设备中，光电检测器有利地针对每个剥开 头被提供。

实际上，由电缆的表面通过荧光生成或散射的通量(称为“光学 检验信号”)的强度根据激光束照射的材料而变化，这允许知道例如 电缆的绝缘套的第一层已经被完全加工并且第二层正处于被加工的过 程中，或例如电缆的金属芯是裸露的(当激光束在通过绝缘套的聚合 物材料后到达电缆的金属芯时后向散射的通量的强度突然变化)。光 学检验信号取决于剥开束的角度和纵向行程。

这可以通过适于调整激光功率或移动速度以便不坚持超过必要并 优化操作速度的控制装置来实时考虑。

这还可以用于具有多个通道以计算用于随后通道的激光参数的方 案。例如，高速和低激光功率的第一通道允许剥开被看作容易的区域。 光学检验信号使得能够定位这些已经剥开的区域并且在随后通道关闭 或减少在那些区域的位置的激光功率。以此类推，对于随后通道，直 到360度圆周或期望的线性长度已经被完全切割。以此方式，可以逐 个绝缘层地执行加工，而无需在小厚度的容易区域或更接近每个剥开 光束的切割点的区域上坚持。

该监测功能对于屏蔽的双绞线多芯电缆的剥开(也称为剥离的操 作)是特别值得的，该电缆的编织螺旋金属屏蔽不总是完全不透光的 (在网可能稍微松弛的地方)。

事实上，该类电缆的截面不是圆形并因此具有与每个剥开光束的 切割点或大或小的距离的表面。此外更常见的是上部绝缘体被覆盖， 并具有由单层带组成的区域或由两层或更多层带组成的区域。在此上 下文中，某些区域将比其它区域剥开更快。如果这种类型的电缆以恒 定功率和速度被剥开，则容易的区域(仅有一层带的区域或位于切割 点的位置处的区域)将被持续剥开以便难的区域(具有多层带的区域 或者位于切割点上游或下游的区域)被完全切割。在可与屏蔽编织物 的网格不完整的点相对应的某些区域上持续的同时，不能排除会损坏 底层线的绝缘套，这是不能接受的。通过使用监视功能，该功能或者 是实时的，或者是如上所述在具有若干通道的方案的上下文，或者根 据使得能够本地确定激光能量的量的另一方案，可以确保与屏蔽下方 的线的整体相关的完全受控且安全的剥开或剥离。

除了引导电缆5和可调节阻挡器9的功能之外，管状导向器7还 用于吸走由构成套的聚合物材料的挥发给出的烟。为此，其具有环状 中空部71(围绕中空部70)或截面为圆形或其它形状的多个中空部， 这些中空部位于阻挡器9周围，其中烟可以通过，并且吸收过滤设备 (未示出)可以连接到这些中空部上。

图2示出第一类设备的第二示例，其使得能够对加载到平动板上 的大量电缆的统一剥开。

这样的设备包括至少一个电缆接纳轨道106和一对剥开头，所述 剥开头在横向平面(与所述接收平面106成直角的平面)中生成两个 剥开光束110、111。所述光束在该横向平面中(图的平面)在所述轨 道的各相反侧上延伸。每个剥开头包括蓝色或紫色激光二极管101， 和用于把剥开光束110或111成型的光学元件102、103。该设备还包 括用于把接收轨道在横向方向(与接收轨道106成直角)上并且在与 剥开光束方向成直角的方向上平移的机械装置。在变型中，可以规定 平移装置不移动轨道但在横向方向上移动剥开头。在这两种情况下， 这些平移装置在所附权利要求的意义上构成机械定向装置。

在同一设备中可以设置多个电缆接纳轨道和剥开轨道(在此示出 五个轨道和五对)，以便同时剥开大量电缆。通过接收轨道的横向平 移，该设备还使得能够剥开不仅单芯柱状电缆，还能够剥开带状电缆 (如所示那样)。

根据本发明通过蓝色或紫色激光二极管进行剥开的设备在可能的 情况下可以包括用于对电缆表面上的切割点进行随动控制的自动聚焦 功能。该功能对于非圆形截面的双绞多芯电缆(位于套下方的线可能 被激光束损坏)的剥开是高度有利的。在柱状电缆的剥开的情况下， 还确保完整的剥开(而不会对导体任何损坏或保留下绝缘迹线)或使 该设备适于具有极度精确的电缆的直径。

自动聚焦功能使得能够用激光束在很短的景深工作并且使用计算 机实时跟踪电缆的拓扑，同时光学头沿着电缆轴向移动或相对于电缆 圆形移动。

图3的实施例示出这样的自动聚焦功能的操作原理。蓝色或紫色 激光二极管201发射光束，被称为通过光学元件203准直处理的原射 线束202。原射线束202通过三束衍射生成器204，这是使得在未偏移 主光束的相对侧上生成低功率的子光束的全息图类型。从生成器204 输出的三元光束205因此可被观察到。三元光束激光的光学偏振是线 性的并且被定向为使得三元光束被偏振分离镜206反射。

三元光束通过四分之一片207，这使得能够把入射波的线性偏振 状态转换为圆形偏振状态。

三元束然后通过有源聚焦光学器件208，在器件208的出口处是 三个基板平行的光束：高功率的中央剥开光束209，以及低功率的称 为检验光束的两个侧向光束210、211。该有源光学器件208使得无论 电缆位置如何都能够在电缆表面上调整切割光束209的聚焦点的位 置。主中央光束(剥离光束209)用于剥开电缆，两个相邻的子光束 (检验光束210、211)仅用于自动聚焦功能。

有源聚焦光学元件208可以是安装在纵向平移板(在光束209至 211的轴向方向上平移)上的单个透镜或透镜布置，或者是电控的变 焦透镜。

三个光束209至211在电缆212的表面交叉，该电缆相对于剥开 的法线方向(与三个光束的轴向方向成直角)倾斜。

三个光束被电缆212的表面后向散射。后向散射通量的一部分在 反向上通过有源透镜208，然后通过四分之一片207。片207把后向散 射通量的圆偏振态变换为线性偏振态，该线性偏振态相对于由二极管 发射的原射线束202的线性偏振态交叉。

后向散射光束然后被偏振分离镜206传送并通过成像物镜213(例 如聚焦透镜)。线性图像传感器214被设置在成像物镜213的焦平面 中，其接收由三个光束(切割光束209和检验光束210、211)照射的 电缆212的表面的图像。

图像传感器214接收的图像的分析使得能够获得剥开光束的切割 点在电缆212的表面上的位置的随动控制。该原则的图示被提供于图 4a至4c中。如果剥开光束209太长，也就是说如果切割点超过了电 缆表面(对应于图4a)，则检验光束210比检验光束211更好地聚焦 并且其图像点因此更小并且更集中(更大幅度的图像信号)。如果剥 开光束209太短，也就是说如果切割点在电缆表面前方(对应于图4c)， 则检验光束211比检验光束210更好地聚焦并且其图像点因此更小并 且更集中。

应注意由于两个检验光束210、211聚焦于由用于剥开的中央光束 209形成的切割区域上，所以它们的图像在加工过程中不被电缆的劣 化所改变。

该系统使得能够知道要进行校正的方向和比例，电子计算机允许 基于对由图像传感器214产生的信号的分析来实时控制有源透镜208， 以便总是保持最优切割点。

切割点的图像还可以用于剥开参数的随动控制，这些参数诸如激 光二极管的功率、剥开头的移动速度等。

如图3和图4a至4c中所示的自动聚焦系统可以与如图1那样的 旋转头设备的剥开头中的每一个相关联。

当包括多个剥开头时，根据本发明的设备可以集成单个激光源和 允许生成所有剥开光束的单个光学组件。优选地，根据本发明的设备 包括与剥开头相同数量的光学组件和激光二极管。多个源的提供是通 过它们的小型化来进行的。

图5因此示出根据本发明的剥开设备，其包括四个围绕电缆接纳 轨道306分布的剥开头，每个剥开头包括固定的激光二极管310到 313、电机驱动的旋转镜315到318、以及用于驱动镜的电机(未示出)。 当然，该设备可以仅包括两个或三个剥开头，或者相反在可能的情况 下多于四个剥开头。

然而，在图1中所示的第一类的示例中仅有一个电机，第二类设 备包括与剥开头相同数量的电机。然而，第二类更好适于制造便携式 设备，这是因为移动部分在数量和重量上更少，这使得能够使用功率 更小、体积更小并且更轻的电机。第二类的第二优点是允许用于电缆 的更大容限，这是因为在镜的扫描角度上可以有较小余量，使得电缆 的较小横向偏移与第一类的实施方式相反不造成任何问题。因此可以 使用诸如图9至图11所示的非常简单的保持系统。

在图5中所示的第二类的第一示例中，每个激光二极管被布置为 发射横向原射线束，横向原射线束的轴线包含在横向剥开面(换句话 说，每个原射线束的轴线与电缆接纳轨道306成直角)中。每个镜315 到318被安装以振动(转动)使得由原射线束在这些镜上的反射所生 成的剥开束的切割点在由图中的双箭头所示的方向上在几毫米上移 动。因此，每个激光二极管(以及其相关镜)在电缆的套上在四分之 一圆上进行切割。优选地，剥开头被控制为使得两个连续激光二极管 例如二极管310和311、312和313同时起作用并且它们所产生的剥开 束不相遇。通过同时进行两个切割，减少了执行剥开操作的时间。

图6示出根据本发明的第二类设备的第二示例，也就是说包括多 个剥开头，剥开头包括转动的镜和固定的激光二极管，但是剥开头发 射纵向(也就是说平行于接收轨道306)的原射线束。所示出的示例 包括三个激光二极管320至322。当然，包括具有横向原射线束的两 个、四个或更多激光二极管的设备也在本发明的范围内。在该设备中， 每个激光二极管320直322与电机驱动的转动镜325至327组合。与 每个转动镜相关联的电机341、342优选地如图8所示那样向设备的后 部偏移，该设备的前面被限定为具有用于伸入要剥开的电缆的开口 307的面。

作为变型，每个电机被布置在其使得转动的镜的附近在前面，如 图7所示。该变型相比图8的变型不是那么有利，特别是在便携式设 备适于用于受限布线环境中的情况下，这是因为剥开面必然要远离设 备的前面以允许容纳电机。

在上述两个变型中，可缩回的阻挡器360与电缆接纳轨道306相 关联。任何适当的装置(未示出)可以用于在伸展位置和缩回位置之 间移动该阻挡器。在伸展位置中，即如图7和图8所示，阻挡器360 作为插入设备中的电缆的端部处的阻挡。在缩回位置(未示出)中， 阻挡器360远离电缆接纳轨道306并且较大长度的电缆可以插入到该 设备中。有利地提供既如阻挡器360那样可缩回又如图1所示的阻挡 器9那样的可调整(具有可调整位置)的阻挡器。本领域技术人员可 以清楚设计附图中未出现的这样的阻挡器。

应注意如在第一类设备的方式中那样,第二类的设备的每个剥开 头可以配有如上所述的监控系统(具有一个或多个光电二极管)和/ 或配有自动聚焦系统。

第二类的示例可能在以下版本(第三类)中不被接受：由具有剥 开光束扫描的三个(或更多)剥开头构成的块被使得沿着要剥开的电 缆平移，以便能够同时进行环状切割和一个或多个(如果使多个二极 管导通)纵向切割(窗口)，以便于提取绝缘体并产生用于屏蔽连接 的窗口。类似地，可以使由具有剥开光束扫描的三个或四个剥开头构 成的块在横向方向上平移以便相继剥开多个电缆，如图2所示那样。

图11示出根据本发明的设备的用于保持要剥开电缆的保持装置。 保持装置包括具有两个通道401、402的滑块400，这两个通道具有不 同最小内径以便使得能够容纳介于大范围内的直径的电缆。滑块可以 被任何适当装置(例如在滑块的下面中形成的齿轨和对应的齿轮)在 横向方向上移动以使得通道401、402中的一个能够与电缆接纳轨道 306对准。

在每个通道401、402中，形成插入锥体381并且容纳封隔器390， 如图10所示那样。该封隔器包括可变形的分离柱394(参见通道401)、 弹性套筒383(被从通道401的封隔器移除以允许有槽柱体394能够 被看见)、紧固板395、以及在滑块中形成的抵靠锥体382。弹性套筒 383是遮光材料，或者它至少对具有与该设备配有的激光二极管的波 长相等波长的辐射是密闭的。紧固板395可以在通道401、402的纵向 方向上移动。当紧固板395移近抵靠锥体382(沿着图10所示的与电 缆平行的箭头)时，有槽柱体394被朝着抵靠锥体382推动并且其薄 片(由槽限定的)的端部接近电缆接纳轨道，因此径向压迫弹性套筒 383(参见图10所示的径向箭头)。弹性套筒383然后将密封地压住 要剥开的电缆；电缆和套筒因此完全填塞电缆进入孔307；没有任何 辐射可以从根据本发明的设备出来(如果电缆接纳轨道306是横向的， 在设备的后表面提供转动遮挡物以便还能够填塞电缆的出口孔)并且 保持操作人员的安全性。

图9示出可以与滑块400相关联的封隔器的另一示例。类似于前 面描述的封隔器，封隔器380包括遮光的弹性体套筒，抵靠锥体382。 代替有槽柱体394，封隔器380包括压迫锥体384，压迫锥体384可以 被紧固板395朝抵靠锥体382的方向上纵向推动。进一步，紧固板395 的位移带动弹性套筒的径向压迫，弹性套筒将密封地压住容纳在电缆 接纳轨道306中的要剥开的电缆，因此同时保证把电缆保持在剥开位 置中和填塞电缆进入孔。

本发明的目的可以相对于所示出的实施方式进行多个变型，只要 这些变型在权利要求限定的范围中。