CN105036541B - 一种拉丝塔光纤预制棒自动对中装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于光纤拉丝的拉丝塔光纤预制棒自动对中装置及方法，装置包括有垂直进给台和二维调节装置，二维调节装置下连预制棒夹头，预制棒夹头下方对应安设加热炉和保温炉，在保温炉炉口下方安设有裸光纤直径测量仪和牵引轮收线装置，其特征在于所述二维调节装置为自动二维调节装置，在牵引轮收线装置上方设置裸光纤位置测量仪，在加热炉炉口上方安设预制棒炉口位置测量仪或/和在加热炉炉内安设预制棒炉内位置测量仪，所述的自动二维调节装置通过处理控制器与裸光纤位置测量仪相连，并与预制棒炉口位置测量仪或/和预制棒炉内位置测量仪相连。本发明能在线自动检测并调整光纤预制棒和裸光纤的对中方位，避免光纤跑偏，使拉丝质量得到有效的提高。

Description

一种拉丝塔光纤预制棒自动对中装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于光纤拉丝的拉丝塔光纤预制棒自动对中装置及方法，属于光纤制造设备技术领域。

背景技术

光纤是由光纤预制棒在光纤拉丝塔加热炉内通过对其加热熔化拉丝而成。拉丝过程中，光纤预制棒需持续向加热炉进料。在光纤制造中为了降低光纤制作成本，一方面是增加光纤预制棒尺寸，减少换棒频次，提高设备生产效率；另一方面是提高拉丝速度。目前的发展趋势是预制棒尺寸越来越大，拉丝速度越来越快。

现有的光纤拉丝塔进棒装置包括垂直进给台和预制棒夹头，预制棒夹头通过二维调节装置与垂直进給台相连接，使用时，垂直进给台能够自动进行垂直方向即Z方向的进给，二维调节装置为手动装置，通常通过对裸光纤的检测来在线手动调整光纤预制棒的X、Y方向的位置，使其位于加热炉的中间。由于现在的光纤预制棒直径越来越大，长度越来越长，光纤预制棒几何形状和直线度误差相对变大，在拉丝过程中往往需要在线校正光纤预制棒对中度，这样不仅操作使用很不方便，而且也很难调准。由此导致光纤预制棒在加热炉中不对中，加热不均匀，从而难以满足高速拉丝的加工要求，并严重影响光纤的加工质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种拉丝塔光纤预制棒自动对中装置及方法，它能在线自动检测并调整光纤预制棒的对中方位。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

包括有垂直进给台，垂直进给台上安设二维调节装置，二维调节装置下连预制棒夹头，预制棒夹头下方对应安设加热炉和保温炉，在保温炉炉口下方安设有裸光纤直径测量仪和牵引轮收线装置，其特征在于所述二维调节装置为自动二维调节装置，在牵引轮收线装置上方设置裸光纤位置测量仪，在加热炉炉口上方安设预制棒炉口位置测量仪或/和在加热炉炉内安设预制棒炉内位置测量仪，所述的自动二维调节装置通过处理控制器与裸光纤位置测量仪相连，并与预制棒炉口位置测量仪或/和预制棒炉内位置测量仪相连。

按上述方案，所述的预制棒夹头上端通过万向节或柔性节与自动二维调节装置相连接。

按上述方案，所述的万向节为球头铰支。

按上述方案，所述的万向节由两个二维铰接头交叉90°相连构成。

按上述方案，在牵引轮收线装置上方配置有裸光纤张力测量仪。

本发明光纤预制棒自动对中方法的技术方案为：

采用本发明所述的对中装置，将光纤预制棒上端装夹于预制棒夹头，

光纤预制棒装夹完毕后，自动二维调节装置进行初对中，对中的坐标点D（X3,Y3）为0，

然后垂直进给台下移，使光纤预制棒下端进入加热炉炉口，通过预制棒炉

口位置测量仪对光纤预制棒在炉口的位置进行测量，根据测量的坐标数值C（X2,Y2）通过自动二维调节装置对光纤预制棒进行炉口对中调整，

光纤预制棒进入炉内加热位，开启加热炉对其加热，使光纤预制棒下端熔融成锥，锥端成纤，将纤拉出加热炉和保温炉绕上牵引轮收线装置，开始连续的光纤拉丝过程，

拉丝开始后，垂直进给台缓慢进给，裸光纤位置测量仪对裸光纤相对炉口的位置进行间断或连续的对中检测，获得裸光纤坐标数值A（X0,Y0），同时预制棒炉口位置测量仪对进入炉口的光纤预制棒在炉口的位置进行间断或连续的对中检测，

将测量的裸光纤位置坐标数值A（X0,Y0）和光纤预制棒位置坐标数值C（X2,Y2）传送至处理控制器进行比较、计算和处理，处理后向自动二维调节装置发出调整指令，对光纤预制棒进行水平面内的二维调整，以将裸光纤调整到所规定的对中误差范围内为准。

按上述方案，所述的裸光纤对中误差范围的绝对值为0~0.75mm。

按上述方案，拉丝时，用预制棒炉内位置测量仪对光纤预制棒的炉内位置进行测量，获取光纤预制棒的炉内位置坐标数值B（X1,Y1），并将炉内位置坐标数值B（X1,Y1）传送至处理控制器，与裸光纤位置坐标数值A（X0,Y0）和光纤预制棒位置坐标值C（X2,Y2）一起进行比较、计算和处理。

按上述方案，所述的比较、计算和处理是以裸光纤位置坐标数值A为目标

和基准，使其位于误差范围内，通过调整二维调节装置坐标点D，在裸光纤位置坐标数值A绝对值接近于0的前提下，使得光纤预制棒位置坐标数值C或/和光纤预制棒的炉内位置坐标数值B的绝对值更小。

按上述方案，将裸光纤位置坐标数值A、光纤预制棒位置坐标数值C或/和光纤预制棒的炉内位置坐标数值B、二维调节装置坐标点D四组坐标值，用最小二乘法得到进料系数a和b,再使用a和b乘以进料步长，驱动二维调节装置XY方向伺服***，即可控制预制棒位置，使得裸光纤位置坐标数值A（X0,Y0）的绝对值最小，从而获得光纤稳定的位置。

本发明的有益效果在于：1、能在线自动检测并调整光纤预制棒和裸光纤的对中方位，拉丝过程中可避免光纤跑偏，避免因跑偏产生刮擦而影响光纤质量，使拉丝质量得到有效的提高；2、可使光纤预制棒尽量处于加热炉腔的中部，使其均匀受热，避免预制棒锥头拉偏，避免预制棒调节过程中硬接触到拉丝炉炉口气封装置，从而进一步提高拉丝质量。

附图说明

图1为本发明对中装置一个实施例的结构示意图。

图2为本发明对中过程和方法的框图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

包括有垂直进给台，垂直进给台上安设二维调节装置1，二维调节装置下连预制棒夹头4，所述二维调节装置为自动二维调节装置，所述的预制棒夹头上端通过万向节或柔性节与自动二维调节装置相连接；预制棒夹头下方对应安设加热炉3和保温炉12，在保温炉的下方对应出炉口设置有牵引轮收线装置，牵引轮收线装置包括辅助牵引轮9，注牵引轮10和收线装置11，在辅助牵引轮上方的光纤自然冷却区6设置裸光纤直径测量仪7、裸光纤张力测量8和裸光纤位置测量仪5。在加热炉炉口上方安设预制棒炉口位置测量仪2，在加热炉炉内安设预制棒炉内位置测量仪13，所述的自动二维调节装置通过处理控制器与裸光纤位置测量仪、预制棒炉口位置测量仪和预制棒炉内位置测量仪相连。

本发明拉丝对中的过程为：采用本发明所述的对中装置，将光纤预制棒上端装夹于预制棒夹头，光纤预制棒装夹完毕后，自动二维调节装置进行初对中，对中的坐标点D（X3,Y3）为0，然后垂直进给台下移，使光纤预制棒下端进入加热炉炉口，通过预制棒炉口位置测量仪对光纤预制棒在炉口的位置进行测量，根据测量的坐标数值C（X2,Y2）通过自动二维调节装置对光纤预制棒进行炉口对中调整，光纤预制棒进入炉内加热位，开启加热炉对其加热，使光纤预制棒下端熔融成锥，锥端成纤，将纤拉出加热炉和保温炉绕上牵引轮收线装置，开始连续的光纤拉丝过程，拉丝开始后，垂直进给台缓慢进给，裸光纤位置测量仪对裸光纤相对炉口的位置进行间断或连续的对中检测，获得裸光纤坐标数值A（X0,Y0），同时预制棒炉口位置测量仪对进入炉口的光纤预制棒在炉口的位置进行间断或连续的对中检测，预制棒炉内位置测量仪对进入炉内的光纤预制棒在炉内的位置进行间断或连续的对中检测，将测量的裸光纤位置坐标数值A（X0,Y0）和光纤预制棒炉口位置坐标数值C（X2,Y2）及光纤预制棒的炉内位置坐标数值B（X1,Y1）传送至处理控制器通过设定值进行比较、计算和处理，处理后向自动二维调节装置发出调整指令，对光纤预制棒进行水平面内的二维调整，以将裸光纤调整到所规定的对中误差范围内为准，裸光纤对中误差范围的绝对值为0~0.75mm，同时使得光纤预制棒位置坐标数值C或/和光纤预制棒的炉内位置坐标数值B的绝对值更小。

Claims (8)

1.一种拉丝塔光纤预制棒自动对中装置，包括有垂直进给台，垂直进给台上安设二维调节装置，二维调节装置下连预制棒夹头，预制棒夹头下方对应安设加热炉和保温炉，在保温炉炉口下方安设有裸光纤直径测量仪和牵引轮收线装置，其特征在于所述二维调节装置为自动二维调节装置，在牵引轮收线装置上方设置裸光纤位置测量仪，在加热炉炉口上方安设预制棒炉口位置测量仪或/和在加热炉炉内安设预制棒炉内位置测量仪，所述的自动二维调节装置通过处理控制器与裸光纤位置测量仪相连，并与预制棒炉口位置测量仪或/和预制棒炉内位置测量仪相连；在牵引轮收线装置上方配置有裸光纤张力测量仪。

2.按权利要求1所述的拉丝塔光纤预制棒自动对中装置，其特征在于所述的预制棒夹头上端通过万向节或柔性节与自动二维调节装置相连接。

3.按权利要求2所述的拉丝塔光纤预制棒自动对中装置，其特征在于所述的万向节为球头铰支，或由两个二维铰接头交叉90°相连构成。

4.一种拉丝塔光纤预制棒自动对中方法，其特征在于

采用权利要求1-3中所述的任一自动对中装置，将光纤预制棒上端装夹于预制棒夹头，

光纤预制棒装夹完毕后，自动二维调节装置进行初对中，对中的坐标点D（X3,Y3）为0，

然后垂直进给台下移，使光纤预制棒下端进入加热炉炉口，通过预制棒炉口位置测量仪对光纤预制棒在炉口的位置进行测量，根据测量的坐标数值C（X2,Y2）通过自动二维调节装置对光纤预制棒进行炉口对中调整，

光纤预制棒进入炉内加热位，开启加热炉对其加热，使光纤预制棒下端熔融成锥，锥端成纤，将纤拉出加热炉和保温炉绕上牵引轮收线装置，开始连续的光纤拉丝过程，

拉丝开始后，垂直进给台缓慢进给，裸光纤位置测量仪对裸光纤相对炉口的位置进行间断或连续的对中检测，获得裸光纤坐标数值A（X0,Y0），同时预制棒炉口位置测量仪对进入炉口的光纤预制棒在炉口的位置进行间断或连续的对中检测，

将测量的裸光纤位置坐标数值A（X0,Y0）和光纤预制棒位置坐标数值C（X2,Y2）传送至处理控制器进行比较、计算和处理，处理后向自动二维调节装置发出调整指令，对光纤预制棒进行水平面内的二维调整，以将裸光纤调整到所规定的对中误差范围内为准。

5.按权利要求4所述的拉丝塔光纤预制棒自动对中方法，其特征在于所述的裸光纤对中误差范围的绝对值为0~0.75mm。

6.按权利要求4或5所述的拉丝塔光纤预制棒自动对中方法，其特征在于拉丝时，用预制棒炉内位置测量仪对光纤预制棒的炉内位置进行测量，获取光纤预制棒的炉内位置坐标数值B（X1,Y1），并将炉内位置坐标数值B（X1,Y1）传送至处理控制器，与裸光纤位置坐标数值A（X0,Y0）和光纤预制棒位置坐标值C（X2,Y2）一起进行比较、计算和处理。

7.按权利要求6所述的拉丝塔光纤预制棒自动对中方法，其特征在于所述的比较、计算和处理是以裸光纤位置坐标数值A为目标和基准，使其位于误差范围内，通过调整二维调节装置坐标点D，在裸光纤位置坐标数值A绝对值接近于0的前提下，使得光纤预制棒位置坐标数值C或/和光纤预制棒的炉内位置坐标数值B的绝对值更小。

8.按权利要求7所述的拉丝塔光纤预制棒自动对中方法，其特征在于将裸光纤位置坐标数值A、光纤预制棒位置坐标数值C或/和光纤预制棒的炉内位置坐标数值B、二维调节装置坐标点D四组坐标值，用最小二乘法得到进料系数a和b,再使用a和b乘以进料步长，驱动二维调节装置XY方向伺服***，即可控制预制棒位置，使得裸光纤位置坐标数值A（X0,Y0）的绝对值最小，从而获得光纤稳定的位置。