CN109678335B - 光纤预制棒松散体的剥除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤预制棒松散体的剥除方法,包括以下步骤:1)对光纤预制棒松散体进行降温;2)将光纤预制棒松散体放入放置平台;3)控制剥削气缸多次移动,对芯棒外侧的松散体进行一次剥离处理;4)重复步骤3);5)重复步骤4)直至松散体与芯棒之间的最小距离在指定范围内;6)对芯棒外侧的松散体进行瞬间降温,使松散体炸开;7)对芯棒进行酸蚀处理。本发明切削刀通过剥削气缸带动,能够自动快速的对松散体进行剥离;切削刀由剥削气缸带动,通过控制剥削气缸的压力能够调节切削力;能使光纤预制棒松散体被自动切除,减轻工人的劳动强度。
Description
本申请是申请日为2016年07月01日,申请号为201610514679.5,发明名称为“光纤预制棒松散体的剥除方法及装置”的分案申请。
技术领域
本发明涉及光纤技术领域,尤其涉及一种光纤预制棒松散体的剥除装置及方法。
背景技术
利用OVD法制造光纤预制棒,其原理是将气态卤化物与氢氧焰或者甲烷焰进行反应,生产大量的二氧化硅“粉尘”颗粒,随着芯棒的来回运动,一层一层沉积在芯棒的外表面,沉积完成以后,再进行烧结玻璃化,从而制得光纤预制棒。其生产示意图如图1所示:其中卤化反应的喷灯3能产生大量的二氧化硅“粉尘”颗粒,芯棒1固定于设备上,能够自转,并左右移动,粉尘的松散体2沉积于芯棒1上。
如果在制造过程中出现设备异常,原料异常等突发状况,整个光纤预制棒松散体将报废。为了挽回部分损失,需要剥除粉尘的松散体2,保留其中的芯棒1,然后芯棒1进行必要的处理,重新用于生产。由于光纤预制棒松散体采用喷灯沉积,其松散体的密度较大,能够达到0.5g/cm3,光纤预制棒松散体的松散体近乎玻璃化,从而导致松散体剥除困难。
现有技术中,需要人工用斧子将光纤预制棒松散体剥除至离芯棒5mm左右处,再使用纯净水冲洗芯棒松散体表面,利用松散体的温度突变,将最内层的松散体爆开。工人采用斧子将预制棒松散体剥除,由于光纤预制棒松散体的密度较大,剥除的时候费时,费力,从而导致工人劳动强度大,且剥除效率较低。
发明内容
为了降低工人的劳动强度,提高预制棒松散体的剥除效率,现提出了光纤预制棒松散体的剥除方法及装置。
本申请的剥除方法和装置能够适用于各类尺寸的光纤预制棒松散体,特别适用于大尺寸的光纤预制棒松散体,因为大尺寸光纤预制棒松散体质量大,剥离量大,通过人工剥离时劳动强度特别大,通过本申请的剥除方法和装置能够有效降低劳动强度,提高剥除效率。
本发明采取的技术方案如下:
一种光纤预制棒松散体的剥除方法,包括以下步骤:
1)对沉积失败的光纤预制棒松散体进行冷却降温;
2)将冷却后的光纤预制棒松散体放入放置平台;
3)控制剥削气缸多次移动,从光纤预制棒松散体的一端移动至另一端,剥削气缸每完成一次移动后,剥削气缸的活塞杆带动切削刀运动,对芯棒外侧的松散体进行一次剥离处理;
4)调节剥削气缸的位置或转动光纤预制棒松散体,重复步骤3);
5)重复步骤4)直至松散体与芯棒之间的最小距离在指定范围内;
6)对芯棒外侧的松散体进行瞬间降温,使松散体从芯棒处炸开;
7)待芯棒冷却后,对芯棒进行酸蚀处理。
考虑松散体的硬度,本方法切削刀通过剥削气缸带动,能够自动快速的对松散体进行剥离;切削刀由剥削气缸带动,通过控制剥削气缸的压力能够调节切削力;能使光纤预制棒松散体被自动切除,减轻工人的劳动强度。
可选的,所述步骤3)中,在剥削气缸进行剥离处理时,通过定位机构将光纤预制棒松散体固定住。
通过定位机构能够将光纤预制棒松散体固定住,防止剥削气缸在进行剥离处理时,光纤预制棒松散体移动,影响剥离工作。
实际运用时,定位机构可以一直固定住光纤预制棒松散体,或者在剥离处理时固定住光纤预制棒松散体。
可选的,经过4次步骤3)后,光纤预制棒松散体上的松散体呈长方体状,此时完成一次周向剥除操作;
通过至少一次周向剥除操作,使得松散体与芯棒之间的最小距离在指定范围内。
为了使光纤预制棒松散体剥离成长方体状,可以在第一次时,切削第一个面;第二次时,移动剥削气缸,切削与第一个面相对设置的第二个面;第三次时,将光纤预制棒松散体转动90°,切削第三个面;第四次时,将光纤预制棒松散体转动180°,切削第四个面。
除了上面这种切削形式,还可以为:第一次时,切削第一个面;第二次时,将光纤预制棒松散体顺时针转动90°,然后切削第二个面;第三次时,将光纤预制棒松散体顺时针转动90°,然后切削第三个面;第四次时,将光纤预制棒松散体顺时针转动90°,然后切削第四个面。
上面第二种切削形式还可以将顺时针转动90°替换成逆时针转动90°。
除了上文的切削方法,实际运用时,可以根据需要选择切削顺序以及相应的旋转角度。
可选的,所述步骤5)中的指定范围为:3~10mm。
可选的,每完成一次周向剥除操作后,调节剥削气缸的位置,使剥削气缸距芯棒轴线的水平距离变小。
通过多次周向剥除操作,能够减小每次剥离操作时的剥离量,能够降低剥削气缸和切削刀的工作强度,从而保证剥离的可靠性和剥离效果。
可选的,所述步骤1)中,将沉积失败的光纤预制棒松散体冷却降温至180℃~250℃;在进行所述步骤6)之前,将光纤预制棒松散体冷却至130℃~160℃。
可选的,步骤6)中的瞬间降温操作方法如下:对松散体表面冲洗5℃~20℃的纯净水。
为了保证剥离操作的均匀性,所述步骤3)中,剥削气缸每次移动相同距离。
所述步骤7)芯棒进行酸蚀处理后,用去离子水冲洗芯棒,并干燥。
本发明还公开了一种光纤预制棒松散体的剥除装置,剥除装置可以实现上述的剥除方法,剥除装置包括:
机架,包括用于安放光纤预制棒松散体的放置平台;
移动平台,滑动设置在机架上;
驱动机构,驱动所述移动平台沿放置平台的长度方向移动;
剥削机构,安装在所述移动平台上,用于对光纤预制棒松散体进行剥除操作;
定位机构,用于将光纤预制棒松散体固定住;
所述剥削机构包括:
剥削气缸,滑动安装在所述移动平台上;
固定结构,用于将剥削气缸的缸身固定在移动平台上;
切削刀,与所述剥削气缸的活塞杆固定,用于剥离松散体。
切削刀通过剥削气缸带动,能够自动快速的对松散体进行剥离;切削刀由剥削气缸带动,通过控制剥削气缸的压力能够调节切削力;剥除装置能使光纤预制棒松散体被自动切除,减轻工人的劳动强度。
剥除装置工作过程如下:
将需要剥除松散体的光纤预制棒松散体放入放置平台,为了方便定位、防止光纤预制棒松散体窜位,可以将光纤预制棒松散体的一端顶住基架;
调节剥削气缸的位置,并通过固定结构使剥削气缸的缸身与移动平台固定;
剥削气缸和定位机构工作,对松散体进行剥离操作;驱动机构工作,控制移动平台逐次运动,从光纤预制棒松散体的一端移动至另一端完成一趟切削工作;
调节剥削气缸的位置或转动光纤预制棒松散体,再次完成一趟切削工作;
通过多次调节剥削气缸的位置或转动光纤预制棒松散体,完成多趟切削工作后,使光纤预制棒松散体满足下道工序的要求,即在下道工序进行瞬间降温时,剩余的松散体从芯棒处炸开。
通常情况上述使光纤预制棒松散体满足下道工序的要求,指的是松散体与芯棒之间的最小距离在3~10mm之间。
可选的,所述定位机构包括:
两个定位气缸,安装在移动平台上且分别位于剥削气缸的两侧;
定位块,安装在对应定位气缸的活塞杆上,用于将光纤预制棒松散体按压固定住。
定位气缸工作时其活塞杆滑出,带动定位块顶住光纤预制棒松散体,从而对光纤预制棒松散体进行定位,两个定位气缸分别位于剥削气缸的两侧,这样设置使得切削刀工作时,受力较好,切削工作能够顺利可靠的进行。
为了保证定位效果,可选的,定位块为四氟橡胶。实际运用时还可以采用其他材料。
可选的,所述机架设有前封板、后封板以及向前封板或后封板倾斜的倾斜板,所述倾斜板位于放置平台的下方,用于将剥除的松散体集中至前封板或后封板的其中一侧。
机架的这种设计方便收集被剥离的松散体物质,从而降低工人的劳动强度。实际运用时,松散体集中在哪个封板(前封板或后封板),对应的封板开设有供松散体排出的排出口。
本申请所说的光纤预制棒松散体,指的不是成品光纤预制棒,本申请所说的光纤预制棒松散体包括芯棒和需要被剥除的松散体。
本发明的有益效果是:切削刀通过剥削气缸带动,能够自动快速的对松散体进行剥离;切削刀由剥削气缸带动,通过控制剥削气缸的压力能够调节切削力;能使光纤预制棒松散体被自动切除,减轻工人的劳动强度。
附图说明
图1是现有技术光纤预制棒松散体生产示意图;
图2是本发明光纤预制棒松散体的剥除方法的流程图;
图3是本发明光纤预制棒松散体的剥除装置的结构示意图;
图4是本发明光纤预制棒松散体的剥除装置另一视角的结构示意图;
图5是剥除装置去除前封板后的结构示意图;
图6是移动平台、剥削机构以及定位机构的结构示意图;
图7是剥除装置的俯视图;
图8是剥除的顺序示意图。
图中各附图标记为:
1、芯棒,2、松散体,3、喷灯,4、机架,5、移动平台,6、剥削机构,7、光纤预制棒松散体,8、定位机构,9、驱动机构,10、电机,11、丝杆,12、第一滑块,13、第一轨道,14、放置平台,15、前封板,16、排出口,17、后封板,18、丝杆螺母,19、倾斜板,20、铁板,21、竖直杆,22、安装板,23、条形定位孔,24、定位螺杆,25、蝶形螺母,26、剥削气缸,27、定位气缸,28、第二轨道,29、第二滑块,30、定位块,31、切削刀。
具体实施方式
下面结合各附图,对本发明做详细描述。
本申请所说的光纤预制棒松散体,指的不是成品光纤预制棒,本申请的光纤预制棒松散体包括芯棒和需要被剥除的松散体。
如图2所示,一种光纤预制棒松散体的剥除方法,包括以下步骤:
1)对沉积失败的光纤预制棒松散体进行冷却降温;
2)将冷却后的光纤预制棒松散体放入放置平台;
3)控制剥削气缸多次移动,从光纤预制棒松散体的一端移动至另一端,剥削气缸每完成一次移动后,剥削气缸的活塞杆带动切削刀运动,对芯棒外侧的松散体进行一次剥离处理;
4)调节剥削气缸的位置或转动光纤预制棒松散体,重复步骤3);
5)重复步骤4)直至松散体与芯棒之间的最小距离在指定范围内;
6)对芯棒外侧的松散体进行瞬间降温,使松散体从芯棒处炸开;
7)待芯棒冷却后,对芯棒进行酸蚀处理。
考虑松散体的硬度,本方法切削刀通过剥削气缸带动,能够自动快速的对松散体进行剥离;切削刀由剥削气缸带动,通过控制剥削气缸的压力能够调节切削力;能使光纤预制棒松散体被自动切除,减轻工人的劳动强度。
于本实施例中,步骤3)中,在剥削气缸进行剥离处理时,通过定位机构将光纤预制棒松散体固定住。
通过定位机构能够将光纤预制棒松散体固定住,防止剥削气缸在进行剥离处理时,光纤预制棒松散体移动,影响剥离工作。
实际运用时,定位机构可以一直固定住光纤预制棒松散体,或者在剥离处理时固定住光纤预制棒松散体。
于本实施例中,经过4次步骤3)后,光纤预制棒松散体上的松散体呈长方体状,此时完成一次周向剥除操作;
通过至少一次周向剥除操作,使得松散体与芯棒之间的最小距离在指定范围内。
为了使光纤预制棒松散体剥离成长方体状,可以在第一次时,切削第一个面;第二次时,移动剥削气缸,切削与第一个面相对设置的第二个面;第三次时,将光纤预制棒松散体转动90°,切削第三个面;第四次时,将光纤预制棒松散体转动180°,切削第四个面。
除了上面这种切削形式,还可以为:第一次时,切削第一个面;第二次时,将光纤预制棒松散体顺时针转动90°,然后切削第二个面;第三次时,将光纤预制棒松散体顺时针转动90°,然后切削第三个面;第四次时,将光纤预制棒松散体顺时针转动90°,然后切削第四个面。
上面第二种切削形式还可以将顺时针转动90°替换成逆时针转动90°。
除了上文的切削方法,实际运用时,可以根据需要选择切削顺序以及相应的旋转角度。
于本实施例中,步骤5)中的指定范围为:3~10mm。
于本实施例中,每完成一次周向剥除操作后,调节剥削气缸的位置,使剥削气缸距芯棒轴线的水平距离变小。
通过多次周向剥除操作,能够减小每次剥离操作时的剥离量,能够降低剥削气缸和切削刀的工作强度,从而保证剥离的可靠性和剥离效果。
于本实施例中,步骤1)中,将沉积失败的光纤预制棒松散体冷却降温至180℃~250℃;在进行步骤6)之前,将光纤预制棒松散体冷却至130℃~160℃。
于本实施例中,步骤6)中的瞬间降温操作方法如下:对松散体表面冲洗5℃~20℃的纯净水。
为了保证剥离操作的均匀性,步骤3)中,剥削气缸每次移动相同距离。
步骤7)芯棒进行酸蚀处理后,用去离子水冲洗芯棒,并干燥。
如图3、4、5和6所示,本实施例还公开了一种光纤预制棒松散体的剥除装置,该剥除装置能够实现本实施例的方法,剥除装置包括:
机架4,包括用于安放光纤预制棒松散体7的放置平台14;
移动平台5,滑动设置在机架4上;
驱动机构9,驱动移动平台5沿放置平台的长度方向移动;
剥削机构6,安装在移动平台上,用于对光纤预制棒松散体7进行剥除操作;
定位机构8,用于将光纤预制棒松散体7固定住;
如图6所示,剥削机构6包括:
剥削气缸26,滑动安装在移动平台5上;
固定结构,用于将剥削气缸26的缸身固定在移动平台5上;
切削刀31,与剥削气缸26的活塞杆固定,用于剥离松散体。
切削刀通过剥削气缸带动,能够自动快速的对松散体进行剥离;切削刀由剥削气缸带动,通过控制剥削气缸的压力能够调节切削力;剥除装置能使光纤预制棒松散体被自动切除,减轻工人的劳动强度。
如图6所示,于本实施例中,定位机构8包括:
两个定位气缸27,安装在移动平台5上且分别位于剥削气缸26的两侧;
定位块30,安装在对应定位气缸的活塞杆上,用于将光纤预制棒松散体7按压固定住。
定位气缸工作时其活塞杆滑出,带动定位块顶住光纤预制棒松散体,从而对光纤预制棒松散体进行定位,两个定位气缸分别位于剥削气缸的两侧,这样设置使得切削刀工作时,受力较好,切削工作能够顺利可靠的进行。为了保证定位效果,于本实施例中,定位块为四氟橡胶。实际运用时还可以采用其他材料。
如图3、4和5所示,机架4设有前封板15、后封板17以及向前封板或后封板倾斜的倾斜板19,倾斜板19位于放置平台14的下方,用于将剥除的松散体集中至前封板或后封板的其中一侧。机架的这种设计方便收集被剥离的松散体物质,从而降低工人的劳动强度。于本实施例中,倾斜板19的下端位于前封板15一侧,且前封板15开设有供松散体排出的排出口16(见图3);基架4还包括左、右封板,且本实施例中,为了方便松散体滑落,倾斜板与水平面呈现45度角。
如图3和4所示,于本实施例中,机架4设有第一轨道13,移动平台5上具有与第一轨道13配合的第一滑块12。
本申请的驱动机构可以采用现有技术的驱动机构,如图3和4所示,于本实施例中,驱动机构9包括:
丝杆11,转动安装在机架4上;
电机10,驱动丝杆11转动;
丝杆螺母18,固定在移动平台5上,且丝杆螺母18与丝杆11配合。
驱动机构工作时,通过电机10带动丝杆11转动,丝杆11与丝杆螺母18螺纹配合,丝杆螺母18不转动,而是进行直线运动,带动移动平台5移动。于本实施例中,电机还连接有减速器,减速器与丝杆联动,驱动机构还包括用于支撑丝杆的第一支撑座,支撑电机和电机减速器的第二支撑座(图中未标识)。
如图6所示,于本实施例中,移动平台5上具有第二轨道28,第一轨道13和第二轨道28相互垂直,剥削气缸26通过第二滑块29与第二轨道28滑动配合。第一轨道和第二轨道相互垂直,这样设计能够方便径向调节剥削气缸的位置,方便切削工作。
如图6所示,本实施例中,剥削气缸26固定在安装板22上,第二滑块29固定在安装板22上;
固定结构包括:
条形定位孔23,设置在移动平台5上,移动平台5具有与条形定位孔相配合的刻度标示;
定位螺杆24,一端固定在安装板22上,另一端穿出条形定位孔23;
蝶形螺母25,与定位螺杆24配合,用于将定位螺杆与条形定位孔固定住。
本实施例中,条形定位孔23的长度方向与第二轨道28的长度方向平行。定位螺杆和蝶形螺母的配合能够方便快捷的实现锁紧和解锁操作,方便调节剥削气缸的位置,刻度标示能够方便对剥削气缸进行准确定位。
于本实施例中,放置平台14包括平行放置的两根杆,且两根杆之间的间距小于芯棒的直径。这样设置可以使光纤预制棒松散体放置稳固,又可以在剥除松散体后,芯棒不会从放置平台掉落。实际运用时,两根杆可以采用空芯方钢,其空隙稍微小于芯棒的直径。
于本实施例中,机架上设有可调节位置的限位传感器,限位开关与移动平台配合,感知移动平台的位置,且限位传感器与电机的控制***电连接,通过限位传感器,可以控制切削的行程,从而满足各种尺寸的光纤预制棒松散体的剥除工作。如图7所示,通过限位传感器能够控制移动平台在切削起点A和切削终点B之间进行移动。
如图6所示,于本实施例中,切削刀31可以为对称的锥面斧子,其角度为25~30度,且斧子材料为经过热处理的40Cr,保证斧子的硬度。
如图5所示,于本实施例中,基架4包括至少四根竖直杆21,各竖直杆的下端固定有铁板20。通过设置铁板能够增加与地面的接触面积,基架受力效果好。
于本实施例中,放置平台的高度为600~700mm,基架的长度为3500~4500mm(1.2~1.8倍光纤预制棒松散体的长度),基架的宽度为500~900mm(1.5~2.5倍光纤预制棒松散体的直径),高度为900~1300mm,采用这种规格有利于工人操作设备剥除装置。实际运用时,可以根据需要选择相应的尺寸,本申请不做特别限定。
于本实施例中,剥削气缸的缸径大于80mm,以保证在0.3Mpa的压力下,其切削力能够切开光纤预制棒松散体的松散体。
下文描述本实施例剥除装置的其中一种工作过程,实际操作时,可以根据需要调节相应步骤,工作过程如下:
将需要剥除松散体的光纤预制棒松散体7放入放置平台14,为了方便定位、防止光纤预制棒松散体窜位,可以将光纤预制棒松散体7的一端顶住基架的左封板或者右封板;
调节限位传感器的位置,使得移动平台的行程即为需要剥除松散体的长度,参考图7;
调节剥削气缸26的位置,并通过固定结构使剥削气缸的缸身与移动平台固定;
剥削气缸和定位机构工作,对松散体进行剥离操作,剥离操作过程如下:定位气缸27工作,定位块30顶住光纤预制棒松散体,然后剥削气缸6工作,带动切削刀31进行一次剥离操作;驱动机构工作,控制移动平台逐次运动,从光纤预制棒松散体的A端移动至B端,完成一趟切削工作,且完成一趟切削工作后,控制移动平台复位至初始位置;
调节剥削气缸的位置或转动光纤预制棒松散体,再次完成一趟切削工作;
通过多次调节剥削气缸的位置或转动光纤预制棒松散体,完成多趟切削工作后,使光纤预制棒松散体满足下道工序的要求,即在下道工序进行瞬间降温时,剩余的松散体从芯棒处炸开。
上述使光纤预制棒松散体满足下道工序的要求,指的是松散体与芯棒之间的最小距离在3~10mm之间。
如图8所示,本剥除装置的其中一种剥除方式,通过8趟切削工作完成:
先完成1a趟切削工作,然后调节剥削气缸位置,完成2a趟切削工作,将光纤预制棒松散体转动90°,完成3a趟切削工作,再次将光纤预制棒松散体转动180°,完成4a趟切削工作,其中,每四趟切削工作即完成一次周向剥除操作,然后再进行另一次的周向剥除操作,图8中,在完成4a趟切削工作后,调节剥削气缸位置,使得其与芯棒之间的水平距离减少,然后进行5a趟切削工作后,再次调节剥削气缸位置,完成6a趟切削工作,将光纤预制棒松散体转动90°,完成7a趟切削工作,再次将光纤预制棒松散体转动180°,完成8a趟切削工作。
除了图8所示的剥除方式,剥除装置还可以为其他形式,具体根据实际情况确定。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此即限制本发明的专利保护范围,凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种光纤预制棒松散体的剥除方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)对沉积失败的光纤预制棒松散体进行冷却降温;
2)将冷却后的光纤预制棒松散体放入放置平台;
3)控制剥削气缸多次移动,从光纤预制棒松散体的一端移动至另一端,剥削气缸每完成一次移动后,剥削气缸的活塞杆带动切削刀运动,对芯棒外侧的松散体进行一次剥离处理;
4)调节剥削气缸的位置或转动光纤预制棒松散体,重复步骤3);
5)重复步骤4)直至松散体与芯棒之间的最小距离在指定范围内;
6)对芯棒外侧的松散体进行瞬间降温,使松散体从芯棒处炸开;
7)待芯棒冷却后,对芯棒进行酸蚀处理;
经过4次步骤3)后,光纤预制棒松散体上的松散体呈长方体状,此时完成一次周向剥除操作;
通过至少一次周向剥除操作,使得松散体与芯棒之间的最小距离在指定范围内;所述指定范围为:3~10mm。
2.如权利要求1所述的光纤预制棒松散体的剥除方法,其特征在于,所述步骤3)中,在剥削气缸进行剥离处理时,通过定位机构将光纤预制棒松散体固定住。
3.如权利要求1所述的光纤预制棒松散体的剥除方法,其特征在于,每完成一次周向剥除操作后,调节剥削气缸的位置,使剥削气缸距芯棒轴线的水平距离变小。
4.如权利要求1所述的光纤预制棒松散体的剥除方法,其特征在于,所述步骤1)中,将沉积失败的光纤预制棒松散体冷却降温至180℃~250℃;在进行所述步骤6)之前,将光纤预制棒松散体冷却至130℃~160℃。
5.如权利要求1所述的光纤预制棒松散体的剥除方法,其特征在于,步骤6)中的瞬间降温操作方法如下:对松散体表面冲洗5℃~20℃的纯净水。
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