CN102879273B - 一种粉末棒疏松度测量设备及其测量方法 - Google Patents

一种粉末棒疏松度测量设备及其测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于光纤预制棒制造领域，涉及一种用于测量粉末棒的疏松度的设备及其测量方法。包括针型压力传感器、无纸记录仪、推进器装置、丝杆、丝杆滑台、导轨、限位开关、伺服电机、伺服驱动器、编码器、减速机和传感器固定工装，针型压力传感器安装在传感器固定工装上，传感器固定工装与丝杆滑台相连接，丝杆滑台安装在丝杆副上，丝杆与编码器以及伺服电机连接；限位开关包括前进限位开关和返回限位开关；伺服驱动器通过通信电缆与伺服电机相连；无纸记录仪通过通信电缆与压力传感器以及伺服驱动器连接。测量方法为检查针型压力传感器的安装；确定检测原点位置；计算推进距离；数据采集和分析；测量结束；测量其他点，并对产品是否合格进行判断。

Description

一种粉末棒疏松度测量设备及其测量方法
技术领域
    本发明属于光纤预制棒制造领域，涉及一种用于测量粉末棒的疏松度的设备及其测量方法。
背景技术
    目前没有切实有效的测量粉末棒疏松度方法，由于环境、温度、流量等一系列因素，导致生产出的粉末棒疏松度存在一定差异：由于无法获得精确的疏松度测量结果，对于后续的生产存在一定的隐患。
    为便于说明，首先对相关名词作如下解释：
    脱羟：去除粉末棒中的吸附水和其他形式羟基的过程，也可称之为脱水；
    玻璃化：将粉末棒转化为透明玻璃棒；
    应力：受力物体截面上内力的集度，即单位面积上的内力。
    粉末棒密度过大会造成脱羟和玻璃化后出现烧不透现象（即棒体呈现半透明状态）；使得生产效率降低、资源浪费；粉末密度过小会使得棒体应力过大，玻璃化过程中出现气泡，直接影响预制棒的产品质量，在拉丝过程中出现断丝、断点等一系列问题。严重的将会出现断裂，造成产品报废。
    因此检测出粉末棒在各个位置的密度分步，对产品的密度进行管控，提高产品生产质量显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种粉末棒疏松度测量设备及其测量方法，利用力学原理，通过模拟量控制以及数理分析，实现精确的粉末棒疏松度测量结果。使用该方法，一方面可以对产品的疏松度进行管控，有效保障产品的质量，大大提高生产效率，降低废品率；另一方面使用该方法后，对于出现问题的产品可以及时发现，减少后续工序的原料浪费，降低生产成本，提高预制棒的产品质量。
一种粉末棒疏松度测量设备及其测量方法是采取以下技术方案实现的：一种粉末棒疏松度测量设备包括针型压力传感器、无纸记录仪、推进器装置、丝杆、丝杆滑台、导轨、限位开关、伺服电机、伺服驱动器、编码器、减速机、传感器固定工装，针型压力传感器安装在传感器固定工装上，传感器固定工装与丝杆滑台相连接，丝杆滑台安装在丝杆副上，丝杆与编码器以及伺服电机连接；限位开关包括前进限位开关和返回限位开关，在丝杆的左端安装有前进限位开关，在丝杆的右端安装有返回限位开关，限位开关对丝杆滑台起保护作用；伺服驱动器通过通信电缆与伺服电机相连，用于控制伺服电机；无纸记录仪通过通信电缆与压力传感器以及伺服驱动器连接，成为上位机，进行整体的控制。
所述针型压力传感器一端朝前，确保稳固到位，使针型压力传感器的针型杆水平，否则将该针型杆调节至水平。
所述的无纸记录仪采用市售的基恩士的TR-V501型无纸记录仪。针型压力传感器采用市售的施耐德 XMLK016B2D21压力传感器，伺服电机采用市售的安川 SGMAV-A5A伺服电机。
工作原理：一种粉末棒疏松度测量设备使用时，由无纸记录仪向伺服驱动器发送进给信号，伺服驱动器将信号发送给伺服电机，伺服电机驱动丝杆旋转，丝杆旋转带动丝杆滑台运动，针型传感器尖端接收指令驱动丝杆、丝杆滑台前进，针型压力传感器也会将收集的信号反馈给无纸记录仪，无纸记录仪对收集的数据分析并形成曲线图，当推进的距离和设定值一致时，伺服电机自动停止运动，无纸记录仪发出返回信息，伺服电机按照设定值匀速返回，当返回到返回限位开关时，测量结束。用同样的方法对棒体的其他位置进行测量，从而通过无纸记录仪分析出整根棒的疏松度分布图。
    一种粉末棒疏松度测量设备的测量方法包括如下步骤：
1）检查针型压力传感器的安装，将针型压力传感器水平安装在丝杆滑台上，针型压力传感器一端朝前，确保稳固到位，使针型压力传感器的针型杆水平，否则将该针型杆调节至水平。
2）确定检测原点位置
在无纸记录仪上按下前进按钮，伺服驱动器接受进给信号，并将进给信号发送给伺服电机，伺服电机驱动丝杆旋转，丝杆旋转带动丝杆副以及丝杆滑台做前进运动；当针型压力传感器尖端靠近待测粉末棒表面时，手动使伺服电机停止前进，无纸记录仪记录此时的位置，并置为原点。
3）计算推进距离
用红外测径仪检测出对应原点的粉末棒直径，在无纸记录仪上输入步骤2）原点位置所对应待测粉末棒的直径，无纸记录仪自动计算出所需推进距离以及相应的伺服电机的速度和扭矩，从而保证针型压力传感器可以匀速的进入待测粉末棒棒体表面，保证测得的数据稳定有效。
4）数据采集和分析
按下无纸记录仪上的测量按钮，伺服电机以步骤3）计算出的速度和扭矩进行推进，当针型压力传感器接触待测粉末棒表面开始，针型压力传感器开始将4～20mA的模拟量信号传送给无纸记录仪，无纸记录仪开始对上述模拟量信号进行数据分析并形成模拟量变化曲线图。
5）当针型压力传感器推进的距离和设定值一致时，伺服电机自动停止运动，在无纸记录仪上按下返回按钮，伺服驱动器接收到返回信号后，驱动伺服电机按照设定值匀速反转，并带动丝杆以及丝杆滑台返回，当丝杆滑台返回到返回限位开关时，测量结束。
6）用上述步骤2）至步骤5）的同样的方法对粉末棒体的其他位置进行测量，并通过无纸记录仪分析出整根粉末棒的疏松度分布图，从而确定产品的合格与否，当检测的粉末棒各个位置的压力在标准值0.5N～1.5N之间为合格，反之则不合格。
所述红外测径仪采用市售的红外测径仪。
    本发明利用力学原理，通过模拟量控制以及数理分析，实现精确的粉末棒疏松度测量结果。解决了目前无法测量玻璃棒的粉末棒疏松度的问题，通过对疏松度的监控，有效的提高了粉末棒产品质量，提高了后续工序生产效率。
附图说明             
    以下将结合附图对本发明进一步说明：
    图1是本发明一种粉末棒疏松度测量设备的结构示意图。
    图2是本发明一种粉末棒疏松度测量设备的测量方法中密度测量结果示意图。
    图中：1、无纸记录仪，2、伺服驱动器，3、通信电缆，4、伺服电机，5、返回限位开关，6、前进限位开关，7、丝杆，8、丝杆副，9、针型压力传感器，10、粉末棒，11、传感器固定工装，12、丝杆滑台。
具体实施方式
参照附图1～2，一种粉末棒疏松度测量设备包括针型压力传感器9、无纸记录仪1、推进器装置、丝杆7、丝杆滑台12、导轨、限位开关、伺服电机4、伺服驱动器2、编码器、减速机、传感器固定工装11，针型压力传感器9安装在传感器固定工装11上，传感器固定工装11与丝杆滑台12相连接，丝杆滑台12安装在丝杆副8上，丝杆7与编码器以及伺服电机4连接；限位开关包括前进限位开关6和返回限位开关5，在丝杆7的左端安装有前进限位开关6，在丝杆7的右端安装有返回限位开关5，限位开关对丝杆滑台12起保护作用；伺服驱动器2通过通信电缆3与伺服电机4相连，用于控制伺服电机4；无纸记录仪1通过通信电缆3与针型压力传感器9以及伺服驱动器2连接，成为上位机，进行整体的控制。
所述针型压力传感器9一端朝前，确保稳固到位，使针型压力传感器9的针型杆水平，否则将该针型杆调节至水平。
    一种粉末棒疏松度测量设备的测量方法包括如下步骤：
1）检查针型压力传感器9的安装，将针型压力传感器9水平安装在丝杆滑台12上，针型压力传感器9一端朝前，确保稳固到位，使针型压力传感器9的针型杆水平，否则将该针型杆调节至水平。
2）确定检测原点位置
在无纸记录仪1上按下前进按钮，伺服驱动器2接受进给信号，并将进给信号发送给伺服电机4，伺服电机4驱动丝杆7旋转，丝杆7旋转带动丝杆副8以及丝杆滑台12做前进运动；当针型压力传感器9尖端靠近待测粉末棒10表面时，手动使伺服电机4停止前进，无纸记录仪1记录此时的位置，并置为原点。
3）计算推进距离
用红外测径仪检测出对应原点的粉末棒直径，在无纸记录仪1上输入步骤2）原点位置所对应待测粉末棒的直径，无纸记录仪1自动计算出所需推进距离以及相应的伺服电机4的速度和扭矩，从而保证针型压力传感器9可以匀速的进入待测粉末棒10棒体表面，保证测得的数据稳定有效。
4）数据采集和分析
按下无纸记录仪1上的测量按钮，伺服电机4以步骤3）计算出的速度和扭矩进行推进，当针型压力传感器9接触待测粉末棒10表面开始，针型压力传感器9开始将4～20mA的模拟量信号传送给无纸记录仪1，无纸记录仪1开始对上述模拟量信号进行数据分析并形成模拟量变化曲线图。
5）当针型压力传感器9推进的距离和设定值一致时，伺服电机4自动停止运动，在无纸记录仪1上按下返回按钮，伺服驱动器2接收到返回信号后，驱动伺服电机4按照设定值匀速反转，并带动丝杆7以及丝杆滑台12返回，当丝杆滑台12返回到返回限位开关5时，测量结束。
6）用上述步骤2）至步骤5）的同样的方法对粉末棒体的其他位置进行测量，并通过无纸记录仪1分析出整根粉末棒的疏松度分布图，从而确定产品的合格与否，当检测的粉末棒各个位置的压力在标准值0.5N～1.5N之间为合格，反之则不合格。
所述红外测径仪采用市售的红外测径仪。

Claims (1)

1.一种粉末棒疏松度测量的方法，其特征在于：采用一种粉末棒疏松度测量设备，包括针型压力传感器、无纸记录仪、丝杆、丝杆滑台、导轨、限位开关、伺服电机、伺服驱动器、编码器、减速机和传感器固定工装，针型压力传感器安装在传感器固定工装上，传感器固定工装与丝杆滑台相连接，丝杆滑台安装在丝杆副上，丝杆与编码器以及伺服电机连接；限位开关包括前进限位开关和返回限位开关，在丝杆的左端安装有前进限位开关，在丝杆的右端安装有返回限位开关，限位开关对丝杆滑台起保护作用；伺服驱动器通过通信电缆与伺服电机相连；无纸记录仪通过通信电缆与压力传感器以及伺服驱动器连接，成为上位机，进行整体的控制；所述针型压力传感器一端朝前，针型压力传感器的针型杆水平；
测量方法包括如下步骤，
1）检查针型压力传感器的安装，将针型压力传感器水平安装在丝杆滑台上，针型压力传感器一端朝前，确保稳固到位，使针型压力传感器的针型杆水平，否则将该针型杆调节至水平；
2）确定检测原点位置
在无纸记录仪上按下前进按钮，伺服驱动器接受进给信号，并将进给信号发送给伺服电机，伺服电机驱动丝杆旋转，丝杆旋转带动丝杆副以及丝杆滑台做前进运动；当针型压力传感器尖端靠近待测粉末棒表面时，手动使伺服电机停止前进，无纸记录仪记录此时的位置，并置为原点；
3）计算推进距离
用红外测径仪检测出对应原点的粉末棒直径，在无纸记录仪上输入步骤2）原点位置所对应待测粉末棒的直径，无纸记录仪自动计算出所需推进距离以及相应的伺服电机的速度和扭矩，从而保证针型压力传感器匀速的进入待测粉末棒棒体表面，保证测得的数据稳定有效；
4）数据采集和分析
按下无纸记录仪上的测量按钮，伺服电机以步骤3）计算出的速度和扭矩进行推进，当针型压力传感器接触待测粉末棒表面开始，针型压力传感器开始将4～20mA的模拟量信号传送给无纸记录仪，无纸记录仪开始对上述模拟量信号进行数据分析并形成模拟量变化曲线图；
5）当针型压力传感器推进的距离和设定值一致时，伺服电机自动停止运动，在无纸记录仪上按下返回按钮，伺服驱动器接收到返回信号后，驱动伺服电机按照设定值匀速反转，并带动丝杆以及丝杆滑台返回，当丝杆滑台返回到返回限位开关时，测量结束；
6）用上述步骤2）至步骤5）的同样的方法对粉末棒体的其他位置进行测量，并通过无纸记录仪分析出整根粉末棒的疏松度分布图，从而确定产品的合格与否。
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