CN106495462B - 一种变径光纤拉制装置及拉制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变径光纤拉制装置及拉制方法，采用变速送棒控制模块操控拉丝塔的送棒装置上升或下降速度、上升或下降距离、循环周期的进行上升后紧跟下降动作，从而达到拉制变径区域长度可控、包层直径变化范围可控的变径光纤的目的，技术效果是，在长度1米以内范围可快速、灵活、准确地拉制每段变径光纤，操作安全、简单、易行，实用性强，理论上可将光纤的变径区域长度控制在数十厘米到数十米这样一个较大的范围内，提高了变径光纤的拉制效率，降低了成本，变径控制模块还可通过设定不同的函数达到拉制不同种类变径光纤。

Description

一种变径光纤拉制装置及拉制方法
技术领域
本发明涉及一种光纤的拉制方法，特别涉及一种变径光纤拉制装置及拉制方法。
背景技术
光纤拉丝，是将制备好的光纤预制棒，利用某种加热设备加热熔融后拉制成直径符合要求的细小光纤纤维，并保证光纤的芯/包直径比和折射率分布形式不变的工艺操作过程。光纤预制棒的拉丝机由5个基本部分构成：1、光纤预制棒馈送系统；2、加热系统；3、拉丝机构；4、各参数控制系统；5、水冷却和气氛保护及控制系统。五者之间精确的配合构成完整拉丝工艺。具体的机械和电气设备系统包括：机械系统拉丝塔架、送棒及调心系统、加热炉、激光测径仪、牵引装置、水气管路系统，电气部分送棒控制及调心控制系统、加热炉控制系统、外径测控系统、牵引控制系统、冷却水及保护气氛控制系统、人机界面、PLC信号处理系统等。
拉丝工艺的关键技术为馈送速度和外径控制：（1）馈送速度：预制棒送入高温加热炉内的馈送速度主要取决于高温炉的结构、预制棒的直径、光纤的外径尺寸和拉丝机的拉丝速度；（2）外径控制：在拉丝工艺中不需要模具控制光纤的外径，因为模具会在光纤表面留下损伤的痕迹，降低光纤强度，绝大多数光纤制造者是将高温加热炉温度和送棒速度保持不变，因此，只能一次拉制一种外径的光纤，每次通过改变光纤拉丝速度的方法来达到控制光纤外径尺寸的目的。
发明内容
针对现有拉丝塔功能的不足，本发明提供一种通过变径控制模块拉制变径光纤的方法，该控制模块通过操控送棒装置进行上升后无延时地下降动作，达到拉制变径光纤的作用，具体技术方案是，一种变径光纤拉制装置，包括拉丝塔、送棒控制系统，其特征在于：送棒控制系统为独立的两种送棒控制模块，一种为变速送棒控制模块，采用可编程控制器,通过与触摸屏、驱动器的通讯来控制拉丝塔内送棒系统电机速度，将需要速度设定在触摸屏上，触摸屏通过电机编码器反馈给驱动器信号，再由驱动器传送到可编程控制器来显示送棒系统的实际速度值，变速送棒控制模块控制拉丝塔内送棒系统上升和下降的速度范围为0.1～499mm/min，上升和下降的距离范围为0～2000mm，上升和下降循环周期范围为0～50次，另一种为拉丝塔自带控制模块，控制拉丝塔内送棒系统电机匀速运动，两种送棒控制模块可以安全切换，独立操作。
拉制方法包括以下步骤，(1) 关闭拉丝塔的总开关，使其处于断电状态，将变速控制模块接入拉丝塔，连接好之后打开总开关确认通讯是否成功建立，具体方法是分别点击其不同的功能按键，观察拉丝塔的送棒装置能否按照控制模块输入的指令正常工作；(2)打开拉丝炉的升温开关，拉丝塔开始工作，拉丝塔自带控制模块将光纤丝径控制在一稳定值附近，该丝径为将要拉制的变径光纤丝径的最大值，这样可以避免光纤断裂，将预先计算好的参数输入变速送棒控制模块中，待光纤丝径稳定后进行涂覆工艺、光纤的引丝工作，最后将其收绕至光纤桶上；(3)确认变速送棒控制模块上升速度、上升距离，下降速度、下降距离参数无误后，点击周期触摸屏启动，开始拉制变径光纤，在整个拉制过程中会出现光纤丝径非常小的情况，可能出现断丝，要做好应急准备工作。
本发明的技术效果是，在长度1米以内范围可快速、灵活、准确地拉制每段变径光纤，操作安全、简单、易行，实用性强，理论上可以将光纤的变径区域长度控制在数十厘米到数十米这样一个较大的范围内。提高了变径光纤的拉制效率，降低了成本，变径控制模块还可通过设定不同的函数达到拉制不同种类变径光纤。
附图说明
图1是本发明的变径控制模块控制原理图；
图2是本发明的变径控制模块功能界面图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如图1、2所示，送棒控制系统为独立的两种送棒控制模块，一种变速送棒控制模块，采用可编程控制器,通过与触摸屏、驱动器的通讯来控制拉丝塔内送棒系统电机速度，将需要速度设定在触摸屏上，触摸屏通过电机编码器反馈给驱动器信号，再由驱动器传送到可编程控制器来显示送棒系统的实际速度值。
实施例1
以实际成功操作过的包层直径200μm、变径区域长度1m的变径光纤拉制过程为例进行说明，具体操作方法与步骤如下：
(1)关闭拉丝塔的总电源，连接变速控制模块的电源线、变速控制模块和拉丝塔之间的通讯线；
(2)确认线路连接无误后打开拉丝塔总电源和变速控制模块电源，这时变速控制模块状态显示区域2处显示通讯建立、电源开启，点击“手动/自动”，使变速控制模块切换到自动状态；
(3)检查拉丝塔保护气、冷却水无误后开始升温；
(4)拉丝塔的加热炉达到设定温度后进行光纤的引丝工作，将光纤绕至收线机的塑料桶上并将包层直径控制在200μm左右；
(5)输入预制棒参数及控制参数：棒长300mm、棒径28mm、丝径200μm、拉速3m/min、上升距离37mm、上升速度420mm/min、下降距离37mm、下降速度480mm/min、周期设定1次，参数是根据客户要求，通过实验得出的一组较为满足要求的参数；
(6)检查参数设定准确无误后点击“周期启动”，变速控制模块开始工作，送棒装置开始按照设定参数进行作业，作业完毕后即可得到一段200μm→50μm→200μm的变径光纤；
(7)重复上述步骤，可拉制多段变径光纤。
所述步骤(5)中的拉制其他变径光纤时，需根据对变径光纤直径、长度等方面的不同要求进行多次实验来找到合适的参数。

Claims (2)

1.一种变径光纤拉制装置，包括拉丝塔、送棒控制系统，其特征在于：送棒控制系统为独立的两种送棒控制模块，一种变速送棒控制模块，采用可编程控制器,通过与触摸屏、驱动器的通讯来控制拉丝塔内送棒系统电机速度，将需要速度设定在触摸屏上，触摸屏通过电机编码器反馈给驱动器信号，再由驱动器传送到可编程控制器来显示送棒系统的实际速度值，变速送棒控制模块控制拉丝塔内送棒系统上升和下降的速度，范围为0.1～499mm/min，上升和下降的距离范围为0～2000mm，上升和下降循环周期范围为0～50次，另一种为拉丝塔自带控制模块，控制拉丝塔内送棒系统电机匀速运动，两种送棒控制模块可以安全切换，独立操作。
2.采用权利要求1所述的一种变径光纤拉制装置的变径光纤拉制方法，包括以下步骤：
(1) 关闭拉丝塔的总开关，使其处于断电状态；将变速控制模块接入拉丝塔，连接好之后打开总开关确认通讯是否成功建立，具体方法为分别点击其不同的功能按键，观察拉丝塔的送棒装置能否按照控制模块输入的指令正常工作；
(2)打开拉丝炉的升温开关，拉丝塔开始工作，拉丝塔自带控制模块将光纤丝径控制在一稳定值附近，该丝径为将要拉制的变径光纤丝径的最大值，这样可以避免光纤断裂，将预先计算好的参数输入变速送棒控制模块中，待光纤丝径稳定后进行涂覆工艺、光纤的引丝工作，最后将其收绕至光纤桶上；
(3)确认变速送棒控制模块上升速度、上升距离，下降速度、下降距离参数无误后，点击周期触摸屏启动，开始拉制变径光纤，在整个拉制过程中会出现光纤丝径非常小的情况，可能出现断丝，要做好应急准备工作。
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