CN108246574A - 光纤光缆用着色涂覆系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光纤光缆用着色涂覆系统，其油墨涂覆框架内从上往下设置有至少2个底部安装有保护隔板的油墨涂覆框，所述固化框架内从上往下设置有至少2个底部安装有保护隔板的固化框；所述油墨涂覆框内均依次安装放线张力调节器、除静电器、涂覆单元，所述放线张力调节器包括放线导轮和放线跳舞轮；一气缸固定于左支撑座上并位于左支撑座外侧端，所述气缸的顶杆机构一端连接到气缸，另一通过插座安装于右支撑座同侧的外侧端；位于所述左、右支撑座各自上端通孔内均安装有轴承机构，此左、右支撑座内侧均安装有与轴承机构连接的夹盘片。本发明解决需操作上不停地对排线换向位置的调整，减了少操作上的劳动强，完全实现了全自动排线，排线质量高。

Description

光纤光缆用着色涂覆系统

技术领域

本发明涉及一种光纤油墨着色领域，尤其涉及一种光纤光缆用着色涂覆系统。

背景技术

光纤着色工艺使用的主要原材料为光纤及着色油墨，着色油墨颜色按行业标准分为12种，其中按广电行业标准及信息产业部标准规定的色谱排列是不一样的，广电标准的色谱排列如下：本（白）、红、黄、绿、灰、黑、蓝、橙、棕、紫、粉红、青绿，信息产业部行业标准的色谱排列如下：蓝、桔、绿、棕、灰、本（白）、红、黑、黄、紫、粉红、青绿。在不影响识别的情况下允许使用本色代替白色。现本公司采用的色谱排列按广电标准进行，在用户要求时也可按信息产业部标准色谱排列。在用户要求每管光纤数在12芯以上时，可根据需要用不同的颜色按不同的比例调配出其它颜色来对光纤进行区分。光纤着色后应满足以下各方面的要求：1、着色光纤颜色不迁移，不褪色（用丙酮或酒精擦拭也如此）。2、光纤排线整齐，平整，不乱线，不压线。3、光纤衰减指标达到要求，OTDR测试曲线无台阶等现象。

光纤着色工艺使用的设备为光纤着色机，光纤着色机由光纤放线部分，着色模具及供墨系统，紫外线固化炉，牵引，光纤收线及电器控制部分等组成。主要原理为紫外固化油墨经着色模具涂覆于光纤表面，经过紫外线固化炉固化后固定于光纤表面，形成易于分色的光纤。使用的油墨为紫外固化型油墨。

发明内容

本发明提供一种光纤光缆用着色涂覆系统，此光纤光缆用着色涂覆系统实现了三根光纤可同时涂覆的功能，并不相互干扰，性能稳定，框架刚性大，支撑整机稳定，震动及噪音良好，避免了生产时由于高速生产对光纤末端光纤造成冲击带来的损伤；且可动态调整盘距，实现了多种规格的光纤盘操作。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种光纤光缆用着色涂覆系统，包括：依次排放的放线框架、油墨涂覆框架、固化框架、牵引框架和收线框架，所述放线框架内从上往下设置有至少2个底部安装有支撑托板的放线框，所述油墨涂覆框架内从上往下设置有至少2个底部安装有保护隔板的油墨涂覆框，所述固化框架内从上往下设置有至少2个底部安装有保护隔板的固化框，所述收线框架内从上往下设置有至少2个底部安装有支撑托板的收线框，所述牵引框架内从上往下设置有至少2个底部安装有支撑托板的牵引框，从而从上往下形成至少2个光纤通道，所述放线框内均安装有用于存放绕有光纤的放排线单元，所述固化框内均安装有UV光固化炉；

所述油墨涂覆框内均依次安装放线张力调节器、除静电器、涂覆单元，所述放线张力调节器包括放线导轮和放线跳舞轮，所述放线导轮通过固定转轴安装在油墨涂覆框上，所述放线跳舞轮通过一摆动杆连到安装在油墨涂覆框的旋转机构上，所述涂覆单元包括油墨池和通过管道与油墨池的油墨桶，所述除静电器位于放线张力调节器和涂覆单元之间；

所述牵引框内均依次安装牵引轮、收线张力调节器和位于牵引轮、收线张力调节器之间的导轮，所述牵引轮的中心轴与一牵引电机连接，所述收线张力调节器包括收线导轮和收线跳舞轮，所述收线导轮通过固定转轴安装在牵引框上，所述收线跳舞轮通过一摆动杆连到安装在牵引框的旋转机构上，所述收线框内均安装有用于收光纤的收排线单元，此收排线单元沿其周向安装有一透明弧形防护罩；

所述放排线单元、收排线单元均包括：具有凹槽的基座、左、右支撑座、旋转电机和行进电机，所述基座位于凹槽两侧的表面固定有两个x向线轨，左支撑座下表面两侧均固定有第一x向滑块，右支撑座下表面两侧均固定有第二x向滑块，所述x向线轨依次嵌入第一x向滑块、第二x向滑块各自的凹槽内；

一位于两个x向线轨之间的x向驱动机构安装于基座的凹槽内并位于左、右支撑座下方，所述x向驱动机构包括x向螺母、嵌入x向螺母的x向丝杠、x向主轴承座和x向从轴承座，所述x向丝杠两端分别通过x向主轴承机构、x向从轴承机构嵌入x向主轴承座、x向从轴承座各自通孔内，所述x向螺母固定于左支撑座下表面，所述行进电机安装于位于x向主轴承座外侧的x向丝杠一端；

一气缸固定于左支撑座上并位于左支撑座外侧端，所述气缸的顶杆机构一端连接到气缸，另一通过插座安装于右支撑座同侧的外侧端，所述顶杆机构包括Y形顶杆和连接杆，此Y形顶杆一端具有一插槽，所述连接杆一端嵌入此插槽内并通过螺栓活动连接，所述连接杆另一端嵌入插座内，所述连接杆上沿X方向上设置有若干个定位孔；

位于所述左、右支撑座各自上端通孔内均安装有轴承机构，此左、右支撑座内侧均安装有与轴承机构连接的夹盘片，位于左支撑座的轴承机构外侧安装有所述旋转电机。

上述技术方案中进一步的改进技术方案如下：

1、上述方案中，所述除静电器其由高压电源产生器及放电电极构成，通过离子针的尖端高压电晕放电把附近的空气电离成为大量的正负离子，然后利用鼓风装置把这些正负离子吹到物体表面以中和静电，或者直接把除静电设备靠近物体的表面进行静电的中和。

2、上述方案中，还包括一电控柜，此电控柜上设置有触摸屏、功能键组和电源键。

3、上述方案中，所述放线框与油墨涂覆框相背的一端面安装有前门板，所述收线框与牵引框相背的一端面安装有后门板。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明光纤光缆用着色涂覆系统，其可长期、快速、稳定的生产光纤，并且本发明可兼容生产市面上100KM及100KM以下的各种长度规格光纤，实现了三根光纤可同时涂覆的功能，并不相互干扰，性能稳定，框架刚性大，支撑整机稳定，震动及噪音良好，本发明可生产包含100km及100km以下长度规格光纤；其次，其收排线单元沿其周向安装有一透明弧形防护罩具有光纤放甩打功能，避免了生产时由于高速生产对光纤末端光纤造成冲击带来的损伤，从而影响产品质量。

2、本发明光纤光缆用着色涂覆系统，其可自动调整排线换向位置，可解决需操作上不停地对排线换向位置的调整，减了少操作上的劳动强，完全实现了全自动排线，排线质量高；其次，其位于两个x向线轨之间的x向驱动机构安装于基座的凹槽内并位于左、右支撑座下方，大大减少了装置的体积，降低了设备安装占用面积，方便设备的安装使用。

3、本发明光纤光缆用着色涂覆系统，其气缸固定于左支撑座上并位于左支撑座外侧端，所述气缸的顶杆机构一端连接到气缸，另一通过插座安装于右支撑座同侧的外侧端，所述顶杆机构包括Y形顶杆和连接杆，此Y形顶杆一端具有一插槽，所述连接杆一端嵌入此插槽内并通过螺栓活动连接，所述连接杆另一端嵌入插座内。采用Y形顶杆不仅可以满足快速安装的使用需要，并且考虑到与其连接的加工件存在一定的误差，故其还有一定的机械纠偏功能。其次，其连接杆上沿X方向上设置有若干个定位孔，连接杆可在插座内移动，一固定销嵌入插座和连接杆的定位孔内，可动态调整盘距，实现了多种规格的光纤盘操作，避免由于大盘与小盘之间切换由于气缸行程问题而导致夹取力不足而影响设备的运行速度及稳定性。

附图说明

附图1为本发明光纤光缆用着色涂覆系统结构示意图；

附图2为本发明光纤光缆用着色涂覆系统中框架结构示意图；

附图3为本发明光纤光缆用着色涂覆系统中收放排线单元主视示意图；

附图4为本发明光纤光缆用着色涂覆系统中收放排线单元立体示意图。

以上附图中：1、放线框架；101、放线框；2、油墨涂覆框架；201、油墨涂覆框；3、固化框架；301、固化框；4、牵引框架；401、牵引框；5、收线框架；501、收线框；6、支撑托板；7、保护隔板；8、放排线单元； 9、UV光固化炉；10、放线张力调节器；11、除静电器；12、涂覆单元；121、油墨池；122、油墨桶；13、放线导轮；14、放线跳舞轮；15、摆动杆；16、旋转机构；17、牵引轮；18、收线张力调节器；19、导轮；20、收线导轮；21、收线跳舞轮；22、摆动杆；23、旋转机构；24、收排线单元；241、夹盘片；25、透明防护罩；26、电控柜；261、触摸屏；262、功能键组；263、电源键；27、前门板；28、后门板；31、基座；301、凹槽；32、左支撑座；33、右支撑座；34、旋转电机；35、行进电机；36、x向线轨；37、第一x向滑块；38、第二x向滑块；39、x向驱动机构；391、x向螺母；392、x向丝杠；393、x向主轴承座；394、x向从轴承座；40、x向主轴承机构；41、x向从轴承机构；42、气缸；43、顶杆机构；44、插座；45、Y形顶杆；451、插槽；452、螺栓；46、连接杆；461、定位孔；47、轴承机构；48、夹盘片。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种光纤光缆用着色涂覆系统，包括：依次排放的放线框架1、油墨涂覆框架2、固化框架3、牵引框架4和收线框架5，所述放线框架1内从上往下设置有至少2个底部安装有支撑托板6的放线框101，所述油墨涂覆框架2内从上往下设置有至少2个底部安装有保护隔板7的油墨涂覆框201，所述固化框架3内从上往下设置有至少2个底部安装有保护隔板7的固化框301，所述收线框架5内从上往下设置有至少2个底部安装有支撑托板6的收线框501，所述牵引框架4内从上往下设置有至少2个底部安装有支撑托板6的牵引框401，从而从上往下形成至少2个光纤通道，所述放线框101内均安装有用于存放绕有光纤的放排线单元8，所述固化框301内均安装有UV光固化炉9；

上述放线框架1及收线框架5，由80*80*6方管焊接而成，并焊接有三个安装平台用以安装放排线单元8及收排线单元24。侧面及后侧安装有封板方便日常维护和保养

所述油墨涂覆框201内均依次安装放线张力调节器10、除静电器11、涂覆单元12，所述放线张力调节器10包括放线导轮13和放线跳舞轮14，所述放线导轮13通过固定转轴安装在油墨涂覆框201上，所述放线跳舞轮14通过一摆动杆15连到安装在油墨涂覆框201的旋转机构16上，用以保证放出的光纤具有恒定的张力，在去除静电及灰尘后进入油墨磨具涂覆染料；

所述涂覆单元12包括油墨池121和通过管道与油墨池121的油墨桶122，所述除静电器11位于放线张力调节器10和涂覆单元12之间；

所述牵引框401内均依次安装牵引轮17、收线张力调节器18和位于牵引轮17、收线张力调节器18之间的导轮19，

所述牵引轮17的中心轴与一牵引电机连接，所述收线张力调节器18包括收线导轮20和收线跳舞轮21，所述收线导轮20通过固定转轴安装在牵引框401上，所述收线跳舞轮21通过一摆动杆22连到安装在牵引框401的旋转机构23上，用以保证放出的光纤具有恒定的张力，在去除静电及灰尘后进入油墨磨具涂覆染料；所述收线框501内均安装有用于收光纤的收排线单元24，此收排线单元24沿其周向安装有一透明弧形防护罩25。

上述除静电器11由高压电源产生器及放电电极构成，通过离子针的尖端高压电晕放电把附近的空气电离成为大量的正负离子，然后利用鼓风装置把这些正负离子吹到物体表面以中和静电，或者直接把除静电设备靠近物体的表面进行静电的中和。

还包括一电控柜26，此电控柜26上设置有三个触摸屏261、三个功能键组262和三个电源键263，三个触摸屏261、三组功能键组262、三个电源键263安装于电控柜28上用于分别对三个头进行分开独立控制。

上述放线框101与油墨涂覆框201相背的一端面安装有前门板27，所述收线框501与牵引框401相背的一端面安装有后门板28；

所述放排线单元8、收排线单元24均包括：具有凹槽301的基座31、左、右支撑座32、33、旋转电机34和行进电机35，所述基座31位于凹槽301两侧的表面固定有两个x向线轨36，左支撑座32下表面两侧均固定有第一x向滑块37，右支撑座33下表面两侧均固定有第二x向滑块38，所述x向线轨36依次嵌入第一x向滑块37、第二x向滑块38各自的凹槽内；

一位于两个x向线轨36之间的x向驱动机构39安装于基座31的凹槽301内并位于左、右支撑座32、33下方，所述x向驱动机构39包括x向螺母3913391、嵌入x向螺母3913391的x向丝杠392、x向主轴承座393和x向从轴承座394，所述x向丝杠392两端分别通过x向主轴承机构40、x向从轴承机构41嵌入x向主轴承座393、x向从轴承座394各自通孔内，所述x向螺母391固定于左支撑座32下表面，所述行进电机35安装于位于x向主轴承座393外侧的x向丝杠392一端；

一气缸42固定于左支撑座32上并位于左支撑座32外侧端，所述气缸42的顶杆机构43一端连接到气缸42，另一通过插座44安装于右支撑座33同侧的外侧端，所述顶杆机构43包括Y形顶杆45和连接杆46，此Y形顶杆45一端具有一插槽451，所述连接杆46一端嵌入此插槽451内并通过螺栓452活动连接，所述连接杆46另一端嵌入插座44内，所述连接杆46上沿X方向上设置有若干个定位孔461；

位于所述左、右支撑座32、33各自上端通孔内均安装有轴承机构47，此左、右支撑座32、33内侧均安装有与轴承机构47连接的夹盘片48，位于左支撑座32的轴承机构47外侧安装有所述旋转电机34。

本实施例光纤光缆用着色涂覆系统工作过程如下：

放线机构的动力是由一5KW伺服电机来提供，以实现光纤的主动放线。移动机构的动力也是由750W伺服电机来提供，交流伺服电机的输出轴通过弹性联轴器与滚动丝杆直联来驱动放线机构来完成光纤放线时的来回移动，来控制移动机构使光纤盘前后移动，保证光纤高速放线时的抖动减小到最小。光纤放线张力大小是由舞蹈器提供的。舞蹈器轴与一个纯角度传感器相连，生产过程中。舞蹈器张力摆杆带动角度变化，传感器检测到张力摆杆的摆动，进而控制收放线电机的转速以便自动同步，并使光纤张力摆杆始终处于水平，保持张力恒定。

沿生产线操作方向，前端为光纤除尘装置，后面为压力涂覆系统。加热器的温度由传感器来调节。光纤着色层厚度由模具来控制。固定模具的底座一套，中心位置调整后能精确定位，油墨供应装置压力从0-2.0bar范围可调并显示。

为了保证高速时的着色质量，该生产线配有两个水平UV固化炉。固化炉主要由反射板、炉体外壳、UV灯管、抽风系统等组成。光纤着色后，立即进入该炉进行固化。固化是在充入惰性气体的情况下进行的，可实现高速着色。在UV固化炉上方配有2组适合UV固化装置的进口风机，他的振动不影响产品生产。UV固化炉可调，保证抛物线反射罩光聚焦点的位置是光纤本体运行中心位置，在光聚焦的直径为1mm的圆柱体内。固化炉有可靠地防护装置保证人身安全和防止被污染造成的光纤固化不良。氮气保护装置能保证通过涂覆光纤在光固化过程中100%排除氧分子与涂覆油墨层接触。

收线及除静电单元包括牵引轮、摆臂式舞蹈器、光电换向控制组件、除静电装置、移动机构、收线机构等。为了提高耐磨性能，牵引轮表面进行了处理。光纤进入牵引轮后，是靠光纤与牵引轮之间的摩擦来带动的。计米是由电机本身的编码器发出的脉冲来计数。牵引轮的周长为0.5m，光纤长度的计米精度较高，计米精度高达0.2%。光纤的排线组件结构组成与移动式光纤主动放线组件相同，是靠光电传感器来精确定位的，换向是由交流伺服电机的编码器来执行，位置可调，具有排线整齐、准确等特点。

由于本机的工作速度很高，在工作时，光纤与导轮之间易产生摩擦，这样就容易产生静电。为了消除这种静电，在光纤上盘前，安装有除静电系统。该系统主要由高压电源、除静电棒及除静电喷头等组成。

电气控制系统

1电气参数

1.1光纤放线电机：5KW松下交流伺服电机

1.2光纤放线架排线电机：750W松下交流伺服电机

1.3牵引电机：750W松下交流伺服电机

1.4光纤收线电机：5KW松下交流伺服电机

1.5收线架排线电机：750W松下交流伺服电机

1.6固化炉功率：6KW*2台

1.7复绕速度：1500m/min~2300m/min

着色速度：1500m/min

1.8故障报警：自动停机

1.9工作方式：连续运转

2电气控制原理

2.1电气控制原理描述

高速光纤光缆用着色涂覆系统采用国际上先进的日本生产的松下交流伺服驱动系统，具有控制精度高、噪音低、效率高、工作可靠等优点；并采用德国西门子公司的S7-300可编程序控制器PLC集中控制，使整套电控系统控制更稳定、更可靠。采用西门子10.4寸触摸屏，包含动态显示、报警、趋势、控制策略、控制网路通信等组件，提供一个友好的用户界面，使设备操作更直观、更简便。

该系统由光纤放排线、牵引、收排线、UV固化炉等部分组成。其技术关键在于PLC用户程序及高速时排线自动换向，减少额人工干预。PLC采用了性价比极高的西门子S7-300系列。其出色表现在以下几个方面:极高的可靠性；极丰富的指令集；易于掌控；便捷的操作；丰富的内置集成功能；强大的实时特性；强劲的通讯能力，丰富的扩展模块；最佳的适应性；直接与传感器和执行器相连；灵活性较强，非常容易地调整用户程序。

着色机PLC程序完全依据工艺要求，设计了一系列控制和保护报警功能，其升降速程序确保了各个电机严格按比例同步运转，以确保整套系统稳定、可靠运转而不损坏光纤。

该系统有两种工作方式选择，一种是工作在着色状态，另一种是工作在复绕状态。通过显示器上选择着色/复绕。紫外光固化系统和风冷系统只有在着色状态时才投入工作，涂料加温系统视工艺需要而定。其余控制系统无论在何种状态下，均可投入运行。

采用上述光纤光缆用着色涂覆系统时，其实现了三根光纤可同时涂覆的功能，并不相互干扰，性能稳定，本发明框架刚性大，支撑整机稳定，震动及噪音良好，本发明可生产100km一下个规格光纤；其次，其收排线单元沿其周向安装有一透明弧形防护罩具有光纤放甩打功能，避免了生产时由于高速生产对光纤末端光纤造成冲击带来的损伤，从而影响产品质量。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种光纤光缆用着色涂覆系统，其特征在于：包括：依次排放的放线框架（1）、油墨涂覆框架（2）、固化框架（3）、牵引框架（4）和收线框架（5），所述放线框架（1）内从上往下设置有至少2个底部安装有支撑托板（6）的放线框（101），所述油墨涂覆框架（2）内从上往下设置有至少2个底部安装有保护隔板（7）的油墨涂覆框（201），所述固化框架（3）内从上往下设置有至少2个底部安装有保护隔板（7）的固化框（301），所述收线框架（5）内从上往下设置有至少2个底部安装有支撑托板（6）的收线框（501），所述牵引框架（4）内从上往下设置有至少2个底部安装有支撑托板（6）的牵引框（401），从而从上往下形成至少2个光纤通道，所述放线框（101）内均安装有用于存放绕有光纤的放排线单元（8），所述固化框（301）内均安装有UV光固化炉（9）；

所述油墨涂覆框（201）内均依次安装放线张力调节器（10）、除静电器（11）、涂覆单元（12），所述放线张力调节器（10）包括放线导轮（13）和放线跳舞轮（14），所述放线导轮（13）通过固定转轴安装在油墨涂覆框（201）上，所述放线跳舞轮（14）通过一摆动杆（15）连到安装在油墨涂覆框（201）的旋转机构（16）上，所述涂覆单元（12）包括油墨池（121）和通过管道与油墨池（121）的油墨桶（122），所述除静电器（11）位于放线张力调节器（10）和涂覆单元（12）之间；

所述牵引框（401）内均依次安装牵引轮（17）、收线张力调节器（18）和位于牵引轮（17）、收线张力调节器（18）之间的导轮（19），所述牵引轮（17）的中心轴与一牵引电机连接，所述收线张力调节器（18）包括收线导轮（20）和收线跳舞轮（21），所述收线导轮（20）通过固定转轴安装在牵引框（401）上，所述收线跳舞轮（21）通过一摆动杆（22）连到安装在牵引框（401）的旋转机构（23）上，所述收线框（501）内均安装有用于收光纤的收排线单元（24），此收排线单元（24）沿其周向安装有一透明弧形防护罩（25）；

所述放排线单元（8）、收排线单元（24）均包括：具有凹槽（301）的基座（31）、左、右支撑座（32、33）、旋转电机（34）和行进电机（35），所述基座（31）位于凹槽（301）两侧的表面固定有两个x向线轨（36），左支撑座（32）下表面两侧均固定有第一x向滑块（37），右支撑座（33）下表面两侧均固定有第二x向滑块（38），所述x向线轨（36）依次嵌入第一x向滑块（37）、第二x向滑块（38）各自的凹槽内；

一位于两个x向线轨（36）之间的x向驱动机构（39）安装于基座（31）的凹槽（301）内并位于左、右支撑座（32、33）下方，所述x向驱动机构（39）包括x向螺母（3913391）、嵌入x向螺母（3913391）的x向丝杠（392）、x向主轴承座（393）和x向从轴承座（394），所述x向丝杠（392）两端分别通过x向主轴承机构（40）、x向从轴承机构（41）嵌入x向主轴承座（393）、x向从轴承座（394）各自通孔内，所述x向螺母（391）固定于左支撑座（32）下表面，所述行进电机（35）安装于位于x向主轴承座（393）外侧的x向丝杠（392）一端；

一气缸（42）固定于左支撑座（32）上并位于左支撑座（32）外侧端，所述气缸（42）的顶杆机构（43）一端连接到气缸（42），另一通过插座（44）安装于右支撑座（33）同侧的外侧端，所述顶杆机构（43）包括Y形顶杆（45）和连接杆（46），此Y形顶杆（45）一端具有一插槽（451），所述连接杆（46）一端嵌入此插槽（451）内并通过螺栓（452）活动连接，所述连接杆（46）另一端嵌入插座（44）内，所述连接杆（46）上沿X方向上设置有若干个定位孔（461）；

位于所述左、右支撑座（32、33）各自上端通孔内均安装有轴承机构（47），此左、右支撑座（32、33）内侧均安装有与轴承机构（47）连接的夹盘片（48），位于左支撑座（32）的轴承机构（47）外侧安装有所述旋转电机（34）；

所述除静电器（11）其由高压电源产生器及放电电极构成；还包括一电控柜（26），此电控柜（26）上设置有触摸屏（261）、功能键组（262）和电源键（263）。

2.根据权利要求1所述的光纤光缆用着色涂覆系统，其特征在于：所述放线框（101）与油墨涂覆框（201）相背的一端面安装有前门板（27），所述收线框（501）与牵引框（401）相背的一端面安装有后门板（28）。