CN110002275B - 光纤自动擦拭环绕设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光纤自动擦拭环绕设备，包括底座，所述底座上依次设置有套管装夹机构、光纤夹持机构以及绕纤机构，套管装夹机构用于夹持光纤套管，光纤夹持机构用于夹持光纤，绕纤机构用于环绕光纤，底座上还设置有机械手夹持机构，机械手夹持机构包括第一导轨、第一滑块以及夹持气缸，第一导轨水平设置且通过支架安装在所述底座上，第一滑块滑动安装在所述第一导轨上，夹持气缸固定安装在所述第一滑块上，夹持气缸底端安装有机械手，所述机械手夹持光纤的端面覆盖有擦纤布。本发明能够实现光纤的自动环绕，绕纤的同时可以自动清洁光纤，节省了人力，提高了效率，且环绕后的光纤质量稳定。

Description

光纤自动擦拭环绕设备

技术领域

本发明涉及光纤绕纤技术领域，尤其涉及一种光纤自动擦拭环绕设备。

背景技术

光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称。其典型结构是多层同轴圆柱体，自内向外为纤芯、包层和涂覆层。核心部分是纤芯和包层，其中纤芯由高度透明的材料制成，是光波的主要传输通道；包层的折射率略小于纤芯，使光的传输性能相对稳定。纤芯粗细、纤芯材料和包层材料的折射率，对光纤的特性起决定性影响。涂覆层包括一次涂覆、缓冲层和二次涂覆，起保护光纤不受水汽的侵蚀和机械的擦伤，同时又增加光纤的柔韧性，起着延长光纤寿命的作用。

在现有技术中，光纤作为信息传导的载体，是通讯产品的重要组成部分，也是重要的生产物料；在生产中，经常要求从整盒的光纤中抽出一定长度的光纤，然后按照一定的直径卷绕起来。目前所采用的卷绕方式是靠手工进行，或借助简单的工装进行卷绕。

采用手工卷绕存在以下缺点：1.效率低：手工操作，要保持用力轻微与均匀，速度不能过快。2.损伤光纤：手工卷绕，难以掌握卷绕力度，光纤有时将承受过大的轴向拉力，会损伤光纤。3.浪费多：人工操作的失误多，因折断光纤与计量误差导致的光纤浪费多。4.操作难度大：手工操作要求高，以及靠人计数，增加了管理与培训的难度。

此外，目前的绕纤技术普遍都是针对常规250um光纤，只是实现了将光纤绕成一定直径的圆圈，绕圈的同时无法清洁光纤，功能上比较单一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光纤自动擦拭环绕设备，旨在用于解决现有的光纤需采用手工卷绕以及绕圈的同时无法清洁光纤的问题。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种光纤自动擦拭环绕设备，包括底座，所述底座上依次设置有套管装夹机构、光纤夹持机构以及绕纤机构，所述套管装夹机构用于夹持光纤套管，所述光纤夹持机构用于夹持光纤，所述绕纤机构用于环绕光纤，所述底座上还设置有机械手夹持机构，所述机械手夹持机构包括第一导轨、第一滑块以及夹持气缸，所述第一导轨水平设置且通过支架安装在所述底座上，所述第一滑块滑动安装在所述第一导轨上，所述夹持气缸固定安装在所述第一滑块上，所述夹持气缸底端安装有机械手，所述第一滑块在所述第一导轨上水平运动从而带动所述机械手在所述光纤夹持机构与所述绕纤机构之间移动，所述机械手夹持光纤的端面覆盖有擦纤布。

进一步地，所述机械手夹持光纤的端面上开设有若干细槽，所述机械手内部具有与所述细槽相连通的容纳腔，所述容纳腔内填充有纤维物质，还包括清洁液腔以及管路，所述清洁液腔通过所述管路与所述容纳腔相连通，所述管路上安装有电磁阀。

进一步地，还包括颜色识别探测器以及控制器，所述颜色识别探测器位于所述套管装夹机构与所述光纤夹持机构之间且位于光纤输送路径的正上方，所述颜色识别探测器用于探测光栅光纤的红色记号并将探测的信号传递给所述控制器，所述控制器用于在第一次接收到探测到红色记号的信号时，控制夹持气缸的机械手张开，并在第二次接收到探测到红色记号的信号时，控制夹持气缸的机械手夹紧。

进一步地，所述颜色识别探测器通过安装杆和滑动块安装在所述支架上，所述支架上设有滑动导轨，所述滑动块滑动安装在所述滑动导轨上，所述安装杆的一端与所述滑动块固定，另一端安装所述颜色识别探测器。

进一步地，还包括光纤有无探测器，所述光纤有无探测器位于所述颜色识别探测器与所述光纤夹持机构之间且位于光纤输送路径的正上方，所述光纤有无探测器用于探测其下方是否有光纤并将探测的信号传递给所述控制器，所述控制器用于根据所述颜色识别探测器和所述光纤有无探测器探测的信号计算出光栅距离光纤前后端的尺寸。

进一步地，所述套管装夹机构包括第二导轨、第二滑块、第一电动推杆以及两组装夹组件，所述第二导轨安装在所述底座上，所述第二滑块滑动安装在所述第二导轨上，所述第一电动推杆的一端与所述第二滑块的一侧固定，另一端固定在所述底座上，两组所述装夹组件并排固定在所述第二滑块上。

进一步地，所述装夹组件包括套管支撑座以及枢接于所述套管支撑座上的套管压盖，所述套管支撑座的顶部开设有用于放置光纤套管的限位槽，所述套管压盖盖设于所述限位槽的上方。

进一步地，还包括位于所述光纤夹持机构与所述绕纤机构之间的顶纤机构，所述顶纤机构包括第三导轨、第三滑块、第二电动推杆以及引导轮，所述第三导轨安装在所述底座上，所述第三滑块滑动安装在所述第三导轨上，所述第二电动推杆的一端与所述第三滑块的一侧固定，另一端固定在所述底座上，所述引导轮通过转轴安装在所述第三滑块上。

进一步地，所述绕纤机构包括绕纤盘以及电机驱动组件，所述绕纤盘上安装有多个绕纤柱，其中一个绕纤柱从中间分成为两个半圆柱，之间用于夹持光纤的头部，还包括用于驱动两个半圆柱夹紧和松开的夹紧气缸，所述电机驱动组件通过皮带与所述绕纤盘传动连接，用于驱动绕纤盘旋转。

进一步地，所述绕纤机构还包括锥轴斜推气缸组件，所述锥轴斜推气缸组件包括锥轴以及推动气缸，所述锥轴从前往后呈渐扩结构且位于多个所述绕纤柱中间，所述推动气缸用于驱动所述锥轴前进或后退从而使得多个所述绕纤柱张开或收缩。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的这种光纤自动擦拭环绕设备，能够实现光纤的自动环绕，效率较高，卷绕力度可以控制，不会损伤光纤，操作难度小，减少了人的劳动且避免了人工操作失误带来的浪费；绕纤的同时可以自动清洁光纤，与人工清洁相比，清洁夹持作用力比人要稳定，节省了人力，提高了效率，且环绕后的光纤质量稳定。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种光纤自动擦拭环绕设备的立体图；

图2为本发明实施例提供的一种光纤自动擦拭环绕设备的正视图；

图3为本发明实施例提供的机械手夹持装置及探测器的结构图；

图4为本发明实施例提供的套管装夹机构的结构图；

图5为本发明实施例提供的绕纤机构的结构图。

附图标记说明：1-底座、2-套管装夹机构、21-第二导轨、22-第二滑块、23-第一电动推杆、24-套管支撑座、25-限位槽、26-套管压盖、3-光纤夹持机构、4-绕纤机构、41-绕纤盘、42-电机驱动组件、43-锥轴斜推气缸组件、44-绕纤柱、5-机械手夹持机构、51-第一导轨、52-第一滑块、53-夹持气缸、54-机械手、55-清洁液腔、56-管路、57-电磁阀、6-顶纤机构、61-引导轮、7-颜色识别探测器、71-滑动导轨、72-滑动块、73-安装杆、8-光纤有无探测器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图3所示，本发明实施例提供一种光纤自动擦拭环绕设备，包括底座1，所述底座1上依次设置有套管装夹机构2、光纤夹持机构3以及绕纤机构4，所述套管装夹机构2用于夹持光纤套管，所述光纤夹持机构3用于夹持光纤，所述绕纤机构4用于环绕光纤，初始状态时待绕光纤位于套管内，通过套管装夹机构4夹持套管，光纤可于套管内移动，光纤从套管内伸出后进入所述光纤夹持机构3，光纤夹持机构3夹持光纤以对光纤进行限位，光纤接着进入所述绕纤机构4，绕纤机构4固定光纤的头部后开始转动实现绕纤，绕纤的过程中实现光纤的输送。所述底座1上还设置有机械手夹持机构5，所述机械手夹持机构5包括第一导轨51、第一滑块52以及夹持气缸53，所述第一导轨51水平设置且通过支架安装在所述底座1上，所述第一滑块52滑动安装在所述第一导轨51上，所述夹持气缸53固定安装在所述第一滑块52上，所述夹持气缸53底端安装有机械手54，所述第一滑块52在所述第一导轨51上水平运动从而带动所述机械手54在所述光纤夹持机构3与所述绕纤机构4之间移动，当光纤固定在光纤夹持机构3上且头部伸出一定距离后，所述机械手54夹持光纤头部并运动到绕纤机构4处，将光纤头部送入绕纤机构4进行固定，该过程通过机械手夹持机构5实现自动化，减少人工操作。所述机械手54夹持光纤的端面覆盖有擦纤布，擦纤布可以浸透清洁液，光纤输送的过程中机械手54以合适的力度夹持光纤并保持不动，光纤输送的过程中通过擦纤布对光纤进行清洁，从而实现绕纤的同时对光纤自动清洁。

本发明实施例提供的这种光纤自动擦拭环绕设备，能够实现光纤的自动环绕，效率较高，卷绕力度可以控制，不会损伤光纤，操作难度小，减少了人的劳动且避免了人工操作失误带来的浪费；绕纤的同时可以自动清洁光纤，与人工清洁相比，清洁夹持作用力比人要稳定，节省了人力，提高了效率，且环绕后的光纤质量稳定。

如图2和图3所示，优化上述实施例，所述机械手54夹持光纤的端面上开设有若干细槽，所述机械手54内部具有与所述细槽相连通的容纳腔，所述容纳腔内填充有纤维物质，机械手夹持机构5还包括清洁液腔55以及管路56，所述清洁液腔55通过所述管路56与所述容纳腔相连通，清洁液通过管路56进入机械手54的容纳腔内，由于容纳腔内填充有渗透性较强的纤维物质，清洁液可以通过虹吸作用渗透到机械手54表面，从而实现在夹持光纤的同时清洁光纤。优选地，所述管路56上安装有电磁阀57，通过电磁阀57控制清洁液的流量频率。

由于光栅光纤的光栅两边具有红色记号，且两个红色记号及之间的区域内是不需要清洁的，因此设备在绕纤的同时需要对该区域进行有效判定。如图1和图2所示，本优选实施例中，还包括颜色识别探测器7以及控制器，所述颜色识别探测器7位于所述套管装夹机构2与所述光纤夹持机构3之间且位于光纤输送路径的正上方，所述颜色识别探测器7用于探测光栅光纤的红色记号并将探测的信号传递给所述控制器，所述控制器用于在第一次接收到探测到红色记号的信号时，控制夹持气缸53的机械手54张开，并在第二次接收到探测到红色记号的信号时，控制夹持气缸53的机械手54夹紧，从而光栅光纤两个红色记号及区域内的部分在经过机械手54时机械手54是张开的，不对该区域进行清洁，实现清洁区域和非清洁区域的区分。需要说明的是，由于颜色识别探测器7与机械手54的位置具有一定间距，控制器在接收到探测到红色记号的信号时会经过一定延时后再发送控制信号给机械手54，实现精准控制。

如图3所示，细化所述颜色识别探测器7的安装结构，所述颜色识别探测器7通过安装杆73和滑动块72安装在所述支架上，所述支架上设有滑动导轨71，所述滑动块72滑动安装在所述滑动导轨71上，所述安装杆73的一端与所述滑动块72固定，另一端安装所述颜色识别探测器7，所述滑动块72在所述滑动导轨71上移动从而带动所述颜色识别探测器7移动，实现颜色识别探测器7位置的调整。

如图1和图2所示，进一步优化上述实施例，还包括光纤有无探测器8，所述光纤有无探测器8位于所述颜色识别探测器7与所述光纤夹持机构3之间且位于光纤输送路径的正上方，所述光纤有无探测器8用于探测其下方是否有光纤并将探测的信号传递给所述控制器，所述控制器用于根据所述颜色识别探测器7和所述光纤有无探测器8探测的信号计算出光栅距离光纤前后端的尺寸。具体地，光栅光纤的两个红色记号分别位于光栅的两侧且二者与光栅之间的距离是已知的，本实施例通过所述颜色识别探测器7和所述光纤有无探测器8探测的信号可以计算出光纤前后端与对应侧红色记号之间的距离，再通过光纤前后端与对应侧红色记号之间的距离加上已知的两个红色记号与光栅之间的距离即可得出光栅距离光纤前后端的尺寸，该功能可以匹配不同光纤尺寸的要求，适应性较广。

如图4所示，细化所述套管装夹机构2的结构，所述套管装夹机构2包括第二导轨21、第二滑块22、第一电动推杆23以及两组装夹组件，所述第二导轨21安装在所述底座1上，所述第二滑块22滑动安装在所述第二导轨21上，所述第一电动推杆23的一端与所述第二滑块22的一侧固定，另一端固定在所述底座1上，两组所述装夹组件并排固定在所述第二滑块22上。所述装夹组件包括套管支撑座24以及枢接于所述套管支撑座24上的套管压盖26，所述套管支撑座24的顶部开设有用于放置光纤套管的限位槽25，所述套管压盖26盖设于所述限位槽25的上方。两组所述装夹组件可以实现双工位运作，其中一个工位工作，另外一个工位可以作准备，处于工作状态的装夹组件需与光纤夹持机构3对准。所述第一电动推杆23通过伸缩带动所述第二滑块22在所述第二导轨21上移动从而带动两组所述装夹组件位置的移动，实现两个装夹工位的切换，提高效率。

细化所述光纤夹持机构3的结构，所述光纤夹持机构3的结构与所述装夹组件的结构是类似的，包括光纤支撑座以及枢接于所述光纤支撑座上的光纤压盖，所述光纤支撑座固定于所述底座1上，所述光纤支撑座的顶部开设有用于放置光纤的限位槽，所述光纤压盖盖设于光纤限位槽的上方。

如图1和图2所示，优化上述实施例，还包括位于所述光纤夹持机构3与所述绕纤机构4之间的顶纤机构6，所述顶纤机构6包括第三导轨、第三滑块、第二电动推杆以及引导轮61，所述第三导轨安装在所述底座1上，所述第三滑块滑动安装在所述第三导轨上，所述第二电动推杆的一端与所述第三滑块的一侧固定，另一端固定在所述底座1上，所述引导轮61通过转轴安装在所述第三滑块上。所述引导轮61用于引导光纤的运动，且上下具有挡止部，防止绕纤时光纤运动幅度过大造成光纤夹持机构3处光纤的损害，通过引导轮61起到过渡的作用。所述引导轮61在不工作时需要退出工作位置，以让位机械手54的运动，所述第二电动推杆通过伸缩带动所述第三滑块在所述第三导轨上移动从而带动所述引导轮61在工作位置和非工作位置之间移动，方便作业。

如图5所示，细化所述绕纤机构4的结构，所述绕纤机构4包括绕纤盘41以及电机驱动组件42，所述绕纤盘41上安装有多个绕纤柱44，其中一个绕纤柱44从中间分成为两个半圆柱，之间用于夹持光纤的头部，还包括用于驱动两个半圆柱夹紧和松开的夹紧气缸，所述电机驱动组件42通过皮带与所述绕纤盘41传动连接，用于驱动绕纤盘41旋转。机械手54将光纤头部送至两个半圆柱之间后，夹紧气缸驱动两个半圆柱夹紧，将光纤头部固定，然后电机驱动组件42驱动绕纤盘41转动实现将光纤绕在多个绕纤柱44上。本优选实施例中，所述绕纤机构4还包括锥轴斜推气缸组件44，所述锥轴斜推气缸组件44包括锥轴以及推动气缸，所述锥轴从前往后呈渐扩结构且位于多个所述绕纤柱44中间，所述推动气缸用于驱动所述锥轴前进或后退从而使得多个所述绕纤柱44径向张开或收缩。绕纤之前，所述推动气缸驱动所述锥轴前进，所述锥轴通过渐扩结构将多个绕纤柱44撑开到所需要的绕纤直径大小，绕纤之后，所述推动气缸驱动所述锥轴后退，多个绕纤柱44通过弹簧抵挡收缩，直径减小，方便取下环绕好的光纤。本实施例通过该锥轴斜推气缸组件44实现绕纤柱44径向伸缩，相对于现有的平行四边连杆复位机构来实现绕纤柱44的来回伸缩，结构简单，零部件少，成本较低。

本发明实施例提供的这种光纤自动擦拭环绕设备的工作过程如下：人工将光纤套管固定在套管装夹机构2上，拉出一定长度的光纤并固定在光纤夹持机构3上，机械手54运动至光纤夹持机构3处夹住光纤头部并运动至绕纤机构4处，将光纤头部送入具有两个半圆柱的绕纤柱44中夹紧，机械手54回到光纤夹持机构3处夹住光纤，引导轮61移动到工作位与光纤接触，绕纤盘41开始旋转绕纤，颜色识别探测器7第一次探测到红色记号时，机械手54张开，颜色识别探测器7第二次探测到红色记号时，机械手54夹紧，光纤有无探测器8探测到光纤结束后，控制器计算光栅距离前后端尺寸，最后将环绕好的光纤取下。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光纤自动擦拭环绕设备，其特征在于：包括底座，所述底座上依次设置有套管装夹机构、光纤夹持机构以及绕纤机构，所述套管装夹机构用于夹持光纤套管，所述光纤夹持机构用于夹持光纤，所述绕纤机构用于环绕光纤，所述底座上还设置有机械手夹持机构，所述机械手夹持机构包括第一导轨、第一滑块以及夹持气缸，所述第一导轨水平设置且通过支架安装在所述底座上，所述第一滑块滑动安装在所述第一导轨上，所述夹持气缸固定安装在所述第一滑块上，所述夹持气缸底端安装有机械手，所述第一滑块在所述第一导轨上水平运动从而带动所述机械手在所述光纤夹持机构与所述绕纤机构之间移动，人工将光纤套管固定在所述套管装夹机构上，拉出一定长度的光纤并固定在所述光纤夹持机构上，所述机械手运动至所述光纤夹持机构处夹住光纤头部并运动至所述绕纤机构处，将光纤头部送入具有两个半圆柱的绕纤柱中夹紧，所述机械手回到所述光纤夹持机构处夹住光纤，所述机械手夹持光纤的端面覆盖有擦纤布。

2.如权利要求1所述的光纤自动擦拭环绕设备，其特征在于：所述机械手夹持光纤的端面上开设有若干细槽，所述机械手内部具有与所述细槽相连通的容纳腔，所述容纳腔内填充有纤维物质，还包括清洁液腔以及管路，所述清洁液腔通过所述管路与所述容纳腔相连通，所述管路上安装有电磁阀。

3.如权利要求1所述的光纤自动擦拭环绕设备，其特征在于：还包括颜色识别探测器以及控制器，所述颜色识别探测器位于所述套管装夹机构与所述光纤夹持机构之间且位于光纤输送路径的正上方，所述颜色识别探测器用于探测光栅光纤的红色记号并将探测的信号传递给所述控制器，所述控制器用于在第一次接收到探测到红色记号的信号时，控制夹持气缸的机械手张开，并在第二次接收到探测到红色记号的信号时，控制夹持气缸的机械手夹紧。

4.如权利要求3所述的光纤自动擦拭环绕设备，其特征在于：所述颜色识别探测器通过安装杆和滑动块安装在所述支架上，所述支架上设有滑动导轨，所述滑动块滑动安装在所述滑动导轨上，所述安装杆的一端与所述滑动块固定，另一端安装所述颜色识别探测器。

5.如权利要求3所述的光纤自动擦拭环绕设备，其特征在于：还包括光纤有无探测器，所述光纤有无探测器位于所述颜色识别探测器与所述光纤夹持机构之间且位于光纤输送路径的正上方，所述光纤有无探测器用于探测其下方是否有光纤并将探测的信号传递给所述控制器，所述控制器用于根据所述颜色识别探测器和所述光纤有无探测器探测的信号计算出光栅距离光纤前后端的尺寸。

6.如权利要求1所述的光纤自动擦拭环绕设备，其特征在于：所述套管装夹机构包括第二导轨、第二滑块、第一电动推杆以及两组装夹组件，所述第二导轨安装在所述底座上，所述第二滑块滑动安装在所述第二导轨上，所述第一电动推杆的一端与所述第二滑块的一侧固定，另一端固定在所述底座上，两组所述装夹组件并排固定在所述第二滑块上。

7.如权利要求6所述的光纤自动擦拭环绕设备，其特征在于：所述装夹组件包括套管支撑座以及枢接于所述套管支撑座上的套管压盖，所述套管支撑座的顶部开设有用于放置光纤套管的限位槽，所述套管压盖盖设于所述限位槽的上方。

8.如权利要求1所述的光纤自动擦拭环绕设备，其特征在于：还包括位于所述光纤夹持机构与所述绕纤机构之间的顶纤机构，所述顶纤机构包括第三导轨、第三滑块、第二电动推杆以及引导轮，所述第三导轨安装在所述底座上，所述第三滑块滑动安装在所述第三导轨上，所述第二电动推杆的一端与所述第三滑块的一侧固定，另一端固定在所述底座上，所述引导轮通过转轴安装在所述第三滑块上。

9.如权利要求1所述的光纤自动擦拭环绕设备，其特征在于：所述绕纤机构还包括锥轴斜推气缸组件，所述锥轴斜推气缸组件包括锥轴以及推动气缸，所述锥轴从前往后呈渐扩结构且位于多个所述绕纤柱中间，所述推动气缸用于驱动所述锥轴前进或后退从而使得多个所述绕纤柱张开或收缩。