CN110426988A - 一种激光微振动传感记录调节装置及其调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光微振动传感记录调节装置，其判断并解决引杆非常规振动对松散体性质稳定性的影响，不仅可以在悬挂靶棒过程中判断靶棒的振动幅度是否符合标准及时调整。还可以在沉积过程中及时监控引杆的非常规振动并进行微调。其包括激光传感组件、数据输出组件、反馈调节组件；所述激光传感组件具体包括形成若干个激光位移传感器、对应的数据信息采集卡；所述数据输出组件具体包括PLC控制系统、显示模块，所述PLC控制系统设置有XY平面坐标，所述PLC控制系统实时捕捉每个激光位移传感器的位置，然后通过激光位移传感器反馈的数据、结合激光位移传感器的位置获得引杆对应环面上点的实际位置，所述反馈调节组件具体包括报警系统、被动调节机构。

Description

一种激光微振动传感记录调节装置及其调节方法

技术领域

本发明涉及光纤芯棒松散体制造的技术领域，具体为一种激光微振动传感记录调节装置，本发明还提供了该记录调节装置的调节方法。

背景技术

5G智能制造开启了工业化创新模式，制造正向着智造转行。高速率、大带宽、无时延、广覆盖的光纤市场要求各个工序更加精益化以适应。

现有技术中，VAD沉积过程中，常出现如松散体密度分步不均，Δ偏差，芯层扭曲的问题，在所有参数都正常设置的情况下，依然会产生上述现象，经过长期摸索，终于发现是引杆振动的无序性与不可控性限制了调试的精确性与规律性，其振动幅度不易引起注意，但是足以影响整根芯棒的合格率，造成损失。

因此，为判断并解决引杆非常规振动对松散体性质稳定性的影响，设计了一种激光微振动传感记录调节装置及方法，不仅可以在悬挂靶棒过程中判断靶棒的振动幅度是否符合标准及时调整。还可以在沉积过程中及时监控引杆的非常规振动并进行微调。保证了由引杆振动造成松散体报废，及时止损节约成本。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种激光微振动传感记录调节装置，其判断并解决引杆非常规振动对松散体性质稳定性的影响，不仅可以在悬挂靶棒过程中判断靶棒的振动幅度是否符合标准及时调整。还可以在沉积过程中及时监控引杆的非常规振动并进行微调。

一种激光微振动传感记录调节装置，其特征在于：其包括激光传感组件、数据输出组件、反馈调节组件；

所述激光传感组件具体包括形成若干个激光位移传感器、对应的数据信息采集卡，所有的激光位移传感器在和引杆垂直的一个平面内布置，所述激光位移传感器的传感部分分别朝向所述引杆的中心轴布置；

所述数据输出组件具体包括PLC控制系统、显示模块，所述PLC控制系统设置有XY平面坐标，所述PLC控制系统实时捕捉每个激光位移传感器的位置，然后通过激光位移传感器反馈的数据、结合激光位移传感器的位置获得引杆对应环面上点的实际位置，

所述反馈调节组件具体包括报警系统、被动调节机构，所述被动调节结构包括由步进电机、丝杆和滑块；

所述滑块布置于引杆的一端的支承结构上，所述步进电机固设于VAD沉积设备的固定结构的外露端面，对应位置的步进电机的输出端通过丝杆连接滑块，步进电机驱动滑块调整进而完成引杆的调节。

其进一步特征在于：

所述激光位移传感器的数量为两个，两个所述激光位移传感器布置于所述引杆的另一端的外环位置、组成在同一平面内的XY轴坐标系监控结构，每个激光位移传感器的输出端分别连接各自的数据信息采集卡，所述数据信息采集卡的输出端连接所述PLC控制系统的输入端，所述PLC控制系统的输出端连接有显示模块，所述PLC控制系统的输出端还通过显示模块连接所述反馈调节组件；

两个所述激光位移传感器位于圆环安装座内，所述圆环安装座布置于所述引杆的另一端的外环，所述圆环安装座内的轨道内布置有感应光线呈90°布置的两个所述激光位移传感器，两个所述激光位移传感器同步沿着轨道旋转、用于监测引杆的外环的对应点的数据；

通过激光位移传感器和信息采集卡对引杆的XY平面位置信息采集；通过PLC系统及显示器记录并显示数据信息；通过反馈调节装置完成报警或调节模式；

其包括两组被动调节机构，两组被动调节机构在同一直径的形成90°弧的两点位置设置布置，确保对于引杆的准确可靠调节；

优选地，一组步进电机、丝杆和滑块对应于预设X轴向的位置布置，另一组所述步进电机、丝杆和滑块对应于预设Y轴向位置的布置，其使得根据通过激光位移传感器和信息采集卡对XY平面位置信息采集，可及时调节对应的X轴或Y轴对应位置的参数调整；

所述丝杆选用0.5mm精度的丝杆，所述步进电机的步进角度为1°，调节精度为1.3μm；

所述PLC系统内设置有引杆目标直径参数、及引杆最大允许抖动范围参数，根据采集的引杆的X轴和Y轴的平面位置信息参数，PCL系统独立判断是否符合要求，监控到不符合要求时，控制报警系统的开关闭合、进行报警，同时驱动对应的X轴、或Y轴所对应的步进电机驱动丝杆运动、进而调整滑块带动引杆的支承结构微调，使得激光位移传感器采集的XY平面位置信息符合设定要求；

其还包括电源模块，所述电源模块供电于激光传感组件、数据输出组件、反馈调节组件，确保整个装置的正常运行；

所述显示模块具体为显示器，所述显示器上显示实时引杆相对于标准预设引杆位置的位置图，确保操作人员的实时监控。

一种激光微振动传感记录调节装置的调节方法，其特征在于：通过激光位移传感器和信息采集卡对引杆的另一端自由设立的XY平面的位置信息进行数据采集；之后通过PLC系统将数据变换成位置坐标，通过显示模块显示坐标图，PLC系统实时记录数据信息；PLC系统根据预设的引杆的标准位置经过计算后判断引杆的实际位置偏差是否需要调整，一旦计算获得需要调整，PLC系统控制对应的X轴或Y轴所对应的步进电机步进转动，通过驱动对应的滑块轴向调整，进而调整引杆的相对于XY平面的位置。

其进一步特征在于：

整个装置可多模式使用，其选择如下两种模式：a对靶棒安装过程中振动状况监控及时调控；b对沉积过程中的引杆振动情况时时监控。

选择a对靶棒安装过程中振动状况监控及时调控模式时：通过同步转动激光位移传感器调节记录xy平面内不同位置数据，用于单独测量靶棒振动；PLC系统将获得的坐标映射到显示模块上和引杆的标准位置坐标进行比对，若有10个以上点超出最大许可范围，则启动报警；

选择b对沉积过程中的引杆振动情况时时监控时，激光位移传感器的位置固定，实时监控引杆对应外周的位置坐标，当坐标位置超过范围后，启动报警的同时进行自调节，PLC系统控制对应的X轴或Y轴所对应的步进电机步进转动，通过驱动对应的滑块轴向调整，进而调整引杆的相对于XY平面的位置。

采用上述技术方案后，通过激光位移传感器和信息采集卡对XY平面位置信息采集；通过PLC系统及显示器记录并显示数据信息；通过反馈调节装置完成报警或调节模式。其可对靶棒安装过程中振动状况监控及时调控；对沉积过程中的引杆振动情况时时监控，并可以报警微，其将引杆振动幅度通过视觉模块可视化处理，同时记录、报警并微调引杆，避免了由引杆振动造成松散体报废，及时止损节约成本；综上，其判断并解决引杆非常规振动对松散体性质稳定性的影响，不仅可以在悬挂靶棒过程中判断靶棒的振动幅度是否符合标准及时调整。还可以在沉积过程中及时监控引杆的非常规振动并进行微调。

附图说明

图1为本发明的装置的结构示意框图；

图2为本发明的激光传感组件、反馈调节组件相对于引杆的组装示意简图；

图中序号所对应的名称如下：

激光传感组件1、数据输出组件2、反馈调节组件3、激光位移传感器4、数据信息采集卡5、引杆6、PLC控制系统7、报警系统8、开关81、被动调节机构9、开关91、步进电机10、丝杆11、贯穿螺纹孔12、支承结构13、固定结构14、圆环安装座15、电源模块16、显示模块17。

具体实施方式

一种激光微振动传感记录调节装置，见图1-图2：其包括激光传感组件1、数据输出组件2、反馈调节组件3；

激光传感组件1具体包括形成若干个激光位移传感器4、对应的数据信息采集卡5，所有的激光位移传感器4在和引杆6垂直的一个平面内布置，激光位移传感器4的传感部分分别朝向引杆6的中心轴布置；

数据输出组件2具体包括PLC控制系统7、显示模块17，PLC控制系统7设置有XY平面坐标，PLC控制系统7实时捕捉每个激光位移传感器4的位置，然后通过激光位移传感器4反馈的数据、结合激光位移传感器4的位置获得引杆6对应环面上点的实际位置，

反馈调节组件3具体包括报警系统8、被动调节机构9，被动调节结构9包括由步进电机10、丝杆11和滑块；

滑块布置于引杆6的一端的支承结构13上，步进电机10固设于VAD沉积设备的固定结构14的外露端面，对应位置的步进电机10的输出端通过丝杆11连接滑块，步进电机驱10动滑块调整进而完成引杆6的调节，具体实施时，滑块集成于支承结构13上、对应为贯穿螺纹孔12。

激光位移传感器4的数量为两个，两个激光位移传感器4布置于引杆6的另一端的外环位置、组成在同一平面内的XY轴坐标系监控结构，每个激光位移传感器4的输出端分别连接各自的数据信息采集卡5，数据信息采集卡5的输出端连接PLC控制系统7的输入端，PLC控制系统7的输出端连接有显示模块17，PLC控制系统7的输出端还通过显示模块17连接反馈调节组件3；

两个激光位移传感器4位于圆环安装座15内，圆环安装座15布置于引杆6的另一端的外环，圆环安装座15内的轨道内布置有感应光线呈90°布置的两个激光位移传感器4，两个激光位移传感器4同步沿着轨道旋转、用于监测引杆6的外环的对应点的数据；

通过激光位移传感器4和信息采集卡5对引杆6的XY平面位置信息采集；通过PLC系统7及显示模块17记录并显示数据信息；通过反馈调节装置9完成报警或调节模式；

其包括两组被动调节机构9，两组被动调节机构9在同一直径的形成90°弧的两点位置设置布置，确保对于引杆6的准确可靠调节；

具体实施例中，一组步进电机10、丝杆11和滑块对应于预设X轴向的位置布置，另一组步进电机10、丝杆11和滑块对应于预设Y轴向位置的布置，其使得根据通过激光位移传感器4和信息采集卡5对XY平面位置信息采集，可及时调节对应的X轴或Y轴对应位置的参数调整；

丝杆11选用0.5mm精度的丝杆，步进电机10的步进角度为1°，调节精度为1.3μm；

PLC系统7内设置有引杆目标直径参数、及引杆最大允许抖动范围参数，根据采集的引杆6的X轴和Y轴的平面位置信息参数，PCL系统独7立判断是否符合要求，监控到不符合要求时，控制报警系统8的开关81闭合、进行报警，同时打开被动调节机构9的开关91，驱动对应的X轴、或Y轴所对应的步进电机10驱动丝杆11运动、进而调整滑块带动引杆6的支承结构13微调，使得激光位移传感器4采集的XY平面位置信息符合设定要求；

其还包括电源模块16，电源模块16供电于激光传感组件1、数据输出组件2、反馈调节组件3，确保整个装置的正常运行；

显示模块17具体为显示器，显示器上显示实时引杆6相对于标准预设引杆位置的位置图，确保操作人员的实时监控。

一种激光微振动传感记录调节装置的调节方法：通过激光位移传感器和信息采集卡对引杆的另一端自由设立的XY平面的位置信息进行数据采集；之后通过PLC系统将数据变换成位置坐标，通过显示模块显示坐标图，PLC系统实时记录数据信息；PLC系统根据预设的引杆的标准位置经过计算后判断引杆的实际位置偏差是否需要调整，一旦计算获得需要调整，PLC系统控制对应的X轴或Y轴所对应的步进电机步进转动，通过驱动对应的滑块轴向调整，进而调整引杆的相对于XY平面的位置。

整个装置可多模式使用，其选择如下两种模式：a对靶棒安装过程中振动状况监控及时调控；b对沉积过程中的引杆振动情况时时监控。

选择a对靶棒安装过程中振动状况监控及时调控模式时：通过同步转动激光位移传感器调节记录xy平面内不同位置数据，用于单独测量靶棒振动；PLC系统将获得的坐标映射到显示模块上和引杆的标准位置坐标进行比对，若有10个以上点超出最大许可范围，则启动报警；

选择b对沉积过程中的引杆振动情况时时监控时，激光位移传感器的位置固定，实时监控引杆对应外周的位置坐标，当坐标位置超过范围后，启动报警的同时进行自调节，PLC系统控制对应的X轴或Y轴所对应的步进电机步进转动，通过驱动对应的滑块轴向调整，进而调整引杆的相对于XY平面的位置。

其工作原理如下，通过激光位移传感器和信息采集卡对XY平面位置信息采集；通过PLC系统及显示器记录并显示数据信息；通过反馈调节装置完成报警或调节模式。其可对靶棒安装过程中振动状况监控及时调控；对沉积过程中的引杆振动情况时时监控，并可以报警微，其将引杆振动幅度通过视觉模块可视化处理，同时记录、报警并微调引杆，避免了由引杆振动造成松散体报废，及时止损节约成本。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种激光微振动传感记录调节装置，其特征在于：其包括激光传感组件、数据输出组件、反馈调节组件；

所述激光传感组件具体包括形成若干个激光位移传感器、对应的数据信息采集卡，所有的激光位移传感器在和引杆垂直的一个平面内布置，所述激光位移传感器的传感部分分别朝向所述引杆的中心轴布置；

所述数据输出组件具体包括PLC控制系统、显示模块，所述PLC控制系统设置有XY平面坐标，所述PLC控制系统实时捕捉每个激光位移传感器的位置，然后通过激光位移传感器反馈的数据、结合激光位移传感器的位置获得引杆对应环面上点的实际位置，

所述反馈调节组件具体包括报警系统、被动调节机构，所述被动调节结构包括由步进电机、丝杆和滑块；

所述滑块布置于引杆的一端的支承结构上，所述步进电机固设于VAD沉积设备的固定结构的外露端面，对应位置的步进电机的输出端通过丝杆连接滑块，步进电机驱动滑块调整进而完成引杆的调节。

2.如权利要求1所述的一种激光微振动传感记录调节装置，其特征在于：所述激光位移传感器的数量为两个，两个所述激光位移传感器布置于所述引杆的另一端的外环位置、组成在同一平面内的XY轴坐标系监控结构，每个激光位移传感器的输出端分别连接各自的数据信息采集卡，所述数据信息采集卡的输出端连接所述PLC控制系统的输入端，所述PLC控制系统的输出端连接有显示模块，所述PLC控制系统的输出端还通过显示模块连接所述反馈调节组件。

3.如权利要求1所述的一种激光微振动传感记录调节装置，其特征在于：其包括两组被动调节机构，两组被动调节机构在同一直径的形成90°弧的两点位置设置布置。

4.如权利要求3所述的一种激光微振动传感记录调节装置，其特征在于：一组步进电机、丝杆和滑块对应于预设X轴向的位置布置，另一组所述步进电机、丝杆和滑块对应于预设Y轴向位置的布置，其使得根据通过激光位移传感器和信息采集卡对XY平面位置信息采集，可及时调节对应的X轴或Y轴对应位置的参数调整。

5.如权利要求3或4所述的一种激光微振动传感记录调节装置，其特征在于：所述丝杆选用0.5mm精度的丝杆，所述步进电机的步进角度为1°，调节精度为1.3μm。

6.如权利要求1所述的一种激光微振动传感记录调节装置，其特征在于：所述PLC系统内设置有引杆目标直径参数、及引杆最大允许抖动范围参数，根据采集的引杆的X轴和Y轴的平面位置信息参数，PCL系统独立判断是否符合要求，监控到不符合要求时，控制报警系统的开关闭合、进行报警，同时驱动对应的X轴、或Y轴所对应的步进电机驱动丝杆运动、进而调整滑块带动引杆的支承结构微调，使得激光位移传感器采集的XY平面位置信息符合设定要求。

7.如权利要求1所述的一种激光微振动传感记录调节装置，其特征在于：其还包括电源模块，所述电源模块供电于激光传感组件、数据输出组件、反馈调节组件。

8.如权利要求1所述的一种激光微振动传感记录调节装置，其特征在于：所述显示模块具体为显示器，所述显示器上显示实时引杆相对于标准预设引杆位置的位置图。

9.一种激光微振动传感记录调节装置的调节方法，其特征在于：通过激光位移传感器和信息采集卡对引杆的另一端自由设立的XY平面的位置信息进行数据采集；之后通过PLC系统将数据变换成位置坐标，通过显示模块显示坐标图，PLC系统实时记录数据信息；PLC系统根据预设的引杆的标准位置经过计算后判断引杆的实际位置偏差是否需要调整，一旦计算获得需要调整，PLC系统控制对应的X轴或Y轴所对应的步进电机步进转动，通过驱动对应的滑块轴向调整，进而调整引杆的相对于XY平面的位置。

10.如权利要求9所述的一种激光微振动传感记录调节装置，其特征在于：整个装置可多模式使用，其选择如下两种模式：a对靶棒安装过程中振动状况监控及时调控；b对沉积过程中的引杆振动情况时时监控；

选择a对靶棒安装过程中振动状况监控及时调控模式时：通过同步转动激光位移传感器调节记录xy平面内不同位置数据，用于单独测量靶棒振动；PLC系统将获得的坐标映射到显示模块上和引杆的标准位置坐标进行比对，若有10个以上点超出最大许可范围，则启动报警；

选择b对沉积过程中的引杆振动情况时时监控时，激光位移传感器的位置固定，实时监控引杆对应外周的位置坐标，当坐标位置超过范围后，启动报警的同时进行自调节，PLC系统控制对应的X轴或Y轴所对应的步进电机步进转动，通过驱动对应的滑块轴向调整，进而调整引杆的相对于XY平面的位置。