CN112390522A - 光纤预制棒锥头加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光纤预制棒锥头加工装置，其解决了现有光纤预制棒锥头加工效率低、成锥质量不稳定的技术问题；包括机床床身、夹持旋转机构、托持升降机构、切割机构和打磨机构，机床床身分别与夹持旋转机构、托持升降机构、切割机构和打磨机构连接，托持升降机构位于夹持旋转机构的一侧，且托持升降机构与夹持旋转机构轴线同轴；切割机构、打磨机构位于夹持旋转机构的另一侧，且切割机构、打磨机构分布在夹持旋转机构的轴线两侧。本发明广泛应用于光纤预制棒锥头加工技术领域。

Description

光纤预制棒锥头加工装置

技术领域

本申请属于光纤预制棒光纤制造技术领域，更具体地说，是涉及一种光纤预制棒锥头加工装置。

背景技术

光纤是从光纤预制棒拉出的，具体而言，由拉丝炉将光纤预制棒加热至熔融状态，在光纤预制棒处于熔融状态下拉出光纤。在光纤预制棒制造过程中，为了确保从光纤预制棒上拉出的光纤与其芯层及包层的比例相一致，降低拉丝起始时的材料损耗，缩短光纤预制棒熔锥成型时间，因而需在拉丝之前，对光纤预制棒的拉丝起丝端预先加工出流线形的锥头。

目前，光纤预制棒锥头成型方法主要有两种；一种是对光纤预制棒加热靠自重拉锥或对接石英尾柄拉伸形成锥头的方法；二是利用机械研磨快速成锥的方法。由于较前者麻烦并且效率低，同时需要使用一根玻璃棒作为牵引物对光纤预制棒进行拉锥，不仅要消耗玻璃棒，而且也会使光纤预制棒有较多的玻璃损失量，因而目前业界普遍倾向于使用后者，但机械研磨目前更多的依靠人工，研磨效率低，成锥质量不稳定，光纤行业发展受到制约。

发明内容

为解决上述问题，本申请采用的技术方案是：提供一种光纤预制棒锥头加工装置，包括机床床身、夹持旋转机构、托持升降机构、切割机构和打磨机构，机床床身分别与夹持旋转机构、托持升降机构、切割机构和打磨机构连接，托持升降机构位于夹持旋转机构的一侧，且托持升降机构与夹持旋转机构轴线同轴；切割机构、打磨机构位于夹持旋转机构的另一侧，且切割机构、打磨机构分布在夹持旋转机构的轴线两侧。

优选地，托持升降机构包括高度调节组件、宽度调节组件和托料组件，高度调节组件上方与宽度调节组件连接，宽度调节组件的上方与托料组件连接；宽度调节组件与夹持旋转机构的轴线相垂直。

优选地，托料组件包括对称设置的第一托料组件、第二托料组件，第一托料组件、第二托料组件上方安装有万向球；宽度调节组件包括并排设置的横向导向组件、横向驱动组件，第一托料组件下方与横向导向组件、横向驱动组件的固定端连接，第二托料组件的下方与横向导向组件、横向驱动组件的活动端连接。

优选地，高度调节组件包括上活动底板、下固定底板、支撑导向杆和丝杠升降机，下固定底板的一端与机床床身连接；支撑导向杆上方与上活动底板连接，支撑导向杆上套有下固定底板；丝杠升降机的上方与上活动底板连接，丝杠升降机的机座与下固定底板的连接，丝杠升降机的丝杠与下固定底板螺纹连接。

优选地，切割机构包括切割组件、与切割组件下方滑动连接的第一滑动组件，第一滑动组件与夹持旋转机构的轴线相垂直，切割组件包括切割轮、与切割轮连接的切割驱动电机。

优选地，打磨机构包括打磨组件、第二滑动组件，打磨组件下方通过第二连接底板与第二滑动组件滑动连接；第二滑动组件与夹持旋转机构的轴线相垂直，打磨组件包括打磨轮、与打磨轮连接的打磨驱动电机。

优选地，第二连接底板包括与转动底板、滑动底板，转动底板上方连接打磨组件，滑动底板下方连接第二滑动组件；转动底板上设有弧形通孔，滑动底板设有固定孔，弧形通孔、固定孔通过螺栓连接。

优选地，还包括用于罩住夹持旋转机构、切割机构和打磨机构的防护装置，防护装置包括防护罩、伸缩装置，防护罩的后板下方与机床床身转动连接，防护罩的后板内壁通过伸缩装置与机床床身连接；防护罩的前板设有观察窗口。

优选地，夹持旋转机构包括床头箱、卡盘，床头箱设有输出轴、驱动输出轴旋转的输出轴驱动组件，输出轴远离托持升降机构的一端伸出床头箱与卡盘连接。

优选地，机床床身还设有冷却水集水槽、冷却水管，冷却水集水槽位于夹持旋转机构与切割机构、打磨机构之间，冷却水管位于冷却水集水槽一侧；冷却水集水槽上端设有排水板，排水板上设有若干排水孔；冷却水集水槽的排水口经冷却水收集过滤系统连通冷却水管。

本发明的有益效果，通过设置夹持旋转机构、托持升降机构、切割机构和打磨机构，满足预制棒的装夹要求，通过控制各驱动装置，可保障预制棒的旋转速度与切割、打磨速度相协调，将预制棒自动切割、打磨成特定形状的锥头，使得预制棒在拉丝时能很快进入拉丝稳定阶段拉制出合格光纤。降低操作人员的工作强度，缩短预制棒锥头加工时间，提高加工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图一；

图2为本发明的结构示意图二；

图3是托持升降机构结构示意图；

图4是切割机构结构示意图；

图5是打磨机构结构示意图。

图中符号说明：

1.机床床身；2.夹持旋转机构；3.托持升降机构；4.切割机构；5.打磨机构；6.预制棒；7.冷却水集水槽；8.冷却水管；9.防护罩；10.伸缩装置；11.第一托料组件；12.第二托料组件；13.横向导向组件；14.横向驱动组件；15.第一托料板；16.万向球；17.第二托料板；18.第一万向球安装板；19.第二万向球安装板；20.直线导轨；21.固定块；22.活动块；23.横向丝杠；24.固定连接座；25.滑动连接座；26.手轮；27.上活动底板；28.下固定底板；29.支撑导向杆；30.丝杠升降机；31.切割轮；32.切割驱动电机；33.第一保护罩安装座；34.切割轮保护罩；35.输出轴；36.第一导轨；37.第一滑块；38.第一丝杠；39.第一支撑座；40.第一螺母座；41.第一驱动组件；42.第一连接底板；43.打磨轮；44.打磨驱动电机；45.转动底板；46.滑动底板；47.弧形通孔；48.第二保护罩安装座；49.打磨轮保护罩；50.第二导轨；51.第二滑块；52.第二丝杠；53.第二支撑座；54.第二螺母座；55.第二驱动组件；56.床头箱；57.卡盘；58.控制装置。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

现对本申请实施例提供的光纤预制棒锥头加工装置进行说明。

如图1、2所示，光纤预制棒锥头加工装置包括机床床身1、夹持旋转机构2、托持升降机构3、切割机构4和打磨机构5，机床床身1分别与夹持旋转机构2、托持升降机构3、切割机构4和打磨机构5连接，托持升降机构3位于夹持旋转机构2的一侧，且托持升降机构3与夹持旋转机构2轴线同轴；切割机构4、打磨机构5位于夹持旋转机构2的另一侧，且切割机构4、打磨机构5分布在夹持旋转机构2的轴线两侧。夹持旋转机构2用于夹持预制棒6，并使预制棒6与切割机构4、打磨机构5配合，进行切割、打磨操作；托持升降机构3用于辅助托持、支撑预制棒6。

机床床身1还设有冷却水集水槽7、冷却水管8，冷却水集水槽7位于夹持旋转机构2与切割机构4、打磨机构5之间，冷却水管8位于冷却水集水槽7一侧，用于给切割机构4、打磨机构5喷水降温；冷却水集水槽7上端设有排水板，排水板上设有若干排水孔。

冷却水集水槽7的排水口经冷却水收集过滤系统连通冷却水管8，过滤后的冷却水可以循环使用，减少浪费。

光纤预制棒锥头加工装置还包括用于罩住夹持旋转机构2、切割机构4和打磨机构5的防护装置，防护装置包括防护罩9、伸缩装置10，防护罩9的后板下方与机床床身1转动连接，防护罩9的后板内壁通过伸缩装置10与机床床身1连接；防护罩9的前板设有观察窗口，可以随时观察预制棒6加工的工作状况。伸缩装置10可以是液压伸缩缸、气动伸缩杆等。防护装置可有效防止设备运行中操作者违规触碰带来的机械伤害，防止切屑飞溅伤人，防止工件和刀具意外飞出伤人，防止冷却水飞溅到机床外地面而导致人员滑倒。

如图3所示，托持升降机构3包括高度调节组件、宽度调节组件和托料组件，高度调节组件上方与宽度调节组件连接，宽度调节组件的上方与托料组件连接；宽度调节组件与夹持旋转机构2的轴线相垂直。高度调节组件用于调节托持升降机构3的高度，宽度调节组件用于调节托料组件的宽度，配合托持不同规格的预制棒6。

托料组件包括对称设置的第一托料组件11、第二托料组件12，宽度调节组件包括并排设置的横向导向组件13、横向驱动组件14，第一托料组件11下方与横向导向组件13、横向驱动组件14的固定端连接，第二托料组件12的下方与横向导向组件13、横向驱动组件14的活动端连接。通过宽度调节组件调节第二托料组件12与第一托料组件11之间的距离，从而调节托料组件宽度。

第一托料组件11包括第一托料板15、安装在第一托料板15上的万向球16，第二托料组件12包括第二托料板17、安装在第二托料板17上的万向球16。通过万向球16与预制棒6的点接触实现托持，有助于预制棒6加工时的旋转动作。第一托料板15通过第一万向球安装板18与万向球16连接，第二托料板17通过第二万向球安装板19与万向球16连接，第一万向球安装板18、第二万向球安装板19的安装面可组成V形结构，避免预制棒6发生径向偏移。万向球16的数量可根据需要设置，通常万向球16的数量大于四，本实施例中的万向球16数量为六个，第一万向球安装板18、第二万向球安装板19上各连接有三个。万向球16的材质为黑色尼龙，在保证减少摩擦阻力、降低摩擦噪音的同时，避免对预制棒6表面划伤。第一万向球安装板18、第二万向球安装板19可以各为一长板，安装多个万向球16；第一万向球安装板18、第二万向球安装板19也可以是小板，每个小板安装一个万向球16。

横向导向组件13包括直线导轨20、固定块21和活动块22，固定块21与直线导轨20的一端连接，活动块22与直线导轨20滑动连接；横向驱动组件14包括横向丝杠23、固定连接座24、滑动连接座25和手轮26，横向丝杠23的一端通过轴承与固定连接座24连接，横向丝杠23的另一端与手轮26连接，滑动连接座25与横向丝杠23螺纹连接；固定连接座24的上方与第一托料板15连接，滑动连接座25的上方与第二托料板17连接。通过转动手轮26，调节固定连接座24与滑动连接座25之间的距离，实现对第一托料组件11、第二托料组件12间距的调节，从而完成对托料组件宽度的调节。

高度调节组件包括上活动底板27、下固定底板28、支撑导向杆29和丝杠升降机30，下固定底板28的一端与机床床身1连接；支撑导向杆29上方与上活动底板27连接，支撑导向杆29上套有下固定底板28；丝杠升降机30的上方与上活动底板27连接，丝杠升降机30的机座与下固定底板28的连接，丝杠升降机30的丝杠与下固定底板28螺纹连接。丝杠升降机30的丝杠上下移动，带动上活动底板27上下移动，实现高度调节。支撑导向杆29沿着下固定底板28的通孔上下活动，起导向和支撑上活动底板27的作用。

如图4所示，切割机构4包括切割组件、与切割组件下方滑动连接的第一滑动组件，第一滑动组件与夹持旋转机构2的轴线相垂直，切割组件包括切割轮31、与切割轮31连接的切割驱动电机32。第一滑动组件用于调节切割组件与预制棒6距离的远近，切割驱动电机32带动切割轮31旋转实现切割。

切割驱动电机32的第一输出轴与切割轮31连接，第一输出轴通过轴承连接有第一保护罩安装座33，第一保护罩安装座33连接有切割轮保护罩34，切割轮保护罩34罩住切割轮31的非切割段，避免安全事故发生。切割驱动电机32还可以通过齿轮或皮带传动与切割轮31连接。

第一滑动组件包括第一导向组件、第一驱动组件41，第一导向组件包括第一导轨36、与第一导轨36滑动连接的第一滑块37，第一驱动组件41包括第一丝杠38、第一支撑座39和第一螺母座40，第一支撑座39支撑第一丝杠38，第一丝杠38的一端与第一驱动组件41连接，第一丝杠38与第一螺母座40螺纹连接；第一滑块37、第一螺母座40的上方通过第一连接底板42与切割组件连接。

如图5所示，打磨机构5包括打磨组件、第二滑动组件，打磨组件下方通过第二连接底板与第二滑动组件滑动连接；第二滑动组件与夹持旋转机构2的轴线相垂直，打磨组件包括打磨轮43、与打磨轮43连接的打磨驱动电机44。第二滑动组件用于调节打磨组件与预制棒6距离的远近，打磨驱动电机44带动打磨轮43旋转实现打磨。第二连接底板包括与转动底板45、滑动底板46，转动底板45上方安装有打磨组件，滑动底板46下方与第二滑动组件的滑动端连接，转动底板45上设有弧形通孔47，滑动底板46设有固定孔，弧形通孔47、固定孔通过螺栓连接。通过调节螺栓在弧形通孔47的锁紧位，调节转动底板45的与滑动底板46的角度，从而调节打磨组件与预制棒6轴线之间的夹角，满足不同锥头打磨需求。

打磨驱动电机44的第二输出轴与打磨轮43连接，第二输出轴通过轴承连接有第二保护罩安装座48，第二保护罩安装座48连接有打磨轮保护罩49，打磨轮保护罩49罩住打磨轮43的非打磨段，避免安全事故发生。

第二滑动组件包括第二导向组件、第二驱动组件55，第二导向组件包括第二导轨50、与第二导轨50滑动连接的第二滑块51，第二驱动组件55包括第二丝杠52、第二支撑座53和第二螺母座54，第二支撑座53支撑第二丝杠52，第二丝杠52的一端与第二驱动组件55连接，第二丝杠52与第二螺母座54螺纹连接；第二滑块51、第二螺母座54的上方通过第二连接底板与打磨组件连接。

第一驱动组件41、第二驱动组件55可以是电机等常规的驱动机构，电机可以直接驱动第一导向组件、第二导向组件，也可以通过传动组件进行传动，传动组件可以为传动带或齿轮。

夹持旋转机构2包括床头箱56、卡盘57，床头箱56设有输出轴35、驱动输出轴35旋转的输出轴驱动组件，输出轴35远离托持升降机构3的一端伸出床头箱56与卡盘57连接。输出轴驱动组件一般包括输出轴驱动电机、传动组件，传动组件可以为传动带或齿轮。夹持旋转机构2能够对预制棒6的位置进行限定，相对于现有直接手持棒体靠近旋转刀片而言，能够有效减缓预制棒6的窜动，使得切割后斜口不易崩边或破损。本实施例卡盘57采用三爪卡盘，卡盘57的卡爪上设有柔性垫块，防止划伤预制棒6。

切割轮31为金刚砂锯片，打磨轮43为金刚砂磨片。夹持旋转机构2的轴线与打磨轮43的磨削点切线方向的夹角为60°～65°。

光纤预制棒锥头加工装置还包括与各机构驱动连接的控制装置58，用于控制操作，实现预制棒6的自动切割和打磨。控制装置58设有工作状态指示模块和报警模块。

本发明工作过程：将预制棒6前端穿过夹持旋转机构2并通过卡盘57固定，预制棒6的后半部分放置在托持升降机构3上。通过托持升降机构3的高度调节组件调节托料高度，通过托持升降机构3的宽度调节组件调节托料宽度，托持升降机构3可适用不同规格预制棒6的承托。切割机构4工作，切割轮31转动，第一滑动组件驱动切割组件移动至预制棒6顶端处，完成对刀。切割开始，冷却水通过冷却水管8喷淋在工作区域上方，保障对切割轮31、打磨轮43的冷却。夹持旋转机构2带动预制棒6旋转，切割组件在第一滑动组件的带动下缓慢深入切割，切割机构4去除预制棒6料头后，自动返回初始位置。打磨开始，按照设定调整打磨组件与预制棒6轴线的角度，夹持旋转机构2带动预制棒6旋转，打磨组件在第二滑动组件的带动下完成预制棒6锥头加工，极大限度的降低了操作者的劳动强度，并保证预制棒6锥头的端面质量。

本发明通过设置夹持旋转机构2、托持升降机构3、切割机构4和打磨机构5，满足预制棒6的装夹要求，通过控制各驱动装置，可保障预制棒6的旋转速度与切割、打磨速度相协调，将预制棒6自动切割、打磨成特定形状的锥头，使得预制棒6在拉丝时能很快进入拉丝稳定阶段拉制出合格光纤。降低操作人员的工作强度，缩短预制棒6锥头加工时间，提高加工效率。

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

Claims (10)

1.一种光纤预制棒锥头加工装置，其特征在于：包括机床床身、夹持旋转机构、托持升降机构、切割机构和打磨机构，所述机床床身分别与所述夹持旋转机构、托持升降机构、切割机构和打磨机构连接，所述托持升降机构位于所述夹持旋转机构的一侧，且所述托持升降机构与所述夹持旋转机构轴线同轴；所述切割机构、所述打磨机构位于所述夹持旋转机构的另一侧，且所述切割机构、打磨机构分布在所述夹持旋转机构的轴线两侧。

2.如权利要求1所述的光纤预制棒锥头加工装置，其特征在于：所述托持升降机构包括高度调节组件、宽度调节组件和托料组件，所述高度调节组件上方与所述宽度调节组件连接，所述宽度调节组件的上方与所述托料组件连接；所述宽度调节组件与所述夹持旋转机构的轴线相垂直。

3.如权利要求2所述的光纤预制棒锥头加工装置，其特征在于：所述托料组件包括对称设置的第一托料组件、第二托料组件，所述第一托料组件、第二托料组件上方安装有万向球；所述宽度调节组件包括并排设置的横向导向组件、横向驱动组件，所述第一托料组件下方与所述横向导向组件、横向驱动组件的固定端连接，所述第二托料组件的下方与所述横向导向组件、横向驱动组件的活动端连接。

4.如权利要求2所述的光纤预制棒锥头加工装置，其特征在于：所述高度调节组件包括上活动底板、下固定底板、支撑导向杆和丝杠升降机，所述下固定底板的一端与所述机床床身连接；所述支撑导向杆上方与所述上活动底板连接，所述支撑导向杆上套有所述下固定底板；所述丝杠升降机的上方与所述上活动底板连接，所述丝杠升降机的机座与所述下固定底板的连接，所述丝杠升降机的丝杠与所述下固定底板螺纹连接。

5.如权利要求1-4任一所述的光纤预制棒锥头加工装置，其特征在于：所述切割机构包括切割组件、与所述切割组件下方滑动连接的第一滑动组件，所述第一滑动组件与所述夹持旋转机构的轴线相垂直，所述切割组件包括切割轮、与所述切割轮连接的切割驱动电机。

6.如权利要求1-4任一所述的光纤预制棒锥头加工装置，其特征在于：所述打磨机构包括打磨组件、第二滑动组件，所述打磨组件下方通过第二连接底板与所述第二滑动组件滑动连接；所述第二滑动组件与所述夹持旋转机构的轴线相垂直，所述打磨组件包括打磨轮、与所述打磨轮连接的打磨驱动电机。

7.如权利要求6所述的光纤预制棒锥头加工装置，其特征在于：所述第二连接底板包括与转动底板、滑动底板，所述转动底板上方连接所述打磨组件，所述滑动底板下方连接所述第二滑动组件；所述转动底板上设有弧形通孔，所述滑动底板设有固定孔，所述弧形通孔、固定孔通过螺栓连接。

8.如权利要求1所述的光纤预制棒锥头加工装置，其特征在于：还包括用于罩住所述夹持旋转机构、切割机构和打磨机构的防护装置，所述防护装置包括防护罩、伸缩装置，所述防护罩的后板下方与所述机床床身转动连接，所述防护罩的后板内壁通过所述伸缩装置与所述机床床身连接；所述防护罩的前板设有观察窗口。

9.如权利要求1所述的光纤预制棒锥头加工装置，其特征在于：所述夹持旋转机构包括床头箱、卡盘，所述床头箱设有输出轴、驱动所述输出轴旋转的输出轴驱动组件，所述输出轴远离所述托持升降机构的一端伸出所述床头箱与所述卡盘连接。

10.如权利要求1所述的光纤预制棒锥头加工装置，其特征在于：所述机床床身还设有冷却水集水槽、冷却水管，所述冷却水集水槽位于所述夹持旋转机构与所述切割机构、打磨机构之间，冷却水管位于所述冷却水集水槽一侧；所述冷却水集水槽上端设有排水板，所述排水板上设有若干排水孔；所述冷却水集水槽的排水口经冷却水收集过滤系统连通所述冷却水管。

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