CN112985457A - 光纤缠绕主动调整装置 - Google Patents

Abstract

一种光纤缠绕主动调整装置，属于光纤陀螺制造技术领域。该光纤缠绕主动调整装置包括固定座、第一移动座、第二移动座、平移驱动组件、第一升降驱动组件、视觉检测组件和挡纤组件；第一移动座通过平移驱动组件设置在固定座上，相对于固定座前后移动设置；挡纤组件和视觉检测组件设置在第二移动座上，第二移动座通过升降驱动组件设置在第一移动座上，相对于第一移动座上下移动设置；挡纤组件挡纤组件用于调整光纤环绕环骨架上光纤位置，视觉检测组件用于检测挡针和光纤的相对位置。本发明能够解决光纤叠匝和跳匝的问题。

Description

光纤缠绕主动调整装置

技术领域

本发明涉及的是一种光纤陀螺制造领域的技术，具体是一种光纤缠绕主动调整装置。

背景技术

大多数光纤陀螺绕环机在绕纤时采用自动控制，切换供纤环时采用手动方式，故为半自动控制，生产效率低下。CN104792338A的中国专利申请提出了一种全自动光纤陀螺绕纤机，虽然解决了半自动控制的问题，但是该设备与其他光纤陀螺绕环机一样基于滞后角和张力控制光纤环排纤精度，因影响光纤环排纤精度的因数众多，特别是加工条件的限制导致光纤环绕环骨架在旋转中存在轴向跳动的问题，仅控制滞后角和张力仍难以避免会出现光纤叠匝和跳匝。

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明由此而来。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种光纤缠绕主动调整装置，解决光纤叠匝和跳匝的问题。

本发明包括固定座、第一移动座、第二移动座、平移驱动组件、第一升降驱动组件、视觉检测组件和挡纤组件；

第一移动座通过平移驱动组件设置在固定座上，相对于固定座前后移动设置；挡纤组件和视觉检测组件设置在第二移动座上，第二移动座通过升降驱动组件设置在第一移动座上，相对于第一移动座上下移动设置；

挡纤组件设有挡针、挡针套、直线轴承、夹持件、弹性平衡件和升降座；挡针套通过直线轴承设置在升降座中，挡针穿设在挡针套中并通过夹持件夹持，夹持件与升降座通过弹性平衡件连接；挡针用于调整光纤环绕环骨架上光纤位置，视觉检测组件用于检测挡针和光纤的相对位置。

优选地，挡针端部设有L型限位座，L型限位座用于抵住光纤环绕环骨架上光纤，调整光纤在光纤环轴向上和径向上的位置；L型限位座内侧高度小于单根光纤的直径，内侧深度(光纤环绕环骨架轴向深度)不小于单根光纤的直径。

进一步优选地，挡针设有扁平部段，夹持件夹持于挡针扁平部段，扁平部段厚度大于挡针套内径。

夹持件包括均设有夹持弹片的第一夹持座体和第二夹持座体，第二夹持座体与第一夹持座体相对固定，第一夹持座体和第二夹持座体上的夹持弹片组合夹持挡针。

升降座上设有两成对设置的限位板，限位板上设有限位槽，夹持件通过弹性平衡件架设在两限位槽中，防止夹持件和挡针因外力转动；弹性平衡件优选弹簧。

对应挡纤组件，设有第二升降驱动组件，第二升降驱动组件与升降座传动连接，驱动升降座相对于第二移动座上下移动。

优选地，第二升降驱动组件包括推杆机构和升降座导轨，推杆机构优选采用气缸推杆或电动推杆，并设有磁簧传感器，磁簧传感器用于检测推杆推出或收回状态；推杆机构设置在第二移动座上，与升降座传动连接，驱动升降座在升降座导轨上滑动，相对于第二移动座上下移动。

优选地，视觉检测组件包括固定台，以及设置在固定台上的光源、镜头和工业相机；镜头和工业相机连接，设置在挡针一侧，光源设置在挡针另一侧；固定台设有通槽，用于挡针升降通过。

进一步优选地，固定台上设有静电消除器，用于消除光纤缠绕过程中摩擦产生的静电，避免静电损坏光纤。

技术效果

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

1)通过弹性平衡件以及直线轴承，在挡针未与光纤接触时，克服挡针自然下坠的重力，在挡针上下升降以及前后平移时保持挡针位置的稳定；在挡针与光纤接触时，平衡挡针下压压力以及光纤对挡针的反作用力，避免升降驱动装置作用下挡针过度挤压光纤导致光纤和/或挡针损坏；

2)L型限位座的外侧面可以抵在光纤上对光纤的位置进行调整，L型限位座的内侧面可以同时从侧面和顶面对光纤的位置进行调整，避免光纤叠匝和跳匝；

3)通过视觉检测组件对挡针和光纤的位置进行检测，便于对挡针主动调整光纤的动作进行反馈。

附图说明

图1为应用有光纤缠绕主动调整装置的光纤环绕环机整体结构示意图；

图2为实施例1挡针伸出结构示意图；

图3为实施例1挡针收回结构示意图一；

图4为实施例1挡针收回结构示意图二；

图5为实施例1挡针组件结构示意图；

图6为图5后视图；

图7为图6中A-A方向剖视图；

图8为挡针主动调整光纤动作模拟示意图；

图中：光纤缠绕主动调整装置100、收纤主轴200、光纤环绕环骨架300；

固定座1、挡纤组件2、第一移动座3、第二移动座4、平移驱动组件5、第一升降驱动组件6、视觉检测组件7、静电消除器8、第二升降驱动组件9、光纤10；

挡针21、挡针套22、直线轴承23、夹持件24、弹簧25、升降座26；

第一伺服电机51、第一丝杆模组52、第一同步带传动机构53、第一导轨滑块机构54；

第二伺服电机61、第二丝杆模组62、第二同步带传动机构63、第二导轨滑块机构64；

固定台71、光源72、镜头73、工业相机74；

气缸推杆91、升降座导轨92、磁簧传感器93；

第一夹持座体24a、第二夹持座体24b、夹持弹片24c、固定件24d；

限位板261、限位槽261a。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例涉及一种光纤缠绕主动调整装置100，用于光纤环绕环机绕纤时光纤在光纤环绕环骨架300上轴向和径向位置的调整。光纤环绕环骨架300安装于收纤主轴200端部，随收纤主轴200转动收纤，光纤缠绕主动调整装置100对应光纤环绕环骨架300设置。

如图1、图2、图3和图4所示，光纤缠绕主动调整装置100包括固定座1、挡纤组件2、第一移动座3、第二移动座4、平移驱动组件5、第一升降驱动组件6和视觉检测组件7。

固定座1与光纤环绕环机机体顶部固定连接，将光纤缠绕主动调整装置100悬挂在光纤环绕环机上方。

平移驱动组件5设置在固定座1上，优选包括第一伺服电机51、第一丝杆模组52和第一同步带传动机构53和第一导轨滑块机构54，第一伺服电机51和第一丝杆模组52通过第一同步带传动机构53连接；第一移动座3设置在第一丝杆模组52和第一导轨滑块机构54上，经第一伺服电机51驱动，沿着绕纤轴向移动。

第一升降驱动组件6设置在第一移动座3上，优选包括第二伺服电机61、第二丝杆模组62和第二同步带传动机构63和第二导轨滑块机构64，第二伺服电机61和第二丝杆模组62通过第二同步带传动机构63连接；第二移动座4设置在第二丝杆模组62和第二导轨滑块机构64上，经第二伺服电机61驱动，上下升降。

挡纤组件2和视觉检测组件7设置在第二移动座4上，随第二移动座移动。

视觉检测组件7包括固定台71，固定台71对应挡针组件2设有通槽；固定台71上固定有光源72、镜头73和工业相机74，光源72设置在挡针组件2一侧，镜头73采用反射式镜头，和工业相机74连接，设置在挡针组件2另一侧，光源72水平出射的光线经反射式镜头反射，再经工业相机成像；工业相机与控制器电连接，控制器与显示器电连接，通过显示器输出挡针组件与光纤环绕环骨架上光纤的实时图像信息，方便作业人员监控绕纤进程和绕纤质量，及时排除故障。

固定台71在两侧设有一对静电消除器8，用于消除光纤缠绕过程中摩擦产生的静电，避免静电损坏光纤。

如图4、图5、图6和图7所示，挡纤组件2设有挡针21、挡针套22、直线轴承23、夹持件24、弹簧25和升降座26。

挡针套22通过直线轴承23设置在升降座26中，挡针21穿设在挡针套22中；优选地，挡针21端部设有L型限位座，L型限位座内侧用于抵住光纤环绕环骨架上光纤，调整光纤在光纤环轴向上和径向上的位置；L型限位座内侧高度小于单根光纤的直径，内侧深度不小于单根光纤的直径。挡针21还设有扁平部段，扁平部段厚度大于挡针套22内径。

升降座26上设有两成对设置的限位板261，限位板261上设有限位槽261a。

夹持件24包括均设有夹持弹片24c的第一夹持座体24a和第二夹持座体24b，第一夹持座体24a和第二夹持座体24b均为L型结构构件，通过螺栓相对固定在一固定件24d上，第一夹持座体24a和第二夹持座体24b的夹持弹片24c组合形成夹持口夹持挡针21，挡针21自夹持口伸入，至扁平部段顶在挡针套22底部，夹持弹片24c自然夹持挡针21上扁平部段；固定件24d延伸穿设在限位槽261a中，通过弹簧25与升降座26连接。

对应挡纤组件，设有第二升降驱动组件9；第二升降驱动组件9包括气缸推杆91和升降座导轨92，气缸推杆91上设有磁簧传感器93，磁簧传感器用于检测推杆推出或收回状态；气缸推杆91设置在第二移动座4上，与升降座26通过浮动接头连接，驱动升降座26在升降座导轨92上滑动，相对于第二移动座4上下移动。

在进行绕纤准备工作时，通过气缸推杆91将挡针组件2中挡针21推至初始工作位置；在绕同一层光纤时，通过平移驱动组件5驱动带动挡针21沿收纤轴轴向移动；在绕下一层光纤时，通过第一升降驱动组件6驱动带动挡针组件2整体向上移动；完成全部绕纤工作后，气缸推杆91将挡针组件2中挡针21拉回。

如图8所示，模拟动作示意图依据视觉检测组件摄制的图像绘制，但模拟动作示意图中的各结构尺寸非实际尺寸，仅为示意模拟，以便对挡针调整光纤的动作进行说明；以光纤环绕环骨架300上第一层光纤10的绕制为例，其余层光纤绕制中，挡针21需要进行的动作与之相似，仅移动方向根据绕制方式可能存在差异，故不做重复说明；在各层刚开始绕纤时，L型限位座的内侧面无法用于光纤位置的调整，且刚开始绕纤时，光纤环绕环骨架轴向跳动对于光纤绕制的影响较小，故仅用L型限位座的外侧面以合适的压力(该压力需要调试确定)调整光纤，避免光纤跳匝，保证光纤排布紧密，如图中I和II所示，调整过程中L型限位座不接触光纤环绕环骨架表面以及下层光纤；众所周知地，光纤环绕环骨架上光纤轴向厚度随着光纤匝数增加而增加，当达到一定厚度，后续缠绕上去的光纤容易跳动，对于光纤绕制的影响开始增大，此时亦有了足够容置L型限位座的空间，旋转挡针，使得L型限位座的内侧面对准光纤，通过L型限位座的内侧面从顶面和侧面调整数匝光纤的位置，当有叠匝光纤时，可通过下压压力使光纤重新排布紧密，当有跳匝光纤时，可通过侧向压力使光纤重新排布紧密，但相互之间不会过度挤压，调整过程中，在弹簧和直线轴承的作用下，L型限位座内侧面自适应光纤跳动压在光纤上，如图中IV和V所示，压在光纤上的压力需要调试确定，以确保该压力值足够小而不损伤光纤；光纤绕制到光纤环绕环骨架上时，挡针先向上、向后(同绕纤进给方向)移动，保证绕纤空间，缠上后，再向下、向前移动，对可能的光纤叠匝和跳匝进行主动调整，如图中III和IV所示。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种光纤缠绕主动调整装置，其特征在于，包括固定座、第一移动座、第二移动座、平移驱动组件、第一升降驱动组件、视觉检测组件和挡纤组件；

所述第一移动座通过平移驱动组件设置在固定座上，相对于固定座前后移动设置；挡纤组件和视觉检测组件设置在第二移动座上，第二移动座通过升降驱动组件设置在第一移动座上，相对于第一移动座上下移动设置；

所述挡纤组件设有挡针、挡针套、直线轴承、夹持件、弹性平衡件和升降座；挡针套通过直线轴承设置在升降座中，挡针穿设在挡针套中并通过夹持件夹持，夹持件与升降座通过弹性平衡件连接；挡针用于调整光纤环绕环骨架上光纤位置，视觉检测组件用于检测挡针和光纤的相对位置。

2.根据权利要求1所述光纤缠绕主动调整装置，其特征是，所述挡针端部设有L型限位座，L型限位座用于抵住光纤环绕环骨架上光纤，调整光纤在光纤环轴向上和径向上的位置；L型限位座内侧高度小于单根光纤的直径，内侧深度不小于单根光纤的直径。

3.根据权利要求1所述光纤缠绕主动调整装置，其特征是，所述夹持件包括均设有夹持弹片的第一夹持座体和第二夹持座体，第二夹持座体与第一夹持座体相对固定，第一夹持座体和第二夹持座体上的夹持弹片组合夹持挡针。

4.根据权利要求1、2或3所述光纤缠绕主动调整装置，其特征是，所述挡针设有扁平部段，夹持件夹持于挡针扁平部段，扁平部段厚度大于挡针套内径。

5.根据权利要求3所述光纤缠绕主动调整装置，其特征是，所述升降座上设有两成对设置的限位板，限位板上设有限位槽，夹持件通过弹性平衡件架设在两限位槽中。

6.根据权利要求1所述光纤缠绕主动调整装置，其特征是，对应挡纤组件，设有第二升降驱动组件，第二升降驱动组件与升降座传动连接，驱动升降座相对于第二移动座上下移动。

7.根据权利要求6所述光纤缠绕主动调整装置，其特征是，所述第二升降驱动组件包括推杆机构和升降座导轨，推杆机构采用气缸推杆或电动推杆，并设有磁簧传感器，磁簧传感器用于检测推杆推出或收回状态；推杆机构设置在第二移动座上，与升降座传动连接，驱动升降座在升降座导轨上滑动，相对于第二移动座上下移动。

8.根据权利要求1所述光纤缠绕主动调整装置，其特征是，所述视觉检测组件包括固定台，以及设置在固定台上的光源、镜头和工业相机；镜头和工业相机连接，设置在挡针一侧，光源设置在挡针另一侧；固定台设有通槽，用于挡针升降通过。

9.根据权利要求8所述光纤缠绕主动调整装置，其特征是，所述固定台上设有静电消除器，用于消除光纤缠绕过程中摩擦产生的静电。

Images