CN113845301A - 一种用于光纤预制棒的自动剪锥装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种用于光纤预制棒的自动剪锥装置，自动剪锥装置包括第一自动剪锥装置，第一自动剪锥装置包括探测装置、切断装置以及第一PLC，探测装置及切断装置各自通讯地连接第一PLC，探测装置探测到光纤预制棒后发出第一反馈信号，第一PLC接收到第一反馈信号后延迟第一时间后发出切断信号至切断装置，切断装置接收切断信号后切断光纤预制棒的细玻璃棒。本发明的自动剪锥装置通过第一自动剪锥装置及第二自动剪锥装置实现光纤预制棒的两次自动化剪锥。以自动化系统代替人工作业，可有效减少员工数量，单个员工也可同时操作多台设备，大大的提高了生产效率。另外，使用机械设备代替人工作业，避免误操作给人工带来的损害，能有效的减少对人的安全事故。

Description

一种用于光纤预制棒的自动剪锥装置
技术领域
本发明涉及一种用于光纤预制棒的自动剪锥装置，尤其涉及一种高效安全的用于光纤预制棒的自动剪锥装置。
背景技术
在光纤预制棒制造过程中，经过包层脱气处理后的光纤预制棒还需进行剪锥处理，目前多为人工剪锥方式，人工处理较为费时且对高温的预制棒进行剪锥存在安全隐患。
具体地，目前人工剪锥的方式，员工需对单台设备进行操作，操作期间无法对其他设备进行有效操作。对于单根光纤预制棒，员工需剪两次，第一次为靶棒熔融状态下随重力作用坠落，第二次为棒尖端未融合区域(直径约为2CM)处剪锥。人工剪锥采用老虎钳、割刀，需带好防护用具，且第二次剪锥需等待预制棒冷却状态下才可以操作，并且预制棒掉落的坠头温度较高，人员操作不当会引起人生伤害。
所以有必要提出一种高效安全的剪锥装置。
发明内容
本发明的目的在于改善人工剪锥时低效危险的问题。
为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种用于光纤预制棒的自动剪锥装置。
上述的自动剪锥装置包括第一自动剪锥装置，所述第一自动剪锥装置包括探测装置、切断装置以及第一PLC，所述探测装置及所述切断装置各自通讯地连接所述第一PLC，其中，所述探测装置探测到所述光纤预制棒后发出第一反馈信号，所述第一PLC接收到所述第一反馈信号后延迟第一时间后发出切断信号至所述切断装置，所述切断装置接收所述切断信号后切断所述光纤预制棒的细玻璃棒。
作为可选的技术方案，所述探测装置包括激光探测器及激光接收器，所述激光探测器及所述激光接收器相对设置，所述光纤预制棒于熔融状态因重力作用的下坠路径经过所述激光探测器及所述激光接收器之间，所述激光接收器通讯地连接所述第一PLC，若所述激光接收器未接收到所述激光探测器发出的激光信号即发出所述第一反馈信号至所述第一PLC。
作为可选的技术方案，所述切断装置包括相对设置的第一刀头组、对应连接所述第一刀头组中两刀头的第一气缸组及控制各气缸的气动阀门组，所述气动阀门组通讯连接所述第一PLC以接收所述切断信号。
作为可选的技术方案，所述下坠路径依次经过所述激光探测器及所述激光接收器之间、所述第一刀头组之间。
作为可选的技术方案，所述第一刀头组与所述光纤预制棒的芯棒的高度差为600mm。
作为可选的技术方案，所述第一PLC于切断完成后发出完成信号至主系统，所述主系统提起所述光纤预制棒。
作为可选的技术方案，所述自动剪锥装置还包括第二自动剪锥装置，所述第二自动剪锥装置包括测径装置、旋转滑切装置及第二PLC，所述测径装置、所述旋转滑切装置各自通讯地连接所述第二PLC，其中，所述测径装置检测所述光纤预制棒的直径变化至第一数值时发出第二反馈信号至所述第二PLC，所述第二PLC接收到所述第二反馈信号后延迟第二时间后发出旋转滑切信号至所述旋转滑切装置，所述旋转滑切装置旋转滑切所述光纤预制棒的未融合部分。
作为可选的技术方案，所述第一数值为2cm。
作为可选的技术方案，所述第一PLC、所述第二PLC集成在一个PLC内。
作为可选的技术方案，所述测径装置为激光测径仪，所述光纤预制棒的提起路径经过所述激光测径仪之间。
作为可选的技术方案，所述旋转滑切装置包括相对设置的第二刀头组、与所述第二刀头组中各刀头连接的第二气缸组、撞块及撞块气缸、控制所述第二气缸组及所述撞块气缸的第二气动阀门组、旋转平台及控制所述旋转平台旋转的旋转电机，所述第二刀头组及相应的气缸相对地设置在相对设置的旋转平台上，所述气动阀门组及所述旋转电机通讯地连接所述第二PLC以接收所述旋转滑切信号，其中，接收到所述旋转滑切信号，所述气动阀门组首先控制所述第二气缸组推动所述第二刀头组抵接所述光纤预制棒，其次所述旋转电机带动所述旋转平台90度往复旋转，最后所述撞块气缸推动所述撞块将所述光纤预制棒的未融合部分除去。
作为可选的技术方案，所述提起路径依次经过所述激光测径仪之间、所述第二刀头组之间。
本发明还提供一种用于光纤预制棒的自动剪锥装置，所述自动剪锥装置包括第二自动剪锥装置，所述第二自动剪锥装置包括测径装置、旋转滑切装置及第二PLC，所述测径装置、所述旋转滑切装置各自通讯地连接所述第二PLC，其中，所述测径装置检测所述光纤预制棒的直径变化至第一数值时发出第二反馈信号至所述第二PLC，所述第二PLC接收到所述第二反馈信号后延迟第二时间后发出旋转滑切信号至所述旋转滑切装置，所述旋转滑切装置旋转滑切所述光纤预制棒的未融合部分。
作为可选的技术方案，所述测径装置为激光测径仪，所述光纤预制棒的提起路径经过所述激光测径仪之间。
作为可选的技术方案，所述旋转滑切装置包括相对设置的第二刀头组、与所述第二刀头组中各刀头连接的第二气缸组、撞块及撞块气缸、控制所述第二气缸组及所述撞块气缸的第二气动阀门组、旋转平台及控制所述旋转平台旋转的旋转电机，所述第二刀头组及相应的气缸相对地设置在相对设置的旋转平台上，所述气动阀门组及所述旋转电机通讯地连接所述第二PLC以接收所述旋转滑切信号，其中，接收到所述旋转滑切信号，所述气动阀门组首先控制所述第二气缸组推动所述第二刀头组抵接所述光纤预制棒，其次所述旋转电机带动所述旋转平台90度往复旋转，最后所述撞块气缸推动所述撞块将所述光纤预制棒的未融合部分除去。
与现有技术相比，本发明的自动剪锥装置通过第一自动剪锥装置及/或第二自动剪锥装置实现光纤预制棒的自动化剪锥。以自动化系统代替人工作业，可有效减少员工数量，单个员工也可同时操作多台设备，大大的提高了生产效率。另外，使用机械设备代替人工作业，避免误操作给人工带来的损害，能有效的减少对人的安全事故。
附图说明
图1是本发明的自动剪锥装置中第一自动剪锥装置的工作状态示意图；
图2是本发明的自动剪锥装置中第二自动剪锥装置的工作状态示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施方式及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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他实施方式，都属于本申请保护的范围。
下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
为方便说明，本文使用表示空间相对位置的术语来进行描述，例如“上”、“下”、“后”、“前”等，用来描述附图中所示的一个单元或者特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的装置翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“上方”的单元将位于其他单元或特征“下方”或“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括下方和上方这两种空间方位。
图1是本发明的自动剪锥装置中第一自动剪锥装置的工作状态示意图；图2是本发明的自动剪锥装置中第二自动剪锥装置的工作状态示意图，请一并参照图1、图2。
本发明的自动剪锥装置用于光纤预制棒的剪锥，其包括第一自动剪锥装置1及第二自动剪锥装置2。
下面具体描述第一自动剪锥装置1的结构及工作原理。
第一自动剪锥装置1包括探测装置11、切断装置12以及第一PLC13，探测装置11及切断装置12各自通讯地连接第一PLC13，探测装置11探测到光纤预制棒后发出第一反馈信号，第一PLC13接收到第一反馈信号后延迟第一时间后发出切断信号至切断装置12，切断装置12接收切断信号后切断光纤预制棒3的细玻璃棒31。即探测装置11侦测到光纤预制棒3的存在后，发出第一反馈信号给第一PLC13后，PLC延迟第一时间后通知切断装置12进行切断动作，从而可实现光纤预制棒3的细玻璃棒31的自动化切断。一般而言，第一自动剪锥装置1设置在加热炉4的下方，即设置在光纤预制棒3的下坠方向D1上，故而也可称第一自动剪锥装置1为下部自动剪锥装置。
具体地，探测装置11包括激光探测器112及激光接收器111，激光探测器112及激光接收器111相对设置，光纤预制棒于熔融状态因重力作用的下坠路径(下坠方向为D1)经过激光探测器112及激光接收器111之间，激光接收器111通讯地连接第一PLC13，若激光接收器111未接收到激光探测器112发出的激光信号即发出第一反馈信号至第一PLC。于本实施例中，探测装置11为光学式探测仪器，当然，在其他实施例中，探测装置11也可为其他的探测方式，例如声学等等，探测方式并不作限定，只需满足不影响光纤预制棒形成的基础上进行探测的要求即可。
切断装置12包括相对设置的第一刀头组121、对应连接第一刀头组121中两刀头的第一气缸组122及控制各气缸的气动阀门组123，气动阀门组123通讯连接第一PLC13以接收切断信号。
光纤预制棒的下坠路径依次经过激光探测器112及激光接收器111之间、第一刀头组121之间，即如图1所示，光纤预制棒的细玻璃棒31先经过激光探测器112及激光接收器111之间后，再经过第一刀头组121之间，延迟的第一时间的设定因素包括探测装置11与第一刀头组121的高度差以及第一刀头组121的移动速度、移动距离等等。
一般而言，第一刀头组121与光纤预制棒3的芯棒32的高度差H为600mm。
切断完成后，第一PLC13发出完成信号至主系统5，主系统5提起光纤预制棒。
第一自动剪锥装置1的工作原理如下：
当加热炉4内温度达到预设温度时，光纤预制棒3处于熔融状态，在重力的作用下会往下掉。起初，激光接收器111能接收到激光信号，当光纤预制棒3熔化往下坠时，遮挡住部分激光信号，此时第一PLC13接收到激光接收器111的第一反馈信号，延迟第一时间(该时间为N秒，根据实际情况设定)后将切断信号传递给气动阀门组件123，通过电磁阀驱动气缸推动第一刀头组121(例如为不锈钢夹头)动作，切断细玻璃棒31。同时反馈完成信号给主系统5，主系统5将信号反馈给驱动装置(未示出)将光纤预制棒3提起。
在将光纤预制棒3提起的过程中，还需要进行二次剪锥，这就需要第二自动剪锥装置2来完成二次的自动化剪锥。
第二自动剪锥装置2包括测径装置21、旋转滑切装置22及第二PLC23，测径装置21、旋转滑切装置22各自通讯地连接第二PLC23，其中，测径装置21检测光纤预制棒3的直径变化至第一数值(例如2cm)时发出第二反馈信号至第二PLC23，第二PLC23接收到第二反馈信号后延迟第二时间后发出旋转滑切信号至旋转滑切装置22，旋转滑切装置22旋转滑切光纤预制棒3的未融合部分33。一般而言，第二自动剪锥装置2设置在加热炉4的上方，即设置在光纤预制棒3的提起方向D2上，故而也可称第二自动剪锥装置2为上部自动剪锥装置。
旋转滑切装置22包括相对设置的第二刀头组221、与第二刀头组221中各刀头连接的第二气缸组222、撞块223及撞块气缸224、控制第二气缸组222及撞块气缸224的第二气动阀门组225、旋转平台226及控制旋转平台旋转的旋转电机227，第二刀头组221及相应的气缸222相对地设置在相对设置的旋转平台上，气动阀门组225及旋转电机227通讯地连接第二PLC23以接收旋转滑切信号，其中，接收到旋转滑切信号后，气动阀门组225首先控制第二气缸组222推动第二刀头组221抵接光纤预制棒3，其次旋转电机227带动旋转平台226进行90度的往复旋转，最后撞块气缸224推动撞块223将光纤预制棒3的未融合部分33除去。在这里，未融合部分33的切断装置选择旋转滑切装置22，而不是类似第一自动剪锥装置1的简单的切断装置12，原因在于，未融合部分33的直径要大于细玻璃棒31，且未融合部分33也经过了一定时间(提起过程)的冷却固化，其固化程度也要明显高于细玻璃棒31，切断难度要大于细玻璃棒31的切断，所以第二自动剪锥装置2采用旋转滑切的方式来进行切断。
第二自动剪锥装置2的工作原理如下：
光纤预制棒3在往上提升的过程中，激光测径仪实时反馈光纤预制棒3直径变化情况，当检测到预制棒直径变化至2cm时，激光测径仪反馈信号给第二PLC23，此时第二PLC23延时第二时间后发送信号给气动阀门组(延时时间根据刀头与测径仪位置/平台的移速，平台移速可以由丝杠的转速和导程确定)，电磁阀驱动气缸推动刀头夹住光纤预制棒(夹持安装位置根据炉子温区情况可以确定)。第二PLC23发送信号给旋转电机227，旋转电机227带动旋转平台226进行90度往复旋转多次。最后通过电磁阀驱动撞块气缸224推动撞块223将光纤预制棒3的未融合区域33除去，从而实现光纤预制棒3的第二次的自动化剪锥。
在这里，测径装置21为激光测径仪，光纤预制棒3的提起路径(提起方向为D2)经过激光测径仪之间。更具体而言，光纤预制棒3的提起路径依次经过激光测径仪之间、第二刀头组221之间
虽然，在图1、图2中所示，第一PLC13、第二PLC23进行了分别的标记，但于实际操作中，第一PLC13、第二PLC23也可集成在一个PLC内。
当然，在一些实施例中，也可以单独进行第一自动剪锥装置1、第二自动剪锥装置2的自动化剪锥，即自动剪锥装置只包括第一自动剪锥装置1或者只包括第二自动剪锥装置2。
综上所述，本发明的自动剪锥装置通过第一自动剪锥装置及/或第二自动剪锥装置实现光纤预制棒的自动化剪锥。以自动化系统代替人工作业，可有效减少员工数量，单个员工也可同时操作多台设备，大大的提高了生产效率。另外，使用机械设备代替人工作业，避免误操作给人工带来的损害，能有效的减少对人的安全事故。
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，各实施方式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。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种用于光纤预制棒的自动剪锥装置，其特征在于，所述自动剪锥装置包括第一自动剪锥装置，所述第一自动剪锥装置包括探测装置、切断装置以及第一PLC，所述探测装置及所述切断装置各自通讯地连接所述第一PLC，其中，所述探测装置探测到所述光纤预制棒后发出第一反馈信号，所述第一PLC接收到所述第一反馈信号后延迟第一时间后发出切断信号至所述切断装置，所述切断装置接收所述切断信号后切断所述光纤预制棒的细玻璃棒。
2.根据权利要求1所述的自动剪锥装置，其特征在于，所述探测装置包括激光探测器及激光接收器，所述激光探测器及所述激光接收器相对设置，所述光纤预制棒于熔融状态因重力作用的下坠路径经过所述激光探测器及所述激光接收器之间，所述激光接收器通讯地连接所述第一PLC，若所述激光接收器未接收到所述激光探测器发出的激光信号即发出所述第一反馈信号至所述第一PLC。
3.根据权利要求2所述的自动剪锥装置，其特征在于，所述切断装置包括相对设置的第一刀头组、对应连接所述第一刀头组中两刀头的第一气缸组及控制各气缸的气动阀门组，所述气动阀门组通讯连接所述第一PLC以接收所述切断信号。
4.根据权利要求3所述的自动剪锥装置，其特征在于，所述下坠路径依次经过所述激光探测器及所述激光接收器之间、所述第一刀头组之间。
5.根据权利要求3所述的自动剪锥装置，其特征在于，所述第一刀头组与所述光纤预制棒的芯棒的高度差为600mm。
6.根据权利要求3所述的自动剪锥装置，其特征在于，所述第一PLC于切断完成后发出完成信号至主系统，所述主系统提起所述光纤预制棒。
7.根据权利要求6所述的自动剪锥装置，其特征在于，所述自动剪锥装置还包括第二自动剪锥装置，所述第二自动剪锥装置包括测径装置、旋转滑切装置及第二PLC，所述测径装置、所述旋转滑切装置各自通讯地连接所述第二PLC，其中，所述测径装置检测所述光纤预制棒的直径变化至第一数值时发出第二反馈信号至所述第二PLC，所述第二PLC接收到所述第二反馈信号后延迟第二时间后发出旋转滑切信号至所述旋转滑切装置，所述旋转滑切装置旋转滑切所述光纤预制棒的未融合部分。
8.根据权利要求7所述的自动剪锥装置，其特征在于，所述第一数值为2cm。
9.根据权利要求7所述的自动剪锥装置，其特征在于，所述第一PLC、所述第二PLC集成在一个PLC内。
10.根据权利要求7所述的自动剪锥装置，其特征在于，所述测径装置为激光测径仪。
11.根据权利要求10所述的自动剪锥装置，其特征在于，所述旋转滑切装置包括相对设置的第二刀头组、与所述第二刀头组中各刀头连接的第二气缸组、撞块及撞块气缸、控制所述第二气缸组及所述撞块气缸的第二气动阀门组、旋转平台及控制所述旋转平台旋转的旋转电机，所述第二刀头组及相应的气缸相对地设置在相对设置的旋转平台上，所述气动阀门组及所述旋转电机通讯地连接所述第二PLC以接收所述旋转滑切信号，其中，接收到所述旋转滑切信号，所述气动阀门组首先控制所述第二气缸组推动所述第二刀头组抵接所述光纤预制棒，其次所述旋转电机带动所述旋转平台90度往复旋转，最后所述撞块气缸推动所述撞块将所述光纤预制棒的未融合部分除去。
12.根据权利要求11所述的自动剪锥装置，其特征在于，所述提起路径依次经过所述激光探测器及所述激光接收器之间、所述第二刀头组之间。
13.一种用于光纤预制棒的自动剪锥装置，其特征在于，所述自动剪锥装置包括第二自动剪锥装置，所述第二自动剪锥装置包括测径装置、旋转滑切装置及第二PLC，所述测径装置、所述旋转滑切装置各自通讯地连接所述第二PLC，其中，所述测径装置检测所述光纤预制棒的直径变化至第一数值时发出第二反馈信号至所述第二PLC，所述第二PLC接收到所述第二反馈信号后延迟第二时间后发出旋转滑切信号至所述旋转滑切装置，所述旋转滑切装置旋转滑切所述光纤预制棒的未融合部分。
14.根据权利要求13所述的自动剪锥装置，其特征在于，所述测径装置为激光测径仪。
15.根据权利要求13所述的自动剪锥装置，其特征在于，所述旋转滑切装置包括相对设置的第二刀头组、与所述第二刀头组中各刀头连接的第二气缸组、撞块及撞块气缸、控制所述第二气缸组及所述撞块气缸的第二气动阀门组、旋转平台及控制所述旋转平台旋转的旋转电机，所述第二刀头组及相应的气缸相对地设置在相对设置的旋转平台上，所述气动阀门组及所述旋转电机通讯地连接所述第二PLC以接收所述旋转滑切信号，其中，接收到所述旋转滑切信号，所述气动阀门组首先控制所述第二气缸组推动所述第二刀头组抵接所述光纤预制棒，其次所述旋转电机带动所述旋转平台90度往复旋转，最后所述撞块气缸推动所述撞块将所述光纤预制棒的未融合部分除去。
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