CN114409242B - 光纤预制棒的制造工艺以及光纤 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了光纤预制棒的制造工艺以及光纤，其中，一种光纤预制棒的制造工艺，包括以下步骤：1)在芯棒的一端熔接辅助棒；2)将套管竖直放置，且套管的辅助管朝上，检测套管的轴线位置；3)将辅助棒竖直安装在升降机构上，检测芯棒的轴线位置；4)控制升降机构水平移动，使芯棒的轴线与套管的轴线重合；5)升降机构工作，带动芯棒无接触的由上往下插入套管。本申请光纤预制棒的制造工艺通过分别检测套管和芯棒的轴线位置，从而能够调节芯棒的水平位置，使芯棒的轴线与套管的轴线重合，最后通过升降机构能够带动芯棒无接触的由上往下插入套管，有效避免芯棒的外侧壁与套管的内侧壁接触，最大程度的保证光纤预制棒的质量。
Description
技术领域
本发明涉及光纤预制棒领域，具体涉及光纤预制棒的制造工艺以及光纤。
背景技术
套管法具有生产效率高、成本低的特点。实际操作时，会在套管的一端熔接尾管，将芯棒通过尾管插入套管内，形成预制棒，然后将由套管和芯棒组合而成的预制棒送至拉丝炉上进行拉丝，拉丝时，拉丝炉上方的夹紧装置夹紧尾管。
实际生产中，都是水平插入芯棒，芯棒和套管内侧壁之间滑动摩擦，这种方式非常容易划伤芯棒外侧壁以及套管的内侧壁，最终影响光纤拉丝质量。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了光纤预制棒的制造工艺以及光纤。
本发明采取的技术方案如下：
一种光纤预制棒的制造工艺，包括以下步骤：
1)在芯棒的一端熔接辅助棒；
2)将套管竖直放置，且套管的辅助管朝上，检测套管的轴线位置；
3)将辅助棒竖直安装在升降机构上，检测芯棒的轴线位置；
4)控制升降机构水平移动，使芯棒的轴线与套管的轴线重合；
5)升降机构工作，带动芯棒无接触的由上往下插入套管。
本申请光纤预制棒的制造工艺通过分别检测套管和芯棒的轴线位置，从而能够调节芯棒的水平位置，使芯棒的轴线与套管的轴线重合，最后通过升降机构能够带动芯棒无接触的由上往下插入套管，有效避免芯棒的外侧壁与套管的内侧壁接触，最大程度的保证光纤预制棒的质量。
实际运用时，在进行步骤2)时，还包括判断步骤，如果套管的轴线竖直偏差超过设定值时，判断套管不合格，需要更换新的套管进行插芯操作；同样的，在进行步骤3)时，也包括判断步骤，如果芯棒的轴线竖直偏差超过设定值时(芯棒弯曲)，判断芯棒不合格，需要更换新的芯棒进行插芯操作。
于本发明其中一实施例中，所述步骤2)至步骤5)通过插芯设备实施，所述插芯设备包括：
限位装置，用于竖直限定所述套管；
第一检测机构，位于限位装置的上方，用于检测套管的轴线位置；
升降机构，位于限位装置的上方，用于带动芯棒下移；
水平位置调节装置，用于调节所述升降机构的水平位置；
第二检测机构，用于检测芯棒的轴线位置。
于本发明其中一实施例中，所述限位装置包括：
固定件，用于可拆卸安装在所述套管的上端，固定件的外侧壁具有第一轴；
安装件，为中空结构，安装件的上端面具有第一凹槽，安装件的外侧壁具有第二轴，所述固定件位于安装件的中部，固定件的第一轴嵌装在安装件的第一凹槽中，所述第一轴垂直于第二轴，所述固定件能够绕第一轴转动；
限位架，上端面具有第二凹槽，所述安装件的第二轴用于嵌装在所述第二凹槽中，所述安装件能够绕第二轴转动。
限位装置这样设置，安装拆卸方便，且通过第一轴与第一凹槽的配合、第二轴与第二凹槽的配合，能够使套管在自身重力作用下保持竖直状态。
于本发明其中一实施例中，所述套管的辅助管的上端外侧壁具有环形凹槽，所述固定件包括两个转动配合的分部，所述分部的内侧壁具有用于嵌入所述环形凹槽的限位块，两个分部通过紧固件或快拆结构可拆卸连接。
于本发明其中一实施例中，插芯设备还包括受压指示组件，所述受压指示组件包括：
伸缩元件，位于套管的中空锥状部的下端，伸缩元件具有能够伸入中空锥状部的活动杆；
压力传感器，固定在所述活动杆的端部，用于与芯棒的下端配合，探知芯棒下端的位置。
通过受压指示组件能够可靠方便的判断出芯棒插入到套管的最底端。
于本发明其中一实施例中，所述升降机构包括：
升降座；
升降架，滑动安装在所述升降座上；
夹持组件，安装在升降架的下端，用于夹持芯棒上端的辅助棒，以及
升降架驱动元件，安装在升降座上，与升降架配合，用于带动升降架上下移动；
所述第二检测机构包括：
中空环状件，与升降座相对固定，且位于夹持组件的正下方；
至少三个距离传感器，安装在所述中空环状件的内侧壁上，各距离传感器绕中空环状件的轴线均匀分布。
实际运用时，升降架可以具有齿条，升降架驱动元件为通过电机驱动的齿轮，升降架驱动元件的齿轮与升降架的齿条啮合。
于本发明其中一实施例中，所述水平位置调节装置包括：
第一导轨，位于限位装置的上方；
第一移动架，滑动安装在第一导轨上，第一移动架上安装有第二导轨，第一导轨与第二导轨垂直，所述升降座滑动安装在第二导轨上；
第一驱动结构，用于驱动第一移动架沿第一导轨往复移动；
第二驱动结构，用于驱动升降座沿第二导轨往复移动。
实际运用时，水平位置调节装置可以采用现有的各种水平调节结构，比如数控机床的结构。
于本发明其中一实施例中，所述第一检测机构包括：
检测座，能够水平调节位置；
升降杆，滑动安装在所述检测座上，所述升降杆用于伸入所述套管内部；
检测头，位于升降杆的下端，检测头的外侧壁绕检测头轴线方向均布有至少三个距离传感器；以及
升降杆驱动元件，安装在检测座上，用于带动升降杆上下移动。
实际运用时，升降杆可以具有齿条，升降杆驱动元件为通过电机驱动的齿轮，升降杆驱动元件的齿轮与升降杆的齿条啮合。
于本发明其中一实施例中，所述水平位置调节装置还包括：
第二移动架，滑动安装在第一导轨上的，所述第二移动架上安装有第三导轨，第一导轨与第三导轨垂直，所述检测座滑动安装在所述第三导轨上；以及
第三驱动结构，用于驱动检测座沿第三导轨往复移动。
实际运用时，第一驱动结构、第二驱动结构和第三驱动结构可以采用电机驱动的齿轮齿条结构，也可以采用滚珠丝杆结构等现有的结构形式。
本申请还公开了一种光纤，通过上述光纤预制棒的制造工艺制得的光纤预制棒拉丝得到。
本发明的有益效果是：本申请光纤预制棒的制造工艺通过分别检测套管和芯棒的轴线位置，从而能够调节芯棒的水平位置，使芯棒的轴线与套管的轴线重合，最后通过升降机构能够带动芯棒无接触的由上往下插入套管，有效避免芯棒的外侧壁与套管的内侧壁接触，最大程度的保证光纤预制棒的质量。
附图说明：
图1是插芯设备的示意图；
图2是套管和固定件的示意图；
图3是图1中A处的放大图；
图4是图1中B处的放大图。
图中各附图标记为：
1、芯棒；2、辅助棒；3、套管；4、辅助管；5、中空锥状部；6、升降机构；7、限位装置；8、第一检测机构；9、水平位置调节装置；10、第二检测机构；11、固定件；12、第一轴；13、安装件；14、第一凹槽；15、第二轴；16、限位架；17、第二凹槽；18、环形凹槽；19、分部；20、限位块；21、紧固件；22、受压指示组件；23、伸缩元件；24、活动杆；25、压力传感器；26、升降座；27、升降架；28、夹持组件；29、升降架驱动元件；30、中空环状件；31、距离传感器；32、第一导轨；33、第一移动架；34、第二移动架；35、检测座；36、升降杆；37、检测头；38、升降杆驱动元件。
具体实施方式：
下面结合各附图，对本发明做详细描述。
如图1所示，一种光纤预制棒的制造工艺，包括以下步骤：
1)在芯棒1的一端熔接辅助棒2；
2)将套管3竖直放置，且套管3的辅助管4朝上，检测套管3的轴线位置；
3)将辅助棒2竖直安装在升降机构6上，检测芯棒1的轴线位置；
4)控制升降机构6水平移动，使芯棒1的轴线与套管3的轴线重合；
5)升降机构6工作，带动芯棒1无接触的由上往下插入套管3。
本申请光纤预制棒的制造工艺通过分别检测套管3和芯棒1的轴线位置，从而能够调节芯棒1的水平位置，使芯棒1的轴线与套管3的轴线重合，最后通过升降机构6能够带动芯棒1无接触的由上往下插入套管3，有效避免芯棒1的外侧壁与套管3的内侧壁接触，最大程度的保证光纤预制棒的质量。
实际运用时，在进行步骤2)时，还包括判断步骤，如果套管3的轴线竖直偏差超过设定值时，判断套管3不合格，需要更换新的套管3进行插芯操作；同样的，在进行步骤3)时，也包括判断步骤，如果芯棒1的轴线竖直偏差超过设定值时(芯棒1弯曲)，判断芯棒1不合格，需要更换新的芯棒1进行插芯操作。
如图1、2、3和4所示，于本实施例中，步骤2)至步骤5)通过插芯设备实施，插芯设备包括：
限位装置7，用于竖直限定套管3；
第一检测机构8，位于限位装置7的上方，用于检测套管3的轴线位置；
升降机构6，位于限位装置7的上方，用于带动芯棒1下移；
水平位置调节装置9，用于调节升降机构6的水平位置；
第二检测机构10，用于检测芯棒1的轴线位置。
如图1所示，于本实施例中，限位装置7包括：
固定件11，用于可拆卸安装在套管3的上端，固定件11的外侧壁具有第一轴12；
安装件13，为中空结构，安装件13的上端面具有第一凹槽14，安装件13的外侧壁具有第二轴15，固定件11位于安装件13的中部，固定件11的第一轴12嵌装在安装件13的第一凹槽14中，第一轴12垂直于第二轴15，固定件11能够绕第一轴12转动；
限位架16，上端面具有第二凹槽17，安装件13的第二轴15用于嵌装在第二凹槽17中，安装件13能够绕第二轴15转动。
限位装置7这样设置，安装拆卸方便，且通过第一轴12与第一凹槽14的配合、第二轴15与第二凹槽17的配合，能够使套管3在自身重力作用下保持竖直状态。
如图2所示，于本实施例中，套管3的辅助管4的上端外侧壁具有环形凹槽18，固定件11包括两个转动配合的分部19，分部19的内侧壁具有用于嵌入环形凹槽18的限位块20，两个分部19通过紧固件21或快拆结构可拆卸连接。
如图1所示，于本实施例中，插芯设备还包括受压指示组件22，受压指示组件22包括：
伸缩元件23，位于套管3的中空锥状部5的下端，伸缩元件23具有能够伸入中空锥状部5的活动杆24；
压力传感器25，固定在活动杆24的端部，用于与芯棒1的下端配合，探知芯棒1下端的位置。
通过受压指示组件22能够可靠方便的判断出芯棒1插入到套管3的最底端。
如图1和4所示，于本实施例中，升降机构6包括：
升降座26；
升降架27，滑动安装在升降座26上；
夹持组件28，安装在升降架27的下端，用于夹持芯棒1上端的辅助棒2，以及
升降架驱动元件29，安装在升降座26上，与升降架27配合，用于带动升降架27上下移动；
第二检测机构10包括：
中空环状件30，与升降座26相对固定，且位于夹持组件28的正下方；
至少三个距离传感器31，安装在中空环状件30的内侧壁上，各距离传感器31绕中空环状件30的轴线均匀分布。
实际运用时，升降架27可以具有齿条，升降架驱动元件29为通过电机驱动的齿轮，升降架驱动元件29的齿轮与升降架27的齿条啮合。芯棒的横截面为圆形，通过三个距离传感器31能够得到圆心点的位置，通过各圆心点的位置能够得到芯棒轴线的位置。
如图1所示，于本实施例中，水平位置调节装置9包括：
第一导轨32，位于限位装置7的上方；
第一移动架33，滑动安装在第一导轨32上，第一移动架33上安装有第二导轨(图中省略未画出)，第一导轨32与第二导轨垂直，升降座26滑动安装在第二导轨上；
第一驱动结构(图中省略未画出)，用于驱动第一移动架33沿第一导轨32往复移动；
第二驱动结构(图中省略未画出)，用于驱动升降座26沿第二导轨往复移动。
实际运用时，水平位置调节装置9可以采用现有的各种水平调节结构，比如数控机床的结构。
如图1和3所示，于本实施例中，第一检测机构8包括：
检测座35，能够水平调节位置；
升降杆36，滑动安装在检测座35上，升降杆36用于伸入套管3内部；
检测头37，位于升降杆36的下端，检测头37的外侧壁绕检测头37轴线方向均布有至少三个距离传感器31；以及
升降杆驱动元件38，安装在检测座35上，用于带动升降杆36上下移动。
实际运用时，升降杆36可以具有齿条，升降杆驱动元件38为通过电机驱动的齿轮，升降杆驱动元件38的齿轮与升降杆36的齿条啮合。套管的内侧壁的横截面为圆形，通过三个距离传感器31能够得到圆心点的位置，通过各圆心点的位置能够得到套管轴线的位置。
如图1所示，于本实施例中，水平位置调节装置9还包括：
第二移动架34，滑动安装在第一导轨32上的，第二移动架34上安装有第三导轨(图中省略未画出)，第一导轨32与第三导轨垂直，检测座35滑动安装在第三导轨上；以及
第三驱动结构(图中省略未画出)，用于驱动检测座35沿第三导轨往复移动。
实际运用时，第一驱动结构、第二驱动结构和第三驱动结构可以采用电机驱动的齿轮齿条结构，也可以采用滚珠丝杆结构等现有的结构形式。
本实施例还公开了一种光纤，通过本实施例光纤预制棒的制造工艺制得的光纤预制棒拉丝得到。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种光纤预制棒的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）在芯棒的一端熔接辅助棒；
2）将套管竖直放置，且套管的辅助管朝上，检测套管的轴线位置；
3）将辅助棒竖直安装在升降机构上，检测芯棒的轴线位置；
4）控制升降机构水平移动，使芯棒的轴线与套管的轴线重合；
5）升降机构工作，带动芯棒无接触的由上往下插入套管；
所述步骤2）至步骤5）通过插芯设备实施，所述插芯设备包括：
限位装置，用于竖直限定所述套管；
第一检测机构，位于限位装置的上方，用于检测套管的轴线位置；
升降机构，位于限位装置的上方，用于带动芯棒下移；
水平位置调节装置，用于调节所述升降机构的水平位置；
第二检测机构，用于检测芯棒的轴线位置。
2.如权利要求1所述的光纤预制棒的制造工艺，其特征在于，所述限位装置包括：
固定件，用于可拆卸安装在所述套管的上端，固定件的外侧壁具有第一轴；
安装件，为中空结构，安装件的上端面具有第一凹槽，安装件的外侧壁具有第二轴，所述固定件位于安装件的中部，固定件的第一轴嵌装在安装件的第一凹槽中，所述第一轴垂直于第二轴，所述固定件能够绕第一轴转动；
限位架，上端面具有第二凹槽，所述安装件的第二轴用于嵌装在所述第二凹槽中，所述安装件能够绕第二轴转动。
3.如权利要求2所述的光纤预制棒的制造工艺，其特征在于，所述套管的辅助管的上端外侧壁具有环形凹槽，所述固定件包括两个转动配合的分部，所述分部的内侧壁具有用于嵌入所述环形凹槽的限位块，两个分部通过紧固件或快拆结构可拆卸连接。
4.如权利要求1所述的光纤预制棒的制造工艺，其特征在于，插芯设备还包括受压指示组件，所述受压指示组件包括：
伸缩元件，位于套管的中空锥状部的下端，伸缩元件具有能够伸入中空锥状部的活动杆；
压力传感器，固定在所述活动杆的端部，用于与芯棒的下端配合，探知芯棒下端的位置。
5.如权利要求1所述的光纤预制棒的制造工艺，其特征在于，所述升降机构包括：
升降座；
升降架，滑动安装在所述升降座上；
夹持组件，安装在升降架的下端，用于夹持芯棒上端的辅助棒，以及
升降架驱动元件，安装在升降座上，与升降架配合，用于带动升降架上下移动；
所述第二检测机构包括：
中空环状件，与升降座相对固定，且位于夹持组件的正下方；
至少三个距离传感器，安装在所述中空环状件的内侧壁上，各距离传感器绕中空环状件的轴线均匀分布。
6.如权利要求5所述的光纤预制棒的制造工艺，其特征在于，所述水平位置调节装置包括：
第一导轨，位于限位装置的上方；
第一移动架，滑动安装在第一导轨上，第一移动架上安装有第二导轨，第一导轨与第二导轨垂直，所述升降座滑动安装在第二导轨上；
第一驱动结构，用于驱动第一移动架沿第一导轨往复移动；
第二驱动结构，用于驱动升降座沿第二导轨往复移动。
7.如权利要求6所述的光纤预制棒的制造工艺，其特征在于，所述第一检测机构包括：
检测座，能够水平调节位置；
升降杆，滑动安装在所述检测座上，所述升降杆用于伸入所述套管内部；
检测头，位于升降杆的下端，检测头的外侧壁绕检测头轴线方向均布有至少三个距离传感器；以及
升降杆驱动元件，安装在检测座上，用于带动升降杆上下移动。
8.如权利要求7所述的光纤预制棒的制造工艺，其特征在于，所述水平位置调节装置还包括：
第二移动架，滑动安装在第一导轨上的，所述第二移动架上安装有第三导轨，第一导轨与第三导轨垂直，所述检测座滑动安装在所述第三导轨上；以及
第三驱动结构，用于驱动检测座沿第三导轨往复移动。
9.一种光纤，其特征在于，通过光纤预制棒拉丝得到，所述光纤预制棒通过权利要求1~8任意一项所述的光纤预制棒的制造工艺制得。
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