CN114591006A - 一种拉丝模具同心度调节装置及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及拉丝模具校准技术领域，具体涉及一种拉丝模具同心度调节装置及调节方法。一种拉丝模具同心度调节装置，包括：固定连接的第一模体和第二模体，在第一模体和第二模体的连接处设有第一模芯，第二模体上设有第二模芯；紧固结构，包括用于对第二模芯分别施加与第二模体一次紧固的第一作用力矩和二次紧固的第二作用力矩的施力件，以及用于驱动施力件朝向或远离第二模芯运动的第一驱动组件；调节结构，包括在施力件对第二模芯施加第一作用力矩和第二作用力矩之间用于调节第二模芯的水平位置使其模孔和第一模芯模孔同心的调节件，以及用于驱动调节件的第二驱动组件。本发明提供了一种同心度精确度较高的拉丝模具同心度调节装置及调节方法。

Description

一种拉丝模具同心度调节装置及调节方法

技术领域

本发明涉及拉丝模具校准技术领域，具体涉及一种拉丝模具同心度调节装置及调节方法。

背景技术

光纤在现代通信系统中起到非常重要的作用。光纤制造是通过将光纤预制棒高温加热软化后拉制成玻璃纤维，再在玻璃纤维表面涂覆两层高分子树脂材料，然后经过固化装置使玻璃纤维表面的涂层发生聚合反应，形成高分子涂层从而最终形成通讯用的光纤。光纤的涂覆是光纤制造的关键环节。拉丝模具是涂覆环节的核心部件，模具的内外层涂覆模的同心度对涂覆质量的影响很大。当模具涂覆模同心度出现异常，则光纤的包层涂层同心度误差、光纤的机械强度、光纤的微弯性能都会受到影响，最终影响光纤产品的成品率和光纤产品的质量指标。

为此，需要对模具涂覆模的同心度进行调整，一种方法是人工根据显微镜下观察到的同心度进行手工调节，这种方法操作繁琐费时、效率低，对人员的操作经验和熟练度有较高的要求；另一种方法是借助调节装置进行调节，但是现有的调节装置是在第一模座和第二模座之间的螺杆松弛情况下移动第二模芯的位置，这样在移动过程中第二模芯可能会出现倾斜，虽然此时的同心度较好，但是当螺杆拧紧后由于第二模芯的倾角发生变化，进而同心度则会发生变化，影响最终的涂覆质量。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的拉丝模具同心度调节装置同心度精确度较差，影响最终涂覆质量的缺陷，从而提供一种同心度精确度较高的拉丝模具同心度调节装置及调节方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种拉丝模具同心度调节装置，包括：

固定连接的第一模体和第二模体，在所述第一模体和第二模体的连接处设有第一模芯，所述第二模体上设有第二模芯；

紧固结构，设于所述第一模体和第二模体的一侧，包括用于对所述第二模芯分别施加与第二模体一次紧固的第一作用力矩和二次紧固的第二作用力矩的施力件，以及用于驱动施力件朝向或远离所述第二模芯运动的第一驱动组件；

调节结构，设于所述第一模体和第二模体的另一侧，包括在所述施力件对所述第二模芯施加第一作用力矩和第二作用力矩之间用于调节所述第二模芯的水平位置使其模孔和第一模芯模孔同心的调节件，以及用于驱动所述调节件的第二驱动组件；

其中，所述第一作用力矩小于所述第二作用力矩。

可选地，所述第一作用力矩为0.230－0.400N·M，所述第二作用力矩为1.150－1.250N·M。

可选地，所述第二模芯通过贯穿所述第二模芯并延伸至所述第二模体中的连接件与所述第二模体连接。

可选地，所述第二模芯与所述第二模体的连接端面上成型有凸出部，所述第二模体的相应位置成型有与所述凸出部适配的凹槽，所述连接件设于所述凸出部的外周，且所述第二模体上还设有沿径向与所述凸出部抵接的限位件。

可选地，所述第一驱动组件包括水平驱动机构和竖直驱动机构，所述水平驱动机构包括第一电机和与所述第一电机连接的第一丝杆，所述竖直驱动结构包括第二电机和与所述第二电机连接的第二丝杆，所述第二丝杆的另一端与所述第一丝杆的另一端连接，以在第一电机的驱动下朝向或远离所述第二模芯运动。

可选地，所述施力件包括与所述第二丝杆连接的拧动模块、与所述拧动模块连接的扭矩模块以及位置传感器。

可选地，所述第二驱动组件包括第三电机和与所述第三电机连接的第三丝杆，所述调节件为与所述第三丝杆连接的环形结构，所述环形结构与第二模体和第二模芯适配。

可选地，还包括显微镜和与显微镜连接的控制器，所述控制器还与紧固结构和调节结构连接。

还提供了一种拉丝模具同心度调节方法，包括以下步骤：

对第二模芯施加与第二模体一次紧固的第一作用力矩，并预留调节余量；调节第二模芯的水平位置使其模孔与第一模芯模孔同心；对第二模芯施加与第二模体二次紧固的第二作用力矩；其中，所述第一作用力矩小于第二作用力矩。

可选地，还包括在对第二模芯施加第二作用力矩后，对第二模芯施加径向顶紧力的步骤。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的拉丝模具同心度调节装置，当需要对第一模芯和第二模芯的同心度进行调节时，首先通过施力件对第二模芯施加与第二模体一次紧固的第一作用力矩，以初步固定第二模芯的位置；然后通过调节件将第二模芯的模孔调节至与第一模芯的模孔同心的位置；再次通过施力件对第二模芯施加与第二模体二次紧固的第二作用力矩，以固定第二模芯的最终位置。在拉丝模具同心度调节时，由于对第二模芯与第二模体的相对位置进行了初步固定，再进行调节，这样就可以防止在调节过程中第二模芯相对第二模体发生较大的倾斜，保证了再次对第二模芯施力时，第二模芯与第一模芯在显微镜下检测模孔的同心度不会产生大的偏差，提高了精确度。

2.本发明提供的拉丝模具同心度调节装置，第二模体上沿径向设置的与凸出部抵接的限位件，在第二模芯与第二模体紧固后，进一步固定第二模芯的位置，保证了第二模芯和第一模芯模孔的同心度。

3.本发明提供的拉丝模具同心度调节方法，在进行同心度调节前后分别对第二模芯进行一次固定和二次固定，从而保证了调节后的同心度的精确度，且方法方便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的拉丝模具同心度调节装置的示意图；

图2为本发明提供的拉丝模具同心度调节装置的原理控制示意图；

图3为第二模芯与第二模体安装的剖视图。

附图标记说明：

1、第一模体；2、第二模体；3、底板；4、凸台；5、第一模芯；6、第二模芯；7、连接件；8、凸出部；9、凹槽；10、限位件；11、施力件；12、第一电机；13、第一丝杆；14、第二电机；15、第二丝杆；16、滑轨；17、调节件；18、第三电机；19、第三丝杆；20、显微镜；21、控制器；22、密封圈。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1至3所示的拉丝模具同心度调节装置的一种具体实施方式，包括固定连接的第一模体1和第二模体2，分设于所述第一模体1和第二模体2的两侧的紧固结构和调节结构。第一模体1、紧固结构和调节结构均设于一底板3上，底板3上设有凸台4，凸台4外层设有外螺纹，第一模体1通过内螺纹与凸台的外螺纹配合固定在底板3上。

第一模体1与第二模体2通过螺纹在竖直方向上连接，且中轴线重合。在所述第一模体1和第二模体2的连接处设有第一模芯5，第一模芯5焊接在第一模体1上，所述第二模体2上设有第二模芯6。拉丝模具同心度是指第一模芯5模孔的圆心与第二模芯6模孔的圆心所在的中轴线之间的水平距离，显微镜下呈现的是两个模孔图形所对应圆形的圆心距，要求≤1微米。所述第二模芯6通过贯穿所述第二模芯6并延伸至所述第二模体2中的连接件7与所述第二模体2连接，第二模芯6在连接件7松弛情况下可水平位移。连接件7为沿第二模芯6的周向均匀分布的四个螺杆，第二模芯6的相应位置成型有允许螺杆贯穿的通孔。

为保证第二模芯6与第二模体2完全紧固前，二者之间具有一定的调节余量，如图3所示，在所述第二模芯6与所述第二模体2的连接端面上成型有凸出部8，所述第二模体2的相应位置成型有与所述凸出部8适配的凹槽9，凸出部8插入凹槽9中实现第二模芯6与第二模体2的初步安装。为了防止涂料渗漏，在凸出部8和凹槽9之间还设有密封圈22。多个所述连接件7设于所述凸出部8的外周，且所述第二模体2上位于连接件7的下方还设有沿径向与所述凸出部8抵接的限位件10，限位件10为沿第二模体2的周向均匀分布的多个紧定螺丝。

紧固结构包括用于对所述第二模芯6分别施加与第二模体2一次紧固的第一作用力矩和二次紧固的第二作用力矩的施力件11，以及用于驱动施力件11朝向或远离所述第二模芯6运动的第一驱动组件。其中，所述第一作用力矩小于所述第二作用力矩，具体的，所述第一作用力矩为0.230－0.400N·M，所述第二作用力矩为1.150－1.250N·M。。

具体的，所述第一驱动组件包括水平驱动机构和竖直驱动机构，所述水平驱动机构包括第一电机12和与所述第一电机12连接的第一丝杆13，第一丝杆13水平设置；所述竖直驱动结构包括第二电机14和与所述第二电机14连接的第二丝杆15，第二丝杆15竖直设置，所述第二丝杆15的另一端与所述第一丝杆13的另一端垂直连接，以在第一电机12的驱动下朝向或远离所述第二模芯6运动。在第一丝杆13的下方设有滑轨16，第二丝杆15的另一端延伸至滑轨16中，并在第一丝杆13的带动下沿滑轨16滑动。所述施力件11包括与所述第二丝杆15连接的拧动模块、与所述拧动模块连接的扭矩模块以及位置传感器。拧动模块为与螺杆适配的内六角结构，扭矩模块用于控制和测量拧动模块对螺杆施加的力矩，位置传感器用于检测第二模芯的位置信息。

调节结构包括在所述施力件11对所述第二模芯6施加第一作用力矩和第二作用力矩之间用于调节所述第二模芯6的水平位置使其模孔和第一模芯5模孔同心的调节件17，以及用于驱动所述调节件17的第二驱动组件。第一模芯5的模孔位置和第二模芯6的模孔位置分别为二者中心轴线的位置。

具体的，所述第二驱动组件包括第三电机18和与所述第三电机18连接的第三丝杆19，第三丝杆19竖直设置。所述调节件17为与所述第三丝杆19连接的环形结构，所述环形结构与第二模体2和第二模芯6适配，环形结构中设有顶进杆和M2内六角形旋动杆。当需要将第二模芯6放置在第二模体2上时，第三电机18旋转带动第三丝杆19转动，第三丝杆19带动环形结构向下运动，从而将第二模芯6放置在第二模体2的相应位置。接着，驱动环形结构中的顶进杆使其推动第二模芯6依据显微镜检查到的偏移方向进行水平调节，直到第二模芯6与第一模芯5的同心度满足要求；驱动M2内六角形旋动杆使其推动限位件10，使之与第二模芯6的凸出部8贴合，进一步保证第二模芯6位置的稳定性，同时不对第二模芯6产生损伤。然后，第三电机18继续转动，直至第三丝杆19将环形结构带动至底板3表面，以方便后续调节操作。

为实现自动化，还包括设于整个装置最上方的显微镜20和与显微镜20连接的控制器21，所述控制器21还与紧固结构和调节结构连接。具体的，控制器21为PLC，PLC分别与第一电机12、第二电机14和第三电机18信号连接。显微镜20的镜头中轴线与凸台4的中轴线平行，且与底板3相垂直。显微镜20能够根据PLC的参数自动寻找和拍摄第一模芯5的模孔位置及图片，并自动寻找和拍摄第二模芯6的模孔的位置及图片，将两种图片自动合成，自动计算模具的同心度，并将数据反馈给PLC。

一种拉丝模具同心度调节方法，包括以下步骤：

首先，启动PLC和显微镜20，PLC指令第一电机12驱动第一丝杆13向靠近第一模体1和第二模体2的方向移动至预定位置，此时第一丝杆13带动第二丝杆15和第二电机14同时靠近第一模体1和第二模体2。然后，第二电机14驱动第二丝杆15带动施力件11移动到第二模芯6的上方，位置传感器探测到第二模芯6中螺杆的位置，反馈至PLC，PLC指令内六角结构的拧动模块对螺杆施加0.230－0.400N·M的第一作用力矩，并同时拧松紧定螺丝。随后，PLC指令第一电机12和第二电机14移走施力件11，并指令显微镜20测量模具同心度，显微镜20将探测数据反馈给PLC，PLC指令第三电机18驱动第三丝杆19带动环形结构上移至第二模芯6所在的位置。PLC根据显微镜20反馈的同心度数据和偏移信息计算出环形结构需要位移的方向和距离，并对其发出调整指令，对第二模芯6进行调节，具体为：驱动环形结构中的顶进杆使其推动第二模芯6依据显微镜检查到的偏移方向进行水平调节，直到第二模芯6的模孔与第一模芯5的模孔的同心度满足要求；驱动M2内六角形旋动杆使其推动限位件10，使之与第二模芯6的凸出部8贴合。环形结构移动完毕后，显微镜20再次对模具同心度进行检测，并将结果反馈给PLC，若模具同心度＞1微米，则PLC继续指令环形结构根据偏移情况进行调节，直到模具同心度≤1微米。当模具同心度≤1微米，则PLC指令第三电机18将环形结构下移到底板3上方，然后PLC指令第一电机12和第二电机14将施力件11再次移动到第二模芯6上方，以1.150－1.250N·M的第二作用力矩旋紧第二模芯6的每个螺杆。之后，PLC指令显微镜20再次对模具同心度进行检测，并将结果反馈给PLC，若模具同心度≤1微米则同心度调整完毕，然后施力件11将螺杆旋紧以紧固第二模芯6，模具同心度调节完毕。

若当施力件11第二次旋紧螺杆后，显微镜20测量的模具同心度＞1微米，则PLC指令施力件11再次拧松第二模芯6的螺杆，操作员拆下第二模芯6，检查接触面是否有凸起或第二模芯6与第二模体2之间是否有异物。处理后重新将第二模芯6放置在第二模体2上，重覆上述步骤进行模具同心度调节，直至模具同心度≤1微米。

作为替代的实施方式，紧固结构和调节结构均可以为三轴机械手。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种拉丝模具同心度调节装置，其特征在于，包括：

固定连接的第一模体(1)和第二模体(2)，在所述第一模体(1)和第二模体(2)的连接处设有第一模芯(5)，所述第二模体(2)上设有第二模芯(6)；

紧固结构，设于所述第一模体(1)和第二模体(2)的一侧，包括用于对所述第二模芯(6)分别施加与第二模体(2)一次紧固的第一作用力矩和二次紧固的第二作用力矩的施力件(11)，以及用于驱动施力件(11)朝向或远离所述第二模芯(6)运动的第一驱动组件；

调节结构，设于所述第一模体(1)和第二模体(2)的另一侧，包括在所述施力件(11)对所述第二模芯(6)施加第一作用力矩和第二作用力矩之间用于调节所述第二模芯(6)的水平位置使其模孔和第一模芯(5)模孔同心的调节件(17)，以及用于驱动所述调节件(17)的第二驱动组件；

其中，所述第一作用力矩小于所述第二作用力矩。

2.根据权利要求1所述的拉丝模具同心度调节装置，其特征在于，所述第一作用力矩为0.230－0.400N·M，所述第二作用力矩为1.150－1.250N·M。

3.根据权利要求1或2所述的拉丝模具同心度调节装置，其特征在于，所述第二模芯(6)通过贯穿所述第二模芯(6)并延伸至所述第二模体(2)中的连接件(7)与所述第二模体(2)连接。

4.根据权利要求3所述的拉丝模具同心度调节装置，其特征在于，所述第二模芯(6)与所述第二模体(2)的连接端面上成型有凸出部(8)，所述第二模体(2)的相应位置成型有与所述凸出部(8)适配的凹槽(9)，所述连接件(7)设于所述凸出部(8)的外周，且所述第二模体(2)上还设有沿径向与所述凸出部(8)抵接的限位件(10)。

5.根据权利要求1－4任一项所述的拉丝模具同心度调节装置，其特征在于，所述第一驱动组件包括水平驱动机构和竖直驱动机构，所述水平驱动机构包括第一电机(12)和与所述第一电机(12)连接的第一丝杆(13)，所述竖直驱动结构包括第二电机(14)和与所述第二电机(14)连接的第二丝杆(15)，所述第二丝杆(15)的另一端与所述第一丝杆(13)的另一端连接，以在第一电机(12)的驱动下朝向或远离所述第二模芯(6)运动。

6.根据权利要求5所述的拉丝模具同心度调节装置，其特征在于，所述施力件(11)包括与所述第二丝杆(15)连接的拧动模块、与所述拧动模块连接的扭矩模块以及位置传感器。

7.根据权利要求1－6任一项所述的拉丝模具同心度调节装置，其特征在于，所述第二驱动组件包括第三电机(18)和与所述第三电机(18)连接的第三丝杆(19)，所述调节件(17)为与所述第三丝杆(19)连接的环形结构，所述环形结构与第二模体(2)和第二模芯(6)适配。

8.根据权利要求1-7任一项所述的拉丝模具同心度调节装置，其特征在于，还包括显微镜(20)和与显微镜(20)连接的控制器(21)，所述控制器(21)还与紧固结构和调节结构连接。

9.一种拉丝模具同心度调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

对第二模芯(6)施加与第二模体(2)一次紧固的第一作用力矩，并预留调节余量；调节第二模芯(6)的水平位置使其模孔与第一模芯(5)模孔同心；对第二模芯(6)施加与第二模体(2)二次紧固的第二作用力矩；其中，所述第一作用力矩小于第二作用力矩。

10.根据权利要求9所述的拉丝模具同心度调节方法，其特征在于，还包括在对第二模芯(6)施加第二作用力矩后，对第二模芯(6)施加径向顶紧力的步骤。

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