CN116793192A - 光纤预制棒同心度检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

光纤预制棒同心度检测装置及检测方法，涉及光纤预制棒加工技术领域，实现光纤预制棒与夹具高精度的同心度检测。包括定位组件、壳体、指针、传动组件和检测组件，定位组件包括固定杆、活动杆和驱动机构，驱动机构驱使活动杆在竖直平面内上下和前后移动，壳体的下部与活动杆滑动连接，活动杆上具有驱使壳体移动的轴向移动组件；壳体的上部转动安装有转轮，转轮上固定有指针，检测组件包括套管和检测杆，套管与壳体相对固定连接，检测杆与套管滑动连接，检测杆的一端具有用于与光纤预制棒表面接触的滚珠，检测杆的另一端与转轮之间具有传动组件，传动组件将检测杆的直线移动转化为转轮的旋转运动。本发明可以对光纤预制棒同心度进行精准快速检测。

Description

光纤预制棒同心度检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及光纤预制棒加工技术领域，具体地说是一种光纤预制棒同心度检测装置及检测方法。

背景技术

光纤预制棒是用于拉制光纤的母材，光纤预制棒在烧结完成后需要重新焊接把手，以便于对光纤预制棒的夹持。如图1所示，现有技术中的光纤预制棒焊接设备包括底座1和支撑驱动模块2，支撑驱动模块2上部设置三爪卡盘21，通过三爪卡盘21对光纤预制棒3进行夹装。光纤预制棒3夹装完成后，需要对光纤预制棒进行同心度检测，即光纤预制棒3与三爪卡盘21是否同轴。现有检测方式为，通过支撑驱动模块2驱使三爪卡盘21旋转，工人手持画笔4逐渐靠近光纤预制棒3表面，当画笔4笔尖与光纤预制棒3表面接触后停止移动画笔，此时画笔4在光纤预制棒3表面画出标记线41。若光纤预制棒3已与三爪卡盘21同心，标记线41为整圆形。若光纤预制棒3与三爪卡盘21不同心，如图2所示，此时画笔4的笔尖与光纤预制棒3时而接触、时而分离，标记线为断续的弧线。上述检测方式，受工人操作熟练程度的影响检测结果误差较大；此外，光纤预制棒3与三爪卡盘21处于非同心状态且偏心量很小时，上述操作方式难以保证检测的精准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光纤预制棒同心度检测装置及检测方法，应用于光纤预制棒与把手的焊接操作中，实现光纤预制棒与夹具之间同心度的高精度检测。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：光纤预制棒同心度检测装置，包括定位组件、轴向移动组件、壳体、指针、转轮、传动组件和检测组件，所述定位组件包括固定杆、活动杆和驱动机构，所述驱动机构驱使活动杆在竖直平面内相对固定杆上下和前后移动，所述壳体的下部与活动杆滑动连接，所述壳体的滑动方向与活动杆的移动平面垂直，所述活动杆上具有驱使壳体移动的轴向移动组件；所述壳体的上部转动安装有转轮，所述转轮上固定有指针，所述壳体上部的侧壁具有观察指针摆动情况的观察窗；所述检测组件包括套管和检测杆，所述套管与壳体相对固定连接，所述检测杆与套管滑动连接，所述检测杆的一端具有用于与光纤预制棒表面接触的滚珠，所述检测杆的另一端与套管之间具有弹簧，所述弹簧的伸缩方向与检测杆的滑动方向相同，所述弹簧作用下检测杆的一端伸出套管的长度最大，所述检测杆的另一端与转轮之间具有传动组件，所述传动组件将检测杆的直线移动转化为转轮的旋转运动。

进一步地，所述驱动机构包括摆杆和驱动件，所述摆杆为平行设置的两根，所述摆杆的一端与固定杆铰链连接，所述摆杆的另一端与活动杆铰链连接，所述驱动件设置在固定杆与其中一根摆杆之间驱使所述摆杆的摆动。

进一步地，所述活动杆上固定有两组支撑杆，同组的两根所述支撑杆之间设有导向杆，所述壳体下部固定有滑块，所述滑块滑动设置在导向杆上。

进一步地，所述轴向移动组件包括驱动电机、丝杠和丝母，所述驱动电机固定在活动杆上，所述丝杠通过支座与活动杆转动连接，所述丝母与壳体下部固定连接，所述丝杠与丝母配合，所述驱动电机输出端与丝杠固定连接。

进一步地，所述传动组件包括转换单元和放大单元，所述转换单元的输入端与检测杆固定连接，所述转换单元的输出端与放大单元的输入端固定连接，所述放大单元的输出端与转轮固定连接，所述转换单元将检测杆的直线移动转化为旋转运动，所述放大单元将转换单元输出端的旋转运动转速增大后传递给转轮。

进一步地，所述套管的端部具有转换盒，所述转换单元包括齿条和主动齿轮，所述齿条与检测杆固定连接并滑动设置在转换盒内，所述主动齿轮转动安装在转换盒内，所述齿条与主动齿轮啮合，所述弹簧位于齿条与转换盒内壁之间。

进一步地，所述放大单元包括与主动齿轮同轴设置的主动锥齿轮，所述主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，所述从动锥齿轮转动设置在壳体下部内，所述壳体下部内具有与从动锥齿轮共轴设置的过渡齿轮，所述转轮与从动齿轮共轴设置，所述从动齿轮与过渡齿轮之间具有多个调节齿轮，所述从动齿轮转速为主动齿轮转速的5-20倍。

进一步地，所述检测杆的一端具有半球形的凹槽，所述滚珠的一半位于凹槽内，所述检测杆一端的端部具有滚珠限位块，所述滚珠限位块上具有通孔，所述滚珠另一半的一部分穿过通孔伸出滚珠限位块。

进一步地，所述壳体的上部具有刻度线，所述刻度线在同一圆弧上均匀设置，所述圆弧的圆心为转轮中心。

本发明还提供一种光纤预制棒的同心度检测方法，包括以下步骤：

（1）光纤预制棒夹装：将光纤预制棒夹装在光纤预制棒焊接设备的三爪卡盘上；

（2）检测组件就位：通过定位组件驱使壳体移动直至滚珠与光纤预制棒表面接触，且滚珠与光纤预制棒的接触点靠近未夹装光纤预制棒的一端；

（3）观察：驱使三爪卡盘带动光纤预制棒旋转，此时检测杆端部的滚珠沿光纤预制棒表面滚动，观察指针摆动角度；

（4）换位观察：通过轴向移动组件驱使滚珠沿光纤预制棒轴向移动，再次观察指针摆动角度。

本发明的有益效果是：本发明通过检测组件的设置，将光纤预制棒偏心程度以检测杆位移大小呈现，通过传动组件中转换单元的设置，将检测杆位移转换为旋转量，并通过传动组件中放大单元的设置，将转换后的旋转量进行放大，最终通过指针摆动角度大小体现出来，易于观察出光纤预制棒偏心程度。使用时，仅需要将检测组件的滚珠与光纤预制棒表面接触，通过观察指针摆动的相对角度判断光纤预制棒偏心程度。与现有技术中将画笔笔尖与光纤预制棒接触相比，本发明的滚珠既可以以零压力与光纤预制棒接触，也可以与光纤预制棒之间存在一定压力，不会因滚珠与光纤预制棒之间的接触力度不同而影响检测精度。现有技术检测方式下的画笔笔尖必须与光纤预制棒刚好接触，才能确保检测精度，而不同的操作者操作画笔笔尖与光纤预制棒接触的力度不同，进而检测精度难以保证。

附图说明

图1为现有技术中的光纤预制棒同心度检测示意图；

图2为光纤预制棒同心和偏心时与画笔的位置示意图；

图3为本发明的检测装置左视图；

图4为轴向移动组件的俯视图；

图5为检测组件的三维图之一；

图6为检测组件的三维图之二；

图7为检测组件的俯视图；

图8为壳体的主视图；

图9为图7中的A-A剖视图；

图10为图7中的B-B剖视图；

图11为图7中的C-C剖视图；

图12为主动锥齿轮、从动锥齿轮和过渡齿轮的俯视装配图；

图13为检测杆、套管和转换盒的剖视图；

图14为图13中的D处局部放大图；

图15为本发明的使用状态示意图；

图中：1底座，2支撑驱动模块，21三爪卡盘，3光纤预制棒，31偏心状态，32同心状态，4画笔，41标记线，5定位组件，51固定杆，52活动杆，53摆杆，54活动杆耳板，55固定杆耳板，56驱动件，57驱动件耳板，58连接耳板，6驱动电机，61丝杠，62丝母，63支撑杆，64导向杆，65支座，7壳体，71滑块，72显示端，721观察窗，722刻度线，723指针，724导轨，725导轨槽，726转轮固定轴，73转轮，74从动齿轮，75过渡齿轮，76调节齿轮，77过渡轴，78延伸筒，781轴承座，782转换轴，79从动锥齿轮，791主动锥齿轮，8转换盒，81法兰盘，82主动齿轮，83齿条，9套管，91检测杆，92滚珠，93滚珠限位块，931安装环。

实施方式

如图1所示，现有技术中的光纤预制棒焊接设备包括底座1和支撑驱动模块2，支撑驱动模块2上部设置三爪卡盘21，通过三爪卡盘21对光纤预制棒3进行夹装，如图2所示，此时光纤预制棒3有可能处于同心状态32，也可能处于偏心状态31。光纤预制棒3夹装完成后，需要对光纤预制棒3进行同心度检测，即光纤预制棒3与三爪卡盘21是否同轴。现有检测方式为，通过支撑驱动模块2驱使三爪卡盘21旋转，工人手持画笔4逐渐靠近光纤预制棒3表面，当画笔4笔尖与光纤预制棒3表面接触后停止移动画笔，此时画笔4在光纤预制棒3表面画出标记线41。若光纤预制棒3已与三爪卡盘21同心，标记线41为整圆形。若光纤预制棒3与三爪卡盘21不同心（偏心），如图2所示，此时画笔4的笔尖与光纤预制棒3时而接触、时而分离，标记线41为断续的弧线。

如图3至图15所示，本发明的检测装置包括定位组件5、轴向移动组件、壳体7、指针723、转轮73、传动组件和检测组件，下面结合附图对本发明进行详细描述。

如图3所示，光纤预制棒同心度检测装置包括定位组件5、轴向移动组件、壳体7、指针723、转轮73、传动组件和检测组件，定位组件包括固定杆51、活动杆52和驱动机构，驱动机构驱使活动杆52在竖直平面内相对固定杆51上下和前后移动。具体地，驱动机构包括摆杆53和驱动件56，摆杆53为平行设置的两根，摆杆53的一端与固定杆51侧壁的固定杆耳板55铰链连接，摆杆53的另一端与活动杆52侧壁的活动杆耳板54铰链连接，驱动件56设置在固定杆51侧壁的驱动件耳板57与固定在其中一根摆杆53上的连接耳板58之间，驱动件56驱使摆杆53的摆动。驱动件56可以为电动伸缩杆。固定杆耳板55、活动杆耳板54、驱动件耳板57、连接耳板58的设置，便于摆杆53与固定杆51、摆杆53与活动杆52、固定杆51与驱动件56、驱动件56与摆杆53的铰链连接。

壳体7的下部与活动杆52滑动连接，壳体7的滑动方向与活动杆52的移动平面垂直，壳体7的滑动方向与光纤预制棒轴向平行，活动杆52上具有驱使壳体7移动的轴向移动组件。如图3、图4所示，活动杆52上固定有两组上下设置的支撑杆63，同组的两根支撑杆63位于同一水平面内，且同组的两根支撑杆63之间设有导向杆64，壳体7下部固定有滑块71，滑块71滑动设置在导向杆64上。轴向移动组件包括驱动电机6、丝杠61和丝母62，驱动电机6固定在活动杆52上，丝杠61通过支座65与活动杆52转动连接，丝母62与壳体7下部固定连接，丝杠61与丝母62配合，驱动电机6输出端与丝杠61固定连接。驱动电机6驱使丝杠61转动，带动丝母62沿丝杠61轴向的移动，进而带动壳体7沿光纤预制棒轴向的移动。

如图9所示，壳体7的上部大、下部小，壳体7的上部为显示端72，显示端72内转动安装有转轮73，转轮73上固定有指针723，显示端72的侧壁具有观察指针723摆动情况的观察窗721。透过显示端72的观察窗721，观察指针723的相对摆动角度，进而判断光纤预制棒偏心程度。为对指针723进行保护，在显示端72内设置有圆弧形的导轨724，导轨724上具有导轨槽725，指针723穿过导轨槽725，且指针723与导轨槽725滑动连接。

如图5、图6所示，检测组件包括套管9和检测杆91，套管9与壳体7相对固定连接，如图13所示，检测杆91与套管9滑动连接，检测杆91的一端伸出套管9，检测杆91的另一端伸入套管9内，如图14所示，检测杆91的一端具有用于与光纤预制棒表面接触的滚珠92，检测杆91的另一端与套管9之间具有弹簧84，弹簧84的伸缩方向与检测杆91的滑动方向相同，弹簧84作用下检测杆91的一端伸出套管9的长度最大，检测杆91的另一端与转轮73之间具有传动组件，传动组件将检测杆91的位移转化为转轮73的旋转量。具体地，如图10至图12所示，传动组件包括转换单元和放大单元，转换单元的输入端与检测杆91固定连接，转换单元的输出端与放大单元的输入端固定连接，放大单元的输出端与转轮73固定连接，转换单元将检测杆91的直线移动转化为旋转运动，放大单元将转换单元输出端的旋转运动转速增大后传递给转轮73。

如图7、图11和图13所示，套管9的端部具有转换盒8，套管9内腔与转换盒8内腔连通。 转换单元包括齿条83和主动齿轮82，齿条83与检测杆91另一端固定连接并滑动设置在转换盒8内，主动齿轮82转动安装在转换盒8内，齿条83与主动齿轮82啮合，弹簧84位于齿条83与转换盒8内壁之间。放大单元包括通过转换轴782与主动齿轮82同轴设置的主动锥齿轮791，如图12所示，主动锥齿轮791与从动锥齿轮79啮合，从动锥齿轮79转动设置在壳体7下部内，如图10所示，壳体7下部内具有通过过渡轴77与从动锥齿轮79共轴设置的过渡齿轮75，转轮73通过转轮固定轴726与从动齿轮74共轴设置，从动齿轮74与过渡齿轮75之间具有多个调节齿轮76，调节齿轮76、过渡齿轮77、主动锥齿轮791、从动锥齿轮79的设置，使得从动齿轮73转速为主动齿轮82转速的5-20倍，进而将主动齿轮82的转速放大，并于转轮73上呈现。光纤预制棒3的偏心量很小时，检测杆91位移很小，通过将检测杆91位移转化为旋转量，然后将旋转量进行放大，进而使得指针723摆动幅度明显，便于观察。为便于安装，如图11所示，壳体7下部的侧壁具有延伸筒78，转换轴782位于延伸筒78内，转换轴782与延伸筒78内壁之间设有轴承座781，进而实现对转换轴782的支撑。转换盒8的侧壁具有法兰盘81，法兰盘81与延伸筒78端部接触，并在法兰盘81与延伸筒78之间设置螺钉实现固定连接。转换轴782的一端伸入壳体7下部内，转换轴782的另一端伸入转换盒8内，为保证转换轴782的安装精度，在转换盒8内壁也设置轴承座781，该轴承座781也对转换轴782进行支撑。

如图14所示，检测杆91的一端具有半球形的凹槽，滚珠92的一半位于凹槽91内，检测杆91一端的端部具有滚珠限位块93，滚珠限位块93上具有通孔，滚珠92另一半的一部分穿过通孔伸出滚珠限位块93。滚珠限位块93的设置，将滚珠92限位在检测杆91一端端部，且滚珠92在检测杆91一端端部与滚珠限位块93之间360度转动。为便于滚珠限位块93的装配，滚珠限位块93端部设置安装环931，安装环931与检测杆91一端端部螺纹连接。

如图8所示，壳体72的上部具有刻度线722，刻度线722在同一圆弧上均匀设置，该圆弧的圆心为转轮73中心。刻度线722的设置，便于观察指针摆动的相对角度大小。

下面对光纤预制棒的同心度检测方法进行描述：

（1）光纤预制棒夹装：将光纤预制棒3夹装在光纤预制棒焊接设备的三爪卡盘21上；

（2）检测组件就位：如图15所示，通过定位组件驱使壳体7移动直至滚珠92与光纤预制棒3表面接触，且滚珠92与光纤预制棒3的接触点靠近未夹装光纤预制棒的一端；由于光线预制棒3未被夹装的一端偏心量相对光线预制棒3被夹装的一端大，因此，光线预制棒3未被夹装的一端驱使检测杆91的位移量更大，进而便于检测；

（3）观察：驱使三爪卡盘带动光纤预制棒旋转，此时检测杆91端部的滚珠93沿光纤预制棒表面滚动，观察指针723摆动角度；

（4）换位观察：通过轴向移动组件驱使滚珠92沿光纤预制棒轴向移动，使得滚珠92与光纤预制棒其它轴向位置接触，再次观察指针摆动角度。

本发明通过检测组件的设置，将光纤预制棒偏心程度以检测杆位移大小呈现，通过传动组件中转换单元的设置，将检测杆位移转换为旋转量，并通过传动组件中放大单元的设置，将转换后的旋转量进行放大，最终通过指针摆动角度大小体现出来，易于观察出光纤预制棒偏心程度。使用时，仅需要将检测组件的滚珠与光纤预制棒表面接触，通过观察指针摆动的相对角度判断光纤预制棒偏心程度。与现有技术中将画笔笔尖与光纤预制棒接触相比，本发明的滚珠既可以以零压力与光纤预制棒接触，也可以与光纤预制棒之间存在一定压力，不会因滚珠与光纤预制棒之间的接触力度不同而影响检测精度。现有技术检测方式下的画笔笔尖必须与光纤预制棒刚好接触，才能确保检测精度，而不同的操作者操作画笔笔尖与光纤预制棒接触的力度不同，进而检测精度难以保证。

Claims (10)

1.光纤预制棒同心度检测装置，其特征在于，包括定位组件、轴向移动组件、壳体、指针、转轮、传动组件和检测组件，所述定位组件包括固定杆、活动杆和驱动机构，所述驱动机构驱使活动杆在竖直平面内相对固定杆上下和前后移动，所述壳体的下部与活动杆滑动连接，所述壳体的滑动方向与活动杆的移动平面垂直，所述活动杆上具有驱使壳体移动的轴向移动组件；所述壳体的上部转动安装有转轮，所述转轮上固定有指针，所述壳体上部的侧壁具有观察指针摆动情况的观察窗；所述检测组件包括套管和检测杆，所述套管与壳体相对固定连接，所述检测杆与套管滑动连接，所述检测杆的一端具有用于与光纤预制棒表面接触的滚珠，所述检测杆的另一端与套管之间具有弹簧，所述弹簧的伸缩方向与检测杆的滑动方向相同，所述弹簧作用下检测杆的一端伸出套管的长度最大，所述检测杆的另一端与转轮之间具有传动组件，所述传动组件将检测杆的直线移动转化为转轮的旋转运动。

2.根据权利要求1所述的光纤预制棒同心度检测装置，其特征在于，所述驱动机构包括摆杆和驱动件，所述摆杆为平行设置的两根，所述摆杆的一端与固定杆铰链连接，所述摆杆的另一端与活动杆铰链连接，所述驱动件设置在固定杆与其中一根摆杆之间驱使所述摆杆的摆动。

3.根据权利要求2所述的光纤预制棒同心度检测装置，其特征在于，所述活动杆上固定有两组支撑杆，同组的两根所述支撑杆之间设有导向杆，所述壳体下部固定有滑块，所述滑块滑动设置在导向杆上。

4.根据权利要求3所述的光纤预制棒同心度检测装置，其特征在于，所述轴向移动组件包括驱动电机、丝杠和丝母，所述驱动电机固定在活动杆上，所述丝杠通过支座与活动杆转动连接，所述丝母与壳体下部固定连接，所述丝杠与丝母配合，所述驱动电机输出端与丝杠固定连接。

5.根据权利要求1所述的光纤预制棒同心度检测装置，其特征在于，所述传动组件包括转换单元和放大单元，所述转换单元的输入端与检测杆固定连接，所述转换单元的输出端与放大单元的输入端固定连接，所述放大单元的输出端与转轮固定连接，所述转换单元将检测杆的直线移动转化为旋转运动，所述放大单元将转换单元输出端的旋转运动转速增大后传递给转轮。

6.根据权利要求5所述的光纤预制棒同心度检测装置，其特征在于，所述套管的端部具有转换盒，所述转换单元包括齿条和主动齿轮，所述齿条与检测杆固定连接并滑动设置在转换盒内，所述主动齿轮转动安装在转换盒内，所述齿条与主动齿轮啮合，所述弹簧位于齿条与转换盒内壁之间。

7.根据权利要求6所述的光纤预制棒同心度检测装置，其特征在于，所述放大单元包括与主动齿轮同轴设置的主动锥齿轮，所述主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，所述从动锥齿轮转动设置在壳体下部内，所述壳体下部内具有与从动锥齿轮共轴设置的过渡齿轮，所述转轮与从动齿轮共轴设置，所述从动齿轮与过渡齿轮之间具有多个调节齿轮，所述从动齿轮转速为主动齿轮转速的5-20倍。

8.根据权利要求1所述的光纤预制棒同心度检测装置，其特征在于，所述检测杆的一端具有半球形的凹槽，所述滚珠的一半位于凹槽内，所述检测杆一端的端部具有滚珠限位块，所述滚珠限位块上具有通孔，所述滚珠另一半的一部分穿过通孔伸出滚珠限位块。

9.根据权利要求1所述的光纤预制棒同心度检测装置，其特征在于，所述壳体的上部具有刻度线，所述刻度线在同一圆弧上均匀设置，所述圆弧的圆心为转轮中心。

10.根据权利要求1至9任一项所述的光纤预制棒同心度检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）光纤预制棒夹装：将光纤预制棒夹装在光纤预制棒焊接设备的三爪卡盘上；

（2）检测组件就位：通过定位组件驱使壳体移动直至滚珠与光纤预制棒表面接触，且滚珠与光纤预制棒的接触点靠近未夹装光纤预制棒的一端；

（3）观察：驱使三爪卡盘带动光纤预制棒旋转，此时检测杆端部的滚珠沿光纤预制棒表面滚动，观察指针摆动角度；

（4）换位观察：通过轴向移动组件驱使滚珠沿光纤预制棒轴向移动，再次观察指针摆动角度。