CN213652290U - 一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构，包括平行于拉丝方向设置的滑动导轨；滑动导轨上设有第一传动滑台，第一传动滑台的下方设有第二传动滑台；滑动导轨的上部设有第一伺服电机，第一伺服电机连接第一传动滑台；滑动导轨的下部设有第二伺服电机，第二伺服电机连接第二传动滑台；第一传动滑台连接有第一电动手指，第一电动手指上安装有第一微型伺服电机，用于实现第一电动手指的开合；第二传动滑台连接有第二电动手指，第二电动手指上安装有第二微型伺服电机，用于实现第二电动手指的开合。本实用新型通过电动手指夹持光学纤维丝进行牵引拉制，提高了光学纤维丝拉制的表面质量和丝径的稳定性。

Description

一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构

技术领域

本实用新型涉及光学纤维制造加工技术领域，特别是涉及一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构。

背景技术

光纤传像元件(包括光学纤维面板、光学纤维倒像器、光学纤维光锥、光纤传像束以及微通道板等)是一种性能优异的光电成像元件，具有结构简单、体积小、重量轻、分辨率高、数值孔径大、级间耦合损失小、传像清晰、真实、传光效率高、在图像传输上具有光学零厚度以及能改善边缘像质等特点。光纤传像元件被广泛地应用于军事、刑侦、夜视、航天、医疗等领域的各种阴极射线管、摄像管、电荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)耦合、医疗器械显示屏以及高清晰度电视成像和其他需要传送图像的仪器和设备中，是本世纪光电子行业的高科技尖端产品。

光纤传像元件是将高折射率玻璃棒和低折射率玻璃管匹配组合，经过加热炉的高温加热软化后经过单丝拉制、一次复丝拉制、二次复丝拉制等过程制成单元纤维丝径小于6μm的光学纤维丝，然后再将成千上万根单元纤维丝径小于6μm的光学纤维经紧密堆积排列后，再经热熔压成型，然后扭转成型或拉制成型制备得到可传递图像的硬质光纤传像元器件。

光纤传像元件中的每根光学纤维都具有很好的光学绝缘性，因此每根光学纤维都能够独立传光传像，而不受临近其它光学纤维的影响。光纤传像元件主要用于阴极射线管、摄像管、像增强器等需要传送图像的仪器和设备中，因此对产品制作工艺要求极高，特别是光学纤维丝的拉制过程，其是光学纤维类产品制备过程中的关键过程工序，其是将匹配好的光纤拉制预制棒在拉丝炉中高温加热软化，然后依靠重力下垂，再通过光学纤维丝的拉制牵引装置将软化下垂的光学纤维丝夹紧后匀速向下拉制。光学纤维拉丝工艺的不同，决定了光学纤维类产品的丝径尺寸不同，而光学纤维丝的拉制过程决定了光学纤维类产品的光学纤维丝径尺寸、垂直度、光学纤维丝表面质量、扭丝度、椭圆度等质量指标，光学纤维丝的拉丝机构是光学纤维丝拉制过程中的关键设备和装置，装置的稳定性和拉丝精度直接关系到光学纤维丝径的尺寸稳定性和丝径表面质量的稳定性。特别是对于制备硬质光纤传像元件的光学纤维丝，需要经过单丝拉制、一次复丝拉制、二次复丝拉制的过程。特别是二次复丝，是由多根单纤维丝排列组成的母棒拉制而成的一次复丝再排列再拉制而成，其表面是由很多根光学纤维排列后，结合形成的锯齿状面，经过多次复合排列和拉制后，光学纤维表面锯齿齿数随排列次数倍增，二次复丝的皮层厚度也越来越薄，其表面皮层玻璃厚度薄至0.2～0.3μm，稍有触碰和摩擦即会造成光学纤维皮层的破损，从而造成光学纤维的“漏光”，使得制备出的光纤传像元件内部产生“斑点”或“网格”缺陷，极大的降低了光纤传像元件的生产质量和产品合格率。

拉丝机构是光学纤维拉丝过程中的一个重要装置，其稳定性直接关系到光学纤维的多项性能指标和合格率，目前光学纤维的拉丝机牵引装置主要是轮拉或者抱拉两种方式。轮拉主要是靠橡胶拉丝轮的转动摩擦实现光学纤维丝的牵引拉制，光学纤维在拉制过程中与拉丝轮的橡胶表面是一个全程接触式施加摩擦力，产生下拉效果的方法，由于摩擦接触的过程造成光学纤维丝的表面极易发生破损，当拉丝温度较高时，极易烫伤橡胶拉丝轮的表面，使得在光学纤维丝的表面产生杂质或异物污染，降低光学纤维丝的表面质量；当拉丝温度较低时，又使得光学纤维丝极易与橡胶拉丝轮发生打滑而无法实现正常拉丝，或者使光学纤维丝的表面产生皮层玻璃磨损等现象。抱拉的方式主要是靠同步带上的橡胶垫来夹紧拉制光学纤维丝，其在拉制过程中也极易发生光学纤维丝打滑或光学纤维丝拉制过程中产生扭丝或者拉丝丝径不均匀等问题，时常需要人为操作干预整个拉丝过程，使得光学纤维丝的表面极易发生破损、粘连胶质颗粒杂质或使得拉制的光学纤维丝的垂直度和同心度变差等问题，从而造成光学纤维丝的拉丝质量下降，使得制备出的光纤传像元件的内部出现斑点，容易使整个产品报废。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中存在的不足，提供了一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构，本实用新型的自动拉丝机构能够拉制出无损伤、无污染的光学纤维丝。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构，包括平行于拉丝方向设置的滑动导轨；

所述滑动导轨上设有第一传动滑台，所述第一传动滑台的下方的滑动导轨上设有第二传动滑台；

所述滑动导轨的上部设有第一伺服电机，所述第一伺服电机连接第一传动滑台，用于实现第一传动滑台的上升和下降；

所述滑动导轨的下部设有第二伺服电机，所述第二伺服电机连接第二传动滑台，用于实现第二传动滑台的上升和下降；

所述第一传动滑台连接有第一电动手指，所述第一电动手指上安装有第一微型伺服电机，用于实现第一电动手指的开合；

所述第二传动滑台连接有第二电动手指，所述第二电动手指上安装有第二微型伺服电机，用于实现第二电动手指的开合。

所述第一伺服电机和第二伺服电机分别连接智能程序控制系统，所述智能程序控制系统用于分别控制第一传动滑台和第二传动滑台的运行速度和运行距离。

所述第一微型伺服电机和第二微型伺服电机分别连接智能程序控制系统，所述智能程序控制系统分别用于控制第一电动手指和第二电动手指的开合。

进一步地，还包括激光定位装置；

所述激光定位装置设置在所述滑动导轨的底部，所述激光定位装置的激光与第一电动手指的中心、第二电动手指的中心以及所需拉制的光学纤维丝的母棒同轴；

所述激光定位装置在调节更换光学纤维丝的母棒时，用于牵引拉丝的同心度的精准定位。

所述第一电动手指和第二电动手指均为平行夹板结构，所述平行夹板结构的平行夹板用于夹紧光学纤维丝后进行垂直牵引拉丝。

所述平行夹板的内表面设有橡胶片。

所述橡胶片的材质为不含碳黑的橡胶，所述橡胶片的厚度0.5～5.0mm。

进一步地，还包括背板支架，所述滑动导轨安装固定在所述背板支架上，所述背板支架能够进行调节，用于远离或靠近光学纤维丝，以确保第一电动手指的中心、第二电动手指的中心和光学纤维丝同轴；

所述背板支架材质为铝合金；

所述背板支架能够与光纤拉丝塔匹配安装，并可进行三维方向的对准调节。

进一步地，还包括保护罩和设在所述滑动导轨的中间位置的限位装置；

所述限位装置上方的所述滑动导轨上设有第一传动滑台；

所述限位装置下方的所述滑动导轨上设有第二传动滑台；

所述保护罩安装在滑动导轨的上部，用以防护母棒开始拉丝时产生的拉丝料头或者其他异物或者杂物掉落。

所述滑动导轨的上方设有丝径测试仪，所述滑动导轨的下方设有自动切刀；

所述丝径测试仪能够测试自动拉制的光学纤维丝的丝径变化和至少两个方向的椭圆度；

所述自动切刀能够定长切断拉制的光学纤维丝。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过电动手指点接触光学纤维丝进行匀速稳定的牵引拉制，实现了光学纤维丝的拉丝过程更加稳定，不会发生扭丝和拉丝过程打滑的现象，减少了光学纤维丝在拉制过程中的表面接触和皮层磨损，提高了光学纤维丝拉制的表面质量和光学纤维丝的丝径尺寸的稳定性，能够拉制出无损伤、无污染的光学纤维丝。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型或现有技术描述中所需要使用的附图作进一步的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识，附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本实用新型提供的一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构的结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构的正面结构示意图。

图中：

1滑动导轨，2第一传动滑台，3第二传动滑台，4第一伺服电机，5第二伺服电机，6第一电动手指，7第二电动手指,8背板支架，9光纤拉丝塔，10限位装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1和图2，一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构，包括平行于拉丝方向设置的滑动导轨1；

滑动导轨1上设有第一传动滑台2，第一传动滑台2的下方的滑动导轨上设有第二传动滑台3；

滑动导轨1的上部设有第一伺服电机4，第一伺服电机4连接第一传动滑台2，用于实现第一传动滑台2的上升和下降；

滑动导轨1的下部设有第二伺服电机5，第二伺服电机5连接第二传动滑台3，用于实现第二传动滑台3的上升和下降；

第一传动滑台2连接有第一电动手指6，第一电动手指6上安装有第一微型伺服电机，用于实现第一电动手指6的开合；

第二传动滑台3连接有第二电动手指7，第二电动手指7上安装有第二微型伺服电机，用于实现第二电动手指7的开合。

本实用新型通过上下两个电动手指轮换夹持光学纤维丝进行牵引拉制，实现了光学纤维丝的拉丝动作平缓，重复定位精度高，减少了光学纤维丝在拉制过程中的表面接触和皮层破损，提高了光学纤维丝拉制的表面质量和丝径的稳定性。

本实施例在上述实施例的基础上，第一伺服电机4和第二伺服电机5分别连接智能程序控制系统，智能程序控制系统用于分别控制第一传动滑台2和第二传动滑台3的运行速度和运行距离。

本实施例在上述实施例的基础上，第一微型伺服电机和第二微型伺服电机分别连接智能程序控制系统，智能程序控制系统分别用于控制第一电动手指6 和第二电动手指7的开合。

本实用新型采用智能程序控制系统，智能程序控制采用触摸屏控制，可以对控制系统的参数进行设置、补偿修正等；确保了拉丝过程复杂的动作精准运行，摒弃了传统PLC单片机只有单信号的弊端；能够更方便精确调节运动部件的运动速度，具有动作稳定，速度偏差小的优点。

进一步地，还包括激光定位装置；

所述激光定位装置设置在所述滑动导轨的底部，所述激光定位装置的激光与第一电动手指的中心、第二电动手指的中心以及所需拉制的光学纤维丝的母棒同轴；

所述激光定位装置在调节更换光学纤维母棒时，用于牵引拉丝的同心度的精准定位。

第一电动手指6和第二电动手指7均为平行夹板结构，所述平行夹板结构的平行夹板用于夹紧光学纤维丝后进行垂直牵引拉丝。

本实用新型电动手指的一端为平行夹板结构，能够方便拆卸更换；电动手指通过微型电机驱动，摒弃了传统的压缩空气驱动；电动手指安装在传动滑台上，用以夹持光学纤维丝对其进行牵引拉制；电动手指动作平缓，重复定位精度高；

优选地，所述平行夹板的内表面设有橡胶片。

所述橡胶片的材质为不含碳黑的橡胶，优选为丁腈橡胶；所述橡胶片的厚度0.5～5.0mm。

橡胶片的作用是加大拉丝的摩擦阻力，使得拉丝过程中夹板拉制光纤丝时不打滑；

进一步地，还包括背板支架8，滑动导轨1安装固定在所述背板支架8上，背板支架8能够远离或靠近光学纤维丝以进行调节，用以确保第一电动手指6 的中心、第二电动手指7的中心和光学纤维丝同轴；

背板支架8材质为铝合金，以减轻整个承重架的重量；

背板支架8能够与光纤拉丝塔9匹配安装，并可进行三维方向的对准调节。

进一步地，还包括保护罩和设在滑动导轨1的中间位置的限位装置10；

限位装置10上方的滑动导轨1上设有第一传动滑台2；

限位装置10下方的所述滑动导轨1上设有第二传动滑台3；

所述保护罩安装在滑动导轨1的上部，用以防护母棒开始拉丝时产生的拉丝料头或者其他异物或者杂物掉落。

优选地，滑动导轨1的上方设有丝径测试仪，滑动导轨1的下方设有自动切刀；

所述丝径测试仪能够测试自动拉制的光学纤维丝的丝径变化和至少两个方向的椭圆度；

所述自动切刀能够定长切断拉制的光学纤维丝。

本实用新型的一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构，每次拉制光学纤维丝时只是其中一个电动手指夹住拉制，第二电动手指7则移动至相应行程的顶部等待第一电动手指6拉制行程结束后，即第二传动滑台3移动到限位装置的下部，再启动，夹住光学纤维丝向下匀速拉制，此时第一电动手指6则快速返回行程的顶部，即第一传动滑台2移动到滑动导轨1的顶部；

本实用新型的传动滑台通过电机驱动在滑动导轨上运动，不使用同步带；拉丝速率可调，优选为2.0-5.0m/min，优选为3.0m/min；所述滑动导轨的行程1200-2000mm，优选1600mm，传动滑台的重复定位精度±0.01mm；所述拉丝长度可以通过电动手指的移动距离设置，优选为400-800mm，再优选为600mm。

本实用新型的自动拉丝机构的全部位置不使用易老化、易产生粉尘的材料；所拉制的光学纤维丝的椭圆度小于0.06mm；所拉光学纤维丝的直径为0.5～ 3.5mm，所拉制的光学纤维丝的表面清洁，实现了光学纤维丝的无损伤拉丝。

本实用新型通过电动手指点接触夹紧的方式与光学纤维丝接触，然后进行匀速牵引拉制，使得光学纤维丝的拉丝过程更加稳定，不会发生扭丝和拉丝过程打滑的现象，减少了光学纤维丝在拉制过程中的表面接触和皮层破损，提高了光学纤维丝拉制的表面质量和光学纤维丝的丝径尺寸的稳定性。

本实用新型在同一个方向采用一个滑动导轨，能够更好更有效的控制第一传动滑台和第二传动滑台以及第一电动夹爪和第二电动夹爪的同心度，上下设置的第一电动夹爪和第二电动夹爪能够很好的实现光学纤维丝的垂直拉制和牵引拉制过程中的拉丝对接，使得光学纤维丝拉制过程不发生偏离。

以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构，其特征在于，包括平行于拉丝方向设置的滑动导轨；

所述滑动导轨上设有第一传动滑台，所述第一传动滑台的下方的滑动导轨上设有第二传动滑台；

所述滑动导轨的上部设有第一伺服电机，所述第一伺服电机连接第一传动滑台，用于实现第一传动滑台的上升和下降；

所述滑动导轨的下部设有第二伺服电机，所述第二伺服电机连接第二传动滑台，用于实现第二传动滑台的上升和下降；

所述第一传动滑台连接有第一电动手指，所述第一电动手指上安装有第一微型伺服电机，用于实现第一电动手指的开合；

所述第二传动滑台连接有第二电动手指，所述第二电动手指上安装有第二微型伺服电机，用于实现第二电动手指的开合。

2.根据权利要求1所述的一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构，其特征在于，所述第一伺服电机和第二伺服电机分别连接智能程序控制系统，所述智能程序控制系统用于分别控制第一传动滑台和第二传动滑台的运行速度和运行距离。

3.根据权利要求2所述的一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构，其特征在于，所述第一微型伺服电机和第二微型伺服电机分别连接智能程序控制系统，所述智能程序控制系统分别用于控制第一电动手指和第二电动手指的开合。

4.根据权利要求2所述的一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构，其特征在于，还包括激光定位装置；

所述激光定位装置设置在所述滑动导轨的底部，所述激光定位装置的激光与第一电动手指的中心、第二电动手指的中心以及所需拉制的光学纤维丝的母棒同轴；

所述激光定位装置在调节更换光学纤维丝的母棒时，用于牵引拉丝的同心度的精准定位。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构，其特征在于，所述第一电动手指和第二电动手指均为平行夹板结构，所述平行夹板结构的平行夹板用于夹紧光学纤维丝后进行垂直牵引拉丝。

6.根据权利要求5所述的一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构，其特征在于，所述平行夹板的内表面设有橡胶片。

7.根据权利要求6所述的一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构，其特征在于，所述橡胶片的材质为不含碳黑的橡胶，所述橡胶片的厚度0.5～5.0mm。

8.根据权利要求6所述的一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构，其特征在于，还包括背板支架，所述滑动导轨安装固定在所述背板支架上，所述背板支架能够进行调节，用于远离或靠近光学纤维丝，以确保第一电动手指的中心、第二电动手指的中心和光学纤维丝同轴；

所述背板支架材质为铝合金；

所述背板支架能够与光纤拉丝塔匹配安装，并可进行三维方向的对准调节。

9.根据权利要求8所述的一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构，其特征在于，还包括保护罩和设在所述滑动导轨的中间位置的限位装置；

所述限位装置上方的所述滑动导轨上设有第一传动滑台；

所述限位装置下方的所述滑动导轨上设有第二传动滑台；

所述保护罩安装在滑动导轨的上部，用以防护母棒开始拉丝时产生的拉丝料头或者异物或者杂物掉落。

10.根据权利要求9所述的一种光学纤维无损伤立式自动拉丝机构，其特征在于，所述滑动导轨的上方设有丝径测试仪，所述滑动导轨的下方设有自动切刀；

所述丝径测试仪能够测试自动拉制的光学纤维丝的丝径变化和至少两个方向的椭圆度；

所述自动切刀能够定长切断拉制的光学纤维丝。

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