CN2560922Y - 光纤环对称复绕装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤环对称复绕装置，包括主轴机构、排纤装置和光纤张紧装置三部分。主轴机构由一个主轴伺服电机带动主轴组成，主轴上设有一目标光纤环，在目标光纤环的侧边设置二离合器，二供纤环步进电机分别固定在二离合器之上，二供纤环分别与二供纤环步进电机同轴相连，在二供纤环步进电机的两侧还设有两直线移动式供电臂；排纤装置由滚珠丝杆与直线导轨固定在底板上组成轴向排纤移动平台，轴向排纤移动平台上设置排纤导轮，一排纤步进电机与滚珠丝杆相连；光纤张紧装置由一呈十字交叉状的左右移动平台和前后移动平台组成。本实用新型实现目标环与供纤环的相对静止和相对运动；供纤环有电机控制，可方便完成放纤和收纤动作，且速度可调。

Description

光纤环对称复绕装置

技术领域

本实用新型属于一种光纤环的绕制结构，尤其涉及一种光纤环对称复绕装置。

技术背景

目前人们普遍使用的光纤环绕制通常有二种方法：一、手工绕制，该方法无光纤环专用绕制设备，借用普通绕线设备，完全依靠人工干预来完成光纤环绕制；因此，该方法存在精度差、劳动强度高的缺点；二、专用设备绕制，运用行星运动来实现绕制动作，即目标环装卡在固定不转的中心轴上，无动力供纤环分别装在左右两侧做行星运动的转臂上，左右臂交替绕轴旋转完成光纤环绕制。后一种方法较前一种手工绕制的方法虽然在效率和精度上都有所提高，但仍然存在下述不足之处：1)机械结构庞大；2)排纤精度尚不能完全满足光纤环要求；3)光纤张力精度控制不够；4)绕制过程需要较多的人工干预。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种适用于光纤陀螺用光纤环的绕制的装置，该装置采用光纤环自转结构；主轴机构、排纤装置、光纤张紧装置在机械上相互独立，通过外围的控制系统使其协调运转；供纤环位于目标环两侧主轴之上，通过离合器开合，来实现与目标环与供纤环的相对静止和相对运动；供纤环有电机控制，可方便完成放纤和收纤动作，且速度可调。在目标环和供纤环之间设置多个导轮，导轮与精密弹簧及测力传感器相连，使张力可测可控。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为，一种光纤环对称复绕装置，其特征在于，包括：

主轴机构，所述主轴机构由一个主轴伺服电机带动主轴组成，所述主轴上设有一目标光纤环，在所述目标光纤环的侧边设置第一离合器和第二离合器，第一供纤环步进电机和第二供纤环步进电机分别固定在所述第一离合器、所述第二离合器之上，第一供纤环和第二供纤环分别与所述第一供纤环步进电机、所述第二供纤环步进电机同轴相连，在所述第一与第二供纤环步进电机的两侧还设有两直线移动式供电臂；

排纤装置，设置在所述主轴的一侧，并可沿与所述主轴相平行的方向左右移动，由滚珠丝杆与直线导轨固定在底板上组成轴向排纤移动平台，所述轴向排纤移动平台上设置排纤导轮，一排纤步进电机与所述滚珠丝杆相连；以及

光纤张紧装置，设置在所述排纤装置远离所述主轴一边的外侧，所述光纤张紧装置主要由一呈十字交叉状的左右移动平台和前后移动平台组成，所述前后移动平台设置在所述左右移动平台之上，所述左右移动平台固定在一底座上，所述左右移动平台和前后移动平台分别与第一步进电机和第二步进电机相连，在所述前后移动平台的前端设置第一导轮，所述第一导轮后部与第一精密弹簧及第一精密传感器相连；在所述第一导轮的前方底座之上设置第二导轮，所述第二导轮的外侧与第二精密弹簧及第二精密传感器相连。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的结构进行详细说明，熟悉本领域的技术人员可以通过叙述了解本实用新型的特征和优点。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中排纤装置部分的结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型主要包括主轴机构1、排纤装置3和光纤张紧装置2三部分组成。主轴机构1由一个主轴伺服电机11带动主轴16组成，目标光纤环14设置在该主轴16上，在主轴16上目标光纤环14的两侧设置两个离合器151、152，供纤环步进电机171和172分别固定在两个离合器151、152之上，两个供纤环131和132分别与供纤环步进电机171、172同轴相连。在主轴16的一侧，设有一可沿与主轴16相平行的方向左右移动的排纤装置3，在排纤装置3远离主轴一边的外侧设有一光纤张紧装置2。

主轴机构1采用高性能的主轴伺服电机11来完成其旋转及速度、位置的精确控制。主轴伺服电机11通过带动主轴16的转动，实现目标光纤环14的夹持及绕制时所必需的正反向旋转。

供纤环131、132的放纤收纤过程由本身自转完成，而自转由供纤环步进电机17的正反向旋转实现；同时供纤环131、132又必需交替处于绕主轴旋转与相对主轴静止二种状态。这里采用两个分别位于目标光纤环14两侧主轴之上的离合器151、152来实现左右供纤环131、132的切换：当离合器151、152处于合上状态时，供纤环131、132与主轴16结合，与主轴16同步旋转；当离合器151、152处于分离状态时，供纤环131、132脱开主轴16，可相对与主轴16旋转。若交替使两个离合器151、152分别处于分离与闭合状态，则可达到左右供纤环131、132所必需的绕主轴16旋转与静止状态。

供电臂121、122分别位于供纤环步进电机17的两侧。由于机械运动原因，本设备不能连续对供纤环131、132的供纤环步进电机17实施供电，故采用直线移动式供电臂121、122的左右移动实现对供纤环步进电机17可靠供电与断电。

排纤装置3的组成包括几个部分，高精度滚珠丝杆32与直线导轨35固定在底板33上，组成轴向排纤移动平台36，排纤平台上设置排纤导轮34，排纤步进电机31与滚珠丝杆32相连。滚珠丝杆32在全程范围内误差在0.016mm以内，重复精度为+/-0.002mm，25mm范围内误差在0.007mm之内；配以高细分驱动器驱动高性能，可完全满足排纤的精度要求。排纤步进电机31的精确转动实现排纤平台36的轴向精密位移，光纤通过位于平台36之上的导轮34就完成了在目标光纤环14上的轴向排纤功能。

考虑到绕制过程中保持光纤张力并当出现张力过载时做出保护，本光纤环对称复绕装置还包括一光纤张紧装置2。该光纤张紧装置2主要由一呈十字交叉状的左右移动平台22和前后移动平台23组成；前后移动平台23设置在左右移动平台22之上；左右移动平台22固定在底座20上。左右移动平台22、前后移动平台23分别与步进电机21、27相连。在前后移动平台23前端设置导轮261，导轮261后部与精密弹簧251及精密传感器241相连；在导轮261的前方底座之上设置一导轮262，在导轮262外侧与精密弹簧252及精密传感器242相连。

调整弹簧251、252使光纤张力在允许范围内，在光纤绕制过程中由于精密弹簧的缓冲作用，可使光纤张力变化减缓；同时光纤张力影响导轮261、262的位置，从而引起传感器的变化，传感器的变化量通过信号处理电路进行处理，PC通过接口卡读取传感器的变化量，控制电机驱动器调整供纤环131、132的速度大小从而使光纤张力在允许范围内达到动态平衡。

当张力因意外而突然增大超出极限时，传感器241、242将通知外部的控制系统作出快速反应，终止主轴16运动而确保光纤不会被拉断。

在实际应用中，本实用新型与控制系统结合起来可以实现对光纤环复绕的更精确控制。

以上的具体描述仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴应由各权利要求限定。

Claims (1)

1、一种光纤环对称复绕装置，其特征在于，包括：

主轴机构，所述主轴机构由一个主轴伺服电机带动主轴组成，所述主轴上设有一目标光纤环，在所述目标光纤环的侧边设置第一离合器和第二离合器，第一供纤环步进电机和第二供纤环步进电机分别固定在所述第一离合器、所述第二离合器之上，第一供纤环和第二供纤环分别与所述第一供纤环步进电机、所述第二供纤环步进电机同轴相连，在所述第一与第二供纤环步进电机的两侧还设有两直线移动式供电臂；

排纤装置，设置在所述主轴的一侧，并可沿与所述主轴相平行的方向左右移动，由滚珠丝杆与直线导轨固定在底板上组成轴向排纤移动平台，所述轴向排纤移动平台上设置排纤导轮，一排纤步进电机与所述滚珠丝杆相连；以及

光纤张紧装置，设置在所述排纤装置远离所述主轴一边的外侧，所述光纤张紧装置主要由一呈十字交叉状的左右移动平台和前后移动平台组成，所述前后移动平台设置在所述左右移动平台之上，所述左右移动平台固定在一底座上，所述左右移动平台和前后移动平台分别与第一步进电机和第二步进电机相连，在所述前后移动平台的前端设置第一导轮，所述第一导轮后部与第一精密弹簧及第一精密传感器相连；在所述第一导轮的前方底座之上设置第二导轮，所述第二导轮的外侧与第二精密弹簧及第二精密传感器相连。

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