JP3296689B2 - ガラスロッドの偏心測定・表示装置 - Google Patents

ガラスロッドの偏心測定・表示装置

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JP3296689B2
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直幸 斎藤
喜直 ▲こ▼玉
知周 深田
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昭和電線電纜株式会社
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments

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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラスロッドの延伸工
程において、その曲がりや偏心を測定して表示すると共
に、必要に応じてガラスロッドの偏心を自動修正するガ
ラスロッドの偏心測定・表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ母材として使用されるガラス
ロッドは、VAD法(気相軸付法)やOVD法(外付け
CVD法)などによって製造されることが多い。これら
の方法においては、SiCl4 ,GeCl4 などの原料
ガスと、H2 ,O2 などの燃焼ガスとをバーナに送込ん
で反応させ、生成したスートをダミー棒先端あるいは芯
棒上に堆積させて多孔質ガラスプリフォームとし、これ
を高温度に加熱することによってガラス化させ、透明な
ガラスロッドとしている。
【0003】このようにして得られたガラスロッドを用
いて光ファイバを製造する際には、紡糸に先立ち、延伸
工程において、ガラスロッドを紡糸に適する外径になる
よう延伸する。この延伸工程においては、ガラスロッド
の両端にダミーロッドを溶着し、これらのダミーロッド
をガラス延伸旋盤のチャックに固定し、ガラスロッドの
軸方向に沿って加熱用のガスバーナを移動させながら、
両チャックの間に引張り力を加えることにより、所定の
外径となるまで延伸する。
【0004】上述のガラスロッドとダミーロッドの溶着
作業に際しては、ガラスロッドに曲りや偏心が生ずるこ
とがある。また、前述の多孔質ガラスプリフォームのガ
ラス化工程においても、プリフォームのスートに密度分
布のばらつきがあると、得られたガラスロッドにそり
(反り)が生じていることもある。このような偏心やそ
りがあると、良好な特性の光ファイバを得ることはでき
ない。そこで、ガラスロッドに偏心やそりがある場合に
は、延伸工程において、それらを除去するための修正作
業が行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、ガラスロッドの偏心やそり等の測定は、作業者
の目視によって行われており、数値化されていなかった
ため、手作業による修正に頼らざるを得ず、正確・迅速
な修正作業を期待することは困難であった。そこで本発
明は、ガラスロッドの偏心やそり等の大きさや位置を数
値化して測定し、画面上に表示するガラスロッドの偏心
測定・表示装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のガラスロッドの
偏心測定・表示装置は、機台上に配置した一対の主軸台
と、これらの主軸台に取付けられ、ワークの両端を把持
する旋盤チャックと、これらの旋盤チャックを回転させ
る旋盤チャック回転モータと、前記旋盤チャックの回転
角度を検出する角度検出器と、前記ワークの軸線方向に
可動的に配置され、ワーク軸心の偏心の程度と方向およ
びワークの外径を計測する外測計と、この外測計のワー
ク軸線方向の位置を検出する外測計位置センサーと、前
記角度検出器、外測計および外測計位置センサーからの
信号を入力し、前記ワークの回転角度および外測計の位
置毎に前記ワークの軸心の偏心の程度と方向および外径
を記憶し、かつ表示装置の画面上に表示するパソコンと
を備えたガラスロッドの偏心測定・表示装置において、
前記表示装置の画面上には、ワークの軸線方向に沿った
偏心の程度と方向および外径と、ワークの横断面内にお
ける偏心の程度および方向を軸線方向の位置をパラメー
タとして、それぞれ単独に若しくは同時に表示されるよ
うにしたことを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明のガラスロッドの偏心測定・表示装置に
おいては、ワークの軸心のずれおよび外径を示すデータ
が、その軸心の長さ方向(Z方向)の位置データおよび
回転角方向のデータと共にパソコンに入力され、演算さ
れて記憶される。これらのデータは、自動的に、あるい
は作業員の指示にしたがって表示装置の画面上にZ方向
または横断面内の画像として表示される。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は、ガラスロッドの延伸工程において使用さ
れるガラス延伸旋盤を利用して本発明を適用する装置の
概略構成を示すもので、機台1上には一対の主軸台2
a,2bが対向して取付けられている。一方の主軸台2
aは機台1に固定されているが、他方の主軸台2bは可
動的に取付けられており、機台1内に配置したモータや
歯車などの駆動機構(図示せず)により、主軸台2aに
対して接近または離間する。主軸台2a,2bの対向面
には、旋盤チャック3a,3bが同一直線上に対向して
取付けられている。これらの旋盤チャック3a,3b
は、旋盤チャック回転モータ(図示せず)により駆動さ
れ、同期して同一方向に回転する。一方のチャック3b
には、その回転角度を検出する角度検出器4が取付けら
れている。
【0009】また、機台1上には、外測計5、スポット
レーザ光源6およびバーナ7が可動的に配置され、移動
用のモータその他の駆動機構(図示せず)により旋盤チ
ャック3a,3bの間を往復動する。なお、外測計5と
バーナ7は同一の架台(図示せず)に取付けられてお
り、一緒に移動する。外測計5は、レーザー発光器と受
光器などを備え、旋盤チャック3a,3bによって両端
をチャックされたワーク(ガラスロッドおよびダミーロ
ッド)Wの、測定位置における軸心位置の上下方向のず
れおよび外径を測定する。スポットレーザ光源6は、ガ
ラスロッドの偏心測定後に修正を行う際に、作業員にそ
の位置を指し示すためのもので、赤色のレーザ光源が使
用される。また、バーナ7は、ガラスロッドの偏心修正
作業時および延伸工程においてガラスロッドを加熱して
軟化させるための熱源であり、通常は酸水素バーナが使
用される。外測計5には、Z方向(ワーク軸線方向)の
位置を検出する外測計位置センサー8が取付けられてい
る。角度検出器4、外測計5および外測計位置センサー
8の信号は、それぞれパソコン9に導かれる。
【0010】パソコン9は、図2に示すように、入力イ
ンターフェース回路10と、CPU11と、その演算結
果を記憶するメモリ12と、出力インターフェース回路
13と、CRTなどからなる表示装置14とから構成さ
れており、出力インターフェース回路13の出力は表示
装置のほか、旋盤チャック回転モータ15、スポットレ
ーザ光源移動モータ16および外測計・バーナ移動モー
タ17に導かれる。
【0011】上述のように構成した本発明装置におい
て、ガラスロッドの両端にダミーロッドを溶着されたワ
ークWは、両端を旋盤チャック3a,3bによって把持
され、旋盤チャック回転モータ15に駆動されて回転
し、角度90°の位置に位置決め固定される。この状態
で外測計5は、ワークWの一端からZ方向にトラバース
しながら適当間隔、例えば10mm間隔毎に、その位置に
おけるワークWの上下方向の外縁位置を計測し、それに
基づいてワークWの軸心の上下方向のずれと外径寸法を
演算する。
【0012】このようにしてワークWの一端から他端へ
のトラバース(往動)が終了すると、旋盤チャック回転
モータ15が回転し、旋盤チャック3a,3bおよびそ
れらに把持されているワークを90°回転させる。この
状態で外測計5は、ワークWの前記他端から一端に向か
ってZ方向にトラバース(復動)しながら前記往動の場
合と同様に、ワークWの上下方向の外縁位置を計測し、
それに基づいてワークWの軸心の上下方向のずれと外径
寸法を演算する。表1は、この計測結果を例示してい
る。
【0013】
【表1】 これらの計測結果は、図2に示すように、角度検出器4
および外測計位置センサー8の信号と共にパソコン9に
導かれ、Z方向,Y方向,X方向のデータ群として、メ
モリ12に記憶されて行く。このようにしてワークWの
全長に亘ってY方向およびX方向の計測が完了すると、
旋盤チャック3a,3bとワークWは、90°逆方向に
回転し、元の状態に戻る。また、CPU11からの指令
に基づいて、計測データ群の処理が行われ、その結果
は、図3および図4に示すように、CRT画面上に表示
される。ここで図3はZ方向におけるワークの偏心の程
度をY方向(上下方向)およびX方向(左右方向)に分
けて示すものであり、図4は外測計位置をパラメータと
して、その横断面内におけるワークの外形を示すもので
ある。なお、CRT画面上には図3と図4のグラフが必
要に応じて同時に表示できるようにしてある。
【0014】作業員は、このCRT画面上に表示された
画像を見れば、ワークWのどこがどの程度偏心している
かを直観的に、また数値化して理解することができる。
またワークWのZ方向位置は、スポットレーザ光源移動
用モータ16によって移動するスポットレーザ光源6か
らの赤色光によって容易に知ることができ、また、パソ
コン9の出力により、スポットレーザ光源6の位置と、
図5の横断面位置を同期して移動させることもできるの
で、作業員は、その後の修正作業を容易に、しかも正確
に行うことができる。なお、この修正作業は、手作業の
場合、前記CRT画面上に表示された画像に基づいて修
正範囲と方向を定め、バーナ7を点火して移動させなが
ら、ガラスロッドの所望範囲が所定の温度になるよう加
熱して軟化させた後、例えばカーボン製の丸棒状のコテ
等からなる修正器具(図示せず)を用いて、偏心方向と
逆方向にワークWの表面を押圧することによって行われ
るが、パソコンのメモリ10に記憶されているワークW
の偏心を示すデータ群を利用することにより、この修正
作業を自動的に行うこともできる。すなわち、前記修正
器具を所望の場所に、所望の力で押圧できるよう駆動機
構を介して取付けておき、パソコンのメモリ10に、前
記ワークWの偏心を示すデータ群の他、その偏心を修正
するのに必要なバーナ7の往復動範囲、発熱量、加熱時
間、修正器具を当てる位置、および押圧力等を予め記憶
させておき、これらをパソコンで演算し、必要な指示を
出すことにより、修正作業を自動的に行うことができ
る。なお、修正作業が終了した後には、引続きガラス延
伸旋盤による延伸作業が行われる。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、CRT画面上に表示さ
れた画像により、ワークのどこがどの程度偏心している
かを直観的に、また数値化して理解することができるの
で、その後の修正作業は容易であり、また必要に応じて
修正作業まで自動的に行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明装置の実施例を示す概略構成図であ
る。
【図2】 本発明装置において使用されるパソコンと、
その入出力装置を例示するブロック図である。
【図3】 本発明装置による計測結果を例示する表示装
置の画面説明図でありZ方向におけるワークの偏心状態
を示す。
【図4】 本発明装置による計測結果を例示する表示装
置の画面説明図であり外測計位置をパラメータとして、
その横断面内におけるワーク外形を示す。
【符号の説明】
1……機台 2a,2b……主軸台 3a,3b……旋盤チャック 4……角度検出器 5……外測計 6……スポットレーザ光源 7……バーナ 8……外測計位置センサー 9……パソコン W……ワーク
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−144861(JP,A) 特開 昭60−260439(JP,A) 特開 平2−275723(JP,A) 特開 平6−345473(JP,A) 特開 昭62−226831(JP,A) 特開 昭63−144139(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03B 37/012

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機台上に配置した一対の主軸台と、これ
    らの主軸台に取付けられ、ワークの両端を把持する旋盤
    チャックと、これらの旋盤チャックを回転させる旋盤チ
    ャック回転モータと、前記旋盤チャックの回転角度を検
    出する角度検出器と、前記ワークの軸線方向に可動的に
    配置され、ワーク軸心の偏心の程度と方向およびワーク
    の外径を計測する外測計と、この外測計のワーク軸線方
    向の位置を検出する外測計位置センサーと、前記角度検
    出器、外測計および外測計位置センサーからの信号を入
    力し、前記ワークの回転角度および外測計の位置毎に前
    記ワークの軸心の偏心の程度と方向および外径を記憶
    し、かつ表示装置の画面上に表示するパソコンとを備え
    ガラスロッドの偏心測定・表示装置において、前記表
    示装置の画面上には、ワークの軸線方向に沿った偏心の
    程度と方向および外径と、ワークの横断面内における偏
    心の程度および方向を軸線方向の位置をパラメータとし
    て、それぞれ単独に若しくは同時に表示されるようにし
    たことを特徴とするガラスロッドの偏心測定・表示装
    置。
  2. 【請求項2】 機台上には、スポットレーザ光源および
    バーナが可動的に配置され、それぞれ移動用の駆動機構
    により旋盤チャックの間を往復動するよう構成したこと
    を特徴とする請求項1記載のガラスロッドの偏測定・
    表示装置。
  3. 【請求項3】 スポットレーザ光源の移動用の駆動機構
    がスポットレーザ光源移動用モータであり、このモータ
    と旋盤チャック回転モータが、パソコン出力によって制
    御されることを特徴とする請求項1記載のガラスロッド
    の偏測定・表示装置。
  4. 【請求項4】 修正器具を所望の場所に、所望の力で押
    圧できるよう駆動機構を介して配置しておき、パソコン
    のメモリに、ワークの偏心を示すデータ群の他、その偏
    心を修正するのに必要なバーナの往復動範囲、発熱量、
    加熱時間、修正器具を当てる位置、および押圧力を予め
    記憶させておき、これらをパソコンで演算し、必要な指
    示を出すことにより、修正作業まで自動的に行うことが
    できるようにしたことを特徴とする請求項1ないし請求
    項3のいずれか一項に記載のガラスロッドの偏測定・
    表示装置。
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KR100470507B1 (ko) * 2001-11-02 2005-03-07 엘지전선 주식회사 외부기상증착공법의 버너와 프리폼 축중심 자동정렬제어장치
KR100809185B1 (ko) * 2006-11-13 2008-02-29 엘에스전선 주식회사 광센서를 이용한 광섬유 모재와 전기로의 자동정렬장치 및이를 이용한 정렬방법
CN107915398A (zh) * 2017-12-19 2018-04-17 无锡市孚艾科技有限公司 一种玻璃棒矫直装置

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