一种在线改善光纤拉丝涂覆同心度的装置及方法与流程

本发明涉及光纤加工领域，尤其是光纤拉丝工序中，具体涉及一种在线改善光纤拉丝涂覆同心度的装置及方法。

背景技术：

在光纤拉丝过程中，为了保护玻璃光纤，需要在光纤表面涂上两层涂覆层，根据ITU-T规定，普通光纤内外涂层的同心度应控制在12μm以内。目前，控制拉丝过程中涂覆层同心度误差的措施主要是，通过机械校准拉丝塔中心及水平模座中心，来保证拉丝过程中涂层的同心度。

为了保证光纤涂层和光纤包层同心，目前主要通过以下方法解决：校正拉丝塔的基准中心，校正模座水平和中心，校正模具的同心度。在实际生产过程中若出现光纤涂覆同心度不合格，则需要停止拉丝对整个拉丝塔的中心进行检查、同时校准模具同心度等。在长期处理过程中存在两个问题：1、校正时需要停止生产，校准中心花费时间长，降低了生产效率，并且校准受主观因素影响较大，不同人员校准偏差大，校准效果不能保证；2、随着光纤拉丝速度的提高，原来运用于2200m/min的拉丝模具，运用于2800m/min后涂覆易偏心，导致即使校正好三处中心也不一定能得到良好的同心度。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种在线改善光纤拉丝涂覆同心度装置，本发明的装置通过在线多维度调整模座，使得高速拉丝下，光纤能够垂直进入模具孔内，保证高速连续生产同时减小涂覆层包层同心度误差，提高了光纤的合格率。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种在线改善光纤拉丝涂覆同心度的装置，其设置于拉丝炉与收线机之间，其包括：与所述拉丝炉对应设置的模座，所述模座安装于模座平台上，所述模座中安装可旋转的模具，所述模具中的模具孔对准所述拉丝炉的中心；

所述模具设置在所述模座的中心位置处，所述模座的两侧分别设有第一螺旋测微仪和第二螺旋测微仪，所述第一螺旋测微仪与所述第二螺旋测微仪以所述模具为中心对称设置，通过所述第一螺旋测微仪与所述第二螺旋测微仪调整所述模座在Y方向上的位移，调整时，所述模座的一端相对所述模座平台不动，所述模座的另一端距离所述模座平台的高度为H，所述模座相对于所述模座平台有倾斜角度，通过调整高度H来调整倾斜角度；

所述模座平台的底端设有第三螺旋测微仪和第四螺旋测微仪，所述第三螺旋测微仪调整所述模座平台在Z方向上的位移，所述第四螺旋测微仪调整所述模座平台在X方向上的位移；

还包括光纤同心度在线检测仪，所述光纤同心度在线检测仪用于检测拉丝过程中光纤同心度的波动；

拉丝过程中，光纤预制棒悬挂至挂棒平台上，光纤预制棒经过拉丝炉拉丝后，依次经过所述模具、模座、模座平台、光纤同心度在线检测仪、转向轮，最终由所述收线机收线，所述光纤同心度在线检测仪在线检测拉丝过程中光纤同心度的波动，调整所述第三螺旋测微仪和第四螺旋测微仪来调节所述模座平台的中心位置，调整所述第一螺旋测微仪和第二螺旋测微仪调节高度H，调整所述模座平台的倾斜角度，使拉丝过程中光纤垂直进入所述模具的模具孔中。

进一步地，还包括设置在所述拉丝炉与模具之间的测直径仪，所述测直径仪检测光纤的直径，校准装置后，所述挂棒平台、光纤预制棒、拉丝炉、模具、模座、模座平台、光纤同心度在线检测仪的中心线在同一条垂线上。

进一步地，所述收线机的绕线端终点与所述模座的中心以及所述转向轮的中心在同一个垂直面上。

进一步地，所述模座的倾斜角度的调节范围为-60°-60°。

进一步地，所述模座的倾斜角度的调节偏差小于0.1°。

进一步地，所述模座平台调节在X方向或Z方向上的位移误差小于0.05mm。

进一步地，所述模座与所述模座平台之间由螺丝和弹簧连接。

进一步地，在线改善光纤拉丝涂覆同心度装置适应的光纤涂覆方式为：湿对湿涂覆或湿对干涂覆。

进一步地，所述在线改善光纤拉丝涂覆同心度装置适应的拉丝速度为0-3000m/min。

进一步地，一种在线改善光纤拉丝涂覆同心度的方法，包括以下步骤：

步骤一：光纤预制棒移动至挂棒平台，调整挂棒平台的位置，使光纤预制棒的棒尖对准拉丝炉的中心，光纤预制棒在拉丝炉腔中加热软化形成光纤，光纤冷却后进入模具中进行涂覆，涂覆后的光纤通过UV固化炉和光纤同心度在线检测仪，然后通过转向轮到达收线机；

步骤二：在拉丝过程中，测直径仪反馈光纤直径，通过控制转向轮的速度来控制光纤直径，随着拉丝速度增加，转向轮的速度随之增加，涂覆时光纤偏离模具孔的中心位置；

步骤三：光纤同心度在线检测仪在线检测拉丝过程中光纤同心度的波动，调整所述第三螺旋测微仪和第四螺旋测微仪来调节所述模座平台在Z方向和X方向上的位置，从而调节了模座平台的中心位置；调整所述第一螺旋测微仪和第二螺旋测微仪调节高度H，调整所述模座平台的倾斜角度，使拉丝过程中光纤垂直进入所述模具的模具孔中。

本发明的有益效果是:

本发明的装置通过光纤同心度在线检测仪在线检测拉丝过程中光纤同心度的波动，调整所述第三螺旋测微仪和第四螺旋测微仪来调节所述模座平台在Z方向和X方向上的位置，从而调节了模座平台的中心位置；调整所述第一螺旋测微仪和第二螺旋测微仪调节高度H，调整所述模座平台的倾斜角度，使拉丝过程中光纤垂直进入所述模具的模具孔中，保证高速连续生产时，具有较小包层/涂覆层同心度误差，可以使拉丝涂覆过程中，光纤始终保持在模具的中心位置，避免了裸光纤擦伤及涂覆偏心等工艺问题的发生，减小了涂覆同心度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明拉丝过程中结构示意图；

图2是本发明模座和模座平台的调整的示意图；

其中，1-挂棒平台，2-光纤预制棒，3-拉丝炉，4-测直径仪，5-模座，6-模座平台，7-光线同心度在线检测仪，8-转向轮，9-收线机，10-模具，11-第一螺旋测微仪，12-第二螺旋测微仪，13-第三螺旋测微仪，14-第四螺旋测微仪。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。

实施例1

实施例1中公开了一种在线改善光纤拉丝涂覆同心度的装置，该装置设置于拉丝炉3与收线机9之间，在拉丝过程中如图1中所示，由上到下依次包括：挂棒平台1、拉丝炉3、测直径仪4、模座5、模座平台6、光纤同心度在线检测仪7、转向轮8。拉丝过程中，光纤预制棒2悬挂至挂棒平台1上，光纤预制棒经过拉丝炉拉丝3后，依次经过测直径仪4、模具10、模座5、模座平台6、光纤同心度在线检测仪7、转向轮8，最终由上述收线机9收线。

上述模座5与上述拉丝炉对应设置，上述模座5通过螺丝和弹簧安装于模座平台6上，上述模座5中安装可旋转的模具10，上述模具10中的模具孔对准上述拉丝炉的中心，在拉丝涂覆过程中，理想状态，光纤始终经过模具孔的中心线位置，但是在实际的拉丝过程中，低速拉丝时光纤涂覆层包层同心度均正常，当速度到达2200m/min以后光纤的涂层包层同心度就会出现波动，速度到达2600m/min光纤涂层同心度会可能出现不合格，难以到达超高速2800m/min以上稳定拉丝。

为了解决现在的问题，如图2中所示，本实施例的实现方式如下：将上述模具10设置在上述模座5的中心位置处，上述模座5的两侧分别设有第一螺旋测微仪11和第二螺旋测微仪12，上述第一螺旋测微仪11与上述第二螺旋测微仪12以上述模具10为中心对称设置，上述第一螺旋测微仪11与第二螺旋测微仪12主要用于调整模座在垂直方向上的位移，即图2中三维坐标所示的Y方向上的位置。

调整时，上述第一螺旋测微仪11与第二螺旋测微仪12不是同时调节，上述模座5的一端相对上述模座平台6不动，上述模座5的另一端距离上述模座平台6的高度为H，上述模座5相对于上述模座平台6有倾斜角度，通过调整高度H来调整倾斜角度(θ)。

例如，调整第一螺旋测微仪11，第二螺旋测微仪12不动，以第二螺旋测微仪12在的一端为定点，上述模座5在第一螺旋测微仪11的调整下在Y方向上位移H，将此时模座5相对于上述模座平台6有倾斜角度θ记为正角度；调整上述第二螺旋测微仪12，使第一螺旋测微仪11不动，以第一螺旋测微仪11在的一端为定点，上述模座5在第二螺旋测微仪12的调整下载Y方向上位移H，将此时模座5相对于上述模座平台6有倾斜角度θ记为负角度。

在本实施例中，模座5的倾斜角度的调节范围为-60°-60°。并且，上述模座5的倾斜角度的调节偏差小于0.1°。

同时，还需要调整上述模座平台6左右或者前后的位移x，即在三维坐标中，X方向或Z方向上的位移。

在上述模座平台6的底端设有第三螺旋测微仪13和第四螺旋测微仪14，上述第三螺旋测微仪13调整上述模座平台在Z方向上的位移，上述第四螺旋测微仪14调整上述模座平台在X方向上的位移。上述模座平台6调节在X方向或Z方向上的位移误差小于0.05mm。

拉丝过程中，光纤预制棒2悬挂至挂棒平台1上，调整好挂棒平台1的位置，使光纤预制棒2的棒尖对准拉丝炉的中心，保证棒尖在整个拉丝塔中心线上，校准装置后，上述挂棒平台1、光纤预制棒2、拉丝炉3、模具10、模座5、模座平台6、光纤同心度在线检测仪7的中心线在同一条垂线上。同时，收线机9的收线方向位于模座5和模座平台6的正侧边位置，使上述收线机9的绕线端终点与上述模座5的中心以及上述转向轮8的中心在同一个垂直面上。

光纤预制棒2经过拉丝炉3拉丝后，依次经过上述模具10、模座5、模座平台6、光纤同心度在线检测仪7、转向轮8，最终由上述收线机9收线，上述光纤同心度在线检测仪7在线检测拉丝过程中光纤同心度的波动，调整上述第三螺旋测微仪13和第四螺旋测微仪14来调节上述模座平台6的中心位置，调整上述第一螺旋测微仪11和第二螺旋测微仪12调节高度H，调整上述模座平台6的倾斜角度，使拉丝过程中光纤垂直进入上述模具10的模具孔中。

实施例1中的在线改善光纤拉丝涂覆同心度装置适应的光纤涂覆方式为：湿对湿涂覆或湿对干涂覆。上述在线改善光纤拉丝涂覆同心度装置适应的拉丝速度为0-3000m/min。

实施例2

实施例2中使用实施例1中的在线改善光纤拉丝涂覆同心度的装置，在线改善光纤拉丝涂覆同心度的方法，包括以下步骤：

步骤一：光纤预制棒移动至挂棒平台，调整挂棒平台的位置，使光纤预制棒的棒尖对准拉丝炉的中心，光纤预制棒在拉丝炉腔中加热软化形成光纤，光纤冷却后进入模具中进行涂覆，涂覆后的光纤通过UV固化炉和光纤同心度在线检测仪，然后通过转向轮到达收线机；

步骤二：在拉丝过程中，测直径仪反馈光纤直径，通过控制转向轮的速度来控制光纤直径，随着拉丝速度增加，转向轮的速度随之增加，涂覆时光纤偏离模具孔的中心位置，即随着拉丝速度增加，光纤涂覆层同心度也不断恶化。

步骤三：光纤同心度在线检测仪在线检测拉丝过程中光纤同心度的波动，调整上述第三螺旋测微仪和第四螺旋测微仪来调节上述模座平台在Z方向和X方向上的位置，从而调节了模座平台的中心位置；调整上述第一螺旋测微仪和第二螺旋测微仪调节高度H，调整上述模座平台的倾斜角度，使拉丝过程中光纤垂直进入上述模具的模具孔中，保证高速连续生产，并且有较小包层和涂覆层的同心度误差。

收线机9的收线方向位于模座5和模座平台6的正左侧(或者正右侧)，同时收线机9绕线端终点和模座5的中心、转向轮8中心在同一个垂直面上。校准所有拉丝设备的水平和中心后，按照表1中所示不同速度下调整不同的参考值，同时观察光纤同心度在线检测仪7的波动情况后，再对第一螺旋测微仪11进行微调，光纤同心度在线检测仪7的波动正常后，下盘使用PK2400对光纤同心度进行测试。测试正常后，记录第四螺旋测微仪和第一螺旋测微仪11的度数便于操作人员进行正常点检。

一般情况下调整好各个螺旋测微仪数值后拉丝速度V±100m/min情况下波动不会影响涂覆同心度的变化。

表1不同拉丝速度下所调节的参考值：

本实施例的工作原理如下：

本发明的装置通过光纤同心度在线检测仪在线检测拉丝过程中光纤同心度的波动，调整上述第三螺旋测微仪和第四螺旋测微仪来调节上述模座平台在Z方向和X方向上的位置，从而调节了模座平台的中心位置；调整上述第一螺旋测微仪和第二螺旋测微仪调节高度H，调整上述模座平台的倾斜角度，使拉丝过程中光纤垂直进入上述模具的模具孔中，保证高速连续生产时，具有较小包层/涂覆层同心度误差，可以使拉丝涂覆过程中，光纤始终保持在模具的中心位置，避免了裸光纤擦伤及涂覆偏心等工艺问题的发生，减小了涂覆同心度。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。