本发明属于光纤生产制造领域，涉及一种用于酸洗工序的光纤预制棒拾取装置及拾取方法。
背景技术：
光纤预制棒在拉丝前需要放入酸洗机中，腐蚀去除表面油污和缺陷。目前都是人工将预制棒搬运至酸洗机中进行酸洗腐蚀。从保护搬运人员和降低劳动量的角度来看，酸洗工序中采用自动化搬运是以后的趋势。而要在酸洗工序中实现预制棒搬运的自动化，末端夹具的设计是个难点，存在以下困难：
1)预制棒有多种规格，且外径尺寸相差较大，夹具需要能拾取不同规格的预制棒；
2)酸洗槽的尺寸一般都比较窄，而且预制棒紧密地摆放在酸洗槽中，由于尺寸的限制，常见的抱抓式的夹具难以在满足强度的情况下拾取预制棒；
3)预制棒酸洗后，表面总会残留一点低浓度的酸液，夹具要能够耐氢氟酸和硝酸的腐蚀；
4)预制棒酸洗后，表面不能被再次污染，这对夹具上与预制棒接触部位的材质有严格地要求。
技术实现要素：
本发明提供了一种用于酸洗工序的光纤预制棒拾取装置及拾取方法，能够用于酸洗工序中不同规格光纤预制棒的搬运。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于酸洗工序的光纤预制棒拾取装置，包括吸盘、喷嘴、承重架，所述承重架的拾取面为半圆柱形弧面，所述吸盘和喷嘴均匀分布于所述半圆柱形弧面的轴线方向上；在所述半圆柱形弧面的径向方向上，多组所述吸盘呈扇形排布。
其中，所述喷嘴设置在所述半圆柱形弧面的中分线上。
其中，所述吸盘为波纹吸盘，所述波纹吸盘安装在吸盘底座的一端，所述吸盘底座的另一端为气管接口用于连接真空发生器。
其中，所述吸盘采用耐酸的高纯聚合物材质制作而成。
其中，每组所述吸盘由单独的气路来控制。
其中，所述喷嘴呈喇叭状，所述喷嘴的一端为喷射口，所述喷嘴的另一端为气路接头用于连接压缩空气管路。
一种采用上述所述的用于酸洗工序的光纤预制棒拾取装置的拾取方法，
将预制棒从料架搬运到酸洗机中进行酸洗：
步骤s1：拾取装置移动到预制棒上方，打开喷嘴吹扫预制棒表面灰尘杂物；
步骤s2：关闭喷嘴，拾取装置下降至预制棒位置，吸盘开启，吸紧预制棒；
步骤s3：拾取装置提起预制棒并搬运至酸洗槽支架上，吸盘关闭，卸下预制棒后拾取装置移开。
一种采用上述所述的用于酸洗工序的光纤预制棒拾取装置的拾取方法，
预制棒酸洗完毕后从酸洗机中搬运到贮存点：
步骤s1：拾取装置移动到预制棒上方，打开喷嘴吹扫预制棒表面残留酸液；
步骤s2：喷嘴关闭，拾取装置下降至预制棒位置，吸盘开启，吸紧预制棒；
步骤s3：拾取装置提起预制棒并搬运到贮存支架上，吸盘关闭，卸下预制棒后拾取装置移开。
这种拾取装置的优点有：
1)拾取装置上有一系列成扇形排布的吸盘，预制棒的尺寸越大，装置上参与工作的吸盘越多，可确保对于各种规格的预制棒都能提供足够的吸力，适用于各种尺寸的预制棒；
2)由于是波纹吸盘，波纹吸盘上存在富有弹性的波纹褶皱，吸取弯度较大的曲面时不会漏气，而且具有缓冲的效果。拾取装置吸紧预制棒并向上提升时，吸盘的波纹褶皱会逐渐伸长，直至预制棒离开酸洗机支架；拾取装置向支架上放置预制棒时，从支架接触预制棒开始，吸盘的波纹褶皱会从拉长状态逐渐缩短恢复，这个过程中支架受力是逐渐增大的。由于波纹吸盘起到了弹簧缓冲的作用，卸下过程中支架受到的冲击力非常小，因此，吸盘与棒料之间是柔性连接(相当于一根弹簧)，卸下时对酸洗槽中支架冲击小，支架所承受的力是逐渐增大的；
3)喷嘴的气路接头与压缩空气管路相连。端口电磁阀开启，干燥洁净的压缩空气即可从喷嘴喷出，能够在拾取前先将预制棒表面的酸液或纯水吹干净，防止在搬运过程中掉地上；
4)酸洗后预制棒的表面洁净要求非常高，如果表面被污染，会对后续拉丝工序的光纤质量造成影响。预制棒酸洗完后，拾取装置需要将其取出，此时多组吸盘会与预制棒表面接触。普通的吸盘在生产过程中会添加一些化学助剂(如脱模剂等)，如使用普通材质的吸盘，吸取过程中预制棒上会留下微量但足以影响光纤质量的化学痕迹，而整个装置仅有高纯聚合物材质的吸盘与预制棒接触，污染的可能性小。
附图说明
图1是本发明提供的一种用于酸洗工序的光纤预制棒拾取装置的侧视图。
图2是本发明提供的一种用于酸洗工序的光纤预制棒拾取装置的剖面图。
图3是本发明提供的一种用于酸洗工序的光纤预制棒拾取装置的剖面图。
图4是本发明提供的一种用于酸洗工序的光纤预制棒拾取装置的结构图。
图5是本发明提供的一种用于酸洗工序的光纤预制棒拾取装置的结构图。
图6是本发明提供的一种用于酸洗工序的光纤预制棒拾取装置的剖面图。
图7是本发明提供的一种用于酸洗工序的光纤预制棒拾取装置的剖面图。
图8是本发明提供的光纤预制棒拾取装置上的喷嘴和吸盘的排列结构俯视图。
图9是本发明提供的光纤预制棒拾取装置上的吸盘的结构示意图。
图10是本发明提供的光纤预制棒拾取装置上的喷嘴的结构示意图。
图中：
1-承重架；2-喷嘴；3-吸盘；4-预制棒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述：
实施例1
如图1、图5所示，本发明所述的一种用于酸洗工序的光纤预制棒4拾取装置，包括吸盘3、喷嘴2、承重架1，所述承重架1的拾取面为半圆柱形弧面，所述吸盘3和喷嘴2均匀分布于所述半圆柱形弧面的轴线方向上；在所述半圆柱形弧面的径向方向上，多组所述吸盘3呈扇形排布。
本发明拾取装置上有一系列成扇形排布的吸盘3，预制棒4的尺寸越大，装置上参与工作的吸盘3越多，可确保对于各种规格的预制棒4都能提供足够的吸力，适用于各种尺寸的预制棒4。
如图6、图8所示，沿所述半圆柱形弧面的轴线方向，所述吸盘3设置有9组，所述喷嘴2设置有1组；所述喷嘴2设置在所述半圆柱形弧面的中分线上，其中1组所述吸盘3设置在所述半圆柱形弧面的中分线上，其余8组所述吸盘3等间距分布在所述半圆柱形弧面的中分线的两边。
需要说明的是，所述吸盘3的数量、组数可以根据实际需要按需设置，譬如可以设置7组或者11组等等，也可以根据需要选定吸盘3的大小，根据不同的吸盘3大小，按需设定吸盘3的数量、组数。
如图6、图7所示，相邻两组吸盘3所对应的圆心角为12°，每组吸盘3中的相邻两个吸盘3的间距为50mm。
如图2、图7所示，每间隔2个吸盘3设置1个喷嘴2，相邻两个喷嘴2的间距为100mm。
如图6所示，所述半圆柱形弧面的圆心角是大于等于110°小于等于120°，所述半圆柱形弧面的半径是大于等于140mm小于等于160mm。优选地，所述半圆柱形弧面的圆心角是115°，所述半圆柱形弧面的半径是150mm。
如图9所示，所述吸盘3为波纹吸盘，所述波纹吸盘安装在吸盘底座的一端，所述吸盘底座的另一端为气管接口用于连接真空发生器。波纹吸盘上有富弹性的波纹褶皱，吸取弯度较大的曲面时不会漏气，而且具有缓冲的效果。拾取装置吸紧预制棒4并向上提升时，吸盘3的波纹褶皱会逐渐伸长，直至预制棒4离开酸洗机支架；拾取装置向支架上放置预制棒4时，从支架接触预制棒4开始，吸盘3的波纹褶皱会从拉长状态逐渐缩短恢复，这个过程中支架受力是逐渐增大的。由于波纹吸盘起到了弹簧缓冲的作用，卸下过程中支架受到的冲击力非常小，因此，吸盘与棒料之间是柔性连接(相当于一根弹簧)，卸下时对酸洗槽中支架冲击小，支架所承受的力是逐渐增大的。
如图9所示，每组所述吸盘3由单独的气路来控制。吸盘3通过吸盘底座上的气管接口与真空发生器相连接。开启真空发生器，吸盘底座及吸盘3内的管道会产生负压，吸盘3即可提供吸力。
所述吸盘3采用耐酸的高纯聚合物材质制作而成。酸洗后预制棒4的表面洁净要求非常高，如果表面被污染，会对后续拉丝工序的光纤质量造成影响。预制棒4酸洗完后，拾取装置需要将其取出，此时多组吸盘3会与预制棒4表面接触。普通的吸盘3在生产过程中会添加一些化学助剂(如脱模剂等)，如使用普通材质的吸盘3，吸取过程中预制棒4上会留下微量但足以影响光纤质量的化学痕迹，而整个装置仅有高纯聚合物材质的吸盘3与预制棒4接触，污染的可能性小，可防止酸液污染预制棒4。
如图10所示，所述喷嘴2呈喇叭状，所述喷嘴2的一端为喷射口，所述喷嘴2的另一端为气路接头用于连接压缩空气管路。所述喷嘴2的另一端的电磁阀开启，干燥洁净的压缩空气即可从喷嘴2喷出，能够在拾取前先将预制棒4表面的酸液或纯水吹干净，防止在搬运过程中掉地上。
如图7所示，所述承重架1的长度是1650mm。
对于吸盘3和喷嘴2的布置，见图3、图4所示，在该实施例中，吸盘3和喷嘴2均匀分布于预制棒4的轴线方向上。而在预制棒4径向方向上，9组吸盘3成扇形排布。这9组吸盘3由单独的气路来控制，各组吸盘3的启停互不影响。
综上所述，可见，本发明主要利用高纯吸盘3来完成棒料的拾取和放下，装置上有一系列成扇形排布的吸盘3。预制棒4的尺寸越大，装置上参与工作的吸盘3越多，可确保对于各种规格的预制棒4都能提供足够的吸力。装置上装有一系列喷嘴2，可用于预制棒4表面液滴、灰尘的吹扫。
实施例2
上述实施例1是装置实施例，本实施例2是方法实施例，本实施例与上述实施例1属于同一技术构思，在本实施例中未详尽描述的内容，请参见上述实施例1。
一种采用实施例1所述的用于酸洗工序的光纤预制棒4拾取装置的拾取方法，
将预制棒4从料架搬运到酸洗机中进行酸洗：
步骤s1：拾取装置移动到预制棒4上方，打开喷嘴2吹扫预制棒4表面灰尘杂物；
步骤s2：关闭喷嘴2，拾取装置下降至预制棒4位置，吸盘3开启，吸紧预制棒4；
步骤s3：拾取装置提起预制棒4并搬运至酸洗槽支架上，吸盘3关闭，卸下预制棒4后拾取装置移开。
实施例3
本实施例与上述实施例2的区别仅在于，实施例2是将预制棒4从料架搬运到酸洗机中进行酸洗的拾取方法，而本实施例是预制棒4酸洗完毕后从酸洗机中搬运到贮存点的拾取方法。
一种采用上述所述的用于酸洗工序的光纤预制棒4拾取装置的拾取方法，
预制棒4酸洗完毕后从酸洗机中搬运到贮存点：
步骤s1：拾取装置移动到预制棒4上方，打开喷嘴2吹扫预制棒4表面残留酸液；
步骤s2：喷嘴2关闭，拾取装置下降至预制棒4位置，吸盘3开启，吸紧预制棒4；
步骤s3：拾取装置提起预制棒4并搬运到贮存支架上，吸盘3关闭，卸下预制棒4后拾取装置移开。
综合实施例2及实施例3，搬运动作描述如下：
拾取装置移到预制棒4存贮区，停留在预制棒4上方——>喷嘴2打开，干燥洁净的压缩空气喷出，将灰尘或其他杂物吹扫干净后，喷嘴2关闭——>拾取装置降下，真空发生器开启，吸盘3产生吸力，完成预制棒4的拾取——>装置搬运预制棒4至酸洗槽中——>预制棒4酸洗完毕后,拾取装置停留到预制棒4上方——>喷嘴2打开，压缩空气喷出，将残余酸液吹扫干净后，喷嘴2关闭——>拾取装置降下，真空发生器开启，吸盘3产生吸力，完成预制棒4的拾取——>装置将预制棒4搬运至存贮点。
对不同外径规格预制棒4的拾取方法：
本实施例采用的是波纹吸盘，该吸盘3能够在一定程度的变形下还能牢固地吸住预制棒4。
如图1所示，本实施例中，采用的是直径20mm的圆形波纹吸盘和极限真空度能达到-90kpa的真空发生器，每组吸盘由30个吸盘轴向均匀排列，在-80kpa的真空压力下，单个吸盘产生吸力为25.1n。
(a)仅吸盘组a工作时：垂直方向上可提供25.1*30＝753n的吸力，可拾取重量在76.8kg以下，外径在φ30～80mm之间的预制棒；
(b)仅吸盘组a、b、f工作时：垂直方向上可提供25.1*(1+cos(12°)*2)*30＝2226n的吸力，可拾取重量在227kg以下，外径在φ80～130mm之间的预制棒；
(c)仅吸盘组a、b、c、f、g工作时：垂直方向上可提供25.1*(1+cos(12°)*2+cos(24°)*2)*30＝3601n的吸力，可拾取重量在367.5kg以下，外径在φ130～180mm之间的预制棒；
(d)仅吸盘组a、b、c、d、f、g、h工作时：垂直方向上可提供25.1*(1+cos(12°)*2+cos(24°)*2+cos(36°)*2)*30＝4820n的吸力，可拾取重量在491.8kg以下，外径在φ180～230mm之间的预制棒；
(e)吸盘组a、b、c、d、e、f、g、h、i工作时：垂直方向上可提供25.1*(1+cos(12°)*2+cos(24°)*2+cos(48°)*2+cos(36°)*2)*30＝5828n的吸力，可拾取重量在594.6kg以下，外径在φ230mm以上的预制棒。
预制棒4的外径越大，参与工作的吸盘3就越多，该装置的吸力就越大。
虽然本发明已经详细示例并描述了相关的特定实施例做参考，但对本领域的技术人员来说，在阅读和理解了该说明书和附图后，在不背离本发明的思想和范围上，可以在耦合对准装置的结构和制作细节上作出各种改变。这些改变都将落入本发明的权利要求所要求的保护范围。
虽然本发明已经详细示例并描述了相关的特定实施例做参考，但对本领域的技术人员来说，在阅读和理解了该说明书和附图后，在不背离本发明的思想和范围上，可以在耦合对准装置的结构和制作细节上作出各种改变。这些改变都将落入本发明的权利要求所要求的保护范围。