一种光纤预制棒的熔接设备的制作方法

一种光纤预制棒的熔接设备
1.本技术是申请日为2019年07月15日，申请号为2019106354638，发明名称为“光纤预制棒的加工方法”的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及预制棒领域，具体涉及光纤预制棒的加工方法。


背景技术：

3.光纤制造中，在拉丝工序前需要对预制棒本体进行火焰研磨操作，在对预制棒本体进行火焰研磨前，在预制棒本体的两端分别熔接一根辅助棒，然后两个卡盘分别夹持对应的辅助棒，两个卡盘以相同的速度转动时，带动预制棒本体和辅助棒转动，通过可移动的喷灯对预制棒进行高温灼烧，喷灯使用氢气和氧气作为燃料，燃烧时产生2300℃左右的高温，能够清除预制棒本体表面的杂质和灰尘，释放预制棒内原本分布不均匀的内应力，使预制棒本体表面的细微裂纹愈合，避免在拉丝过程中出现断纤。火焰研磨后，在进行拉丝工序前，需要把其中一根辅助棒熔断，剩下的一根辅助棒用于跟拉丝设备的夹具配合，起到被夹持的作用。
4.现有工艺中，预制棒本体与辅助棒熔接后，通过自然冷却，这种方式冷却效率低，此外，现有制造过程中，熔接完成后，熔接是否合格主要靠肉眼观察，这种判断形式容易出现失误，如果判断失误，熔接不合格的预制棒在输送或进行拉丝过程中，熔接处会发生断裂，造成较大损失。


技术实现要素：

5.本发明针对上述问题，克服至少一个不足，提出了一种光纤预制棒的加工方法。
6.本发明采取的技术方案如下：
7.一种光纤预制棒的加工方法，包括以下步骤：
8.1)将预制棒本体与辅助棒进行火焰熔接操作，熔接完成后，通过吹风冷却，冷却时控制预制棒本体和辅助棒转动；
9.2)冷却完成后，保持预制棒本体的夹紧状态，移走辅助棒对应的卡盘，对辅助棒施加一个设定范围的力，观察辅助棒与预制棒本体熔接处，如果没有裂纹，则熔接合格，当熔接处有裂纹，则熔接不合格。
10.通过风冷冷却且在冷却时控制预制棒本体和辅助棒转动，这种方式能够保证均匀快速的冷却，提高冷却效率；对冷却后的辅助棒施加背向预制棒本体的力，通过观察是否有裂纹来判断熔接是否合格，这种检测方式更为可靠。
11.实际运用时，对于熔接不合格的预制棒本体和辅助棒，可以重新进行熔接操作，也可以先移入缓存区，后期统一进行处理。
12.实际运用时，施加的力可以为预制棒本体重量的1.3～1.5倍。
13.于本发明其中一实施例中，步骤1)的火焰熔接操作包括以下步骤：
14.将辅助棒和预制棒本体分别固定在两个同轴设置的卡盘上，移动卡盘，使预制棒本体与辅助棒靠拢；
15.控制两个卡盘以相同速度转动，通过喷灯对预制棒本体与辅助棒相互靠拢的端部进行加热；
16.预制棒本体和辅助棒端部融化，控制两个卡盘相对运动，使预制棒本体与辅助棒的两个端部相互交接，熔融成一体。
17.于本发明其中一实施例中，所述辅助棒远离预制棒本体的一端具有腰型孔，腰型孔的长度方向与辅助棒的长度方向相同，步骤1)和步骤2)通过熔接设备进行操作，所述熔接设备包括：
18.基座；
19.喷灯座，安装在基座上，喷灯座上固定有喷灯；
20.两个移动座，安装在所述基座上，且分别位于喷灯座的两侧，各移动座上均安装有卡盘，两个卡盘同轴设置，两个移动座分别为第一移动座和第二移动座，第一移动座滑动设置在基座上；
21.第一驱动机构，用于驱动第一移动座往复移动；
22.熔接冷却测试机构，用于对熔接处进行冷却，并用于测试熔接是否合格。
23.于本发明其中一实施例中，所述熔接冷却测试机构包括：
24.机架，设置在基座的一侧，能够沿平行于基座的长度方向往复移动，机架上设置有至少两条平行设置的防脱槽；
25.冷却喷嘴，安装在机架上，一端与供气装置连接，另一端用于对熔接处进行吹风冷却；
26.测试座，通过与防脱槽配合的滑块滑动设置在机架上，测试座面向基座的一侧具有限位槽；
27.压力传感器，安装在测试座的一侧；
28.推动元件，安装在机架上，包括可伸缩的施压杆，所述施压杆伸出时与所述压力传感器相抵，推动元件用于推动测试座相对机架移动；
29.测试杆，用于连接辅助棒和测试座，测试时，测试杆的一端穿过所述腰型孔后伸入所述防脱槽，推动元件对测试座的压力通过测试杆传递给辅助棒。
30.于本发明其中一实施例中，还包括安装在机架上的温度传感器，所述温度传感器用于测量熔接处的温度。设置温度传感器能够方便冷却喷嘴的工作，当温度降到设定范围后，可以快速确定。
31.熔接设备的工作原理如下：
32.熔接操作——将辅助棒安装在第一移动座的卡盘上，将预制棒本体安装在第二移动座的卡盘上，移动卡盘，使预制棒本体与辅助棒靠拢；控制两个卡盘以相同速度转动，通过喷灯对预制棒本体与辅助棒相互靠拢的端部进行加热；预制棒本体和辅助棒端部融化，控制两个卡盘相对运动，使预制棒本体与辅助棒的两个端部相互交接，熔融成一体。
33.冷却操作——移动机架，使冷却喷嘴对准熔接处，通过吹风冷却，冷却时控制预制棒本体和辅助棒转动。
34.检测操作——松开辅助棒对应的卡盘，控制第一移动座向远离第二移动座的一侧
移动，移动机架，使测试座的限位槽大致与辅助棒的腰型孔对齐，控制预制棒本体和辅助棒转动，使腰型孔与限位槽对齐，将测试杆穿过腰型孔，一端插入限位槽中；控制推动元件工作，施压杆对压力传感器施加作用力，推动测试座向远离预制棒本体的一侧移动，直至压力传感器的数据达到设定值；观察辅助棒与预制棒本体熔接处，如果没有裂纹，则熔接合格，当熔接处有裂纹，则熔接不合格。
35.于本发明其中一实施例中，所述供气装置为气泵。
36.于本发明其中一实施例中，所述限位槽的底壁为圆弧形，限位槽的底壁所对应的轴线与卡盘的轴线重合。
37.这种结构使得在安装测试杆时，辅助棒合适的位置区域比较广，腰型孔与限位槽大致对齐即可，配合腰型孔的结构，能够方便快速的操作，降低安装测试杆的难度。
38.于本发明其中一实施例中，所述限位槽安装有第一磁性件，所述测试杆的端部具有与第一磁性件磁性吸合的第二磁性件。
39.磁性吸合的形式，能够有效防止测试杆从限位槽中掉落。实际运用时，优选的，限位槽的槽宽等于或略大于测试杆的外径。
40.于本发明其中一实施例中，所述推动元件为电动推杆或液压缸。
41.于本发明其中一实施例中，所述机架滑动设置在基座上，所述喷灯座滑动设置在基座上，熔接冷却测试机构还包括第二驱动机构和第三驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动所述机架往复移动，所述第三驱动机构用于驱动所述喷灯座往复移动。
42.实际运用时，第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构可以采用现有的驱动结构，比如可以采用齿条齿轮、滚珠丝杆副、气缸或液压缸等。
43.于本发明其中一实施例中，所述防脱槽为梯形、t形或燕尾形，所述滑块的形状与防脱槽相适配。
44.本发明的有益效果是：通过风冷冷却且在冷却时控制预制棒本体和辅助棒转动，这种方式能够保证均匀快速的冷却，提高冷却效率；对冷却后的辅助棒施加背向预制棒本体的力，通过观察是否有裂纹来判断熔接是否合格，这种检测方式更为可靠。
附图说明：
45.图1是熔接设备熔接操作的示意图；
46.图2是熔接设备冷却操作的示意图；
47.图3是熔接设备检测操作的示意图；
48.图4是熔接冷却测试机构的示意图。
49.图中各附图标记为：
50.1、预制棒本体；2、辅助棒；3、腰型孔；4、基座；5、喷灯座；6、喷灯；7、第一移动座；8、第二移动座；9、熔接冷却测试机构；10、机架；11、防脱槽；12、冷却喷嘴；13、测试座；14、滑块；15、限位槽；16、压力传感器；17、推动元件；18、施压杆；19、测试杆。
具体实施方式：
51.下面结合各附图，对本发明做详细描述。
52.一种光纤预制棒的加工方法，包括以下步骤：
53.1)将预制棒本体与辅助棒进行火焰熔接操作，熔接完成后，通过吹风冷却，冷却时控制预制棒本体和辅助棒转动；
54.2)冷却完成后，保持预制棒本体的夹紧状态，移走辅助棒对应的卡盘，对辅助棒施加一个设定范围的力，观察辅助棒与预制棒本体熔接处，如果没有裂纹，则熔接合格，当熔接处有裂纹，则熔接不合格。
55.通过风冷冷却且在冷却时控制预制棒本体和辅助棒转动，这种方式能够保证均匀快速的冷却，提高冷却效率；对冷却后的辅助棒施加背向预制棒本体的力，通过观察是否有裂纹来判断熔接是否合格，这种检测方式更为可靠。
56.实际运用时，对于熔接不合格的预制棒本体和辅助棒，可以重新进行熔接操作，也可以先移入缓存区，后期统一进行处理。
57.实际运用时，施加的力可以为预制棒本体1重量的1.3～1.5倍。
58.于本实施例中，步骤1)的火焰熔接操作包括以下步骤：
59.将辅助棒和预制棒本体分别固定在两个同轴设置的卡盘上，移动卡盘，使预制棒本体与辅助棒靠拢；
60.控制两个卡盘以相同速度转动，通过喷灯对预制棒本体与辅助棒相互靠拢的端部进行加热；
61.预制棒本体和辅助棒端部融化，控制两个卡盘相对运动，使预制棒本体与辅助棒的两个端部相互交接，熔融成一体。
62.如图1～4所示，于本实施例中，辅助棒2远离预制棒本体1的一端具有腰型孔3，腰型孔3的长度方向与辅助棒2的长度方向相同，步骤1)和步骤2)通过熔接设备进行操作，熔接设备包括：
63.基座4；
64.喷灯座5，安装在基座4上，喷灯座5上固定有喷灯6；
65.两个移动座，安装在基座4上，且分别位于喷灯座5的两侧，各移动座上均安装有卡盘(图中未标出)，两个卡盘同轴设置，两个移动座分别为第一移动座7和第二移动座8，第一移动座7滑动设置在基座4上；
66.第一驱动机构，用于驱动第一移动座7往复移动；
67.熔接冷却测试机构9，用于对熔接处进行冷却，并用于测试熔接是否合格。
68.如图1和4所示，于本实施例中，熔接冷却测试机构9包括：
69.机架10，设置在基座4的一侧，能够沿平行于基座4的长度方向往复移动，机架10上设置有至少两条平行设置的防脱槽11；
70.冷却喷嘴12，安装在机架10上，一端与供气装置连接，另一端用于对熔接处进行吹风冷却；
71.测试座13，通过与防脱槽11配合的滑块14滑动设置在机架10上，测试座13面向基座4的一侧具有限位槽15；
72.压力传感器16，安装在测试座13的一侧；
73.推动元件17，安装在机架10上，包括可伸缩的施压杆18，施压杆18伸出时与压力传感器16相抵，推动元件17用于推动测试座13相对机架10移动；
74.测试杆19，用于连接辅助棒2和测试座13，测试时，测试杆19的一端穿过腰型孔3后
伸入防脱槽11，推动元件17对测试座13的压力通过测试杆19传递给辅助棒2。
75.于本实施例中，还包括安装在机架10上的温度传感器，温度传感器用于测量熔接处的温度。设置温度传感器能够方便冷却喷嘴12的工作，当温度降到设定范围后，可以快速确定。
76.熔接设备的工作原理如下：
77.熔接操作——见图1，将辅助棒2安装在第一移动座7的卡盘上，将预制棒本体1安装在第二移动座8的卡盘上，移动卡盘，使预制棒本体1与辅助棒2靠拢；控制两个卡盘以相同速度转动，通过喷灯6对预制棒本体1与辅助棒2相互靠拢的端部进行加热；预制棒本体1和辅助棒2端部融化，控制两个卡盘相对运动，使预制棒本体1与辅助棒2的两个端部相互交接，熔融成一体。
78.冷却操作——见图2，移动机架10，使冷却喷嘴12对准熔接处，通过吹风冷却，冷却时控制预制棒本体1和辅助棒2转动。
79.检测操作——见图3，松开辅助棒2对应的卡盘，控制第一移动座7向远离第二移动座8的一侧移动，移动机架10，使测试座13的限位槽15大致与辅助棒2的腰型孔3对齐，控制预制棒本体1和辅助棒2转动，使腰型孔3与限位槽15对齐，将测试杆19穿过腰型孔3，一端插入限位槽15中；控制推动元件17工作，施压杆18对压力传感器16施加作用力，推动测试座13向远离预制棒本体1的一侧移动，直至压力传感器16的数据达到设定值；观察辅助棒2与预制棒本体1熔接处，如果没有裂纹，则熔接合格，当熔接处有裂纹，则熔接不合格。
80.于本实施例中，供气装置为气泵。
81.于本实施例中，限位槽15的底壁为圆弧形，限位槽15的底壁所对应的轴线与卡盘的轴线重合。这种结构使得在安装测试杆19时，辅助棒2合适的位置区域比较广，腰型孔3与限位槽15大致对齐即可，配合腰型孔3的结构，能够方便快速的操作，降低安装测试杆19的难度。
82.实际运用时，限位槽15安装有第一磁性件，测试杆19的端部具有与第一磁性件磁性吸合的第二磁性件。磁性吸合的形式，能够有效防止测试杆19从限位槽15中掉落。实际运用时，优选的，限位槽15的槽宽等于或略大于测试杆19的外径。
83.于本实施例中，推动元件17为电动推杆或液压缸。
84.于本实施例中，机架10滑动设置在基座4上，喷灯座5滑动设置在基座4上，熔接冷却测试机构9还包括第二驱动机构和第三驱动机构，第二驱动机构用于驱动机架10往复移动，第三驱动机构用于驱动喷灯座5往复移动。实际运用时，第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构可以采用现有的驱动结构，比如可以采用齿条齿轮、滚珠丝杆副、气缸或液压缸等。
85.实际运用时，防脱槽11为梯形、t形或燕尾形，滑块14的形状与防脱槽11相适配。
86.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。