一种光纤自动绕制装置的制作方法

本申请涉及自动绕制技术领域，特别是涉及一种光纤自动绕制装置。

背景技术：

在光通讯行业，需要经常将光纤从光纤原料盘上在保证一定长度的前提下，按照固定的直径绕成圆圈，用于之后器件的生产。现有的方案是采用人工的方式，用手摇动转盘，让光纤绕制到光纤环上，光纤在绕制的过程中，会带动机械的码表转动使读数改变，操作员需要观察读数当读数到达目标时，停止转动，然后将绕制好的光纤环取下包装。

本申请的发明人在长期的研发过程中，发现现有技术中光纤绕制的速度完全依靠人工进行转动，效率非常低，且产品的合格率取决于操作人员的耐心程度，无法保证光纤绕动均匀。同时，读数是机械码表，精度不高，导致废品率较高，严重影响之后的生产，造成成本上升。

技术实现要素：

本申请主要解决的技术问题是提供一种光纤自动绕制装置，能够实现全自动绕制光纤，提高光纤绕制效率。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种光纤自动绕制装置，光纤自动绕制装置包括：底座以及依次设置在底座上的光纤盘支架、光电传感组件、绕纤组件和控制组件；光纤盘支架上放置有待绕制光纤，控制组件分别连接光电传感组件和绕纤组件，其中，待绕制光纤沿光电传感组件绕设在绕纤组件上；绕纤组件用于绕制来自光纤盘支架的待绕制光纤；光电传感组件用于检测待绕制光纤的绕制长度是否达到预设长度；控制组件用于在光电传感组件检测到待绕制光纤的绕制长度达到预设长度时控制绕纤组件停止工作。

其中，光电传感组件至少包括第一圆盘和光电编码器，绕纤组件至少包括第二圆盘和驱动电机，光电编码器与第一圆盘的转轴连接，其中，待绕制光纤沿第一圆盘绕设在第二圆盘上；驱动电机用于驱动第二圆盘转动，以使待绕制光纤绕制在第二圆盘上，其中，第二圆盘的转动通过待绕制光纤带动第一圆盘和光电编码器转动；光电编码器用于在转动一预设角度时产生一脉冲信号，并将脉冲信号传输给控制组件。

其中，控制组件包括：壳体以及设置在壳体内的控制器、光电编码器信号反馈接口以及电机控制模块，控制器分别连接光电编码器信号反馈接口和电机控制模块；光电编码器信号反馈接口用于接收光电编码器传输的脉冲信号，计数脉冲信号的个数以得到数字信号，并将数字信号传输给控制器；控制器用于根据数字信号输出控制指令；电机控制模块用于根据控制器输出的控制指令，控制驱动电机的运行。

其中，控制组件包括：触摸显示控制屏幕，触摸显示控制屏幕与控制器连接；触摸显示控制屏幕用于设定绕制参数，绕制参数包括绕制匝数、脉冲信号个数、绕制长度和/或绕制速度；控制器用于根据绕制参数输出控制指令，以控制驱动电机的运行按照绕制参数运行。

其中，控制器为PLC控制器。

其中，控制器为单片机。

其中，驱动电机包括直流电机或步进电机。

其中，光纤盘支架为一中心带孔圆盘。

其中，控制组件包括：电源模块，设置在壳体内部，电源模块用于为光电编码器、驱动电机、控制器、光电编码器信号反馈接口、电机控制模块以及触摸显示控制屏幕提供电源。

其中，控制组件还包括：设置在壳体外壁的电源开关和指示灯，电源开关与电源模块电连接；指示灯用于显示电源模块的通电情况和光纤自动绕制装置的运作情况。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种光纤自动绕制装置，本申请通过绕纤组件进行光纤绕制，不需要采用人工的方式绕制光纤，能够提高工作效率。本申请通过光电传感组件准确检测待绕制光纤的绕制长度是否达到预设长度，并在光电传感组件检测到待绕制光纤的绕制长度达到预设长度时控制绕纤组件停止工作，能够实现全自动绕制光纤，提高光纤绕制效率。同时，光电传感组件能够准确检测光纤的绕制长度，不再通过机械码表读数，能够提高绕制精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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。其中：

图1是现有技术中人工光纤绕制装置的结构示意图；

图2是本申请光纤自动绕制装置一实施方式的结构示意图；

图3是图2中光纤自动绕制装置的一局部结构示意图；

图4是图2中光纤自动绕制装置的另一局部结构示意图；

图5是本申请光纤自动绕制装置另一实施方式的结构示意图；

图6是图2中光纤自动绕制装置又一局部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在光通讯行业，需要经常将光纤从光纤原料盘上在保证一定长度的前提下，按照固定的直径绕成圆圈，用于之后器件的生产。需要光纤圆环在绕制过程中不能有破损，并且需要最终光纤的长度在一定精度范围内。因为尺寸精度要求相对较高，光纤的绕制一直以来是一个很繁琐的问题。如果速度太快，光纤会拉断或者产生一些暗伤。如果速度太慢，会影响生产效率。另一方面，最终光纤的长度精度需要得到保证，否则因为光纤造成的功率变化对最终产品的质量影响非常大。

请参阅图1，图1是现有技术中人工光纤绕制装置的结构示意图。该人工光纤绕制装置100包括第一光纤盘101，手动摇杆102、第二光纤盘103、机械转盘104以及码表105。现有技术是采用人工的方式，用手摇动手动摇杆102，让光纤从第一光纤盘101绕制到第二光纤盘103 上，光纤在绕制的过程中，会经过机械转盘104并带动机械转盘104转动使码表105中的读数改变。操作员需要观察码表105，当码表105的读数到达目标时，停止转动手动摇杆102，然后将绕制好的光纤束取下包装。

本申请的发明人在长期的研发过程中，发现现有技术中光纤绕制的速度完全依靠人工进行转动，效率非常低，且产品的合格率取决于操作人员的耐心程度，无法保证光纤绕动均匀。同时，通过码表105读数，精度不高，导致废品率较高，严重影响之后的生产，造成成本上升。

针对上述现有技术的弊端，本申请提供了一种光纤自动绕制装置 200。请参阅图2，图2是本申请光纤自动绕制装置一实施方式的结构示意图。光纤自动绕制装置200包括：底座210以及依次设置在底座210 上的光纤盘支架220、光电传感组件230、绕纤组件240和控制组件250。

光纤盘支架220上放置有待绕制光纤，控制组件250分别连接光电传感组件230和绕纤组件240，其中，待绕制光纤沿光电传感组件230 绕设在绕纤组件240上。绕纤组件240用于绕制来自光纤盘支架220的待绕制光纤，光电传感组件230用于检测待绕制光纤的绕制长度是否达到预设长度，控制组件250用于在光电传感组件230检测到待绕制光纤的绕制长度达到预设长度时控制绕纤组件240停止工作。

具体地，待绕制光纤依次经过光纤盘支架220、光电传感组件230、和绕纤组件240。绕纤组件240为待绕制光纤提供绕制动力，该绕制动力大小可以通过控制组件250控制。启动时，绕制动力由小到大而变比，在待绕制光纤的绕制速度达到最大速度时绕制动力恒定，以使待绕制光纤匀速运行，此时待绕制光纤拉力均匀，不会出现过待绕制光纤拉断和暗伤的情况。从光纤盘支架220出来的待绕制光纤依次经过光电传感组件230和绕纤组件240，在绕纤组件240的圆盘上绕制得到成为排列整齐、张力均匀一致的光纤束。

其中，光纤盘支架220为中心带孔圆盘220。具体地，光纤盘支架 220的回转中心开设有中心孔，孔内可以设置有中心固定轴，光纤盘支架220绕中心固定轴转动。中心带孔圆盘220的侧面设置有收容腔，用于放置有待绕制光纤。

光电传感组件230可以包括光电传感器和与光电传感器相连的自动编码器，通过自动编码器自动计算待绕制光纤的绕制匝数，从而实现检测待绕制光纤的绕制长度。在光电传感组件230检测到待绕制光纤的绕制长度达到预设长度时，控制组件250控制绕纤组件240自动停止工作。在其他实施方式中，也可以在光电传感组件230检测到待绕制光纤的绕制匝数达到预设匝数时，控制组件250控制绕纤组件240自动停止工作。其中，预设长度和预设匝数根据用户需求设定，在此不做限定。

通过上述方式，本实施方式通过绕纤组件240进行光纤绕制，不需要采用人工的方式绕制光纤，能够提高工作效率。本申请通过光电传感组件230准确检测待绕制光纤的绕制长度是否达到预设长度，并在光电传感组件230检测到待绕制光纤的绕制长度达到预设长度时控制绕纤组件240停止工作，能够实现全自动绕制光纤，提高光纤绕制效率。同时，光电传感组件230能够准确检测待绕制光纤的绕制长度，不再通过机械码表读数，能够提高绕制精度。

参阅图2和图3，图3是图2中光纤自动绕制装置的一局部结构示意图。光电传感组件230至少包括第一圆盘231和光电编码器232，绕纤组件240至少包括第二圆盘241和驱动电机242。

光电编码器232与第一圆盘231的转轴连接，其中，待绕制光纤沿第一圆盘231绕设在第二圆盘241上；驱动电机242用于驱动第二圆盘 241转动，以使待绕制光纤绕制在第二圆盘241上。

其中，第二圆盘241的转动通过待绕制光纤带动第一圆盘231和光电编码器232转动；光电编码器232用于在转动一预设角度时产生一脉冲信号，并将脉冲信号传输给控制组件250。

具体地，从中心带孔圆盘220出来的待绕制光纤依次经过第一圆盘 231、和第二圆盘241，在第二圆盘241上绕制得到成为排列整齐、张力均匀一致的光纤束。驱动电机242为待绕制光纤提供绕制动力，该绕制动力与第二圆盘241的绕制速度呈正相关。该绕制动力大小可以通过控制组件250控制。启动时，绕制动力由小到大变比，第二圆盘241的绕制速度由慢到快变化，在第二圆盘241的绕制速度达到最大速度时绕制动力恒定，以使第二圆盘241匀速运行，以使待绕制光纤在第二圆盘241 上匀速绕制得到光纤束。此时待绕制光纤拉力均匀，不会出现过待绕制光纤拉断和暗伤的情况。

光电编码器232是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，光电编码器232在本光纤自动绕制装置 200中的光电编码器232的作用是将第一圆盘231的位置和角度等参数转换为数字量。当待绕制光纤开始绕制时，待绕制光纤经过第一圆盘231 时，会带动第一圆盘231转动，光电编码器232会随第一圆盘231转动而转动。当光电编码器232中的转轴转过一个预设角度时光电编码器232 发出一个脉冲信号，可以通过计时器计数得到可以被控制组件250读取的数字信号，即第一圆盘231的位置和角度等参数。在其他实施方式中，第一圆盘231上可以设置有多个均匀分布的通孔，在第一圆盘231的一侧固定设置有光电传感器，当第一圆盘231转动时，光电传感器检测并记录所经过的通孔个数，再除以第一圆盘231上的通孔数量，便可得到第一圆盘231的位置和角度等参数。

其中，光电编码器232的精度有100-5000p/r不等，即旋转一周输出 100-5000个脉冲，因为旋转一周对应刻度是1个单位，故每检测到一个脉冲即表示向前或向后移动了0.01-0.0002个单位，也就是说，光电编码器232每转动3.6-0.18°时，输出一个脉冲。

当选用精度为1000p/r的光电编码器232时，其旋转一周输出1000 个脉冲，测量精度是0.001个单位，也就是说，精度为1000p/r的光电编码器232每转动0.36°时，输出一个脉冲。

参阅图2-4，图4是图2中光纤自动绕制装置的另一局部结构示意图。控制组件250包括：壳体251以及设置在壳体251内的控制器252、光电编码器信号反馈接口253以及电机控制模块254。

控制器252分别连接光电编码器信号反馈接口253和电机控制模块 254，光电编码器信号反馈接口253用于接收光电编码器232传输的脉冲信号，计数脉冲信号的个数以得到数字信号，并将数字信号传输给控制器252。控制器252用于根据数字信号输出控制指令。电机控制模块 254用于根据控制器252输出的控制指令，控制驱动电机242的运行。

其中，控制器252可以为PLC控制器252。在其他实施方式中，控制器252可以为单片机252。

其中，驱动电机242可以包括直流电机242或步进电机242。

具体地，控制组件250内设有光电编码器信号反馈接口253，光电编码器信号反馈接口253检测并记录光电编码器232传输的脉冲信号次数以得到数字信号，并将数字信号传输给控制器252，其中，数字信号可以为光电编码器232的旋转方向、旋转角度、脉冲信号个数、光纤的绕制长度或光纤的绕制匝数。

在其他实施方式中，光电传感组件230可以包括光电耦合器，经光电耦合器放大后的脉冲信号输出至控制器252的光电编码器信号反馈接口253，光电编码器信号反馈接口253计数所接收到的脉冲信号的个数以得到数字信号，

其中，控制组件250还包括：触摸显示控制屏幕255，触摸显示控制屏幕255与控制器252连接。触摸显示控制屏幕255用于设定并显示绕制参数，绕制参数包括绕制匝数、脉冲信号个数、绕制长度和/或绕制速度。控制器252根据绕制参数输出控制指令，电机控制模块254根据控制器252输出的控制指令控制驱动电机242的运行按照绕制参数运行。

触摸显示控制屏幕255中的各按钮标有名称标志，符合人机工程要求。操作员可以通过触摸显示控制屏幕255完成绕制参数的选择和修改等操作，例如，输入预设的绕制匝数、脉冲信号个数、绕制长度和/或绕制速度。控制器252可以将上述数字信号传送至触摸显示控制屏幕255 进行显示。触摸显示控制屏幕255设置在光纤自动绕制装置200的外侧，以向操作员显示绕制参数，绕制参数可以包括绕制匝数、脉冲信号个数、绕制长度和/或绕制速度。在其他实施方式中，操作员可根据触摸显示控制屏幕255上显示的数字信号，在触摸显示控制屏幕255上对绕制参数进行精确控制。控制器252根据绕制参数输出控制指令，以控制驱动电机242的运行按照绕制参数运行。电机控制模块254用于根据控制器252 输出的控制指令，控制驱动电机242的运行，从而控制第二圆盘241上的光纤的绕制状态。

下面以一实施场景对上述实施方式进行说明。

参阅图2-5，图5是本申请光纤自动绕制装置一实施方式的结构示意图。使用时，从中心带孔圆盘220出来的待绕制光纤依次经过第一圆盘231和第二圆盘241，并绕设在第二圆盘241上。操作员在触摸显示控制屏幕255上预设绕制参数。PLC控制器252根据预设的绕制参数输出控制指令，以控制驱动电机242的运行按照绕制参数运行。通过电机控制模块254根据控制器252输出的控制指令开启驱动电机242进行光纤绕制作业，此时，当待绕制光纤开始绕制时，待绕制光纤经过第一圆盘231时，会带动第一圆盘231转动，光电编码器232会随第一圆盘231 转动而转动。当光电编码器232中的转轴转过一个预设角度时光电编码器232发出一个脉冲信号。光电编码器信号反馈接口253检测并记录光电编码器232传输的脉冲信号次数以得到数字信号(例如，待绕制光纤的绕制长度或绕制匝数)，并将数字信号传输给PLC控制器252。当待绕制光纤的绕制长度或绕制匝数达到预设绕制长度或绕制匝数时，电机控制模块254自动关闭驱动电机242，得到绕制好的光纤束。

继续参阅图4，控制组件250进一步包括：电源模块256，设置在壳体251内部，电源模块256用于为光电编码器232、驱动电机242、控制器252、光电编码器信号反馈接口253、电机控制模块254以及触摸显示控制屏幕255提供电源。其中，电源模块256可以为交流稳压电源、直流稳压电源，例如可充电的锂电池，且电源模块256可以设置有充电端口。

参阅图4和图6，图6是图2中光纤自动绕制装置又一局部结构示意图。控制组件250还包括：设置在壳体251外壁的电源开关257和指示灯258，电源开关257与电源模块256电连接；指示灯258用于显示电源模块256的通电情况和光纤自动绕制装置200的运作情况，以便操作员可以直观的看到显示电源模块256的通电状态和光纤自动绕制装置 200是否正在工作。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。