光缆生产设备及系统的制作方法

本发明涉及光电机械技术领域，更具体地说，它涉及一种光缆生产设备及系统。

背景技术

光缆是为了满足光学、机械或环境的性能规范而制造的，它是利用置于包覆护套中的一根或多根光纤作为传输媒质并可以单独或成组使用的通信线缆组件。光缆主要是由光导纤维（细如头发的玻璃丝）和塑料保护套管及塑料外皮构成，光缆内没有金、银、铜、铝等金属，一般无回收价值。光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆心，外包有护套，有的还包覆外护层，用以实现光信号传输的一种通信线路。

由于光纤是细如头发丝的玻璃丝，因此，光纤自身强度一般，而光缆需要使用在各种不同的环境，对光缆强度的要求较高，尤其是在高空中架设光缆时，由于支撑点相距较长，使得光缆需要足够的强度克服自身重力导致的拉伸形变，因此光缆的强度尤其重要。

光缆通常通过沿光纤周向分布加强件以实现对光缆的补强，光缆加工过程中需要通过挤出设备挤出保护材料以包裹光纤以及加强件，从而使得加强件与光纤固定连接，但在挤出过程中，加强件的分布位置难以保证，使得光缆的强度分布不均匀，可能导致局部强度下降进而导致光缆在使用过程中出现薄弱点以产生破损，导致光缆质量不稳定，还有改善空间。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种光缆生产设备，具有光缆质量稳定的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种光缆生产设备，包括依次排布的用于导开光纤以及加强光缆强度的加强件的导开装置、用于挤出保护材料以包裹光纤以及加强件的挤出装置以及收卷装置，所述挤出装置包括挤出模具以及保护材料挤出部，所述挤出模具包括定位管，所述定位管设有供光纤贯穿的光纤孔以及若干沿光纤孔周向分布的用以供加强件贯穿的加强件孔，所述挤出模具还包括位于定位管沿光纤运输方向的端部的注射管，所述注射管的轴线与定位管的轴线一致，所述光纤以及加强件贯穿注射管且与注射管内壁留有间距，所述保护材料挤出部的挤出头与注射管连通。

采用上述技术方案，通过导开装置将光纤以及加强件导开，通过将光纤贯穿光纤孔以对光纤进行定位，通过将加强件贯穿加强件孔以对加强件进行定位，通过收卷装置收卷光缆，以使光纤以及加强件处于紧绷的状态，进而使得光纤以及加强件贯穿注射管时准确定位，保证保护材料挤出部挤出保护材料以包裹光纤以及加强件时，加强件与光纤的相对位置得以保证且稳定，使得光缆成型后，沿光缆的长度方向加强件相对光纤的分布较为均匀，使得通过加强件补强光缆时，光缆的强度分布均匀，有效避免局部薄弱点的产生，进而使得光缆的质量稳定。

优选的，所述加强件孔与光纤孔平行。

采用上述技术方案，通过加强孔与光纤孔平行，使得加强件与光纤平行排布，进而有效的利用加强件的抗拉力提高光缆的抗拉力，从而保证光缆的强度以抵抗光缆自身重量产生的拉伸形变。

优选的，所述加强件孔沿光纤孔周向均布。

采用上述技术方案，通过加强件孔沿光纤孔周向均布，使得加强件沿光纤周向均布，使得加强件对光纤的补强更为均匀，使得光纤质量更为稳定，更好的避免光缆局部强度下降导致破损。

优选的，所述挤出装置还包括位于挤出模具沿光纤运动方向的端部并远离挤出模具的光缆定位管，所述光缆定位管的轴线与注射管的轴线一致。

采用上述技术方案，通过光缆定位管的轴线与注射管的轴线一致，使得光缆被收卷装置拉紧时，光缆中的光纤与位于注射管内的光纤位于同一直线上，同时光缆中的加强件与位于注射管内的加强件位于同一直线上，进而更好的保证光纤以及加强件位于注射管内的位置，进而更好的保证光缆成型的过程中光纤以及加强件的相对分布位置的稳定性，保证光缆的质量。

优选的，所述光缆定位管的内侧壁上布满与光缆外侧壁抵接的滚动件。

采用上述技术方案，通过在光缆定位管的内侧壁上布满与光缆外侧壁抵接的滚动件，使得光缆被精确定位的同时，光缆在移动的过程中与光缆定位管的滑动摩擦转换为滚动摩擦，便于光缆运输，同时减少对光缆的磨损，提高光缆质量。

一种光缆生产系统，包括上述光缆生产设备，还包括设置于所述挤出装置与收卷装置之间的张紧装置，所述张紧装置包括若干对沿光缆径向相对的前滚轮组成的前滚轮组以及由若干对沿光缆径向相对的后滚轮组成的后滚轮组，所述前滚轮以及后滚轮均抵接在光缆的外侧壁上，所述前滚轮与后滚轮之间沿光缆长度方向留有间距，所述后滚轮的线速度大于前滚轮的线速度，所述张紧装置还包括驱动前滚轮以及后滚轮转动的驱动装置。

采用上述技术方案，通过前滚轮组以及后滚轮组牵引光缆运动，由于后滚轮的线速度大于前滚轮的线速度，使得位于前滚轮组与后滚轮组之间的光缆受到张紧力以张紧，避免光缆在运输过程中弯曲折叠，同时通过张紧拉伸形变，使得加强件更好的处于绷紧状态，进而使得加强件的抗拉能力更加凸显，使得光缆的强度更高，同时通过沿光缆径向相对分布前滚轮以及后滚轮以通过前滚轮组以及后滚轮组夹持光缆，以保证对光缆的牵引效果。

优选的，若干对所述前滚轮以及后滚轮均沿光缆周向均布。

采用上述技术方案，由于若干对前滚轮以及后滚轮均沿光缆轴向均布，使得前滚轮组以及后滚轮组对光缆的夹持力沿光缆的周向分布均匀，进而使得前滚轮组以及后滚轮组对光缆的牵引力分布均匀，进而使得每根加强件受到的牵引力均相同，保证光缆中加强件的状态接近，进而使得光缆的强度分布均匀，从而提高光缆的质量。

优选的，所述前滚轮两侧面均沿周向延伸有前锥齿，相邻前滚轮通过前锥齿啮合以同步转动，所述后滚轮两侧面均沿周向延伸有后锥齿，相邻后滚轮通过后锥齿啮合以同步转动。

采用上述技术方案，由于相邻前滚轮通过前锥齿啮合以同步转动同时相邻后滚轮通过后锥齿啮合以同步转动进而使得所有前滚轮的线速度一致以及所有后滚轮的线速度一致，进而使得前滚轮组以及后滚轮组对光缆的牵引作用沿光缆的周向分布均匀，保证张紧光缆时的效果，保证光缆质量，而且只需驱动其中之一前滚轮即可驱动整个前滚轮组运作，同时只需驱动其中之一后滚轮即可驱动整个后滚轮组运作，使得驱动装置结构简单，减少占地面积。

优选的，所述前滚轮的圆周侧壁沿周向包裹有前橡胶层，所述后滚轮的圆周侧壁沿周向包裹有后橡胶层。

采用上述技术方案，通过前橡胶层以及后橡胶层抵接电缆，使得前滚轮组以及后滚轮组对光缆进行柔性夹持，避免刚性夹持光缆导致对光缆产生损伤，同时通过前橡胶层以及后橡胶层提高前滚轮组以及后滚轮组对光缆的摩擦力，提高牵引张紧的效果。

优选的，所述前橡胶层朝前滚轮中心凹陷有前圆弧槽，所述前圆弧槽半径与光缆半径一致，所述后橡胶层朝后滚轮中心凹陷有后圆弧槽，所述后圆弧槽半径与光缆半径一致。

采用上述技术方案，由于前橡胶层朝滚轮中心凹陷有前圆弧槽同时后橡胶层朝后滚轮中心凹陷有后圆弧槽，且前圆弧槽以及后圆弧槽的半径与光缆的半径一致，使得前滚轮以及后滚轮更好的与光缆贴合，更好的降低夹持光缆时对光缆的损伤，提高光缆质量。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.通过将光纤贯穿光纤孔、将加强件贯穿加强件孔以对光纤以及加强件进行定位，通过收卷装置收卷光缆，以使光纤以及加强件处于紧绷的状态，进而使得光纤以及加强件贯穿注射管时准确定位；

2.通过光缆定位管的轴线与注射管的轴线一致，使得光缆被收卷装置拉紧时，光缆中的光纤与位于注射管内的光纤位于同一直线上，同时光缆中的加强件与位于注射管内的加强件位于同一直线上，保证光缆成型的过程中光纤以及加强件的相对分布位置的稳定性，保证光缆的质量；

3.通过前滚轮组以及后滚轮组牵引光缆运动，利用后滚轮与前滚轮差速，使得光缆受到张紧力以张紧，通过张紧拉伸形变，使得加强件更好的处于绷紧状态，进而使得加强件的抗拉能力更加凸显，使得光缆的强度更高；

4.由于前滚轮以及后滚轮均沿光缆轴向均布有若干对，使得前滚轮组以及后滚轮组对光缆的牵引力分布均匀，提高光缆的质量；

5.由于相邻前滚轮通过前锥齿啮合以同步转动同时相邻后滚轮通过后锥齿啮合以同步转动进而使得所有前滚轮的线速度一致以及所有后滚轮的线速度一致，使得前滚轮组以及后滚轮组对光缆的牵引作用沿光缆的周向分布均匀，同时只需驱动其中之一后滚轮即可驱动整个后滚轮组运作，使得驱动装置结构简单。

附图说明

图1为本发明中光缆生产设备的整体结构示意图；

图2为本发明中导开装置的结构示意图；

图3为本发明中挤出装置的结构示意图；

图4为图3中a部的放大示意图；

图5为本发明中收卷装置的结构示意图；

图6为本发明中光缆生产系统的整体结构示意图；

图7为本发明中冷却装置的结构示意图；

图8为本发明中张紧装置的结构示意图。

图中：1、导开装置；11、导开座；12、转动轴；13、导开轮；131、导开槽；2、挤出装置；21、挤出模具；211、定位管；212、注射管；213、加强件孔；214、光纤孔；22、保护材料挤出部；23、连接杆；24、光缆定位管；241、滚动件；25、挤出支架；3、冷却装置；31、冷却水槽；32、冷却支架；4、张紧装置；41、张紧支座；42、前滚轮组；421、前滚轮；422、前橡胶层；423、前圆弧槽；424、前滚轴；425、前锥齿；43、后滚轮组；431、后滚轮；432、后橡胶层；433、后圆弧槽；434、后滚轴；435、后锥齿；44、驱动装置；441、驱动电机；442、前传动齿；443、传动齿带；5、收卷装置；51、收卷轮；52、导向轮；53、驱动板；54、丝杆；55、滑块；56、收卷轴；57、收卷支架；58、收卷座。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明进行详细描述。

本发明中光缆包括两根沿光缆沿长度方向的中心线对称分布的光纤、绕光缆周向均布的加强件以及包裹光纤与加强件的保护材料。

本发明中加强件为本领域通用加强件，具体为纤维线、钢丝等。

本发明中保护材料为本领域通用保护材料，具体为橡胶、塑料等。

实施例1

一种光缆生产设备，参照图1，包括依次排布的导开装置1、挤出装置2以及收卷装置5，其中，导开装置1用于导开光纤以及加强光缆强度的加强件，挤出装置2用于挤出保护材料以包裹光纤以及加强件。

参照图2，导开装置1包括导开座11，导开座11上转动连接有若干相互平行的转动轴12，本实施例中转动轴12共八个，成卷光纤以及成卷加强件的工字轮套接在转动轴12上跟随转动轴12转动，导开座11连接有抵接在转动轴12上的阻尼片（图中未示出）。

导开装置1还包括转动连接在导开座11上的导开轮13，导开轮13的旋转轴线与转动轴12的轴线平行，导开轮13的侧壁沿周向开有若干相互平行的导开槽131，光纤以及加强件卡接在导开槽131内以独立分隔，本实施例中导开轮13上共开有八个导开槽131。

参照图3以及图4挤出装置2包括挤出模具21以及保护材料挤出部22，挤出模具21包括定位管211以及注射管212，定位管211沿周向贯穿有光纤孔214以及若干加强件孔213，光纤孔214的轴线与定位管211的轴线一致且均呈水平设置，加强件孔213共六个且绕光纤孔214的周向均布，加强件孔213与光纤孔214平行且留有间距，光纤贯穿光纤孔214以定位、加强件贯穿加强件孔213以定位，每个加强件孔213均只能通过一根加强件，光纤孔214可通过所有光纤。

注射管212位于定位管211沿光纤运动方向的端部且与定位管211固定连接，注射管212的轴线与光纤孔214的轴线一致，注射管212的内径与光缆欲成型的外径一致，保护材料挤出部22与注射管212内部连通以将保护材料挤入注射管212内。

注射管212沿光缆运动方向的端部设有光缆定位管24，光缆定位管24的轴线与注射管212的轴线位于同一水平直线上，光缆定位管24与注射管212之间留有间距，光缆定位管24与注射管212之间通过连接杆23连接，连接杆23共三条并沿光缆定位管24的周向均布。

光缆定位管24的内径大于光缆的外径，光缆定位管24的内侧壁设有若干滚动件241，本实施例中滚动件241为镶嵌在光缆定位管24内侧壁上的滚珠，滚珠抵接在光缆的外侧壁上。

挤出装置2还包括支撑挤出模具21以及光缆定位管24的挤出支架25。

参照图5，收卷装置5包括收卷座58，收卷座58上固定有驱动板53，驱动板53上转动连接有丝杆54，驱动板53上还固定有驱动丝杆54往复旋转的收卷电机（图中未示出），收卷座58上滑动连接有滑块55，滑块55被丝杆54贯穿并与丝杆54螺纹连接，滑块55上固定连接有收卷支架57，收卷支架57上转动连接有位于滑块55上方的收卷轮51，收卷支架57还转动连接有远离滑块55的导向轮52。

收卷装置5还包括转动连接在收卷座58上的收卷轴56，收卷轴56位于导向轮52的下方，收卷轴56的旋转轴线、导向轮52的旋转轴线以及丝杆54的旋转轴线相互平行。

本实施例的工况及原理如下：

通过导开装置1将成卷的光纤以及成卷的加强件导开，通过导开轮13上的导开槽131使的每根光纤以及加强件单独分隔排布，然后将所有光纤贯穿挤出模具21上的光纤孔214同时将加强件单独贯穿挤出模具21上的加强孔以将光纤以及加强件进行定位分布，然后将光纤以及加强件贯穿注射管212。

取一段已经成型的光缆，选取其中一端将保护材料去除，然后将贯穿注射管212的光纤以及加强件与已经成型的光缆中的光纤以及加强件一一对应并连接，将已经成型的光缆放入光缆定位管24内，并沿光缆运输方向拉伸使得光纤以及加强件处于紧绷状态，进而通过挤出模具21以及光缆定位管24进行两点定位以使得位于注射管212内的光纤以及加强件在注射管212内定位分布。

然后通过保护材料挤出部22挤出保护材料以填充注射管212，同时通过收卷装置5收卷光缆以运输光缆，同时通过运输光缆以使光缆紧绷，进而保持光纤以及加强件处于紧绷状态，从而保持光纤以及加强件在注射管212内精确定位分布以保证成型后的光缆中光纤以及加强件定位分布，保证加强件分布均匀，避免因加强件分布杂乱导致光缆局部补强效果下降以产生易损点，提高光缆质量。

光缆到达收卷装置5后，通过收卷轮51以及导向轮52导向，使得光缆位于收卷轴56上方，通过在套接工字轮在收卷轴56上以使光缆从上方落入工字轮上，通过转动收卷轴56以带动工字轮转动进而使得光缆缠绕在工字轮上以收卷。

收卷的过程中，通过收卷电机驱动丝杆54往复转动以驱动滑块55沿丝杆54长度方向往复运动，进而带动导向轮52沿收卷轴56的轴向往复平移，以使得光缆缠绕在工字轮上时有序地形成层间排布结构，使得光缆在工字轮上排布整齐，当一个工字轮缠绕满后，裁断光缆后更换工字轮继续收卷作业。

通过加强件孔213与光纤孔214平行且加强件孔213绕光纤孔214的周向均布，使得加强件与光纤平行，进而更好的利用加强件的抗拉力以提高光缆的抗拉力，进而提高光缆强度，以克服光缆因自重产生的拉伸形变。

通过光缆定位管24的轴线与注射管212的轴线一致，使得光缆位于光缆定位管24中时，光缆中的光纤以及加强件与待加工的光纤以及定位件连接后，当待加工的光纤以及加强件处于紧绷状态时，位于注射管212内的光纤以及加强件与光缆中的光纤以及加强件位于同一水平直线上，进而保证待加工的光纤以及加强件在注射管212内的定位分布精确。

通过在光缆定位管24的内侧壁上设置若干滚动件241，使得光缆通过光缆定位管24时光缆与光缆定位管24的滑动摩擦转换为滚动摩擦，进而降低光缆运输过程中对光缆的磨损。

实施例2

一种光缆生产系统，参照图6，包括依次排布的导开装置1、挤出装置2张紧装置4以及收卷装置5，光缆通过张紧装置4后再进入收卷装置5，其中导开装置1、挤出装置2以及收卷装置5均为实施例1中的导开装置1、挤出装置2以及收卷装置5。

参照图8，张紧装置4包括张紧支座41，张紧支座41上转动连接有前滚轮421以及后滚轮431，前滚轮421共两对，每对前滚轮421均沿光缆的径向相对，所有前滚轮421绕光缆的周向均匀分布以形成前滚轮组42，后滚轮431共两对，每对后滚轮431均沿光缆的径向相对，所有后滚轮431绕光缆的周向均匀分布以形成后滚轮组43，后滚轮431的半径大于前滚轮421的半径。

每个前滚轮421均通过一前滚轴424与张紧支座41转动连接，每个后滚轮431均通过一后滚轴434与张紧支座41转动连接，每个前滚轮421的两侧面均固定有前锥齿425，相邻前滚轮421通过前锥齿425啮合以同步转动，每个后滚轮431的两侧面均固定有后锥齿435，相邻后滚轮431通过后锥齿435啮合以同步转动。

张紧装置4还包括一驱动前滚轮组42与后滚轮组43同步转动的驱动装置44，驱动装置44包括驱动电机441，其中之一前滚轮421上固定有前传动齿442，其中之一后滚轮431上固定有后传动齿（图中未示出），驱动电机441与后传动齿连接以驱动后传动齿转动，前传动齿442与后传动齿通过一首尾相连的传动齿带443传动，前传动齿442与后传动齿的齿数一致。

前滚轮421的周向侧壁连接有沿前滚轮421的周向延伸的前橡胶层422，前橡胶层422朝前滚轮421的中心凹陷有前圆弧槽423，前圆弧槽423的半径与光缆的半径一致，后滚轮431的周向侧壁连接有沿后滚轮431的周向延伸的后橡胶层432，后橡胶层432朝向后滚轮431的中心凹陷有后圆弧槽433，后圆弧槽433的半径与光缆的半径一致。

参照图6，挤出装置2与张紧装置4之间还设有冷却装置3。

参照图,7，冷却装置3包括冷却水槽31，冷却水槽31通过冷却支架32支撑，冷却水槽31为长条形方槽，冷却水槽31的长度方向与光缆运输方向平行。

本实施例的工况及原理如下：

光缆从挤出装置2挤出成型后进入冷却水槽31内冷却，再进入张紧装置4进行张紧作业，导开作业以及收卷作业与实施例1相同。

光缆通过张紧装置4时，光缆被前滚轮组42以及后滚轮组43夹持，通过驱动装置44驱动前滚轮组42以及后滚轮组43转动，由于前传动齿442与后传动齿的齿数一致，使得前滚轮组42与后滚轮组43的转速一致，由于后滚轮431的半径大于前滚轮421的半径，使得后滚轮431的线速度大于前滚轮421的线速度，进而使得光缆通过前滚轮组42与通过后滚轮组43的速度不一致，从而通过产生速差以对光缆进行拉伸张紧，利用张紧效果使得光缆以及光缆内的加强件处于拉伸绷紧的状态，进而使得加强件更好的提供抗拉伸的作用力，进而提高光缆的强度。

由于前滚轮组42由两对前滚轮421组成，且前滚轮421绕光缆周向均布，同时后滚轮组43由两对后滚轮431组成，且后滚轮431绕光缆周向均布，使得前滚轮组42以及后滚轮组43对光缆的作用力分布均匀，从而使得加强件的拉伸状态一致，进而使得光缆的强度分布均匀，避免光缆出现局部薄弱点以易于损坏。

通过在前滚轮421上设置前橡胶层422以及在后滚轮431上设置后橡胶层432，使得前滚轮组42以及后滚轮组43夹持光缆时的作用力为柔性作用力而非刚性作用力，避免夹持时对光缆造成损伤。

通过在前橡胶层422上设置前圆弧槽423以及在后橡胶层432上设置后圆弧槽433，使得光缆嵌在前圆弧槽423以及后圆弧槽433内，使得前滚轮组42以及后滚轮组43夹持光缆时的作用力分布面积增大，更好的避免夹持作用力局部集中导致光缆损坏。

由于相邻前滚轮421通过前锥齿425啮合以同步转动，同时后滚轮431通过后锥齿435啮合以同步转动，使得驱动装置44只需驱动一个前滚轮421以及一个后滚轮431即可实现前滚轮组42的联动以及后滚轮组43的联动，结构简单，降低占地面积。

由于光缆经过冷却装置3，使得保护材料在冷却后强度上升，避免在张紧装置4中进行张紧作业时受拉伸导致保护材料发生剧烈形变。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。