光纤的制造方法与流程

本发明涉及光纤领域，具体涉及光纤的制造方法。

背景技术

光纤制造中，在拉丝工序前需要对预制棒进行火焰研磨操作，在对预制棒进行火焰研磨前，在预制棒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，喷灯使用氢气作为燃料，能够产生2300℃左右的高温，能够清除预制棒表面的杂质和灰尘，使预制棒表面的细微裂纹愈合，增加光纤在拉丝后的强度，火焰研磨工序通过高温退火过程，减少或消除预制棒内原本分布不均匀的内应力。

现有这种操作有以下缺陷：

1、平直度不好的预制棒在与辅助棒熔接时，预制棒的端部会晃动，这会严重影响熔接操作。

2、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：

本发明针对上述问题，克服至少一个不足，提出了一种光纤的制造方法。

本发明采取的技术方案如下：

一种光纤的制造方法，包括以下步骤：

1)将一根辅助棒夹持住，使其呈竖直状态，将预制棒竖直放置，预制棒的上端与辅助棒的下端对齐；

2)控制火焰在预制棒与辅助棒的交界处周向往复转动，控制预制棒上升，使预制棒与辅助棒相互挤压熔接成一体；

3)冷却熔接好的辅助棒和预制棒；

4)对辅助棒施加作用力，使辅助棒和预制棒以设定的加速度a运动设定距离或运动设定时间，运动结束后观察熔接处是否开裂或断裂，如果没有开裂或断裂进行下一步工序，如果开裂或断裂，判定熔接失败，将预制棒和辅助棒移至返修区；

5)对预制棒进行高温退火处理；

6)将高温退火处理后的预制棒放入拉丝炉，进行拉丝操作。

本申请的方法在熔接辅助棒和预制棒时，辅助棒和预制棒不动，火焰在预制棒与辅助棒的交界处周向往复转动，这种加热方式能够熔接辅助棒和平直度不好的预制棒；相对于现有的通过人工观察是否熔接合格而言，通过对辅助棒施加作用力，使辅助棒和预制棒以设定的加速度a运动设定距离或运动设定时间，这种方式能够更为可靠的检测熔接强度。

“如果开裂或断裂，判定熔接失败，将预制棒和辅助棒移至返修区”，指的是将预制棒和辅助棒移动到其他位置，工人会对熔接失败的预制棒和辅助棒进行再处理，后期可以重新进行熔接。

实际运用时，加速度a的范围：1.5～2。

实际运用时，运动距离可以为100mm～500mm。

实际运用时，设定时间可以为1s～3s。

于本发明其中一实施例中，所述步骤1)～步骤4)通过熔接设备进行操作，所述熔接设备包括：

基座，包括水平设置的座体以及固定在座体上的竖板，竖板上具有第一轨道；

l形架，包括与第一轨道活动配合的第一部分以及设置在第一部分上端、向外侧延伸的第二部分，所述第二部分设有用于夹持辅助棒的卡盘，所述卡盘的轴线竖直设置；

两个移动座，滑动安装在所述座体上，且两个移动座分别位于l形架的两侧；

第一驱动机构，用于驱动移动座靠近或远离所述l形架；

喷灯灯座，滑动安装在移动座上，喷灯灯座靠近l形架的一侧具有圆弧形凹口，喷灯灯座上安装有可绕一竖直轴线往复转动的喷灯，两个喷灯灯座相互接近时，两个圆弧形凹口相互配合用于外套在预制棒的外侧壁；

第二驱动机构，用于驱动喷灯灯座上下往复移动；

支撑保护座，通过丝杆机构安装在第一部分，支撑保护座能够沿第一部分上下移动，支撑保护座具有外套在预制棒外侧壁上、用于限定预制棒竖直位置的限位套，还具有用于与预制棒底部配合的柔性垫；

第三驱动机构，用于控制l形架相对第一轨道移动；

锁定机构，用于锁定或解锁第一部分，当锁定第一部分时，第一部分与竖板相对固定，当解锁第一部分时，第一部分能够相对竖板上下移动。

熔接设备工作原理和过程：通过卡盘将辅助棒竖直卡住，通过支撑保护座来限位和支撑预制棒，使预制棒竖直设置，通过丝杆机构能够带动支撑保护座和预制棒上移，使预制棒的上端与辅助棒的下端对齐，然后通过第一驱动机构，使两个喷灯灯座相互靠近，两个圆弧形凹口相互配合用于外套在预制棒的外侧壁，通过第二驱动机构调节喷灯灯座的位置，使喷灯位于预制棒和辅助棒交界处，喷灯点火，通过喷灯的往复转动，能够对预制棒和辅助棒的交界处加热，使其呈熔融状态，此时通过丝杆机构带动支撑保护座和预制棒缓慢上移，最终使使预制棒与辅助棒相互挤压熔接成一体，熔接完成后，进行自然冷却。冷却完成后，测试熔接强度，具体过程如下：通过丝杆机构带动支撑保护座下移，此时支撑保护座的柔性垫不再与预制棒接触，锁定机构解锁，第三驱动机构工作，带动l形架相对第一轨道向上移动(以设定的加速度a运动设定距离或运动设定时间)，移动结束后，检测熔接处是否开裂或断裂，如果没有开裂或断裂进行下一步工序，如果开裂或断裂，判定熔接失败，将预制棒和辅助棒移至返修区。

支撑保护座虽然不再支撑预制棒的重量，但在l形架移动时，支撑保护座会同步移动。这样设置，使得即便熔接强度不够，在做加速移动时熔接处断裂，预制棒也不会掉落损坏，预制棒会掉入支撑保护座，预制棒的底部与柔性垫接触。

实际运用时，第一轨道可以为燕尾槽，第一部分可以设置与燕尾槽适配的滑块。

实际运用时，为了适配预制棒，优选的，柔性垫的上部具有内凹的锥状结构。

于本发明其中一实施例中，所述喷灯灯座包括：

灯座本体，灯座本体的上表面邻近圆弧形凹口的部分具有两个间隔分布的圆弧形凹槽，且邻近圆弧形凹口的为第一弧形凹槽，远离圆弧形凹口的为第二弧形凹槽，两个圆弧形凹槽的侧壁的轴线相重合，所述第一弧形凹槽内侧壁设有齿条；

喷灯架，固定安装有第一电机，所述第一电机的输出轴通过齿轮与所述齿条配合，所述喷灯安装在喷灯架上；

限位杆，一端与喷灯架相对固定，另一端伸入所述第二弧形凹槽内。

各灯座本体的圆弧形凹槽的圆弧状侧壁有四个，四个圆弧状侧壁的轴线均重合；侧壁的轴线指的是，侧壁上各点的位置与一直线的距离均相等，这条直线就是侧壁的轴线。喷灯灯座的这种结构形式使得喷灯架能够沿着第一弧形凹槽做往复运动，从而带动喷灯沿预制棒周向往复运动，两个喷灯灯座相互配合，能够实现预制棒周向上的高温熔接操作。

实际运用时，在熔接结束且测试强度合格后，通过第二驱动机构的驱动，喷灯可以沿着预制棒轴线移动，同时能够绕预制棒轴线转动，即本申请的熔接设备可以对预制棒进行高温退火处理。

于本发明其中一实施例中，所述第一驱动机构为气缸、油缸或者直线电机，所述第二驱动机构为气缸、油缸或者直线电机。

于本发明其中一实施例中，第三驱动机构包括：

转动安装在竖板上端的导向轮；

设置在竖板下部的收卷轮，收卷轮和l形架分别位于竖板的两侧；

收卷电机，用于驱动所述收卷轮转动；

拉索，一端与收卷轮固定，另一端绕过所述导向轮后与l形架的第二部分固定。

通过收卷电机的驱动，能够将拉索收卷在收卷轮，此时l形架能够被拉动，做加速运动。

于本发明其中一实施例中，所述第一部分具有限位台阶，所述竖板固定有限位板，所述限位部用于与限位台阶配合，限定l形架的最低位置。

设置限位台阶和限位板能够方便l形架的定位。

于本发明其中一实施例中，锁定机构包括：

多个定位孔，上下间隔设置在第一部分的侧壁上；

固定板，固定在竖板上且位于第一部分的一侧，固定板上设置有通孔；

定位销，活动穿设在所述通孔上，定位销的第一端用于穿入对应的定位孔使竖板和第一部分相对固定住；

控制气缸，安装在竖板上，控制气缸的活塞杆端部与定位销的第二端固定，控制气缸用于控制定位销往复移动。

通过控制气缸能够将l形架锁紧或解锁。

于本发明其中一实施例中，所述丝杆机构包括：

竖直设置的丝杆，转动安装在第一部分；

第二轨道，固定在第一部分；

螺母块，外套在丝杆上，与丝杆螺纹配合，螺母块的外侧壁与所述第一轨道滑动配合，所述支撑保护座固定在螺母块上；

第二电机，用于驱动所述丝杆转动。

通过第二电机的驱动，丝杆转动，能够带动螺母块和支撑保护座上下移动。

于本发明其中一实施例中，所述第二轨道为梯形块，所述螺母块具有与梯形块配合的梯形槽。

于本发明其中一实施例中，所述圆弧形凹口侧壁具有石墨层。设置石墨层不会污染预制棒的表面。

本发明的有益效果是：本申请的方法在熔接辅助棒和预制棒时，辅助棒和预制棒不动，火焰在预制棒与辅助棒的交界处周向往复转动，这种加热方式能够熔接辅助棒和平直度不好的预制棒；相对于现有的通过人工观察是否熔接合格而言，通过对辅助棒施加作用力，使辅助棒和预制棒以设定的加速度a运动设定距离或运动设定时间，这种方式能够更为可靠的检测熔接强度。

附图说明：

图1是本发明光纤的制造方法的流程图；

图2熔接设备的结构示意图；

图3是熔接设备另一角度的示意图；

图4是图2中a处的放大图。

图中各附图标记为：

1、基座；2、座体；3、竖板；4、l形架；5、第一部分；6、第二部分；7、卡盘；8、辅助棒；9、预制棒；10、移动座；11、第一驱动机构；12、喷灯灯座；13、圆弧形凹口；14、第二驱动机构；15、喷灯；16、支撑保护座；17、限位套；18、柔性垫；19、灯座本体；20、第一弧形凹槽；21、第二弧形凹槽；22、喷灯架；23、限位杆；24、导向轮；25、收卷轮；26、收卷电机；27、拉索；28、限位台阶；29、限位板；30、定位孔；31、固定板；32、定位销；33、控制气缸；34、丝杆；35、第二轨道；36、螺母块；37、第二电机。

具体实施方式：

下面结合各附图，对本发明做详细描述。

如图1所示，一种光纤的制造方法，包括以下步骤：

1)将一根辅助棒夹持住，使其呈竖直状态，将预制棒竖直放置，预制棒的上端与辅助棒的下端对齐；

2)控制火焰在预制棒与辅助棒的交界处周向往复转动，控制预制棒上升，使预制棒与辅助棒相互挤压熔接成一体；

3)冷却熔接好的辅助棒和预制棒；

4)对辅助棒施加作用力，使辅助棒和预制棒以设定的加速度a运动设定距离或运动设定时间，运动结束后观察熔接处是否开裂或断裂，如果没有开裂或断裂进行下一步工序，如果开裂或断裂，判定熔接失败，将预制棒和辅助棒移至返修区；

5)对预制棒进行高温退火处理；

6)将高温退火处理后的预制棒放入拉丝炉，进行拉丝操作。

本申请的方法在熔接辅助棒和预制棒时，辅助棒和预制棒不动，火焰在预制棒与辅助棒的交界处周向往复转动，这种加热方式能够熔接辅助棒和平直度不好的预制棒；相对于现有的通过人工观察是否熔接合格而言，通过对辅助棒施加作用力，使辅助棒和预制棒以设定的加速度a运动设定距离或运动设定时间，这种方式能够更为可靠的检测熔接强度。

“如果开裂或断裂，判定熔接失败，将预制棒和辅助棒移至返修区”，指的是将预制棒和辅助棒移动到其他位置，工人会对熔接失败的预制棒和辅助棒进行再处理，后期可以重新进行熔接。

实际运用时，加速度a的范围：1.5～2。

实际运用时，运动距离可以为100mm～500mm。

实际运用时，设定时间可以为1s～3s。

如图2、3和4所示，于本实施例中，步骤1)～步骤4)通过熔接设备进行操作，熔接设备包括：

基座1，包括水平设置的座体2以及固定在座体2上的竖板3，竖板3上具有第一轨道(图中未示出)；

l形架4，包括与第一轨道活动配合的第一部分5以及设置在第一部分5上端、向外侧延伸的第二部分6，第二部分6设有用于夹持辅助棒8的卡盘7，卡盘7的轴线竖直设置；

两个移动座10，滑动安装在座体2上，且两个移动座10分别位于l形架4的两侧；

第一驱动机构11，用于驱动移动座10靠近或远离l形架4；

喷灯灯座12，滑动安装在移动座10上，喷灯灯座12靠近l形架4的一侧具有圆弧形凹口13，喷灯灯座12上安装有可绕一竖直轴线往复转动的喷灯15，两个喷灯灯座12相互接近时，两个圆弧形凹口13相互配合用于外套在预制棒9的外侧壁；

第二驱动机构14，用于驱动喷灯灯座12上下往复移动；

支撑保护座16，通过丝杆34机构安装在第一部分5，支撑保护座16能够沿第一部分5上下移动，支撑保护座16具有外套在预制棒9外侧壁上、用于限定预制棒9竖直位置的限位套17，还具有用于与预制棒9底部配合的柔性垫18；

第三驱动机构，用于控制l形架4相对第一轨道移动；

锁定机构，用于锁定或解锁第一部分5，当锁定第一部分5时，第一部分5与竖板3相对固定，当解锁第一部分5时，第一部分5能够相对竖板3上下移动。

熔接设备工作原理和过程：通过卡盘7将辅助棒8竖直卡住，通过支撑保护座16来限位和支撑预制棒9，使预制棒9竖直设置，通过丝杆34机构能够带动支撑保护座16和预制棒9上移，使预制棒9的上端与辅助棒8的下端对齐，然后通过第一驱动机构11，使两个喷灯灯座12相互靠近，两个圆弧形凹口13相互配合用于外套在预制棒9的外侧壁，通过第二驱动机构14调节喷灯灯座12的位置，使喷灯15位于预制棒9和辅助棒8交界处，喷灯15点火，通过喷灯15的往复转动，能够对预制棒9和辅助棒8的交界处加热，使其呈熔融状态，此时通过丝杆34机构带动支撑保护座16和预制棒9缓慢上移，最终使使预制棒9与辅助棒8相互挤压熔接成一体，熔接完成后，进行自然冷却。冷却完成后，测试熔接强度，具体过程如下：通过丝杆34机构带动支撑保护座16下移，此时支撑保护座16的柔性垫18不再与预制棒9接触，锁定机构解锁，第三驱动机构工作，带动l形架4相对第一轨道向上移动(以设定的加速度a运动设定距离或运动设定时间)，移动结束后，检测熔接处是否开裂或断裂，如果没有开裂或断裂进行下一步工序，如果开裂或断裂，判定熔接失败，将预制棒9和辅助棒8移至返修区。

支撑保护座16虽然不再支撑预制棒9的重量，但在l形架4移动时，支撑保护座16会同步移动。这样设置，使得即便熔接强度不够，在做加速移动时熔接处断裂，预制棒9也不会掉落损坏，预制棒9会掉入支撑保护座16，预制棒9的底部与柔性垫18接触。

实际运用时，第一轨道可以为燕尾槽，第一部分5可以设置与燕尾槽适配的滑块。

实际运用时，为了适配预制棒9的底部，优选的，柔性垫18的上部具有内凹的锥状结构。

如图2和4所示，于本实施例中，喷灯灯座12包括：

灯座本体19，灯座本体19的上表面邻近圆弧形凹口13的部分具有两个间隔分布的圆弧形凹槽，且邻近圆弧形凹口13的为第一弧形凹槽20，远离圆弧形凹口13的为第二弧形凹槽21，两个圆弧形凹槽的侧壁的轴线相重合，第一弧形凹槽20内侧壁设有齿条(图中省略未画出)；

喷灯架22，固定安装有第一电机(图中未画出)，第一电机的输出轴通过齿轮与齿条配合，喷灯15安装在喷灯架22上；

限位杆23，一端与喷灯架22相对固定，另一端伸入第二弧形凹槽21内。

各灯座本体19的圆弧形凹槽的圆弧状侧壁有四个，四个圆弧状侧壁的轴线均重合；侧壁的轴线指的是，侧壁上各点的位置与一直线的距离均相等，这条直线就是侧壁的轴线。喷灯灯座12的这种结构形式使得喷灯架22能够沿着第一弧形凹槽20做往复运动，从而带动喷灯15沿预制棒9周向往复运动，两个喷灯灯座12相互配合，能够实现预制棒9周向上的高温熔接操作。

实际运用时，在熔接结束且测试强度合格后，通过第二驱动机构14的驱动，喷灯15可以沿着预制棒9轴线移动，同时能够绕预制棒9轴线转动，即本申请的熔接设备可以对预制棒9进行高温退火处理。

于本实施例中，第一驱动机构11为气缸、油缸或者直线电机，第二驱动机构14为气缸、油缸或者直线电机。

如图2和3所示，于本实施例中，第三驱动机构包括：

转动安装在竖板3上端的导向轮24；

设置在竖板3下部的收卷轮25，收卷轮25和l形架4分别位于竖板3的两侧；

收卷电机26，用于驱动收卷轮25转动；

拉索27，一端与收卷轮25固定，另一端绕过导向轮24后与l形架4的第二部分6固定。

通过收卷电机26的驱动，能够将拉索27收卷在收卷轮25，此时l形架4能够被拉动，做加速运动。

如图2所示，于本实施例中，第一部分5具有限位台阶28，竖板3固定有限位板29，限位部用于与限位台阶28配合，限定l形架4的最低位置。设置限位台阶28和限位板29能够方便l形架4的定位。

如图2所示，于本实施例中，锁定机构包括：

多个定位孔30，上下间隔设置在第一部分5的侧壁上；

固定板31，固定在竖板3上且位于第一部分5的一侧，固定板31上设置有通孔(图中未标出)；

定位销32，活动穿设在通孔上，定位销32的第一端用于穿入对应的定位孔30使竖板3和第一部分5相对固定住；

控制气缸33，安装在竖板3上，控制气缸33的活塞杆端部与定位销32的第二端固定，控制气缸33用于控制定位销32往复移动。

通过控制气缸33能够将l形架4锁紧或解锁。

如图2所示，于本实施例中，丝杆34机构包括：

竖直设置的丝杆34，转动安装在第一部分5；

第二轨道35，固定在第一部分5；

螺母块36，外套在丝杆34上，与丝杆34螺纹配合，螺母块36的外侧壁与第一轨道滑动配合，支撑保护座16固定在螺母块36上；

第二电机37，用于驱动丝杆34转动。

通过第二电机37的驱动，丝杆34转动，能够带动螺母块36和支撑保护座16上下移动。

于本实施例中，第二轨道35为梯形块，螺母块36具有与梯形块配合的梯形槽。

实际运用时，圆弧形凹口13侧壁具有石墨层(图中未画出)。设置石墨层不会污染预制棒9的表面。

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。