光纤预制棒松散体的剥除装置的制作方法

本发明涉及光纤技术领域，尤其涉及一种光纤预制棒松散体的剥除装置及方法。

背景技术：

利用ovd法制造光纤预制棒，其原理是将气态卤化物与氢氧焰或者甲烷焰进行反应，生产大量的二氧化硅“粉尘”颗粒，随着芯棒的来回运动，一层一层沉积在芯棒的外表面，沉积完成以后，再进行烧结玻璃化，从而制得光纤预制棒。其生产示意图如图1所示：其中卤化反应的喷灯3能产生大量的二氧化硅“粉尘”颗粒，芯棒1固定于设备上，能够自转，并左右移动，粉尘的松散体2沉积于芯棒1上。

如果在制造过程中出现设备异常，原料异常等突发状况，整个光纤预制棒松散体将报废。为了挽回部分损失，需要剥除粉尘的松散体2，保留其中的芯棒1，然后芯棒1进行必要的处理，重新用于生产。由于光纤预制棒松散体采用喷灯沉积，其松散体的密度较大，能够达到0.5g/cm³，光纤预制棒松散体的松散体近乎玻璃化，从而导致松散体剥除困难。

现有技术中，需要人工用斧子将光纤预制棒松散体剥除至离芯棒5mm左右处，再使用纯净水冲洗芯棒松散体表面，利用松散体的温度突变，将最内层的松散体爆开。工人采用斧子将预制棒松散体剥除，由于光纤预制棒松散体的密度较大，剥除的时候费时，费力，从而导致工人劳动强度大，且剥除效率较低。

技术实现要素：

为了降低工人的劳动强度，提高预制棒松散体的剥除效率，现提出了光纤预制棒松散体的剥除方法及装置。

本申请的剥除方法和装置能够适用于各类尺寸的光纤预制棒松散体，特别适用于大尺寸的光纤预制棒松散体，因为大尺寸光纤预制棒松散体质量大，剥离量大，通过人工剥离时劳动强度特别大，通过本申请的剥除方法和装置能够有效降低劳动强度，提高剥除效率。

本发明采取的技术方案如下：

一种光纤预制棒松散体的剥除方法，包括以下步骤：

1)对沉积失败的光纤预制棒松散体进行冷却降温；

2)将冷却后的光纤预制棒松散体放入放置平台；

3)控制剥削气缸多次移动，从光纤预制棒松散体的一端移动至另一端，剥削气缸每完成一次移动后，剥削气缸的活塞杆带动切削刀运动，对芯棒外侧的松散体进行一次剥离处理；

4)调节剥削气缸的位置或转动光纤预制棒松散体，重复步骤3)；

5)重复步骤4)直至松散体与芯棒之间的最小距离在指定范围内；

6)对芯棒外侧的松散体进行瞬间降温，使松散体从芯棒处炸开；

7)待芯棒冷却后，对芯棒进行酸蚀处理。

考虑松散体的硬度，本方法切削刀通过剥削气缸带动，能够自动快速的对松散体进行剥离；切削刀由剥削气缸带动，通过控制剥削气缸的压力能够调节切削力；能使光纤预制棒松散体被自动切除，减轻工人的劳动强度。

可选的，所述步骤3)中，在剥削气缸进行剥离处理时，通过定位机构将光纤预制棒松散体固定住。

通过定位机构能够将光纤预制棒松散体固定住，防止剥削气缸在进行剥离处理时，光纤预制棒松散体移动，影响剥离工作。

实际运用时，定位机构可以一直固定住光纤预制棒松散体，或者在剥离处理时固定住光纤预制棒松散体。

可选的，经过4次步骤3)后，光纤预制棒松散体上的松散体呈长方体状，此时完成一次周向剥除操作；

通过至少一次周向剥除操作，使得松散体与芯棒之间的最小距离在指定范围内。

为了使光纤预制棒松散体剥离成长方体状，可以在第一次时，切削第一个面；第二次时，移动剥削气缸，切削与第一个面相对设置的第二个面；第三次时，将光纤预制棒松散体转动90°，切削第三个面；第四次时，将光纤预制棒松散体转动180°，切削第四个面。

除了上面这种切削形式，还可以为：第一次时，切削第一个面；第二次时，将光纤预制棒松散体顺时针转动90°，然后切削第二个面；第三次时，将光纤预制棒松散体顺时针转动90°，然后切削第三个面；第四次时，将光纤预制棒松散体顺时针转动90°，然后切削第四个面。

上面第二种切削形式还可以将顺时针转动90°替换成逆时针转动90°。

除了上文的切削方法，实际运用时，可以根据需要选择切削顺序以及相应的旋转角度。

可选的，所述步骤5)中的指定范围为：3～10mm。

可选的，每完成一次周向剥除操作后，调节剥削气缸的位置，使剥削气缸距芯棒轴线的水平距离变小。

通过多次周向剥除操作，能够减小每次剥离操作时的剥离量，能够降低剥削气缸和切削刀的工作强度，从而保证剥离的可靠性和剥离效果。

可选的，所述步骤1)中，将沉积失败的光纤预制棒松散体冷却降温至180℃～250℃；在进行所述步骤6)之前，将光纤预制棒松散体冷却至130℃～160℃。

可选的，步骤6)中的瞬间降温操作方法如下：对松散体表面冲洗5℃～20℃的纯净水。

为了保证剥离操作的均匀性，所述步骤3)中，剥削气缸每次移动相同距离。

所述步骤7)芯棒进行酸蚀处理后，用去离子水冲洗芯棒，并干燥。

本发明还公开了一种光纤预制棒松散体的剥除装置，剥除装置可以实现上述的剥除方法，剥除装置包括：

机架，包括用于安放光纤预制棒松散体的放置平台；

移动平台，滑动设置在机架上；

驱动机构，驱动所述移动平台沿放置平台的长度方向移动；

剥削机构，安装在所述移动平台上，用于对光纤预制棒松散体进行剥除操作；

定位机构，用于将光纤预制棒松散体固定住；

所述剥削机构包括：

剥削气缸，滑动安装在所述移动平台上；

固定结构，用于将剥削气缸的缸身固定在移动平台上；

切削刀，与所述剥削气缸的活塞杆固定，用于剥离松散体。

切削刀通过剥削气缸带动，能够自动快速的对松散体进行剥离；切削刀由剥削气缸带动，通过控制剥削气缸的压力能够调节切削力；剥除装置能使光纤预制棒松散体被自动切除，减轻工人的劳动强度。

剥除装置工作过程如下：

将需要剥除松散体的光纤预制棒松散体放入放置平台，为了方便定位、防止光纤预制棒松散体窜位，可以将光纤预制棒松散体的一端顶住基架；

调节剥削气缸的位置，并通过固定结构使剥削气缸的缸身与移动平台固定；

剥削气缸和定位机构工作，对松散体进行剥离操作；驱动机构工作，控制移动平台逐次运动，从光纤预制棒松散体的一端移动至另一端完成一趟切削工作；

调节剥削气缸的位置或转动光纤预制棒松散体，再次完成一趟切削工作；

通过多次调节剥削气缸的位置或转动光纤预制棒松散体，完成多趟切削工作后，使光纤预制棒松散体满足下道工序的要求，即在下道工序进行瞬间降温时，剩余的松散体从芯棒处炸开。

通常情况上述使光纤预制棒松散体满足下道工序的要求，指的是松散体与芯棒之间的最小距离在3～10mm之间。

可选的，所述定位机构包括：

两个定位气缸，安装在移动平台上且分别位于剥削气缸的两侧；

定位块，安装在对应定位气缸的活塞杆上，用于将光纤预制棒松散体按压固定住。

定位气缸工作时其活塞杆滑出，带动定位块顶住光纤预制棒松散体，从而对光纤预制棒松散体进行定位，两个定位气缸分别位于剥削气缸的两侧，这样设置使得切削刀工作时，受力较好，切削工作能够顺利可靠的进行。

为了保证定位效果，可选的，定位块为四氟橡胶。实际运用时还可以采用其他材料。

可选的，所述机架设有前封板、后封板以及向前封板或后封板倾斜的倾斜板，所述倾斜板位于放置平台的下方，用于将剥除的松散体集中至前封板或后封板的其中一侧。

机架的这种设计方便收集被剥离的松散体物质，从而降低工人的劳动强度。实际运用时，松散体集中在哪个封板(前封板或后封板)，对应的封板开设有供松散体排出的排出口。

本申请所说的光纤预制棒松散体，指的不是成品光纤预制棒，本申请所说的光纤预制棒松散体包括芯棒和需要被剥除的松散体。

本发明的有益效果是：切削刀通过剥削气缸带动，能够自动快速的对松散体进行剥离；切削刀由剥削气缸带动，通过控制剥削气缸的压力能够调节切削力；能使光纤预制棒松散体被自动切除，减轻工人的劳动强度。

附图说明

图1是现有技术光纤预制棒松散体生产示意图；

图2是本发明光纤预制棒松散体的剥除方法的流程图；

图3是本发明光纤预制棒松散体的剥除装置的结构示意图；

图4是本发明光纤预制棒松散体的剥除装置另一视角的结构示意图；

图5是剥除装置去除前封板后的结构示意图；

图6是移动平台、剥削机构以及定位机构的结构示意图；

图7是剥除装置的俯视图；

图8是剥除的顺序示意图。

图中各附图标记为：

1、芯棒，2、松散体，3、喷灯，4、机架，5、移动平台，6、剥削机构，7、光纤预制棒松散体，8、定位机构，9、驱动机构，10、电机，11、丝杆，12、第一滑块，13、第一轨道，14、放置平台，15、前封板，16、排出口，17、后封板，18、丝杆螺母，19、倾斜板，20、铁板，21、竖直杆，22、安装板，23、条形定位孔，24、定位螺杆，25、蝶形螺母，26、剥削气缸，27、定位气缸，28、第二轨道，29、第二滑块，30、定位块，31、切削刀。

具体实施方式

下面结合各附图，对本发明做详细描述。

本申请所说的光纤预制棒松散体，指的不是成品光纤预制棒，本申请的光纤预制棒松散体包括芯棒和需要被剥除的松散体。

如图2所示，一种光纤预制棒松散体的剥除方法，包括以下步骤：

1)对沉积失败的光纤预制棒松散体进行冷却降温；

2)将冷却后的光纤预制棒松散体放入放置平台；

3)控制剥削气缸多次移动，从光纤预制棒松散体的一端移动至另一端，剥削气缸每完成一次移动后，剥削气缸的活塞杆带动切削刀运动，对芯棒外侧的松散体进行一次剥离处理；

4)调节剥削气缸的位置或转动光纤预制棒松散体，重复步骤3)；

5)重复步骤4)直至松散体与芯棒之间的最小距离在指定范围内；

6)对芯棒外侧的松散体进行瞬间降温，使松散体从芯棒处炸开；

7)待芯棒冷却后，对芯棒进行酸蚀处理。

考虑松散体的硬度，本方法切削刀通过剥削气缸带动，能够自动快速的对松散体进行剥离；切削刀由剥削气缸带动，通过控制剥削气缸的压力能够调节切削力；能使光纤预制棒松散体被自动切除，减轻工人的劳动强度。

于本实施例中，步骤3)中，在剥削气缸进行剥离处理时，通过定位机构将光纤预制棒松散体固定住。

通过定位机构能够将光纤预制棒松散体固定住，防止剥削气缸在进行剥离处理时，光纤预制棒松散体移动，影响剥离工作。

实际运用时，定位机构可以一直固定住光纤预制棒松散体，或者在剥离处理时固定住光纤预制棒松散体。

于本实施例中，经过4次步骤3)后，光纤预制棒松散体上的松散体呈长方体状，此时完成一次周向剥除操作；

通过至少一次周向剥除操作，使得松散体与芯棒之间的最小距离在指定范围内。

为了使光纤预制棒松散体剥离成长方体状，可以在第一次时，切削第一个面；第二次时，移动剥削气缸，切削与第一个面相对设置的第二个面；第三次时，将光纤预制棒松散体转动90°，切削第三个面；第四次时，将光纤预制棒松散体转动180°，切削第四个面。

除了上面这种切削形式，还可以为：第一次时，切削第一个面；第二次时，将光纤预制棒松散体顺时针转动90°，然后切削第二个面；第三次时，将光纤预制棒松散体顺时针转动90°，然后切削第三个面；第四次时，将光纤预制棒松散体顺时针转动90°，然后切削第四个面。

上面第二种切削形式还可以将顺时针转动90°替换成逆时针转动90°。

除了上文的切削方法，实际运用时，可以根据需要选择切削顺序以及相应的旋转角度。

于本实施例中，步骤5)中的指定范围为：3～10mm。

于本实施例中，每完成一次周向剥除操作后，调节剥削气缸的位置，使剥削气缸距芯棒轴线的水平距离变小。

通过多次周向剥除操作，能够减小每次剥离操作时的剥离量，能够降低剥削气缸和切削刀的工作强度，从而保证剥离的可靠性和剥离效果。

于本实施例中，步骤1)中，将沉积失败的光纤预制棒松散体冷却降温至180℃～250℃；在进行步骤6)之前，将光纤预制棒松散体冷却至130℃～160℃。

于本实施例中，步骤6)中的瞬间降温操作方法如下：对松散体表面冲洗5℃～20℃的纯净水。

为了保证剥离操作的均匀性，步骤3)中，剥削气缸每次移动相同距离。

步骤7)芯棒进行酸蚀处理后，用去离子水冲洗芯棒，并干燥。

如图3、4、5和6所示，本实施例还公开了一种光纤预制棒松散体的剥除装置，该剥除装置能够实现本实施例的方法，剥除装置包括：

机架4，包括用于安放光纤预制棒松散体7的放置平台14；

移动平台5，滑动设置在机架4上；

驱动机构9，驱动移动平台5沿放置平台的长度方向移动；

剥削机构6，安装在移动平台上，用于对光纤预制棒松散体7进行剥除操作；

定位机构8，用于将光纤预制棒松散体7固定住；

如图6所示，剥削机构6包括：

剥削气缸26，滑动安装在移动平台5上；

固定结构，用于将剥削气缸26的缸身固定在移动平台5上；

切削刀31，与剥削气缸26的活塞杆固定，用于剥离松散体。

切削刀通过剥削气缸带动，能够自动快速的对松散体进行剥离；切削刀由剥削气缸带动，通过控制剥削气缸的压力能够调节切削力；剥除装置能使光纤预制棒松散体被自动切除，减轻工人的劳动强度。

如图6所示，于本实施例中，定位机构8包括：

两个定位气缸27，安装在移动平台5上且分别位于剥削气缸26的两侧；

定位块30，安装在对应定位气缸的活塞杆上，用于将光纤预制棒松散体7按压固定住。

定位气缸工作时其活塞杆滑出，带动定位块顶住光纤预制棒松散体，从而对光纤预制棒松散体进行定位，两个定位气缸分别位于剥削气缸的两侧，这样设置使得切削刀工作时，受力较好，切削工作能够顺利可靠的进行。为了保证定位效果，于本实施例中，定位块为四氟橡胶。实际运用时还可以采用其他材料。

如图3、4和5所示，机架4设有前封板15、后封板17以及向前封板或后封板倾斜的倾斜板19，倾斜板19位于放置平台14的下方，用于将剥除的松散体集中至前封板或后封板的其中一侧。机架的这种设计方便收集被剥离的松散体物质，从而降低工人的劳动强度。于本实施例中，倾斜板19的下端位于前封板15一侧，且前封板15开设有供松散体排出的排出口16(见图3)；基架4还包括左、右封板，且本实施例中，为了方便松散体滑落，倾斜板与水平面呈现45度角。

如图3和4所示，于本实施例中，机架4设有第一轨道13，移动平台5上具有与第一轨道13配合的第一滑块12。

本申请的驱动机构可以采用现有技术的驱动机构，如图3和4所示，于本实施例中，驱动机构9包括：

丝杆11，转动安装在机架4上；

电机10，驱动丝杆11转动；

丝杆螺母18，固定在移动平台5上，且丝杆螺母18与丝杆11配合。

驱动机构工作时，通过电机10带动丝杆11转动，丝杆11与丝杆螺母18螺纹配合，丝杆螺母18不转动，而是进行直线运动，带动移动平台5移动。于本实施例中，电机还连接有减速器，减速器与丝杆联动，驱动机构还包括用于支撑丝杆的第一支撑座，支撑电机和电机减速器的第二支撑座(图中未标识)。

如图6所示，于本实施例中，移动平台5上具有第二轨道28，第一轨道13和第二轨道28相互垂直，剥削气缸26通过第二滑块29与第二轨道28滑动配合。第一轨道和第二轨道相互垂直，这样设计能够方便径向调节剥削气缸的位置，方便切削工作。

如图6所示，本实施例中，剥削气缸26固定在安装板22上，第二滑块29固定在安装板22上；

固定结构包括：

条形定位孔23，设置在移动平台5上，移动平台5具有与条形定位孔相配合的刻度标示；

定位螺杆24，一端固定在安装板22上，另一端穿出条形定位孔23；

蝶形螺母25，与定位螺杆24配合，用于将定位螺杆与条形定位孔固定住。

本实施例中，条形定位孔23的长度方向与第二轨道28的长度方向平行。定位螺杆和蝶形螺母的配合能够方便快捷的实现锁紧和解锁操作，方便调节剥削气缸的位置，刻度标示能够方便对剥削气缸进行准确定位。

于本实施例中，放置平台14包括平行放置的两根杆，且两根杆之间的间距小于芯棒的直径。这样设置可以使光纤预制棒松散体放置稳固，又可以在剥除松散体后，芯棒不会从放置平台掉落。实际运用时，两根杆可以采用空芯方钢，其空隙稍微小于芯棒的直径。

于本实施例中，机架上设有可调节位置的限位传感器，限位开关与移动平台配合，感知移动平台的位置，且限位传感器与电机的控制系统电连接，通过限位传感器，可以控制切削的行程，从而满足各种尺寸的光纤预制棒松散体的剥除工作。如图7所示，通过限位传感器能够控制移动平台在切削起点a和切削终点b之间进行移动。

如图6所示，于本实施例中，切削刀31可以为对称的锥面斧子，其角度为25～30度，且斧子材料为经过热处理的40cr，保证斧子的硬度。

如图5所示，于本实施例中，基架4包括至少四根竖直杆21，各竖直杆的下端固定有铁板20。通过设置铁板能够增加与地面的接触面积，基架受力效果好。

于本实施例中，放置平台的高度为600～700mm，基架的长度为3500～4500mm(1.2～1.8倍光纤预制棒松散体的长度)，基架的宽度为500～900mm(1.5～2.5倍光纤预制棒松散体的直径)，高度为900～1300mm，采用这种规格有利于工人操作设备剥除装置。实际运用时，可以根据需要选择相应的尺寸，本申请不做特别限定。

于本实施例中，剥削气缸的缸径大于80mm，以保证在0.3mpa的压力下，其切削力能够切开光纤预制棒松散体的松散体。

下文描述本实施例剥除装置的其中一种工作过程，实际操作时，可以根据需要调节相应步骤，工作过程如下：

将需要剥除松散体的光纤预制棒松散体7放入放置平台14，为了方便定位、防止光纤预制棒松散体窜位，可以将光纤预制棒松散体7的一端顶住基架的左封板或者右封板；

调节限位传感器的位置，使得移动平台的行程即为需要剥除松散体的长度，参考图7；

调节剥削气缸26的位置，并通过固定结构使剥削气缸的缸身与移动平台固定；

剥削气缸和定位机构工作，对松散体进行剥离操作，剥离操作过程如下：定位气缸27工作，定位块30顶住光纤预制棒松散体，然后剥削气缸6工作，带动切削刀31进行一次剥离操作；驱动机构工作，控制移动平台逐次运动，从光纤预制棒松散体的a端移动至b端，完成一趟切削工作，且完成一趟切削工作后，控制移动平台复位至初始位置；

调节剥削气缸的位置或转动光纤预制棒松散体，再次完成一趟切削工作；

通过多次调节剥削气缸的位置或转动光纤预制棒松散体，完成多趟切削工作后，使光纤预制棒松散体满足下道工序的要求，即在下道工序进行瞬间降温时，剩余的松散体从芯棒处炸开。

上述使光纤预制棒松散体满足下道工序的要求，指的是松散体与芯棒之间的最小距离在3～10mm之间。

如图8所示，本剥除装置的其中一种剥除方式，通过8趟切削工作完成：

先完成1a趟切削工作，然后调节剥削气缸位置，完成2a趟切削工作，将光纤预制棒松散体转动90°，完成3a趟切削工作，再次将光纤预制棒松散体转动180°，完成4a趟切削工作，其中，每四趟切削工作即完成一次周向剥除操作，然后再进行另一次的周向剥除操作，图8中，在完成4a趟切削工作后，调节剥削气缸位置，使得其与芯棒之间的水平距离减少，然后进行5a趟切削工作后，再次调节剥削气缸位置，完成6a趟切削工作，将光纤预制棒松散体转动90°，完成7a趟切削工作，再次将光纤预制棒松散体转动180°，完成8a趟切削工作。

除了图8所示的剥除方式，剥除装置还可以为其他形式，具体根据实际情况确定。

以上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。