一种光纤直径测量装置的制作方法

1.本技术涉及光纤制造技术领域，特别涉及一种光纤直径测量装置。


背景技术：

2.在光纤拉丝工艺及生产中需要对裸纤直径实时测量，由于光纤移动速度高达2800km/min，所以光纤易出现抖动，其位置难免会发生偏移，这样会对工艺产生诸多不利影响，包括如下：
3.1.光纤直径约为0.125mm，检测光纤直径的测径仪本身为高精度仪表，实际可测范围很窄，如果光纤在测径仪中的位置发生偏离会使测径仪无法检测光纤直径，从而导致整个拉丝系统无法正常运行；
4.2.光纤位置发生偏移后如果不及时发现并调节，容易与测径仪边缘发生摩擦，导致光纤表面磨损或断纤，大大影响拉丝工艺生产效率和光纤质量；
5.相关技术中，主要采用机械调节和手动调节以使光纤与测径仪中心对准，需要人员频繁参与点检和操作，大大降低生产效率，无法满足现代工业自动化生产需求。


技术实现要素：

6.本技术实施例提供一种光纤直径测量装置，以解决相关技术中光纤与测径仪中心位置校准效率低的问题。
7.本技术提供的技术方案具体如下：
8.本技术提供了一种光纤直径测量装置，包括：测径仪，其具有用于光纤通过的测径口；
9.校准元件，其设于所述测径口上，并用于检测光纤中心与测径口中心的位置偏差；
10.驱动机构，其与所述测径仪相连；
11.控制器，所述控制器与所述校准元件和所述驱动机构相连，并根据校准元件检测的位置偏差，控制所述驱动机构驱使所述测径仪移动。
12.一些实施例中，所述驱动机构包括：
13.支座，其设于所述测径仪下方；
14.x轴滑移机构，其包括设置在所述支座上的x轴导轨、安装在x轴导轨上的x轴移动平台和用于驱使所述x轴移动平台沿x轴导轨滑移的第一驱动模块；
15.y轴滑移机构，其包括设置在所述x轴移动平台上的y轴导轨、安装在y轴导轨上的y轴移动平台和用于驱使所述y轴移动平台沿y轴导轨滑移的第二驱动模块；
16.所述测径仪设置于所述y轴移动平台上。
17.一些实施例中，所述第一驱动模块包括第一伺服驱动器和第一伺服电机，所述第一伺服驱动器分别与所述控制器和所述第一伺服电机相连，所述第一伺服电机与所述x轴移动平台通过第一联轴器相连。
18.一些实施例中，所述第二驱动模块包括第二伺服驱动器和第二伺服电机，所述第
二伺服驱动器分别与所述控制器和所述第二伺服电机相连，所述第二伺服电机与所述y轴移动平台通过第二联轴器相连。
19.一些实施例中，所述x轴导轨的两个端部以及所述y轴导轨的两个端部设有接近开关，所述接近开关与所述控制器相连。
20.一些实施例中，所述测径仪包括外壳，所述外壳的一端形成所述测径口，以及
21.另一端设有进水口和出水口，所述外壳的内腔设有连通所述进水口和所述出水口的冷却水通道。
22.所述校准元件包括：
23.第一成像设备，用于沿与测径口的中心轴线垂直的第一方向拍摄光纤和测径口的第一图像；
24.第二成像设备，用于沿与测径口的中心轴线垂直的第二方向拍摄光纤和测径口的第二图像，所述第二方向垂直于第一方向；
25.图像处理系统，用于检测第一图像中光纤中心位置和测径口中心位置之间的第一偏差，以及
26.用于检测第二图像中光纤中心位置和测径口中心位置的第二偏差。
27.一些实施例中，所述测径仪上设有水平仪。
28.一些实施例中，所述测径仪与所述驱动机构转动连接。
29.一些实施例中，其还包括操作系统，所述操作系统包括控制面板，所述控制面板与所述控制器相连。
30.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：本技术实施例提供的光纤直径测量装置，校准元件可实时检测光纤中心与测径口中心的位置偏差，并将该数据传输至控制器，控制器根据信息判断后，将调整信号反馈给驱动机构，进而驱动机构驱使测径仪移动，以使该位置偏差调整至零或在预定的范围内，由此实现了光纤中心与测径口中心的对准，全自动化控制，极大提高了生产效率，并能保证测径仪稳定的测量光纤直径，同时避免光纤与测径仪边缘发生摩擦导致磨损或断纤。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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。
32.图1为本技术实施例提供的光纤直径测量装置的结构示意图；
33.图2为本技术实施例提供的控制面板的结构示意图。
34.图中：1、测径仪；11、测径口；12、外壳；13、进水口；14、出水口；2、支座；3、x轴滑移机构；31、x轴导轨；32、x轴移动平台；33、第一伺服电机；4、y轴滑移机构；41、y轴导轨；42、y轴移动平台；43、第二伺服电机；5、接近开关；6、水平仪；7、控制面板；701、自动模式按钮；702、手动模式按钮；703、x轴左移按钮；704、x轴右移按钮；705、y轴左移按钮；706、y轴右移按钮；707、x轴右极限指示灯；708、x轴左极限指示灯；709、y轴右极限指示灯；710、y轴左极限指示灯。
具体实施方式
35.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
36.本技术如图1所示，本技术实施例提供了一种光纤直径测量装置，包括测径仪1，其具有用于光纤通过的测径口11；
37.校准元件，其设于所述测径口11上，并用于检测光纤中心与测径口11中心的位置偏差；
38.驱动机构，其与所述测径仪1相连；
39.控制器，所述控制器与所述校准元件和所述驱动机构相连，并根据校准元件检测的位置偏差，控制所述驱动机构驱使所述测径仪1移动。
40.本技术提供的光纤直径测量装置对准光纤与测径口中心的操作包括以下步骤：
41.101：校准元件获取光纤中心的位置和测径口11中心的位置，基于两者的中心位置，得到光纤中心与测径口11中心的x轴偏差和y轴偏差；
42.102：控制器接收到x轴偏差和y轴偏差后计算得到x轴调整距离和y轴调整距离，并将该信号传输给驱动机构；
43.103：驱动机构根据x轴调整距离和y轴调整距离移动测径口11，以使x轴偏差和y轴偏差调整至零或预定范围内，由此实现光纤中心与测径口11中心的对准。
44.在优选的实施例中，所述控制器与所述测径仪1和所述驱动机构之间采用工业抗干扰双屏蔽网线进行信号传输，避免系统受外界电磁场干扰，达到稳定可靠运行效果。
45.进一步的，所述控制器可以为plc控制器，优选所述plc控制器采用pid算法进行控制调节，具有调节精准、平稳的优点，降低测径仪调整过程的震荡，进一步保证光纤直径测量稳定无波动。
46.在一些实施例中，所述驱动机构包括：
47.支座2，其设于所述测径仪1下方；
48.x轴滑移机构3，其包括设置在所述支座2上的x轴导轨31、安装在x轴导轨31上的x轴移动平台32和用于驱使所述x轴移动平台32沿x轴导轨31滑移的第一驱动模块；
49.y轴滑移机构4，其包括设置在所述x轴移动平台32上的y轴导轨41、安装在y轴导轨41上的y轴移动平台42和用于驱使所述y轴移动平台42沿y轴导轨41滑移的第二驱动模块；
50.所述测径仪1设置于所述y轴移动平台42上。
51.具体的，所述x轴导轨31与所述y轴导轨41垂直设置，通过第一驱动模块和第二驱动模块可以带动测径仪1在水平面内运动，以使测径口11与光纤中心重合或在预定的偏差范围内。
52.在一些实施例中，所述第一驱动模块包括第一伺服驱动器和第一伺服电机33，所述第一伺服驱动器分别与所述控制器和所述第一伺服电机33相连，所述第一伺服电机33与所述x轴移动平台32通过第一联轴器相连。
53.在一些实施例中，所述第二驱动模块包括第二伺服驱动器和第二伺服电机43，所述第二伺服驱动器分别与所述控制器和所述第二伺服电机43相连，所述第二伺服电机43与
所述y轴移动平台42通过第二联轴器相连。
54.控制器接收校准元件的位置偏差，根据位置偏差，控制第一伺服驱动器和/或第二伺服驱动器输出控制信号，第一伺服电机和/或第二伺服电机接收到控制信号后，输出转矩和转速通过联轴器带动x轴移动平台32和/或y轴移动平台42运动，从而实现光纤中心与测径口11中心的对准，伺服电机和伺服驱动器具有精度高的特点，保证系统在0.1mm范围的调节精度。
55.在一些实施例中，所述x轴导轨的两个端部以及所述y轴导轨41的两个端部设有接近开关5，所述接近开关5与所述控制器相连。
56.所述接近开关5用于防止x轴移动平台32和y轴移动平台42运动超程，起到限位保护作用。
57.在一些实施例中，所述测径仪1包括外壳12，所述外壳12的一端形成所述测径口11，以及
58.另一端设有进水口13和出水口14，所述外壳12的内腔设有连通所述进水口13和所述出水口14的冷却水通道。
59.由于光纤经预制棒高温熔融拉丝成型，为避免因光纤高温导致测径仪损坏，通过在测径仪1外壳12上开设进水口13和出水口14以及内腔增设冷却水通道，使得测径仪1内腔可通冷凝循环水，保证了测径仪1的冷却效果，提高仪器使用寿命。
60.在一些实施例中，所述校准元件至少包括：
61.第一成像设备，用于沿与测径口11的中心轴线垂直的第一方向拍摄光纤和测径口11的第一图像；
62.第二成像设备，用于沿与测径口11的中心轴线垂直的第二方向拍摄光纤和测径口11的第二图像，所述第二方向垂直于第一方向；
63.图像处理系统，用于检测第一图像中光纤中心位置和测径口11中心位置之间的第一偏差，以及
64.用于检测第二图像中光纤中心位置和测径口11中心位置的第二偏差。
65.具体的，所述第一偏差和第二偏差分别为x轴偏差和y轴偏差。
66.在一些实施例中，所述测径仪1上设有水平仪6。
67.所述水平仪6可用于检验测径仪1的安装位置是否处于水平状态，保证了校准元件测量光纤位置偏差的准确度，进一步的，优选所述水平仪6设置于所述外壳12的顶面。
68.在一些实施例中，所述测径仪1与所述驱动机构转动连接。
69.通过将所述测径仪1与所述驱动机构转动连接，使得测径仪1在水平面内可相对驱动机构转动，进一步增加测径口11位置的可调节范围，提高光纤直径测量装置的适配性。
70.在一些实施例中，其还包括操作系统，所述操作系统包括控制面板7，所述控制面板7与所述控制器相连。
71.在优选的实施例中，所述控制面板7包括按钮和指示灯，所述按钮和指示灯分别与所述控制器电连接。
72.进一步的，所述按钮包括模式选择按钮和移动按钮，例如：模式选择按钮包括自动模式按钮701和手动模式按钮702；
73.移动按钮包括x轴左移按钮703、x轴右移按钮704、y轴左移按钮705和y轴右移按钮
706。
74.可以理解的是，所述自动模式按钮701和手动模式按钮702分别用于命令控制器，以使光纤直径测量装置进入自动工作模式或者手动工作模式。
75.具体的，所述x轴左移按钮703用于命令控制器，控制驱动机构驱使x轴移动平台32向x轴导轨31的左端移动；
76.所述x轴右移按钮704用于命令控制器，控制驱动机构驱使x轴移动平台32沿x轴导轨31的右端移动；
77.所述y轴左移按钮705用于命令控制器，控制驱动机构驱使y轴移动平台42向y轴导轨41的左端移动；
78.所述y轴右移按钮706用于命令控制器，控制驱动机构驱使y轴移动平台42向y轴导轨41的右端移动。
79.需要说明的是，所述“左端”和所述“右端”指的是导轨长度方向上的两个端部。
80.进一步的，所述指示灯包括x轴右极限指示灯707、x轴左极限指示灯708、y轴右极限指示灯709和y轴左极限指示灯710。
81.具体的，当所述x轴移动平台32滑移至x轴导轨31的右端极限时，触发接近开关，接近开光将信号传输至控制器，控制器控制x轴右极限指示灯707亮起，同时，控制驱动机构停止驱动；
82.同理，x轴左极限指示灯708、y轴右极限指示灯709和y轴左极限指示灯710与x轴右极限指示灯707工作原理相同，在此不再一一赘述。
83.本技术提供的光纤直径测量装置包括两种工作模式：
84.一、自动工作模式，包括如下步骤：
85.101：按压自动模式按钮701，控制器接收该信号后，启动校准元件和驱动机构；
86.102：校准元件获取光纤中心的位置和测径口11中心的位置，基于两者的中心位置，得到光纤中心与测径口11中心的x轴偏差和y轴偏差；
87.103：控制器接收到x轴偏差和y轴偏差后计算得到x轴调整距离和y轴调整距离，并将该信号传输给驱动机构；
88.104：驱动机构根据x轴调整距离和y轴调整距离移动测径口11，以使x轴偏差和y轴偏差调整至零或预定范围内。
89.二、手动工作模式，包括如下步骤：
90.101：按压手动模式按钮702，控制器接收该信号后，启动校准元件；
91.102：校准元件获取光纤中心的位置和测径口11中心的位置，基于两者的中心位置，得到光纤中心与测径口11中心的x轴偏差和y轴偏差；
92.103：工作人员根据x轴偏差和y轴偏差选择对应的位移按钮，控制器接收到位移按钮的命令，并将该信号传输给驱动机构；
93.104：驱动机构驱使测径口11移动，以使x轴偏差和y轴偏差调整至零或预定范围内。
94.在优选的实施例中，所述控制面板上设有光纤位置虚拟画面，用于向工作人员直观展示光纤在测径口11中的位置及位置偏差。
95.需要说明的是，所述控制面板可以为机械装置或集成于上位机或触摸屏上的操作
界面。
96.在本技术实施例中，还可用机械手替代所述驱动机构，例如多自由度机器人，其具有用于夹持测径仪的夹具。
97.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
98.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
99.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。