CN106289169B - 一种光纤涂覆模具的水平校正装置及校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤涂覆模具的水平校正装置及校正方法，包括水平测量装置和水平调整装置；平调整装置包括固定在拉丝机主体上的调节平台和设置在涂覆模具固定平台上的涂覆模具，调节平台上连接有涂覆模具固定平台，水平测量装置包括水平探测仪和其下方的校准模具，水平测量装置通过校准模具滑动槽与水平调整装置的涂覆模具滑动连接；将校准模具从左至右方向沿涂覆模具滑动，得到测量两个检测面时涂覆模具相对于水平基准面的测量数据值，通过计算得到涂覆模具的倾斜度，判断涂覆模具的水平度是否合格，通过测量控制器控制，实现对涂覆模具的水平面的校准。采用本发明能够精确的控制涂覆模具的水平度，调节效率和校准精度高，保证涂覆的均匀性。
Description
技术领域
本发明属于光纤制造技术领域，涉及一种光纤涂覆模具的水平校正装置及校正方法。
背景技术
随着光通信技术的发展，光纤在光传输过程中扮演着不可或缺的角色。尤其在信息爆炸的今天，云计算、4G/5G通信、智慧城市、智能家居等迅猛发展对光纤的传输性能也提出了更高的要求，超低损耗、大有效面积等新型光纤也应运而生。
由于光纤是由一定尺寸的预制棒在2000℃的高温中拉丝而成的，因此光纤质量的好坏直接由光纤的拉丝决定。拉丝塔从上到下依次为加热炉、1号激光测径仪、He冷却臂、2号激光测径仪、一次涂覆装置、一次UV固化、3号激光测径仪、二次涂覆、4号激光测径仪，经过牵引轮及导轮后进入收线装置。光纤自上而下经过多个部件，不仅需要对拉丝塔各部件的中心进行校正，而且需要在一次涂覆和二次涂覆的模具进行水平定位。
光纤涂覆层的均匀性直接影响光纤的传输性能，一次涂覆和二次涂覆的作用在于对光纤进行保护，增强光纤的弯曲性能。如果涂覆层不均匀，光纤在弯曲的时候，涂覆层薄的地方容易造成光纤的机械性能下降，轻则导致光纤表面产生裂纹，严重则导致光纤断裂。此外不均匀的涂覆层在使用精密的光纤剥离刀时，也容易造成对光纤的损伤。
因为涂覆模具需要定期拆卸清理，等清理完成再次固定时，可能造成模具表面水平度不高，造成光纤涂覆层的不均匀，影响光纤的拉丝速度，造成光纤损伤甚至断纤，降低了光纤的质量。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种光纤涂覆模具的水平校正装置及校正方法。保证一次涂覆层与二次涂覆层的均匀，避免光纤表面在通过模具时造成的损伤甚至断纤。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
一种光纤涂覆模具的水平校正装置，包括水平测量装置和水平调整装置；
所述水平调整装置包括固定在拉丝机主体上的调节平台，调节平台上连接有涂覆模具固定平台，涂覆模具固定平台上安装有一涂覆模具，在涂覆模具和涂覆模具固定平台上贯穿有一光纤穿入口；
所述水平测量装置包括水平探测仪和设在其下方的校准模具，水平探测仪中设有水平传感器，校准模具下端相对边对称分布有校准模具滑动槽，校准模具滑动槽的底部设有限位面；
所述水平测量装置通过校准模具滑动槽与水平调整装置的涂覆模具滑动连接，水平测量装置通过测量控制器控制，实现对涂覆模具的水平面的校准。
进一步，所述调节平台通过可调节螺钉与涂覆模具固定平台相连，可调节螺钉分布在调节平台连接部四个对角上，各可调节螺钉外侧分别设有一个可调节螺栓。
进一步，所述调节平台进一步设有模具基座，涂覆模具设在模具基座上。
进一步，所述涂覆模具的上端设有与校准模具滑动槽相配合的配合槽，涂覆模具的安装方向按照配合槽与拉丝机主体平行方向布置，在涂覆模具和涂覆模具固定平台上贯穿有一光纤穿入口。
进一步，所述校准模具的底部两侧设有对称的凹槽，凹槽的顶面作为水平基准面，校准模具滑动槽设在凹槽的两侧内壁，且与凹槽垂直分布，校准模具滑动槽内侧设有限位面。
进一步，所述水平基准面对应校准模具的两个外侧面分别为第一检测面和第二检测面。
相应地，本发明给出了一种光纤涂覆模具的水平校正方法，包括下述步骤：
1)将校准好的校准模具和水平探测仪连接，并将水平探测仪与测量控制器进行连接；
2)将水平调整装置固定在拉丝机主体上，涂覆模具安装在水平调整装置的模具基座上；
3)将校准模具底部两侧的凹槽顶面作为水平基准面，通过校准模具滑动槽与涂覆模具的上表面凸起处相契合，将校准模具与涂覆模具相连；
4)将校准模具从左至右方向沿涂覆模具滑动，得到测量第一检测面时涂覆模具相对于水平基准面的测量数据值X1、Y1；再水平翻转校准模具180°，从右至左的方向沿涂覆模具滑动，得到测量第二检测面时涂覆模具相对于水平基准面的测量数据值X2、Y2；通过测量控制器的液晶显示屏上显示测量两个检测面时的测量数据；
5)通过计算得到涂覆模具相对于水平基准面在X方向和Y方向的倾斜度X均和Y均，当X方向和Y方向的角度在±0.015°范围以内时，认为涂覆模具的水平度合格；否则，通过调节水平调整装置连接部四个角的可调节螺钉和可调节螺栓调整涂覆模具的水平度；
6)重复步骤4)-5)，直至达到水平度标准要求。
进一步，通过下式计算得到涂覆模具(10)相对于水平基准面在X方向和Y方向的倾斜度：
其中，与拉丝机主体相平行方向为Y方向，与拉丝机主体相垂直方向为X方向。
进一步，调整涂覆模具的水平度通过下述方法实现：
以X方向左侧近端可调节螺钉为A、远端可调节螺钉为D，右侧近端可调节螺钉为B、远端可调节螺钉为C进行调节；
当X>0.015°时：Y>0.015°，B向上调整；Y为±0.015°，A和B均向上调整；Y<-0.015°，A向上调整；
当X为±0.015°时：Y>0.015°，B和C向上调整；Y为±0.015°，不做调整；Y<-0.015°，B和C向下调整；
当X<-0.015°时：Y>0.015°，A向下调整；Y为±0.015°，A和B均向下调整；Y<-0.015°，B向下调整。
本发明的有益效果是：
1.根据光纤涂覆模具的特点，设计了与之相匹配的校准模具，在校准模具上安装有水平仪探测器，其内置有水平传感器。水平探测仪与测量控制器相连接，可以在测量控制器上显示其测试值，便于读数。该水平校准探测仪的测量精度为0.001°。可以同时测量涂覆模具在X方向和Y方向的斜度。采用该水平校正装置可以精确的控制涂覆模具的水平度，保证涂覆的均匀。
2.调节平台位于涂覆模具的后下方，调节台的所处的位置不会影响光纤的拉丝。在平台的四个角处采用4个螺钉对涂覆模具进行水平的调节。通过校准装置均定期进行校准，保证其自身的准确性及稳定性。
3.校准模具的外形为矩形，在其矩形平面上有一卡槽，且卡槽的一边设置有限位面。通过该卡槽与涂覆模具的凸起部位进行组合，当模具的侧面触碰到卡槽的限位面时，表明两个装置组合完成。分别采用校准模具的两个位置对涂覆模具进行测量(包括X方向和Y方向)，使用第一次的测量结果减去第二次的测量结果再进行平均。这样能够保证精度，提高对涂覆模具平台的校准能力。
4.设计有模具水平调节装置，为了不影响光纤的生产，该装置固定在位于涂覆模具下后方的平台，分别在平台的四个角上设置有调节水平的螺钉，通过调整螺钉的位置来改变模具平台的水平度。
5.新的涂覆模具调节装置通过液晶显示，相比于普通水平仪而言，精度更高，在调节的时候可以随时观察显示屏上变化的数据，直到调节到满足水平度的要求为止，提高了调节的效率。
附图说明
图1为涂覆模具及其水平调整装置；
图2为涂覆模具的水平测量装置；
图3为涂覆模具水平测量装置与水平调整装置的组合图(第一检测面测量)；
图4为涂覆模具水平测量装置与水平调整装置的组合图(第二检测面测量)；
图5为通过校正后撤去测量装置的光纤拉丝示意图；
图6为一次涂覆、二次涂覆的位置示意图；
图7为水平校正装置俯视图(第一检测面位置)；
图8为水平校正俯视图(第二检测面位置)。
图中：1.水平探测仪；2.水平探测仪固定螺钉；3.校准模具；4.限位面；5.校准模具滑动槽；6.(涂覆模具与校准模具的)配合槽；7.(涂覆模具)固定螺钉；8.光纤穿入口；9.涂覆模具固定平台；10.涂覆模具；11.可调节螺栓；12.可调节螺钉；13.调节平台；14.支架；15.拉丝机主体；16.第一检测面；17.运动方向一；18.运动方向二；19.第二检测面；20.(水平探测仪与测量控制器相连的)接口；21.光纤；22.光纤先经过一次涂覆后的位置；23.光纤经过二次涂覆的位置；24.A、B、C、D四个调整位置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。
如图1、图2所示，该光纤涂覆模具的水平校正装置，包括水平测量装置和水平调整装置。
图1所示为水平调整装置，包括通过支架14固定在拉丝机主体15上的调节平台13，调节平台13通过可调节螺钉12连接一涂覆模具固定平台9，涂覆模具固定平台9包括连接部和模具基座，在涂覆模具固定平台9的连接部上设有四个分布在对角上的可调节螺钉12，各可调节螺钉12外侧分别设有一个相互配合的可调节螺栓11。在涂覆模具固定平台9的模具基座上设有一涂覆模具10，涂覆模具10的上端两侧设有对称分布的配合槽6，涂覆模具10通过固定螺钉7与涂覆模具固定平台9模具基座相连，涂覆模具10的安装方向按照配合槽6与拉丝机主体15平行方向布置，在涂覆模具10和涂覆模具固定平台9上贯穿有一光纤穿入口8。
如图2所示，为水平测量装置结构图，包括水平探测仪1和设在其下方的校准模具3，水平探测仪1和校准模具3通过水平探测仪固定螺钉2进行固定；水平仪探测仪1的内部安装有水平传感器，水平仪探测仪1上设有与测量控制器相连的接口20；校准模具3下端相对边对称分布有校准模具滑动槽5，该校准滑动槽5与涂覆模具的配合槽6滑动连接。校准模具3的底部两侧设有对称的凹槽，凹槽的顶面作为水平基准面，水平基准面对应校准模具3的两个外侧面分别为第一检测面和第二检测面。校准模具滑动槽5设在凹槽的两侧内壁，且与凹槽垂直分布，校准模具滑动槽5内侧设有限位面4。
整个水平测量装置是通过第三方专业的检测机构进行定期的校准，保证水平探测仪1在校准模具3上的水平以及两个滑动槽的水平度。以整个涂覆模具水平测量装置整体作为基准进行测量。
图3所示为水平测量装置与水平调整装置的组合图(第一检测面测量)，将水平测量装置自左向右推入到涂覆模具10上，沿运动方向一17运动，直到限位面接触到涂覆模具时停止，开始对第一检测面16进行测量。
图4所示为水平测量装置与水平调整装置的组合图(第二检测面测量)，将水平探测装置自右向左推入到涂覆模具10上，沿运动方向二18运动，直到限位面接触到涂覆模具时停止，开始对第二检测面19进行测量，测量的数据传送到测量控制器的显示屏上。
图5所示为通过校正后撤去测量装置的光纤拉丝示意图，在测量完成后撤去测量装置，进行光纤21的拉制。
图6为一次涂覆二次涂覆的位置，光纤经过一次涂覆后的位置22，随后自拉丝机主体15下移至光纤经过二次涂覆的位置23，一次涂覆和二次涂覆的模具和水平校正方法相同，且校正平台都通过支架14固定在拉丝机主体15上。
图7为水平校正装置俯视图，图中所示的涂覆模具的水平测量装置为从左到右的方向，标注了坐标的方向，对应于图3。可通过调节点A、B、C、D四个调整位置24对模具的水平进行调节。
图8为水平校正装置俯视图，图中所示的涂覆模具的水平测量装置为从右到左的方向，标注了坐标的方向，对应于图4。
具体调节方法的步骤如下：
1.将水平探测仪1与测量控制器通过电缆连接，接口位于水平探测仪1的侧面和测量控制器的顶部。可以使用内部电源4节5#电池或外接电源，也可以使用外110V的电压电源。
2.图2中的水平探测仪1其内部安装有水平传感器，上表面标注出X/Y轴的正负方向，在测量水平时，将校准好的校准模具3和水平探测仪1连接，涂覆模具10的水平测量装置与待测涂覆模具直接接触进行测量。
3.测量控制器上显示屏显示内容包括有测量范围栏，可根据要求设定的水平合格范围，此值在测量过程中作为参考值，保持不变。数据显示栏，显示有实时测量的X/Y轴和水平面的倾斜度数。且水平探测仪的测量倾斜度数范围为±0.3°。
4.在进行水平测量时，将水平调整装置固定在拉丝机主体15上，涂覆模具10安装在水平调整装置的模具基座上；将水平探测仪1底部内侧的凹槽顶面(图2中A处所示)作为水平基准面，通过校准模具滑动槽5与涂覆模具10的上表面凸起处相契合，将校准模具3与涂覆模具10相连；使其与涂覆模具的上表面凸起处相契合。测量前，务必确定水平基面(凹槽内侧)和模具上表面凸起部位保持清洁，测量时注意不要碰损。
5.将水平仪探测仪1下方的校准模具3的凹槽，按照从左至右的方向，缓慢推入涂覆模具10上方，使第一检测面朝向外侧。必须将探测器下方卡槽滑到底，以模具侧面触碰到卡槽另一边限位面为准。首先测量第一检测面，得到测量第一检测面时涂覆模具10相对于水平基准面的测量数据值X1、Y1；待测量完毕后，再测量第二检测面，确保当探测器与模具上表面相契合后，不会被外界物体触碰(比如进料口，气体罩杯的夹子)。
6.打开电源，点击测试按钮，此时水平测量仪处于实时测量状态。操作员纪录控制器显示屏中，X、Y下方的数据的读数。第一检测面水平测量结束。注意观察显示屏中，数据的示值是否为角度单位。如果不是，需要点击控制器面板左下方的“单位”按钮，将示值转换为角度表示方式当显示屏中数据的示值稳定后，才可以进行数据记录。
7.将水平测量装置从涂覆模具上取下，水平翻转校准模具180°，并按照从右至左的方向，重新将水平测量装置与涂覆模具10表面契合，使第二检测面朝向外侧。
8.测量第二检测面，操作员在记录纸上纪录X、Y的角度示值，完成第二检测面水平的测量，得到测量第二检测面时涂覆模具10相对于水平基准面的测量数据值X2、Y2。
9.倾斜角度计算方法：按照给定公式(第一次测量面－第二次测量面)÷2＝倾斜角度，将两次测量中X轴.Y轴的D测试数据带入公式，计算出倾斜角度：
其中，与拉丝机主体相平行方向为Y方向，与拉丝机主体相垂直方向为X方向。
当计算后，X/Y轴倾斜角度均在±0.015°范围以内时，认为模具水平度合格，可以进行生产。进行计算时顺序不可颠倒，必须是第一面减去第二面。
10.当计算后的倾斜角度值超出±0.015°范围时，则该模具水平度不符合要求。从表1倾斜角度标准及调整方式中找出与倾斜角度匹配的选项，按照其后面对应的调整方式，对模具基座进行相应的调整。具体调节方式见下一步骤。
11.水平调节方法：模具水平调节螺钉分别位于涂覆模具下方平台的4个角上。每一个调节点由一对固定螺母、一对可调节螺母(可调节螺栓11)、一个可调节螺钉12组成，可调节螺钉的作用为调节平台在该位置的上下位置。可调节螺母的作用为水平调节完毕后，固定平台的相对位置。
表1倾斜角度标准及调整方式
12.调节螺钉分布规定。以X方向左侧近端可调节螺钉为A、远端可调节螺钉为D，右侧近端可调节螺钉为B、远端可调节螺钉为C进行调节；即从面向外侧的左边第一个调节螺母开始，按照逆时针顺序，4个角的调节螺母分别为A.B.C.D。
13.先松掉需要调节部位可调节螺栓11上的螺母。如果要向上调整，先松开面板上方的可调节螺栓11的螺母，再将面板下方的与之对应的可调节螺钉12向上进行拧动，观察示值变化。如果要向下调整，先松开面板下方的可调节螺栓11上的螺母，然后将上方的可调节螺钉12向下拧动，观察示值变化。每调整一次(1/4至1/2圈)，重新测量第一面与第二面水平度，并按照步骤10和步骤11所示方法进行计算并重新进行调节。可调节螺栓11最下方的两个螺母是固定用的，在进行调整时保持不动。必须将可调节螺栓11上的螺母松掉以后，才可以进行可调节螺钉12的调节。
14.将之前松开的可调节螺栓11的螺母重新拧紧，再次用水平仪进行测量，如果经过计算后的值，仍然超出倾斜角度的标准范围，则重新进行水平调节，直至达到水平度标准要求。达到标准要求后，撤去水平仪，模具水平调节工作结束。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种光纤涂覆模具的水平校正方法，其特征在于，包括下述步骤：
1)将校准好的校准模具(3)和水平探测仪(1)连接，并将水平探测仪(1)与测量控制器进行连接；
2)将水平调整装置固定在拉丝机主体(15)上，涂覆模具(10)安装在水平调整装置的模具基座上；
3)将校准模具(3)底部两侧的凹槽顶面作为水平基准面，通过校准模具滑动槽(5)与涂覆模具(10)的上表面凸起处相契合，将校准模具(3)与涂覆模具(10)相连；
4)将校准模具(3)从左至右方向沿涂覆模具(10)滑动，得到测量第一检测面时涂覆模具(10)相对于水平基准面的测量数据值X1、Y1；再水平翻转校准模具(3)180°，从右至左的方向沿涂覆模具(10)滑动，得到测量第二检测面时涂覆模具(10)相对于水平基准面的测量数据值X2、Y2；通过测量控制器的液晶显示屏上显示测量两个检测面时的测量数据；
5)通过计算得到涂覆模具(10)相对于水平基准面在X方向和Y方向的倾斜度X均和Y均，当X方向和Y方向的角度在±0.015°范围以内时，认为涂覆模具(10)的水平度合格；否则，通过调节水平调整装置连接部四个角的可调节螺钉(12)和可调节螺栓(11)调整涂覆模具(10)的水平度；
调整涂覆模具(10)的水平度通过下述方法实现：
以X方向左侧近端可调节螺钉为A、远端可调节螺钉为D，右侧近端可调节螺钉为B、远端可调节螺钉为C进行调节；
当X>0.015°时：Y>0.015°，B向上调整；Y为±0.015°，A和B均向上调整；Y<-0.015°，A向上调整；
当X为±0.015°时：Y>0.015°，B和C向上调整；Y为±0.015°，不做调整；Y<-0.015°，B和C向下调整；
当X<-0.015°时：Y>0.015°，A向下调整；Y为±0.015°，A和B均向下调整；Y<-0.015°，B向下调整；
6)重复步骤4)-5)，直至达到水平度标准要求。
2.根据权利要求1所述的光纤涂覆模具的水平校正方法，其特征在于，通过下式计算得到涂覆模具(10)相对于水平基准面在X方向和Y方向的倾斜度：
其中，与拉丝机主体相平行方向为Y方向，与拉丝机主体相垂直方向为X方向。
3.一种权利要求1所述方法采用的光纤涂覆模具的水平校正装置，其特征在于，包括水平测量装置和水平调整装置；
所述水平调整装置包括固定在拉丝机主体(15)上的调节平台(13)，调节平台(13)上连接有涂覆模具固定平台(9)；涂覆模具(10)安装在涂覆模具固定平台(9)上，在涂覆模具(10)和涂覆模具固定平台(9)上贯穿有一光纤穿入口(8)；
所述水平测量装置包括水平探测仪(1)和设在其下方的校准模具(3)，水平探测仪(1)中设有水平传感器，校准模具(3)下端对称分布有校准模具滑动槽(5)，校准模具滑动槽(5)的底部设有限位面(4)；
所述水平测量装置通过校准模具滑动槽(5)与水平调整装置的涂覆模具(10)滑动连接，水平测量装置通过测量控制器控制，实现对涂覆模具(10)的水平面的校准。
4.根据权利要求3所述的光纤涂覆模具的水平校正装置，其特征在于，所述调节平台(13)通过可调节螺钉(12)与涂覆模具固定平台(9)相连，可调节螺钉(12)分布在调节平台(13)连接部四个对角上，各可调节螺钉(12)外侧分别设有一个可调节螺栓(11)。
5.根据权利要求3所述的光纤涂覆模具的水平校正装置，其特征在于，所述调节平台(13)进一步设有模具基座，涂覆模具(10)设在模具基座上。
6.根据权利要求5所述的光纤涂覆模具的水平校正装置，其特征在于，所述涂覆模具(10)的上端设有与校准模具滑动槽(5)相配合的配合槽(6)，涂覆模具(10)的安装方向按照配合槽(6)与拉丝机主体(15)平行方向布置，在涂覆模具(10)和涂覆模具固定平台(9)上贯穿有一光纤穿入口(8)。
7.根据权利要求3所述的光纤涂覆模具的水平校正装置，其特征在于，所述校准模具(3)的底部两侧设有对称的凹槽，凹槽的顶面作为水平基准面，校准模具滑动槽(5)设在凹槽的两侧内壁，且与凹槽垂直分布，校准模具滑动槽(5)内侧设有限位面(4)。
8.根据权利要求7所述的光纤涂覆模具的水平校正装置，其特征在于，所述水平基准面对应校准模具(3)的两个外侧面分别为第一检测面和第二检测面。
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