技術領域

本發(fā)明涉及一種基于機電一體化的光學器件加工設備，尤其涉及一種用于加工光纖的光纖繞線裝置。

背景技術：

目前，公知的對光纖的分段和盤繞是由手工和半手工完成的，分段是在工作臺上標記出所需要長度的距離，一名員工轉(zhuǎn)動盤有光纖的圓盤負責放光纖，另一名員工拉住光纖的頭步行至標記處并與之對齊，負責放光纖的員工用剪刀將光纖剪斷，如此循環(huán)往復，此方法造成每根光纖的長度誤差較大，效率低。市場上和某些廠家有光纖的自動或半自動繞線機，但局限于截面為圓柱狀光纖的盤繞，目前尚無盤繞其他種類光纖，例如帶狀光纖的自動或半自動設備。如圖1所示，傳統(tǒng)盤繞帶狀光纖是用一個夾具，將上述剪裁好的帶狀光纖的一端插入夾具可旋轉(zhuǎn)圓柱的缺口內(nèi)，圓柱的上端面裝有一個手柄，再將一片開有方口和二個圓孔的蓋板蓋在圓柱的上部，蓋板上的二個圓孔分別與手柄和旋轉(zhuǎn)圓柱的中心軸對齊并套在上面，轉(zhuǎn)動手柄即可將帶狀光纖盤繞在圓柱上，透過方口用不干膠紙或橡膠圈將盤繞好的帶狀光纖固定在一起，先后取下蓋板和盤繞好的帶狀光纖，用以上方法盤繞的帶狀光纖松緊度不一致，效率低。并且光纖放線機構、切線機構和繞線機構各自獨立運作，不能協(xié)同配合工作，生產(chǎn)工作效率不高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種光纖繞線裝置，該裝置采用機電一體化設計，光纖放線、切線和繞線過程聯(lián)動進行，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約人工成本。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種光纖繞線裝置，其包括：控制單元、調(diào)速電機、放線機構、第一步進電機、切線機構、第二步進電機和繞線機構；該切線機構包括：輸送單元、氣缸活塞桿和切線單元；控制單元控制調(diào)速電機驅(qū)動放線機構對光纖放線；控制單元控制第一步進電機驅(qū)動輸送單元輸送光纖，該輸送單元將光纖輸送至切線單元處；控制單元控制氣缸活塞桿驅(qū)動切線單元對光纖切割；控制單元控制第二步進電機驅(qū)動繞線機構對光纖盤繞。

優(yōu)選地，第三步進電機和卸料機構；所述控制單元控制第三步進電機驅(qū)動卸料機構將光纖從所述繞線機構中卸下。

優(yōu)選地，所述放線機構包括：機架體、導線輪和放線軸；導線輪和放線軸(3)分別固定在機架體上，放線軸與所述調(diào)速電機的輸出端連接；待切割的光纖經(jīng)由放線軸輸送至導線輪。

優(yōu)選地，所述導線輪包括第一導線輪和第二導線輪；所述放線機構還包括：張緊輪、導桿和配重塊；導桿通過一轉(zhuǎn)動軸固定在所述機架體上，導桿的兩端分別安裝張緊輪和配重塊，配重塊能夠沿導桿的軸線方向移動；待切割的光纖依次經(jīng)過第一導線輪、張緊輪和第二導線輪。

優(yōu)選地，所述切線機構中的輸送單元包括：主動輪和從動輪；所述切線單元包括一切刀；主動輪設置在從動輪下部，主動輪和從動輪之間夾有光纖；主動輪通過聯(lián)軸器與所述第一步進電機輸出端連接；氣缸活塞桿通過滑軌與切刀連接；所述控制單元驅(qū)動氣缸活塞桿控制切刀上下移動。

優(yōu)選地，所述主動輪與所述從動輪之間設有線槽，該線槽與待切割的光纖直徑等寬。

優(yōu)選地，所述繞線機構包括：繞線軸、壓塊；繞線軸通過聯(lián)軸器與所述第二步進電機輸出端連接，該繞線軸的端部設有線槽，該線槽中部具有一加寬部，該壓塊設置在加寬部中，所述控制單元控制第二步進電機驅(qū)動壓塊沿與線槽垂直的方向移動，用以將線槽中的光纖壓緊。

優(yōu)選地，所述繞線機構還包括一卸料套筒；該卸料套筒套設在所述繞線軸的外側；所述控制單元控制第三步進電機驅(qū)動該卸料套筒沿繞線軸的軸向水平移動。

優(yōu)選地，卸料套筒的筒壁上設有缺口。

將傳統(tǒng)的低效率手工操作直接提升到高效自動化設備來完成光纖的盤繞，提高了生產(chǎn)效率，改善了盤繞光纖的品質(zhì)，減輕了生產(chǎn)員工的勞動強度。該機的放線機構方便獨立使用，獨立使用時即是放線速度可調(diào)的放線機，光纖盤繞機構實現(xiàn)了對光纖的自動化盤繞，使產(chǎn)品的質(zhì)量得到進一步的提升，達到對光纖從裁剪到盤繞一次完成，提高效率，改善品質(zhì)的目的。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術中的盤繞光纖用夾具結構示意圖；

圖2為本發(fā)明中的光纖繞線裝置方框圖；

圖3為本發(fā)明中的光纖繞線裝置中的放線機構結構示意圖；

圖4為本發(fā)明中的光纖繞線裝置中的切線機構結構示意圖；

圖5為本發(fā)明中的光纖繞線裝置中的繞線機構結構示意圖；

圖6為本發(fā)明中的光纖繞線裝置的整體結構示意圖；

圖7為本發(fā)明中的管線繞線裝置的控制流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步地說明。

圖2為本發(fā)明中的光纖繞線裝置方框圖。本發(fā)明中的光纖繞線裝置，包括：控制單元、調(diào)速電機、放線機構、第一步進電機、切線機構、第二步進電機和繞線機構。該切線機構包括：輸送單元、氣缸活塞桿和切線單元，該切線單元包括切刀等切割用工具。其中，控制單元控制調(diào)速電機驅(qū)動放線機構對光纖放線；控制單元控制第一步進電機驅(qū)動輸送單元輸送光纖，該輸送單元可以將光纖輸送至切線單元處；控制單元控制氣缸活塞桿驅(qū)動切線單元對光纖切割；控制單元控制第二步進電機驅(qū)動繞線機構對光纖盤繞。該裝置還包括第三步進電機和卸料機構?？刂茊卧刂频谌竭M電機驅(qū)動卸料機構將光纖從所述繞線機構中卸下。其中控制單元優(yōu)選為單片機，采用單片機實現(xiàn)自動化控制，同時根據(jù)生產(chǎn)的不同需要各個部件又可以獨立控制和使用。

圖3為本發(fā)明中的光纖繞線裝置中的放線機構結構示意圖。該放線機構包括：機架體、至少兩個導線輪4、放線軸3；導線輪4和放線軸3分別固定在機架體上，放線軸3與所述調(diào)速電機的輸出端連接。待切割的光纖能夠經(jīng)由放線軸3輸送至導線輪4上。優(yōu)選地，所述放線機構還包括：張緊輪1、導桿7和配重塊8；導桿7通過一轉(zhuǎn)動軸2固定在所述機架體上，導桿7的兩端分別安裝張緊輪1和配重塊8，配重塊8能夠沿導桿7的軸線方向移動，導桿7的一端通過一絲頂將配重塊與導桿7固定。張緊輪1設置在兩個導線輪4之間，待切割的光纖依次經(jīng)過第一導線輪、張緊輪1和第二導線輪輸送到切線機構中。在放線過程中因原料盤半徑的變化，用張緊輪自動調(diào)整帶狀光纖在運行過程中始終保持平直狀態(tài)。該放線機構的機架結構可以是獨立的，當作為放線機獨立使用時，適用于帶狀、圓柱狀、及中空類的線性材料的放線。

圖4為本發(fā)明中的光纖繞線裝置中的切線機構結構示意圖。切線機構包括：主動輪11、從動輪12、氣缸活塞桿13和切刀14。從動輪12設置在主動輪11上部，主動輪與從動輪將經(jīng)過其間的光纖加緊，這樣伴隨著主動輪帶動光纖的運動，從動輪也隨之轉(zhuǎn)動。主動輪11通過聯(lián)軸器與所述第一步進電機輸出端連接，氣缸活塞桿13通過滑軌與切刀14連接；所述控制單元驅(qū)動氣缸活塞桿13控制切刀上下移動，用以切割光纖。主動輪11與所述被動輪12之間設有線槽，該線槽與待切割的光纖直徑等寬。采用該線槽結構，可以使光纖更加平穩(wěn)地從切線機構中的兩個導輪間穿出，并準確低送入繞線機構中。

圖5為本發(fā)明中的光纖繞線裝置中的繞線機構結構示意圖。該繞線機構包括：繞線軸21、壓塊23；繞線軸21通過聯(lián)軸器與所述第二步進電機輸出端連接，該繞線軸21的端部設有線槽21a，該線槽21a中部具有一加寬部21b，該壓塊23設置在加寬部21b中，所述控制單元就可以控制第二步進電機驅(qū)動壓塊23沿與線槽21a垂直的方向移動，用以壓住穿入到該線槽中的光纖。優(yōu)選地，該繞線機構還包括一卸料套筒22；該卸料套筒22套設在所述繞線軸21的外周上；所述控制單元控制第三步進電機驅(qū)動該卸料套筒22沿繞線軸21的軸向水平移動，可以將繞在卸料套筒22上的光纖從套筒上推出，使光纖落入收納裝置中。切斷機構與繞線機構可以安裝在一個機架體上面，繞線機構獨立使用時，適用于長度尺寸種類多，每種尺寸數(shù)量較少的帶狀光纖的盤繞，亦達到快速高效的目的。

圖6為本發(fā)明中的光纖繞線裝置的整體結構示意圖。其中放線機構張緊輪1的轉(zhuǎn)動軸2上裝有一個傳感器，放線軸3與調(diào)速電機相連接；切線機構設置有氣缸，氣缸的活塞桿13上裝有切刀14，主動輪11與被動輪12之間設有線槽，調(diào)壓旋扭16調(diào)整上述二輪之間的間隙；繞線機構設有步進電機與繞線軸21通過連軸器相連，壓塊23安裝在繞線軸21的端面，卸料套筒22設有二根推桿與汽缸活塞桿相連。帶狀光纖原料盤固定在放線機構的放線軸上，變頻器控制放線電機的旋轉(zhuǎn)速度，在放線過程中因原料盤半徑的變化，用張緊輪自動調(diào)整帶狀光纖在運行過程中始終保持平直狀態(tài)；切斷機構是通過安裝在輸送帶狀光纖主動輪上的旋轉(zhuǎn)編碼器，預先把所需要帶狀光纖的長度換算成主動輪需要旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)，編碼器控制步進電機旋轉(zhuǎn)相同的圈數(shù)，達到所需要裁剪的長度，控制單元發(fā)信號驅(qū)動氣缸活塞桿，活塞桿上安裝的切刀將帶狀光纖切斷；主動輪輸送帶狀光纖經(jīng)過導線槽把帶狀光纖送入繞線軸的缺口內(nèi)，再由壓塊裝置將其壓緊，步進電機帶動繞線軸將帶狀光纖盤繞在繞線軸上，完成后從卸料套筒的缺口處用不干膠帶或橡膠圈固定已盤好的光纖，氣缸活塞通過推桿向前推動卸料套筒，將已盤繞好的帶狀光纖盤從繞線軸上卸進接料盒內(nèi)。以上放帶狀光纖、裁剪帶狀光纖、盤繞帶狀光纖的三個機構是同步聯(lián)動的。但放線機構作為自動帶狀光纖繞線機的一個組件，同時可以獨立使用，即適用于帶狀光纖又適用于圓柱狀光纖，做到一臺機器多種用途，具備專機的高效，同時又可適用于某一類材料。帶狀光纖繞線機構同樣可以獨立使用，將任意長度不同規(guī)格的帶狀光纖送入繞線軸的缺口，啟動步進電機即可實現(xiàn)自動盤繞與自動卸料。

圖7為本發(fā)明中的管線繞線裝置的控制流程圖。其實施步驟如下：預先將放線軸3與切斷機構主動輪11的線速度調(diào)整一致，將帶狀光纖頭拉至超過切線機構的刃口14約20毫米處，按下控制箱上的運行按鈕，第一動作是切刀14將帶狀光纖頭切下，帶狀光纖頭的位置即為計長原點，單片機在接收到切斷信號后，發(fā)指令給輸送光纖主動輪11與放線機構的放線軸3同時轉(zhuǎn)動，帶狀光纖經(jīng)導線槽運行至安裝在繞線軸21上的壓塊23位置，單片機計數(shù)到原點至壓塊23這段距離后發(fā)信號繞線軸21開始旋轉(zhuǎn)的同時壓塊23向下壓緊光纖，這一過程由單片機自動控制；主動輪11旋轉(zhuǎn)到預先設置的圈數(shù)后停止轉(zhuǎn)動氣缸推動切刀14將光纖切斷；繞線軸旋轉(zhuǎn)到設定好的圈數(shù)后停止，操作員通過卸料套筒的缺口用不干膠紙或橡膠圈將帶狀光纖固定在一起，腳踏開關開啟氣缸，氣缸活塞通過二根推桿推動卸料套筒22將盤好的帶狀光纖從繞線軸21上卸下，卸料套筒22的內(nèi)徑與繞線軸21的外徑有0.01～0.03毫米的間隙，如此循環(huán)，從而實現(xiàn)了對帶狀光纖的自動盤繞。

綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點是：提高了裁剪與盤繞帶狀光纖的效率，減少了人力資源成本，改善了盤繞后的品質(zhì)，視生產(chǎn)的實際需要靈活方便的獨立使用放線機構與繞線機構，實現(xiàn)了光纖在裁剪與盤繞環(huán)節(jié)的自動化生產(chǎn)。