光纖預制棒松散體的剝除方法及裝置與流程

本發(fā)明涉及光纖技術領域，尤其涉及一種光纖預制棒松散體的剝除裝置及方法。

背景技術：

利用OVD法制造光纖預制棒，其原理是將氣態(tài)鹵化物與氫氧焰或者甲烷焰進行反應，生產大量的二氧化硅“粉塵”顆粒，隨著芯棒的來回運動，一層一層沉積在芯棒的外表面，沉積完成以后，再進行燒結玻璃化，從而制得光纖預制棒。其生產示意圖如圖1所示：其中鹵化反應的噴燈3能產生大量的二氧化硅“粉塵”顆粒，芯棒1固定于設備上，能夠自轉，并左右移動，粉塵的松散體2沉積于芯棒1上。

如果在制造過程中出現(xiàn)設備異常，原料異常等突發(fā)狀況，整個光纖預制棒松散體將報廢。為了挽回部分損失，需要剝除粉塵的松散體2，保留其中的芯棒1，然后芯棒1進行必要的處理，重新用于生產。由于光纖預制棒松散體采用噴燈沉積，其松散體的密度較大，能夠達到0.5g/cm³，光纖預制棒松散體的松散體近乎玻璃化，從而導致松散體剝除困難。

現(xiàn)有技術中，需要人工用斧子將光纖預制棒松散體剝除至離芯棒5mm左右處，再使用純凈水沖洗芯棒松散體表面，利用松散體的溫度突變，將最內層的松散體爆開。工人采用斧子將預制棒松散體剝除，由于光纖預制棒松散體的密度較大，剝除的時候費時，費力，從而導致工人勞動強度大，且剝除效率較低。

技術實現(xiàn)要素：

為了降低工人的勞動強度，提高預制棒松散體的剝除效率，現(xiàn)提出了光纖預制棒松散體的剝除方法及裝置。

本申請的剝除方法和裝置能夠適用于各類尺寸的光纖預制棒松散體，特別適用于大尺寸的光纖預制棒松散體，因為大尺寸光纖預制棒松散體質量大，剝離量大，通過人工剝離時勞動強度特別大，通過本申請的剝除方法和裝置能夠有效降低勞動強度，提高剝除效率。

本發(fā)明采取的技術方案如下：

一種光纖預制棒松散體的剝除方法，包括以下步驟：

1)對沉積失敗的光纖預制棒松散體進行冷卻降溫；

2)將冷卻后的光纖預制棒松散體放入放置平臺；

3)控制剝削氣缸多次移動，從光纖預制棒松散體的一端移動至另一端，剝削氣缸每完成一次移動后，剝削氣缸的活塞桿帶動切削刀運動，對芯棒外側的松散體進行一次剝離處理；

4)調節(jié)剝削氣缸的位置或轉動光纖預制棒松散體，重復步驟3)；

5)重復步驟4)直至松散體與芯棒之間的最小距離在指定范圍內；

6)對芯棒外側的松散體進行瞬間降溫，使松散體從芯棒處炸開；

7)待芯棒冷卻后，對芯棒進行酸蝕處理。

考慮松散體的硬度，本方法切削刀通過剝削氣缸帶動，能夠自動快速的對松散體進行剝離；切削刀由剝削氣缸帶動，通過控制剝削氣缸的壓力能夠調節(jié)切削力；能使光纖預制棒松散體被自動切除，減輕工人的勞動強度。

可選的，所述步驟3)中，在剝削氣缸進行剝離處理時，通過定位機構將光纖預制棒松散體固定住。

通過定位機構能夠將光纖預制棒松散體固定住，防止剝削氣缸在進行剝離處理時，光纖預制棒松散體移動，影響剝離工作。

實際運用時，定位機構可以一直固定住光纖預制棒松散體，或者在剝離處理時固定住光纖預制棒松散體。

可選的，經過4次步驟3)后，光纖預制棒松散體上的松散體呈長方體狀，此時完成一次周向剝除操作；

通過至少一次周向剝除操作，使得松散體與芯棒之間的最小距離在指定范圍內。

為了使光纖預制棒松散體剝離成長方體狀，可以在第一次時，切削第一個面；第二次時，移動剝削氣缸，切削與第一個面相對設置的第二個面；第三次時，將光纖預制棒松散體轉動90°，切削第三個面；第四次時，將光纖預制棒松散體轉動180°，切削第四個面。

除了上面這種切削形式，還可以為：第一次時，切削第一個面；第二次時，將光纖預制棒松散體順時針轉動90°，然后切削第二個面；第三次時，將光纖預制棒松散體順時針轉動90°，然后切削第三個面；第四次時，將光纖預制棒松散體順時針轉動90°，然后切削第四個面。

上面第二種切削形式還可以將順時針轉動90°替換成逆時針轉動90°。

除了上文的切削方法，實際運用時，可以根據(jù)需要選擇切削順序以及相應的旋轉角度。

可選的，所述步驟5)中的指定范圍為：3～10mm。

可選的，每完成一次周向剝除操作后，調節(jié)剝削氣缸的位置，使剝削氣缸距芯棒軸線的水平距離變小。

通過多次周向剝除操作，能夠減小每次剝離操作時的剝離量，能夠降低剝削氣缸和切削刀的工作強度，從而保證剝離的可靠性和剝離效果。

可選的，所述步驟1)中，將沉積失敗的光纖預制棒松散體冷卻降溫至180℃～250℃；在進行所述步驟6)之前，將光纖預制棒松散體冷卻至130℃～160℃。

可選的，步驟6)中的瞬間降溫操作方法如下：對松散體表面沖洗5°C～20℃的純凈水。

為了保證剝離操作的均勻性，所述步驟3)中，剝削氣缸每次移動相同距離。

所述步驟7)芯棒進行酸蝕處理后，用去離子水沖洗芯棒，并干燥。

本發(fā)明還公開了一種光纖預制棒松散體的剝除裝置，剝除裝置可以實現(xiàn)上述的剝除方法，剝除裝置包括：

機架，包括用于安放光纖預制棒松散體的放置平臺；

移動平臺，滑動設置在機架上；

驅動機構，驅動所述移動平臺沿放置平臺的長度方向移動；

剝削機構，安裝在所述移動平臺上，用于對光纖預制棒松散體進行剝除操作；

定位機構，用于將光纖預制棒松散體固定?。?/p>

所述剝削機構包括：

剝削氣缸，滑動安裝在所述移動平臺上；

固定結構，用于將剝削氣缸的缸身固定在移動平臺上；

切削刀，與所述剝削氣缸的活塞桿固定，用于剝離松散體。

切削刀通過剝削氣缸帶動，能夠自動快速的對松散體進行剝離；切削刀由剝削氣缸帶動，通過控制剝削氣缸的壓力能夠調節(jié)切削力；剝除裝置能使光纖預制棒松散體被自動切除，減輕工人的勞動強度。

剝除裝置工作過程如下：

將需要剝除松散體的光纖預制棒松散體放入放置平臺，為了方便定位、防止光纖預制棒松散體竄位，可以將光纖預制棒松散體的一端頂住基架；

調節(jié)剝削氣缸的位置，并通過固定結構使剝削氣缸的缸身與移動平臺固定；

剝削氣缸和定位機構工作，對松散體進行剝離操作；驅動機構工作，控制移動平臺逐次運動，從光纖預制棒松散體的一端移動至另一端完成一趟切削工作；

調節(jié)剝削氣缸的位置或轉動光纖預制棒松散體，再次完成一趟切削工作；

通過多次調節(jié)剝削氣缸的位置或轉動光纖預制棒松散體，完成多趟切削工作后，使光纖預制棒松散體滿足下道工序的要求，即在下道工序進行瞬間降溫時，剩余的松散體從芯棒處炸開。

通常情況上述使光纖預制棒松散體滿足下道工序的要求，指的是松散體與芯棒之間的最小距離在3～10mm之間。

可選的，所述定位機構包括：

兩個定位氣缸，安裝在移動平臺上且分別位于剝削氣缸的兩側；

定位塊，安裝在對應定位氣缸的活塞桿上，用于將光纖預制棒松散體按壓固定住。

定位氣缸工作時其活塞桿滑出，帶動定位塊頂住光纖預制棒松散體，從而對光纖預制棒松散體進行定位，兩個定位氣缸分別位于剝削氣缸的兩側，這樣設置使得切削刀工作時，受力較好，切削工作能夠順利可靠的進行。

為了保證定位效果，可選的，定位塊為四氟橡膠。實際運用時還可以采用其他材料。

可選的，所述機架設有前封板、后封板以及向前封板或后封板傾斜的傾斜板，所述傾斜板位于放置平臺的下方，用于將剝除的松散體集中至前封板或后封板的其中一側。

機架的這種設計方便收集被剝離的松散體物質，從而降低工人的勞動強度。實際運用時，松散體集中在哪個封板(前封板或后封板)，對應的封板開設有供松散體排出的排出口。

本申請所說的光纖預制棒松散體，指的不是成品光纖預制棒，本申請所說的光纖預制棒松散體包括芯棒和需要被剝除的松散體。

本發(fā)明的有益效果是：切削刀通過剝削氣缸帶動，能夠自動快速的對松散體進行剝離；切削刀由剝削氣缸帶動，通過控制剝削氣缸的壓力能夠調節(jié)切削力；能使光纖預制棒松散體被自動切除，減輕工人的勞動強度。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術光纖預制棒松散體生產示意圖；

圖2是本發(fā)明光纖預制棒松散體的剝除方法的流程圖；

圖3是本發(fā)明光纖預制棒松散體的剝除裝置的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明光纖預制棒松散體的剝除裝置另一視角的結構示意圖；

圖5是剝除裝置去除前封板后的結構示意圖；

圖6是移動平臺、剝削機構以及定位機構的結構示意圖；

圖7是剝除裝置的俯視圖；

圖8是剝除的順序示意圖。

圖中各附圖標記為：

1、芯棒，2、松散體，3、噴燈，4、機架，5、移動平臺，6、剝削機構，7、光纖預制棒松散體，8、定位機構，9、驅動機構，10、電機，11、絲桿，12、第一滑塊，13、第一軌道，14、放置平臺，15、前封板，16、排出口，17、后封板，18、絲桿螺母，19、傾斜板，20、鐵板，21、豎直桿，22、安裝板，23、條形定位孔，24、定位螺桿，25、蝶形螺母，26、剝削氣缸，27、定位氣缸，28、第二軌道，29、第二滑塊，30、定位塊，31、切削刀。

具體實施方式

下面結合各附圖，對本發(fā)明做詳細描述。

本申請所說的光纖預制棒松散體，指的不是成品光纖預制棒，本申請的光纖預制棒松散體包括芯棒和需要被剝除的松散體。

如圖2所示，一種光纖預制棒松散體的剝除方法，包括以下步驟：

1)對沉積失敗的光纖預制棒松散體進行冷卻降溫；

2)將冷卻后的光纖預制棒松散體放入放置平臺；

3)控制剝削氣缸多次移動，從光纖預制棒松散體的一端移動至另一端，剝削氣缸每完成一次移動后，剝削氣缸的活塞桿帶動切削刀運動，對芯棒外側的松散體進行一次剝離處理；

4)調節(jié)剝削氣缸的位置或轉動光纖預制棒松散體，重復步驟3)；

5)重復步驟4)直至松散體與芯棒之間的最小距離在指定范圍內；

6)對芯棒外側的松散體進行瞬間降溫，使松散體從芯棒處炸開；

7)待芯棒冷卻后，對芯棒進行酸蝕處理。

考慮松散體的硬度，本方法切削刀通過剝削氣缸帶動，能夠自動快速的對松散體進行剝離；切削刀由剝削氣缸帶動，通過控制剝削氣缸的壓力能夠調節(jié)切削力；能使光纖預制棒松散體被自動切除，減輕工人的勞動強度。

于本實施例中，步驟3)中，在剝削氣缸進行剝離處理時，通過定位機構將光纖預制棒松散體固定住。

通過定位機構能夠將光纖預制棒松散體固定住，防止剝削氣缸在進行剝離處理時，光纖預制棒松散體移動，影響剝離工作。

實際運用時，定位機構可以一直固定住光纖預制棒松散體，或者在剝離處理時固定住光纖預制棒松散體。

于本實施例中，經過4次步驟3)后，光纖預制棒松散體上的松散體呈長方體狀，此時完成一次周向剝除操作；

通過至少一次周向剝除操作，使得松散體與芯棒之間的最小距離在指定范圍內。

為了使光纖預制棒松散體剝離成長方體狀，可以在第一次時，切削第一個面；第二次時，移動剝削氣缸，切削與第一個面相對設置的第二個面；第三次時，將光纖預制棒松散體轉動90°，切削第三個面；第四次時，將光纖預制棒松散體轉動180°，切削第四個面。

除了上面這種切削形式，還可以為：第一次時，切削第一個面；第二次時，將光纖預制棒松散體順時針轉動90°，然后切削第二個面；第三次時，將光纖預制棒松散體順時針轉動90°，然后切削第三個面；第四次時，將光纖預制棒松散體順時針轉動90°，然后切削第四個面。

上面第二種切削形式還可以將順時針轉動90°替換成逆時針轉動90°。

除了上文的切削方法，實際運用時，可以根據(jù)需要選擇切削順序以及相應的旋轉角度。

于本實施例中，步驟5)中的指定范圍為：3～10mm。

于本實施例中，每完成一次周向剝除操作后，調節(jié)剝削氣缸的位置，使剝削氣缸距芯棒軸線的水平距離變小。

通過多次周向剝除操作，能夠減小每次剝離操作時的剝離量，能夠降低剝削氣缸和切削刀的工作強度，從而保證剝離的可靠性和剝離效果。

于本實施例中，步驟1)中，將沉積失敗的光纖預制棒松散體冷卻降溫至180℃～250℃；在進行步驟6)之前，將光纖預制棒松散體冷卻至130℃～160℃。

于本實施例中，步驟6)中的瞬間降溫操作方法如下：對松散體表面沖洗5℃～20℃的純凈水。

為了保證剝離操作的均勻性，步驟3)中，剝削氣缸每次移動相同距離。

步驟7)芯棒進行酸蝕處理后，用去離子水沖洗芯棒，并干燥。

如圖3、4、5和6所示，本實施例還公開了一種光纖預制棒松散體的剝除裝置，該剝除裝置能夠實現(xiàn)本實施例的方法，剝除裝置包括：

機架4，包括用于安放光纖預制棒松散體7的放置平臺14；

移動平臺5，滑動設置在機架4上；

驅動機構9，驅動移動平臺5沿放置平臺的長度方向移動；

剝削機構6，安裝在移動平臺上，用于對光纖預制棒松散體7進行剝除操作；

定位機構8，用于將光纖預制棒松散體7固定?。?/p>

如圖6所示，剝削機構6包括：

剝削氣缸26，滑動安裝在移動平臺5上；

固定結構，用于將剝削氣缸26的缸身固定在移動平臺5上；

切削刀31，與剝削氣缸26的活塞桿固定，用于剝離松散體。

切削刀通過剝削氣缸帶動，能夠自動快速的對松散體進行剝離；切削刀由剝削氣缸帶動，通過控制剝削氣缸的壓力能夠調節(jié)切削力；剝除裝置能使光纖預制棒松散體被自動切除，減輕工人的勞動強度。

如圖6所示，于本實施例中，定位機構8包括：

兩個定位氣缸27，安裝在移動平臺5上且分別位于剝削氣缸26的兩側；

定位塊30，安裝在對應定位氣缸的活塞桿上，用于將光纖預制棒松散體7按壓固定住。

定位氣缸工作時其活塞桿滑出，帶動定位塊頂住光纖預制棒松散體，從而對光纖預制棒松散體進行定位，兩個定位氣缸分別位于剝削氣缸的兩側，這樣設置使得切削刀工作時，受力較好，切削工作能夠順利可靠的進行。為了保證定位效果，于本實施例中，定位塊為四氟橡膠。實際運用時還可以采用其他材料。

如圖3、4和5所示，機架4設有前封板15、后封板17以及向前封板或后封板傾斜的傾斜板19，傾斜板19位于放置平臺14的下方，用于將剝除的松散體集中至前封板或后封板的其中一側。機架的這種設計方便收集被剝離的松散體物質，從而降低工人的勞動強度。于本實施例中，傾斜板19的下端位于前封板15一側，且前封板15開設有供松散體排出的排出口16(見圖3)；基架4還包括左、右封板，且本實施例中，為了方便松散體滑落，傾斜板與水平面呈現(xiàn)45度角。

如圖3和4所示，于本實施例中，機架4設有第一軌道13，移動平臺5上具有與第一軌道13配合的第一滑塊12。

本申請的驅動機構可以采用現(xiàn)有技術的驅動機構，如圖3和4所示，于本實施例中，驅動機構9包括：

絲桿11，轉動安裝在機架4上；

電機10，驅動絲桿11轉動；

絲桿螺母18，固定在移動平臺5上，且絲桿螺母18與絲桿11配合。

驅動機構工作時，通過電機10帶動絲桿11轉動，絲桿11與絲桿螺母18螺紋配合，絲桿螺母18不轉動，而是進行直線運動，帶動移動平臺5移動。于本實施例中，電機還連接有減速器，減速器與絲桿聯(lián)動，驅動機構還包括用于支撐絲桿的第一支撐座，支撐電機和電機減速器的第二支撐座(圖中未標識)。

如圖6所示，于本實施例中，移動平臺5上具有第二軌道28，第一軌道13和第二軌道28相互垂直，剝削氣缸26通過第二滑塊29與第二軌道28滑動配合。第一軌道和第二軌道相互垂直，這樣設計能夠方便徑向調節(jié)剝削氣缸的位置，方便切削工作。

如圖6所示，本實施例中，剝削氣缸26固定在安裝板22上，第二滑塊29固定在安裝板22上；

固定結構包括：

條形定位孔23，設置在移動平臺5上，移動平臺5具有與條形定位孔相配合的刻度標示；

定位螺桿24，一端固定在安裝板22上，另一端穿出條形定位孔23；

蝶形螺母25，與定位螺桿24配合，用于將定位螺桿與條形定位孔固定住。

本實施例中，條形定位孔23的長度方向與第二軌道28的長度方向平行。定位螺桿和蝶形螺母的配合能夠方便快捷的實現(xiàn)鎖緊和解鎖操作，方便調節(jié)剝削氣缸的位置，刻度標示能夠方便對剝削氣缸進行準確定位。

于本實施例中，放置平臺14包括平行放置的兩根桿，且兩根桿之間的間距小于芯棒的直徑。這樣設置可以使光纖預制棒松散體放置穩(wěn)固，又可以在剝除松散體后，芯棒不會從放置平臺掉落。實際運用時，兩根桿可以采用空芯方鋼，其空隙稍微小于芯棒的直徑。

于本實施例中，機架上設有可調節(jié)位置的限位傳感器，限位開關與移動平臺配合，感知移動平臺的位置，且限位傳感器與電機的控制系統(tǒng)電連接，通過限位傳感器，可以控制切削的行程，從而滿足各種尺寸的光纖預制棒松散體的剝除工作。如圖7所示，通過限位傳感器能夠控制移動平臺在切削起點A和切削終點B之間進行移動。

如圖6所示，于本實施例中，切削刀31可以為對稱的錐面斧子，其角度為25～30度，且斧子材料為經過熱處理的40Cr，保證斧子的硬度。

如圖5所示，于本實施例中，基架4包括至少四根豎直桿21，各豎直桿的下端固定有鐵板20。通過設置鐵板能夠增加與地面的接觸面積，基架受力效果好。

于本實施例中，放置平臺的高度為600～700mm，基架的長度為3500～4500mm(1.2～1.8倍光纖預制棒松散體的長度)，基架的寬度為500～900mm(1.5～2.5倍光纖預制棒松散體的直徑)，高度為900～1300mm，采用這種規(guī)格有利于工人操作設備剝除裝置。實際運用時，可以根據(jù)需要選擇相應的尺寸，本申請不做特別限定。

于本實施例中，剝削氣缸的缸徑大于80mm，以保證在0.3Mpa的壓力下，其切削力能夠切開光纖預制棒松散體的松散體。

下文描述本實施例剝除裝置的其中一種工作過程，實際操作時，可以根據(jù)需要調節(jié)相應步驟，工作過程如下：

將需要剝除松散體的光纖預制棒松散體7放入放置平臺14，為了方便定位、防止光纖預制棒松散體竄位，可以將光纖預制棒松散體7的一端頂住基架的左封板或者右封板；

調節(jié)限位傳感器的位置，使得移動平臺的行程即為需要剝除松散體的長度，參考圖7；

調節(jié)剝削氣缸26的位置，并通過固定結構使剝削氣缸的缸身與移動平臺固定；

剝削氣缸和定位機構工作，對松散體進行剝離操作，剝離操作過程如下：定位氣缸27工作，定位塊30頂住光纖預制棒松散體，然后剝削氣缸6工作，帶動切削刀31進行一次剝離操作；驅動機構工作，控制移動平臺逐次運動，從光纖預制棒松散體的A端移動至B端，完成一趟切削工作，且完成一趟切削工作后，控制移動平臺復位至初始位置；

調節(jié)剝削氣缸的位置或轉動光纖預制棒松散體，再次完成一趟切削工作；

通過多次調節(jié)剝削氣缸的位置或轉動光纖預制棒松散體，完成多趟切削工作后，使光纖預制棒松散體滿足下道工序的要求，即在下道工序進行瞬間降溫時，剩余的松散體從芯棒處炸開。

上述使光纖預制棒松散體滿足下道工序的要求，指的是松散體與芯棒之間的最小距離在3～10mm之間。

如圖8所示，本剝除裝置的其中一種剝除方式，通過8趟切削工作完成：

先完成1a趟切削工作，然后調節(jié)剝削氣缸位置，完成2a趟切削工作，將光纖預制棒松散體轉動90°，完成3a趟切削工作，再次將光纖預制棒松散體轉動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剝除操作，然后再進行另一次的周向剝除操作，圖8中，在完成4a趟切削工作后，調節(jié)剝削氣缸位置，使得其與芯棒之間的水平距離減少，然后進行5a趟切削工作后，再次調節(jié)剝削氣缸位置，完成6a趟切削工作，將光纖預制棒松散體轉動90°，完成7a趟切削工作，再次將光纖預制棒松散體轉動180°，完成8a趟切削工作。

除了圖8所示的剝除方式，剝除裝置還可以為其他形式，具體根據(jù)實際情況確定。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此即限制本發(fā)明的專利保護范圍，凡是運用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的保護范圍內。