一种在线检测调节松套管光纤余长装置及方法与流程

1.本发明涉及通信光缆生产技术领域，具体涉及一种在线检测调节松套管光纤余长装置及方法。


背景技术：

2.在光缆生产过程中，相对于其他工序，松套工序的工艺更为复杂，其中光纤在松套管中的余长需要确保在正常范围内。余长就是：光纤长度相对松套管长度的差值与松套管长度比的千分率。
3.在目前的松套管生产工序中，检测松套管的光纤余长需要线下测量，手工操作不仅耗时长，效率低，需要两人同时操作且需要保持精准度一致。若光纤余长超过范围，需要人工调整设备的参数来保证光纤余长达到合格范围内。
4.并且，松套工序并非检测每盘松套管的光纤余长且在线余长的状态未知，仅采用线下手动定期抽查松套管的光纤余长是否达标，存在漏检的质量风险。另外，截取定长的松套管在测量台上进行手工测量，操作要求高、效率低且一致性差，存在质量风险。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种在线检测调节松套管光纤余长装置及方法，能够解决现有技术中在测量台上进行手工测量余长，操作要求高、效率低且一致性差，存在质量风险的问题。
6.为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
7.本发明提供一种在线检测调节松套管光纤余长装置，包括：
8.多个放纤机构，其用于沿同一方向放出光纤，并检测放出对应光纤的长度，且调整光纤张力；
9.牵引套管机构，其设于所述放纤机构的出纤方向，用于在所有光纤外侧包覆松套管，并牵引内设光纤的松套管，且调整松套管的张力；
10.收线机构，其用于卷收内设光纤的松套管，并检测卷收松套管的长度；
11.控制机构，其用于根据放出各条光纤的长度以及包覆松套管的长度，调整松套管内光纤余长。
12.在一些可选的方案中，所述放纤机构包括：
13.纤盘，其用于缠绕存放光纤；
14.第一检测组件，其用于检测所述纤盘放出光纤的长度；
15.第一张紧组件，其设于所述纤盘和第一检测组件之间，用于调整所述纤盘放出光纤的张力。
16.在一些可选的方案中，所述第一张紧组件包括：
17.固定导轮，其可转动设置；
18.舞蹈器导轮，其与所述固定导轮间隔设置；
19.张力调节件，其与所述舞蹈器导轮连接，用于调节所述舞蹈器导轮与固定导轮之间的间距，以调整从所述纤盘放出后，绕过所述固定导轮和舞蹈器导轮上光纤的张力。
20.在一些可选的方案中，所述张力调节件包括：
21.舞蹈器摆杆，其一端转动设置，另一端与所述舞蹈器导轮连接；
22.气缸，与所述舞蹈器摆杆的中部连接，用于稳定或者调节舞蹈器导轮与固定导轮之间的间距。
23.在一些可选的方案中，所述第一检测组件包括：
24.计米导轮，其可转动设置并抵持在所述光纤上，使所述光纤移动时可带动其转动；
25.计米检测传感器，其用于检测计米导轮的转动圈数，以检测放出光纤的长度。
26.在一些可选的方案中，所述牵引套管机构包括：
27.挤出机，其设于所述放纤机构的出纤方向，用于在所有光纤外侧包覆松套管；
28.牵引轮，其用于牵引经过所述挤出机后内设光纤的松套管；
29.第二张紧组件，其设于所述挤出机和牵引轮之间，用于调整所述松套管的张力。
30.在一些可选的方案中，所述收线机构包括：
31.第三张紧组件，其设于所述牵引套管机构牵引出内设光纤松套管的方向，用于调整所述松套管的张力；
32.第二检测组件，其设于所述牵引套管机构和第三张紧组件之间，用于检测卷收松套管的长度。
33.另一方面，本发明还提供一种在线检测调节松套管光纤余长方法，利用上述的在线检测调节松套管光纤余长装置实施，包括以下步骤：
34.放出多条光纤，同时检测放出各条光纤的长度，并在所有光纤外侧包覆松套管；
35.卷收内设光纤的松套管，并检测卷收松套管的长度；
36.根据放出各条光纤的长度以及包覆松套管的长度，调整光纤或者松套管张力，以调整松套管内光纤余长。
37.在一些可选的方案中，所述的根据放出各条光纤的长度以及包覆松套管的长度，调整光纤或者松套管张力，以调整松套管内光纤余长，包括：
38.当测得所有光纤的余长值中超过设定数量的余长值不在设定范围内，先调整松套管的张力，当余长值大于设定范围的最大值时，增大松套管的张力，当余长值小于设定范围的最小值时，减小松套管的张力。
39.在一些可选的方案中，所述的根据放出各条光纤的长度以及包覆松套管的长度，调整光纤或者松套管张力，以调整松套管内光纤余长，还包括：
40.当测得某根光纤的余长值小于设定范围的最小值时，减小放纤张力；
41.当测得某根光纤的余长值大于设定范围的最大值时，增大放纤张力。
42.与现有技术相比，本发明的优点在于：通过多个放纤机构分别放出多条光纤的同时，检测放出各条光纤的长度，然后牵引套管机构在所有光纤外侧包覆松套管，收线机构卷收内设光纤的松套管，并检测卷收松套管的长度；控制机构根据放出各条光纤的长度以及包覆松套管的长度，计算松套管内的余长，并根据计算结果控制放纤机构调整光纤张力，或者控制牵引套管机构调整松套管张力，最终实现调整松套管内光纤余长保持在设定范围内。本方案通过在线监测的形式实时获取各条光纤的长度以及卷收松套管的长度，从而计
算余长，并通过控制机构根据余长来控制调节光纤或者松套管张力，来控制松套管内光纤余长在设定范围内。避免了现有技术中采用在加工后测量松套管内光纤余长效率低下，并且容易出现出错的问题；并且能够在线及时调整，提高了良品率。
附图说明
43.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。
44.图1为本发明实施例中在线检测调节松套管光纤余长装置的结构示意图；
45.图2为本发明实施例中放纤机构的结构示意图。
46.图中：1、放纤机构；11、纤盘；12、第一张紧组件；121、固定导轮；122、舞蹈器导轮；123、张力调节件；1231、舞蹈器摆杆；1232、气缸；1233、电气比例阀；1234、气管；13、第一检测组件；131、计米导轮；132、计米检测传感器；2、牵引套管机构；21、挤出机；22、第二张紧组件；23、牵引轮；3、收线机构；31、第三张紧组件；32、第二检测组件；4、控制机构。
具体实施方式
47.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。
48.以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
49.如图1所示，本发明提供一种在线检测调节松套管光纤余长装置，包括：牵引套管机构2、收线机构3、控制机构4和多个放纤机构1。
50.多个放纤机构1用于沿同一方向放出光纤，并检测放出对应光纤的长度，且调整光纤张力；牵引套管机构2设于放纤机构1的出纤方向，用于在所有光纤外侧包覆松套管，并牵引内设光纤的松套管，且调整松套管的张力；收线机构3用于卷收内设光纤的松套管，并检测卷收松套管的长度；控制机构4用于根据放出各条光纤的长度以及包覆松套管的长度，调整松套管内光纤余长。
51.在使用该装置时，多个放纤机构1分别放出多条光纤，同时检测放出各条光纤的长度，牵引套管机构2在所有光纤外侧包覆松套管；收线机构3卷收内设光纤的松套管，并检测卷收松套管的长度；控制机构4根据放出各条光纤的长度以及包覆松套管的长度，计算松套管内各条光纤的余长，余长不满足要求时，控制放纤机构1调整光纤张力，或者控制牵引套管机构2调整松套管张力，最终实现调整松套管内光纤余长在设定范围内。本方案通过在线监测的形式实时获取各条光纤的长度以及卷收松套管的长度，从而计算余长，并通过控制机构4根据余长来控制调节光纤或者松套管张力，来控制松套管内光纤余长在设定范围内。避免了现有技术中采用在加工后测量松套管内光纤余长效率低下，并且容易出现出错的问题；并且能够在线及时调整，提高了良品率。
52.本例中，多个放纤机构1通过间隔横向纵向排列设置，通过导向轮将各个放纤机构
1放出的光纤，转向至同一向方向，方便后续的牵引套管机构2在所有的光纤外侧套上松套管。
53.本例中，控制机构4包括plc、工控机以及人机交互界面，人机交互界面用来设置控制参数包括余长的设置范围，并可显示余长，光纤放出长度以及松套管的长度。plc和工控机用来接收检测到的光纤和松套管长度数据，进行计算，并判断是否满足余长的设置范围，并控制光纤和松套管的张力，以控制余长。
54.在一些可选的实施例中，放纤机构1包括：纤盘11、第一检测组件13和第一张紧组件12。
55.纤盘11用于缠绕存放光纤；第一检测组件13用于检测纤盘11放出光纤的长度；第一张紧组件12设于纤盘11和第一检测组件13之间，用于调整纤盘11放出光纤的张力。
56.在本实施例中，通过第一检测组件13检测纤盘11放出光纤的长度，然后将检测的数据传输给控制机构4，控制机构4通过计算各条光纤的余长是否满足要求，来控制各个第一张紧组件12对应光纤的张力，使其恢复至满足要求。另外，第一张紧组件12还可以保持光纤一定的张紧力，从而使第一检测组件13能够更加准确的检查放出光纤的长度。
57.如图2所示，在一些可选的实施例中，第一张紧组件12包括：固定导轮121、舞蹈器导轮122和张力调节件123。其中，固定导轮121可转动设置；舞蹈器导轮122与固定导轮121间隔设置；张力调节件123与舞蹈器导轮122连接，用于调节舞蹈器导轮122与固定导轮121之间的间距，以调整从纤盘11放出后，绕过固定导轮121和舞蹈器导轮122上光纤的张力。
58.在本实施例中，将固定导轮121和舞蹈器导轮122间隔设置，从纤盘11放出的光纤，从固定导轮121和舞蹈器导轮122远离纤盘11的一侧绕入，从固定导轮121和舞蹈器导轮122靠近纤盘11的另一侧绕出，利用张力调节件123调节舞蹈器导轮122与固定导轮121之间的间距，从而调整绕过固定导轮121和舞蹈器导轮122上光纤的张力。
59.在一些可选的实施例中，张力调节件123包括：舞蹈器摆杆1231和气缸1232。舞蹈器摆杆1231一端转动设置，另一端与舞蹈器导轮122连接；气缸1232与舞蹈器摆杆1231的中部连接，用于稳定或者调节舞蹈器导轮122与固定导轮121之间的间距。
60.在本实施例中，舞蹈器摆杆1231一端转动设置，气缸1232与舞蹈器摆杆1231的中部连接，形成杠杆结构，通过气缸1232的稳定舞蹈器导轮122与固定导轮121之间的间距，从而保持对光纤的张力，通过气缸1232的伸缩的。通过调节舞蹈器导轮122与固定导轮121之间的间距，从而调整对光纤的张力。其中，气缸1232与控制机构4信号，根据控制机构4的控制信号调节伸缩量，来调整光纤的张力，以控制余长。
61.另外，外界气源与气缸1232通过气管1234连接，气管1234上设有电气比例阀1233，对光纤的张力是由电气比例阀1233通过气管1234向气缸1232提供气压，使得气缸1232的活塞杆推动设有舞蹈器导轮122的舞蹈器摆杆1231所提供的。气缸1232气压的输入大小由控制机构4中的plc输出0-10vdc的模拟量来控制。
62.在一些可选的实施例中，第一检测组件13包括：计米导轮131和计米检测传感器132。
63.计米导轮131可转动设置并抵持在光纤上，使光纤移动时可带动其转动；计米检测传感器132用于检测计米导轮131的转动圈数，以检测放出光纤的长度。
64.在本实施例中，计米导轮131靠近第一张紧组件12设置，第一张紧组件12使绕过计
米导轮131的光纤保持一定的张力，避免光纤与计米导轮131之间产生滑动，从而导致计米导轮131的计数不准，导致测得的光纤长度不准确。计米导轮131的外侧等间距设有磁铁，光纤的实时计米由计米检测传感器132实时检测计米导轮131的等间距的磁铁，并将信号以脉冲的形式发送给控制机构4的plc输入接口，通过plc内部的计算程序进行计算输出实时光纤计米长度。
65.在一些可选的实施例中，牵引套管机构2包括：挤出机21、牵引轮23和第二张紧组件22。
66.挤出机21设于放纤机构1的出纤方向，用于在所有光纤外侧包覆松套管；牵引轮23用于牵引经过挤出机21后内设光纤的松套管；第二张紧组件22设于挤出机21和牵引轮23之间，用于调整松套管的张力。
67.在本实施例中，挤出机21在所有光纤外侧包覆松套管后，内设光纤的松套管经过第二张紧组件22后进入后牵引轮23，第二张紧组件22为松套管提供张力。第二张紧组件22与第一张紧组件12的结构相同，同样包括固定导轮、舞蹈器导轮和张力调节件，张力调节件同样包括舞蹈器摆杆、气缸、电气比例阀和气管。
68.将固定导轮和舞蹈器导轮间隔设置，内设光纤的松套管从固定导轮和舞蹈器导轮远离挤出机21的一侧绕入，从固定导轮和舞蹈器导轮靠近挤出机21的另一侧绕出，利用张力调节件调节舞蹈器导轮与固定导轮之间的间距，从而调整绕过固定导轮和舞蹈器导轮上松套管的张力。
69.内设光纤的松套管张力是由电气比例阀通过气管向气缸提供气压，使得气缸的活塞杆推动设有舞蹈器导轮的舞蹈器摆杆提供，气缸中气压的输入大小由控制机构4中的plc输出0-10vdc的模拟量来控制。
70.本例中，通过第二张紧组件22调整松套管的张力，来调节松套管内光纤的余长。
71.在一些可选的实施例中，收线机构3包括：第三张紧组件31和第二检测组件32。其中，第三张紧组件31设于牵引套管机构2牵引出内设光纤松套管的方向，用于调整松套管的张力；第二检测组件32，其设于牵引套管机构2和第三张紧组件31之间，用于检测卷收松套管的长度。
72.在本实施例中，第三张紧组件31与第二张紧组件22和第一张紧组件12的结构相同，同样包括固定导轮、舞蹈器导轮和张力调节件，张力调节件同样包括舞蹈器摆杆、气缸、电气比例阀和气管。
73.将固定导轮和舞蹈器导轮间隔设置，内设光纤的松套管从固定导轮和舞蹈器导轮远离牵引套管机构2的一侧绕入，从固定导轮和舞蹈器导轮靠近牵引套管机构2的另一侧绕出，利用张力调节件调节舞蹈器导轮与固定导轮之间的间距，从而调整绕过固定导轮和舞蹈器导轮上松套管的张力。
74.第二检测组件32与第一检测组件13的结构相同，包括计米导轮和计米检测传感器。第二检测组件32设于牵引套管机构2和第三张紧组件31之间，第三张紧组件31使绕过计米导轮的松套管保持一定的张力，避免松套管与计米导轮之间产生滑动，从而导致计米导轮的计数不准，导致测得的松套管长度不准确。计米导轮的外侧等间距设有磁铁，松套管的实时计米由计米检测传感器实时检测计米导轮的等间距的磁铁，并将信号以脉冲的形式发送给控制机构4的plc输入接口，通过内部的计算程序进行计算输出实时松套管的计米长
度。
75.本例中，第三张紧组件31与第二张紧组件22与相互配合来调整松套管的张力，其中第二张紧组件22主要调节，第三张紧组件31辅助调节。第三张紧组件31还用来使松套管保持一定张力，避免第二检测组件32的与计米导轮之间产生滑动，从而导致计米导轮的计数不准，导致测得的松套管长度不准确。
76.另一方面，本发明还提供一种在线检测调节松套管光纤余长方法，利用上述在线检测调节松套管光纤余长装置实施，包括以下步骤：
77.s1：放出多条光纤，同时检测放出各条光纤的长度，并在所有光纤外侧包覆松套管。
78.本例中，通过多个放纤机构1的纤盘11放出光纤，通过第一检测组件13检测纤盘11放出光纤的长度，利用挤出机21在所有光纤外侧包覆松套管，牵引轮23牵引经过挤出机21后内设光纤的松套管。
79.s2：卷收内设光纤的松套管，并检测卷收松套管的长度。
80.本例中，利用收线机构3的第二检测组件32检测卷收松套管的长度。
81.s3：根据放出各条光纤的长度以及包覆松套管的长度，调整光纤或者松套管张力，以调整松套管内光纤余长。
82.在本实施例中，根据产品结构设置放纤张力和松套管张力(后牵引舞蹈器以及收线舞蹈器提供的张力)以及余长检测时松套管的定长，并在人机界面hmi中设定光纤余长合格区间(ε0，ε1)。
83.位于放纤机构1上第一检测组件13所有计米传感器检测到脉冲信号，通过plc采集信号并经过内部程序进行计算，转换为实时光纤长度。
84.位于收线机构3上第二检测组件32的计米传感器检测到脉冲信号，通过plc采集信号并经内部程序进行计算，转换为实时松套管长度。
85.每当检测的松套管长度达到设定的定长l的同时获取相同时间段内各根光纤的长度l1，并分别计算每根光纤的余长为ε＝(l1-l)/l*100％。
86.考虑到在线测量光纤长度时光纤处于受力拉伸状态，而人工测量光纤长度时光纤处于零张力状态，将得到的每根光纤的余长与缩小一定比例范围的光纤余长合格区间(ε2，ε3)进行比较，其中区间(ε2，ε3)包含于区间(ε0，ε1)，即区间(ε0，ε1)位于区间(ε2，ε3)内。
87.在一些可选的实施例中，步骤s3包括以下步骤：
88.当测得所有光纤的余长值中超过设定数量的余长值不在设定范围内，先调整松套管的张力，当余长值大于设定范围的最大值时，增大松套管的张力，当余长值小于设定范围的最小值时，减小松套管的张力。
89.在本实施例中，当测得所有光纤的余长值中超过50％数量的余长值不在区间(ε2，ε3)范围内时，通过调整第二张紧组件22和第三张紧组件31，从而调整松套管张力。当余长值在区间(ε3，+∞)时，通过pid计算，控制第二张紧组件22和第三张紧组件31，增大松套管的张力，当余长值在区间(0，ε2)时，通过pid控制算法计算，控制第二张紧组件22和第三张紧组件31，减小松套管的张力，由第二张紧组件22和第三张紧组件31中的张力调节件调节张力，具体的由电气比例阀控制气缸的压强实现。
90.在一些可选的实施例中，步骤s3包括以下步骤：
91.当测得某根光纤的余长值小于设定范围的最小值时，减小放纤张力。
92.当测得某根光纤的余长值大于设定范围的最大值时，增大放纤张力。
93.在本实施例中，当测得某根光纤的余长ε在区间(0，ε2)时，通过pid控制算法计算，通过控制对应第一张紧组件12，减小放纤张力，使该光纤的余长ε在区间(ε2，ε3)。当测得某根光纤的余长ε在区间(ε3，+∞)时，通过pid控制算法计算，通过控制对应第一张紧组件12，增大放纤张力，使该光纤的余长ε在区间(ε2，ε3)。
94.另外，经过检测并调整后的每根光纤的实时余长在人机界面以双轴曲线形式实时显示；经过检测并调整后的所有光纤的实时余长平均值在人机界面以双轴曲线形式实时显示；当每根光纤的实时余长或平均余长超出设定的余长范围，人机界面会显示报警信息，包含光纤单元的编号、套管长度位置、光纤长度位置，并以声光报警器的形式提醒生产人员。
95.综上所述，本方案通过多个放纤机构1的纤盘11分别放出多条光纤，同时第一检测组件13检测纤盘11放出各条光纤的长度，牵引套管机构2的挤出机21在所有光纤外侧包覆松套管；收线机构3卷收内设光纤的松套管，并利用第二检测组件32检测卷收松套管的长度。控制机构4根据放出各条光纤的长度以及包覆松套管的长度，计算并判断松套管内的余长是否在设定范围内，以控制放纤机构1调整光纤张力，或者控制牵引套管机构2调整松套管张力，最终实现调整松套管内光纤余长保持在设定范围内。通过在线监测的形式实时获取各条光纤的长度以及卷收松套管的长度，从而计算余长，并通过控制机构4根据余长是否满足要求，来控制第一张紧组件调节光纤的张力，以及第二张紧组件22和第二检测组件32调节松套管的张力，来控制松套管内光纤余长在设定范围内。避免了现有技术中采用在加工后测量松套管内光纤余长效率低下，并且容易出现出错的问题；并且能够在线及时调整，提高了良品率。
96.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。
97.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。
98.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。