專(zhuān)利名稱(chēng)：光纖拉伸裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖拉伸裝置和該裝置的控制方法。
在所述控制方法適用的光纖拉伸裝置中，具有加熱爐，用于融化光纖預(yù)制件；預(yù)制件供給單元，固定光纖預(yù)制件并把光纖預(yù)制件的末端送進(jìn)加熱爐；密封氣體供給單元，把惰性氣體引入加熱爐；光纖外徑測(cè)量單元，測(cè)量在加熱爐內(nèi)熱融并拉伸的光纖的外徑；冷卻單元，利用冷卻氣體冷卻已拉伸的光纖；樹(shù)脂鍍膜單元，向被冷卻單元冷卻的光纖提供樹(shù)脂鍍膜，從而形成帶有樹(shù)脂膜層的光纖；鍍膜外徑測(cè)量單元，測(cè)量利用樹(shù)脂鍍膜單元鍍上樹(shù)脂的光纖的外徑；以及光纖收回單元，收回鍍有樹(shù)脂的光纖。
所述光纖拉伸裝置的控制方法包括如下步驟在起動(dòng)所述拉伸裝置的控制操作后，進(jìn)行所述光纖的收回速度的線速度的操作控制，以便所述光纖外徑測(cè)量單元測(cè)量的光纖外徑能夠變成目標(biāo)外徑；并完成選自一組包括如下控制(a)至(j)中的至少一個(gè)控制；(a)在光纖預(yù)制件的末端在所述加熱爐內(nèi)還沒(méi)有處于形狀穩(wěn)定融化狀態(tài)的情況下，按三級(jí)進(jìn)行光纖的供給速度控制，即，是通過(guò)把所述光纖預(yù)制件的供給速度設(shè)置成至少等于穩(wěn)定狀態(tài)下的參考速度來(lái)控制光纖預(yù)制件初始供給速度，即自所述拉伸裝置的控制操作開(kāi)始直到所述光纖的收回加速度的線加速度達(dá)到預(yù)定的線加速度為止，或者直到線速度達(dá)到預(yù)定的初始設(shè)定線速度為止；與加速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制，是根據(jù)檢測(cè)加速度和預(yù)定目標(biāo)加速度之間的偏差反饋，控制所述光纖預(yù)制件的供給速度，即自線加速度達(dá)到設(shè)定線加速度，或者，自線速度達(dá)到初始設(shè)定線速度開(kāi)始到所述線速度達(dá)到高于所述初始設(shè)定線速度的預(yù)定中間設(shè)定線速度為止；與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制是，根據(jù)檢測(cè)線速度和預(yù)定目標(biāo)線速度之間的偏差反饋，控制所述光纖預(yù)制件的所述供給速度，該控制在所述線速度達(dá)到中間設(shè)定線速度之后進(jìn)行；(b)在所述光纖預(yù)制件的末端已經(jīng)處于在所述加熱爐內(nèi)融化狀態(tài)的情況下，光纖供給速度控制分二級(jí)進(jìn)行，即控制光纖預(yù)制件初始供給速度，即自所述拉伸裝置的所述控制操作開(kāi)始到所述線加速度達(dá)到預(yù)定的線加速度為止，或者，至所述線速度達(dá)到預(yù)定的初始設(shè)定線速度為止；與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制，是在所述線加速度達(dá)到設(shè)定線加速度之后，或者，在所述線速度達(dá)到初始設(shè)定線速度之后進(jìn)行；(c)清潔控制，在所述光纖開(kāi)始鍍膜之前，清潔所述樹(shù)脂鍍膜單元的模具以便除去殘余鍍膜樹(shù)脂和其它臟物；(d)冷卻氣體流速控制，當(dāng)所述鍍膜外徑測(cè)量單元測(cè)量的鍍膜外徑的測(cè)量值已經(jīng)變成最大達(dá)到目標(biāo)鍍膜外徑時(shí)，根據(jù)預(yù)定的目標(biāo)鍍膜直徑和鍍膜外徑測(cè)量值之間的偏差控制冷卻氣體的流速。
(e)樹(shù)脂壓力控制，控制要供給模具的樹(shù)脂壓力使其變成與所述線速度相關(guān)的預(yù)定值；(f)密封氣體流速控制，自從所述光纖拉伸裝置開(kāi)始操作就檢測(cè)所述線速度，按預(yù)定流速給所述加熱爐供給密封氣體直到檢測(cè)的線速度達(dá)到用于轉(zhuǎn)換氣體供給流速的預(yù)定參考線速度為止，而且在所述檢測(cè)的線速度達(dá)到氣體供給流速轉(zhuǎn)換的參考線速度后，根據(jù)與線速度相關(guān)的密封氣體供給流速的預(yù)定控制數(shù)據(jù)控制所述密封氣體的供給流速；(g)加熱爐溫度控制，存儲(chǔ)所述加熱爐的最佳內(nèi)部溫度作為每次進(jìn)行光纖拉伸操作的最佳爐內(nèi)溫度，以便能夠在所述線速度加速開(kāi)始時(shí)，使所述加熱爐的內(nèi)部溫度成為最后拉伸操作的最佳爐內(nèi)溫度，而且測(cè)量光纖張力，以便在測(cè)量張力偏差落入允許范圍內(nèi)之后使得能夠精確測(cè)量張力時(shí)，開(kāi)始控制所述加熱爐在所述線速度的溫度；(h)旋轉(zhuǎn)加壓控制，用于消除給所述光纖施加的扭矩，在所述線速度達(dá)到所述中間設(shè)定線速度后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)加壓?jiǎn)卧蛩龉饫w施加扭矩。
(i)線軸更換控制或者監(jiān)測(cè)控制設(shè)置線軸更換單元，當(dāng)更換線軸時(shí)，所述線軸更換單元把所述光纖纏繞在至少兩個(gè)連續(xù)纏繞的線軸上，開(kāi)始拉伸時(shí)，所述線軸更換單元把所述光纖纏繞在用于纏繞非合格產(chǎn)品的樣品線軸上，所述光纖預(yù)制件的供給長(zhǎng)度達(dá)到預(yù)先設(shè)定長(zhǎng)度之后，輸出線軸允許更換信號(hào)，使光纖線軸換成用于合格產(chǎn)品的線軸；以及監(jiān)測(cè)器控制，設(shè)置監(jiān)測(cè)所述光纖的監(jiān)測(cè)單元，監(jiān)測(cè)單元在所述拉伸操作開(kāi)始時(shí)不監(jiān)測(cè)所述光纖，在所述光纖線軸更換為合格產(chǎn)品的線軸后，所述監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)所述光纖，以便存儲(chǔ)光纖質(zhì)量信息；(j)長(zhǎng)度存儲(chǔ)/清零控制，存儲(chǔ)所述光纖的拉伸長(zhǎng)度和所述光纖預(yù)制件的供給長(zhǎng)度，并在一個(gè)光纖預(yù)制件完全拉伸之后，把所存儲(chǔ)的拉伸長(zhǎng)度和供給長(zhǎng)度清零。
此外，本發(fā)明的另一方面，提供了一種如下所述的光纖拉伸裝置。
該光纖拉伸裝置包括加熱爐，用于融化光纖預(yù)制件；預(yù)制件供給單元，固定光纖預(yù)制件，并把所述光纖預(yù)制件的末端引入所述加熱爐；密封氣體供給單元，把惰性氣體引入所述加熱爐；光纖外徑測(cè)量單元，測(cè)量在所述加熱爐內(nèi)熱融并拉伸的光纖的外徑；冷卻單元，利用冷卻氣體冷卻已拉伸的光纖；樹(shù)脂鍍膜單元，向被所述冷卻單元冷卻的光纖提供鍍膜樹(shù)脂，從而形成帶有樹(shù)脂膜層的所述光纖；鍍膜外徑測(cè)量單元，測(cè)量利用所述樹(shù)脂鍍膜單元鍍上所述樹(shù)脂的光纖的外徑；光纖收回單元，收回鍍有所述樹(shù)脂的所述光纖；線速度控制單元，在起動(dòng)所述拉伸裝置的控制操作后控制作為所述光纖的收回線速度的線速度控制操作，以使所述光纖外徑測(cè)量單元測(cè)量的光纖外徑可以變成目標(biāo)外徑；及選自控制單元(o)-(x)中的至少一個(gè)控制單元(o)進(jìn)行線速度控制的單元，至少完成三級(jí)光纖供給速度控制和二級(jí)光纖供給速度控制之一；其中前一個(gè)三級(jí)控制在光纖預(yù)制件的末端還沒(méi)有處于在所述加熱爐內(nèi)穩(wěn)定融化狀態(tài)的情況進(jìn)行，即按如下方式光纖預(yù)制件初始供給速度控制，是通過(guò)把所述光纖預(yù)制件的供給速度設(shè)置成至少等于穩(wěn)定狀態(tài)下的參考速度來(lái)供給所述光纖預(yù)制件，該控制在如下時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行，即自所述拉伸裝置的控制操作開(kāi)始直到作為所述光纖的收回加速度的線加速度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的線加速度時(shí)為止，或者直到線速度達(dá)到預(yù)定的初始設(shè)定線速度時(shí)為止；與加速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制，是根據(jù)檢測(cè)加速度和預(yù)定目標(biāo)加速度之間的偏差反饋，控制所述光纖預(yù)制件的供給速度，并在如下時(shí)間段進(jìn)行，即自線加速度達(dá)到設(shè)定線加速度或者自所述線速度達(dá)到初始設(shè)定線速度開(kāi)始到所述線速度達(dá)到高于所述初始設(shè)定線速度的預(yù)定中間設(shè)定線速度；與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制，是根據(jù)檢測(cè)線速度和預(yù)定目標(biāo)線速度之間的偏差反饋，控制所述光纖預(yù)制件的所述供給速度，該控制在所述線速度達(dá)到中間設(shè)定線速度之后進(jìn)行；而后一二級(jí)控制在所述光纖預(yù)制件的末端已經(jīng)處于在所述加熱爐內(nèi)融化狀態(tài)的情況下進(jìn)行，即以如下方式光纖預(yù)制件初始供給速度控制，在如下時(shí)間段進(jìn)行，即自所述拉伸裝置的所述控制操作的所述開(kāi)始到所述線加速度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的線加速度，或者到所述線速度達(dá)到預(yù)定的初始設(shè)定線速度；與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制是在所述線加速度達(dá)到設(shè)定線加速度之后或者在所述線速度達(dá)到初始設(shè)定線速度之后進(jìn)行；(p)模具清潔控制單元，在所述光纖開(kāi)始鍍膜之前，對(duì)清潔所述樹(shù)脂鍍膜單元的模具進(jìn)行清潔控制，以便除去殘余鍍膜樹(shù)脂和其它臟物；(q)冷卻氣體流速控制單元，當(dāng)所述鍍膜外徑測(cè)量單元測(cè)量的鍍膜外徑的測(cè)量值最大已經(jīng)變成目標(biāo)鍍膜外徑時(shí)，根據(jù)預(yù)定的目標(biāo)鍍膜直徑和測(cè)量的鍍膜外徑之間的偏差控制冷卻氣體的流速；(r)樹(shù)脂壓力控制單元，控制提供給模具的樹(shù)脂壓力以便變成與所述線速度相關(guān)的預(yù)定值；
(s)密封氣體流速控制單元，從所述光纖拉伸裝置開(kāi)始操作就檢測(cè)所述線速度，提供預(yù)先設(shè)定流速的密封氣體到所述加熱爐內(nèi)，自到檢測(cè)的線速度達(dá)到用于轉(zhuǎn)換氣體供給流速的預(yù)定參考線速度，而且在所述檢測(cè)的線速度達(dá)到氣體供給流速轉(zhuǎn)換的參考線速度時(shí)，根據(jù)與線速度相關(guān)的密封氣體供給流速的預(yù)定控制數(shù)據(jù)，控制所述密封氣體的供給流速；(t)加熱爐溫度控制單元，存儲(chǔ)所述加熱爐的最佳內(nèi)部溫度作為每次進(jìn)行光纖拉伸的最佳爐內(nèi)溫度，以便能夠在所述線速度開(kāi)始加速時(shí)，使所述加熱爐的內(nèi)部溫度為最后拉伸操作的最佳爐內(nèi)溫度，而且測(cè)量光纖張力，以便在測(cè)量張力偏差落入允許范圍內(nèi)之后能夠精確測(cè)量張力時(shí)，開(kāi)始控制所述加熱爐在所述線速度的溫度；(u)旋轉(zhuǎn)壓力控制單元，在所述線速度達(dá)到所述中間設(shè)定線速度后，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓力控制，通過(guò)向所述光纖施加扭矩的旋轉(zhuǎn)壓力單元向所述光纖施加扭矩。
(v)線軸更換控制單元，開(kāi)始拉伸時(shí)，把所述光纖纏繞在用于纏繞非合格產(chǎn)品的次品線軸上，并以所述光纖預(yù)制件的供給長(zhǎng)度達(dá)到預(yù)先設(shè)定長(zhǎng)度之后輸出的線軸更換允許信號(hào)為條件，使光纖線軸換成用于合格產(chǎn)品的線軸；(w)監(jiān)測(cè)器控制單元，使得光纖監(jiān)測(cè)單元在所述拉伸操作的所述開(kāi)始不監(jiān)測(cè)所述光纖，并在所述光纖線軸更換為合格產(chǎn)品的線軸后，使得所述光纖監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)被所述光纖收回單元收回的所述光纖以便存儲(chǔ)光纖質(zhì)量信息；(x)長(zhǎng)度存儲(chǔ)/清零控制單元，存儲(chǔ)所述光纖的拉伸長(zhǎng)度和所述光纖預(yù)制件的供給長(zhǎng)度，并在一個(gè)光纖預(yù)制件完全拉伸完畢之后，把所存儲(chǔ)的拉伸長(zhǎng)度和供給長(zhǎng)度清零。


現(xiàn)在結(jié)合附圖描述本發(fā)明的舉例性實(shí)施例，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的光纖拉伸裝置的一個(gè)實(shí)施例的控制結(jié)構(gòu)例子的主要部分的方塊圖；圖2是光纖拉伸裝置的結(jié)構(gòu)例子的說(shuō)明圖；圖3是光纖拉伸線速度和光纖預(yù)制件的供給速度的時(shí)間序列數(shù)據(jù)例子的曲線圖；圖4是光纖拉伸操作的各種控制的時(shí)間序列例子的曲線圖。
此外，光纖拉伸裝置包括光纖外徑測(cè)量單元8和冷卻單元4。光纖外徑測(cè)量單元8測(cè)量通過(guò)拉伸在加熱爐2內(nèi)加熱并融化的預(yù)制件10所獲得的光纖1的外徑。冷卻氣體供給單元14與冷卻單元4相連。冷卻單元4利用冷卻氣體供給單元14提供的冷卻氣體冷卻已拉伸的光纖1。
而且，光纖拉伸裝置包括樹(shù)脂鍍膜單元6、鍍膜外徑測(cè)量單元35、光纖收回單元7和光纖纏繞單元50。樹(shù)脂鍍膜單元6向被冷卻單元4冷卻的光纖1提供鍍膜樹(shù)脂，以便利用樹(shù)脂給所述光纖鍍膜。在該例子中，鍍膜單元6具有如下結(jié)構(gòu)，即鍍膜樹(shù)脂從鍍膜模具16提供給光纖1，并通過(guò)光源15的光照射固化，從而利用樹(shù)脂給所述光纖1鍍膜。鍍膜外徑測(cè)量單元35測(cè)量利用樹(shù)脂鍍膜單元6鍍上樹(shù)脂的光纖1的外徑。光纖收回單元7收回鍍有樹(shù)脂的光纖1。
通常，如上所述的光纖拉伸裝置具有如下結(jié)構(gòu)，即控制光纖收回單元7拉回光纖1的速度(線速度)以便達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)線速度。此外，在把光纖1從初始線速度加速到目標(biāo)線速度過(guò)程中，把光纖預(yù)制件10的末端供給到加熱爐2的供給速度增大。因此，當(dāng)光纖預(yù)制件10融化的量增大時(shí)，通過(guò)光纖收回單元7提高線速度。
同時(shí)，以前的實(shí)際情況是，當(dāng)各種參數(shù)例如光纖1的鍍膜外徑在達(dá)到目標(biāo)線速度后落入預(yù)定的允許范圍之內(nèi)，光纖1被判斷為可交付使用的產(chǎn)品(即為合格產(chǎn)品)。在自開(kāi)始拉伸光纖1至達(dá)到目標(biāo)線速度的加速時(shí)間段內(nèi)，對(duì)于光纖1的冷卻氣體流速、光纖1的鍍膜直徑等沒(méi)有進(jìn)行自動(dòng)控制，原因是在該時(shí)間段內(nèi)制造的光纖1不作為產(chǎn)品使用。
然而，除非適當(dāng)控制光纖1的冷卻氣體流速等，否則會(huì)發(fā)生故障，諸如斷裂，所以最后由人來(lái)調(diào)整控制參數(shù)。但微調(diào)需要技巧。
從一個(gè)方面看，本發(fā)明在于提供一種光纖拉伸裝置及其控制方法，其中即使在線速度加速期間各種控制參數(shù)諸如冷卻氣體的流速能夠自動(dòng)控制，從而能夠防止發(fā)生斷裂和類(lèi)似故障，而不需要借助于操作者的熟練程度。
現(xiàn)在，將結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例。
該實(shí)施例中的光纖拉伸裝置的結(jié)構(gòu)基本上與如圖2所示相同。參考圖1，用方塊圖示出該實(shí)施例的光纖拉伸裝置的控制結(jié)構(gòu)的例子。順便指出，在描述該實(shí)施例過(guò)程中，相同的附圖標(biāo)記將表示與圖2的裝置相同的組成部分，而且相同部分不再重復(fù)描述。
如圖1所示，該實(shí)施例的光纖拉伸裝置包括線速度控制單元19。在開(kāi)始拉伸裝置的控制操作之后，線速度控制單元19進(jìn)行線速度控制操作以便光纖外徑測(cè)量單元8所測(cè)得的光纖1的外徑能夠變成目標(biāo)外徑。順便說(shuō)明，線速度的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的一個(gè)例子在圖4中用直線a表示。
此外，如圖1所示，該實(shí)施例的光纖拉伸裝置包括線速度檢測(cè)單元20、預(yù)制件供給速度控制單元22、冷卻氣體流速控制單元23、密封氣體流速控制單元(爐密封氣體流速控制單元)24、加熱爐溫度控制單元25、樹(shù)脂壓力控制單元27、供給長(zhǎng)度檢測(cè)單元29、張力檢測(cè)單元30、旋轉(zhuǎn)壓力控制單元31、線軸更換控制單元32、監(jiān)測(cè)器控制單元33、模具清潔控制單元36、長(zhǎng)度存儲(chǔ)/清零控制單元37、及合格產(chǎn)品開(kāi)始位置比較單元38。
預(yù)制件供給速度控制單元22具有如下結(jié)構(gòu)，即實(shí)現(xiàn)如下所述(a)和(b)控制之一。順便說(shuō)明，在圖3中，光纖1的線速度的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的一個(gè)例子用實(shí)線a表示，而光纖預(yù)制件的供給速度的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的一個(gè)例子用實(shí)線b表示。
控制(a)在光纖預(yù)制件10的末端還沒(méi)有處于在加熱爐2內(nèi)穩(wěn)定融化狀態(tài)的情況下進(jìn)行。這里，光纖1的供給速度分三級(jí)控制，即光纖預(yù)制件初始供給速度控制、與加速相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制和與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制，如下所述。
光纖預(yù)制件初始供給速度控制是在如下時(shí)間段進(jìn)行的控制，即自拉伸裝置的控制操作開(kāi)始直到作為光纖1的收回加速度的線加速度達(dá)到預(yù)定線加速度時(shí)為止，或者直到線速度達(dá)到預(yù)定的初始設(shè)定線速度(例如在圖3所示的點(diǎn)B至點(diǎn)C的時(shí)間段內(nèi))。在該控制中，通過(guò)把光纖預(yù)制件10的供給速度設(shè)置成高于穩(wěn)定狀態(tài)下的參考速度(例如，以至少比穩(wěn)定狀態(tài)速度高1.5倍的速度)供給光纖預(yù)制件10。
順便說(shuō)明，光纖預(yù)制件10的供給參考速度是根據(jù)質(zhì)量流計(jì)算的。舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)PsO表示光纖預(yù)制件供給的參考速度，F(xiàn)s表示光纖1的目標(biāo)線速度，F(xiàn)d表示目標(biāo)光纖直徑，Pd表示光纖預(yù)制件直徑，光纖預(yù)制件供給的參考速度PsO由下面的式子(1)給出
PsO＝Fs×(Fd/Pd)2……(1)此外，在該實(shí)施例中，初始設(shè)定線速度設(shè)置在目標(biāo)線速度的20％范圍內(nèi)。然而，初始設(shè)定線速度并不總是設(shè)置在該范圍內(nèi)，而是根據(jù)需要適當(dāng)設(shè)置。
與加速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制是在如下時(shí)間段進(jìn)行的控制，即自線加速度達(dá)到設(shè)定線加速度或者自線速度達(dá)到初始設(shè)定線速度開(kāi)始到線速度達(dá)到高于初始設(shè)定線速度的預(yù)定中間設(shè)定線速度(例如，在圖3中的點(diǎn)C至點(diǎn)D的時(shí)間段內(nèi))。在該控制中，根據(jù)檢測(cè)加速度和預(yù)定目標(biāo)加速度之間的偏差反饋控制光纖預(yù)制件10的供給速度。
順便說(shuō)明，在該實(shí)施例中，中間設(shè)定線速度設(shè)置在目標(biāo)線速度的90％-100％范圍內(nèi)。然而，中間設(shè)定線速度并不總是設(shè)置在該范圍內(nèi)，而是根據(jù)需要適當(dāng)設(shè)置。
與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制，是在線速度達(dá)到中間設(shè)定線速度之后進(jìn)行(例如，在圖3中的點(diǎn)D之后)。在該控制中，根據(jù)檢測(cè)加速度和預(yù)定目標(biāo)加速度之間的偏差反饋，控制光纖預(yù)制件10的供給速度。
順便說(shuō)明，線速度通過(guò)線速度檢測(cè)單元20檢測(cè)，而且線加速度通過(guò)檢測(cè)線速度的微分獲得。此外，在該實(shí)施例中，目標(biāo)線速度設(shè)置為1200米/分鐘，目標(biāo)線加速度設(shè)置為45米/分鐘2。然而，目標(biāo)線速度和目標(biāo)加速度根據(jù)各種因素適當(dāng)設(shè)置，諸如裝置結(jié)構(gòu)，它們的數(shù)值不是特別限制的。
控制(b)在光纖預(yù)制件10的末端已經(jīng)處于在加熱爐2內(nèi)融化狀態(tài)的情況下進(jìn)行。這里，光纖供給分二級(jí)控制，即光纖預(yù)制件初始供給速度控制、及與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制。在該控制中，光纖預(yù)制件初始供給速度控制在如下時(shí)間段進(jìn)行，即自拉伸裝置的控制操作開(kāi)始到線加速度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的線加速度時(shí)為止，或者到線速度達(dá)到預(yù)定的初始設(shè)定線速度時(shí)為止。此外，與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制是在線速度達(dá)到設(shè)定線加速度之后或者在線速度達(dá)到初始設(shè)定線速度之后進(jìn)行。
光纖預(yù)制件10的末端已經(jīng)處于在加熱爐2內(nèi)融化狀態(tài)的情況下，能夠利用光纖預(yù)制件初始供給速度控制和與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制二級(jí)光纖供給控制技術(shù)在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到目標(biāo)線速度。即能夠快速而且穩(wěn)定地開(kāi)始拉伸操作。
而且，在該實(shí)施例中，即使使得供給速度為零，檢測(cè)的線加速度大于參考加速度，超過(guò)允許范圍時(shí)，例如以速度大約為3米/分鐘拉起光纖預(yù)制件10(從加熱爐2內(nèi)拉起)。
在該實(shí)施例中，由于進(jìn)行如上所述的光纖供給速度控制，光纖1的直徑能夠精確調(diào)整，而且能夠在線速度加速期間防止光纖1斷裂。
模具清潔控制單元36完成如下所述的清潔控制(c)。清潔控制(c)控制如下操作，即在光纖鍍膜操作開(kāi)始之前，清潔樹(shù)脂鍍膜單元6的模具(鍍膜模具)16以便除去殘余鍍膜樹(shù)脂和其它臟物。由于清潔模具16，能夠防止光纖1受不良影響，諸如臟物的影響。
冷卻氣體流速控制單元23控制從冷卻氣體供給單元14提供給冷卻單元4的冷卻氣體的流速。這里，控制(d)是這樣的，即當(dāng)鍍膜外徑測(cè)量單元35測(cè)量的鍍膜外徑的測(cè)量值已經(jīng)變成或小于預(yù)定的目標(biāo)鍍膜外徑(例如，當(dāng)圖4中的特征曲線b表示的數(shù)值變成或小于數(shù)值B)時(shí)，根據(jù)目標(biāo)鍍膜直徑和檢測(cè)鍍膜直徑之間的偏差控制冷卻氣體的流速。由于冷卻氣體流速控制(d)，能夠有利地控制光纖1的鍍膜外徑。
樹(shù)脂壓力控制單元27完成如下控制(e)，即根據(jù)線速度把提供給鍍膜模具16的樹(shù)脂的壓力控制到預(yù)定值，例如如圖4中的曲線c所示。由于樹(shù)脂壓力控制(e)，能夠精確控制提供給光纖1的鍍膜樹(shù)脂量，而且能夠防止樹(shù)脂逸出等。
密封氣體流速控制單元24完成密封氣體流速控制(f)。在該實(shí)施例中，舉例來(lái)說(shuō)，自從光纖拉伸裝置開(kāi)始操作密封氣體流速控制單元24時(shí)刻接收線速度檢測(cè)單元20檢測(cè)的線速度值。此外，直到檢測(cè)的線速度達(dá)到用于轉(zhuǎn)換氣體供給流速的預(yù)定參考線速度(例如，直到圖4中的曲線d上的點(diǎn)D)，密封氣體流速控制單元24提供預(yù)先設(shè)定流速的密封氣體到加熱爐2內(nèi)。而且，在檢測(cè)線速度達(dá)到氣體供給流速轉(zhuǎn)換的參考線速度時(shí)，密封氣體流速控制單元24控制密封氣體的供給流速，如圖4中的d所示，舉例來(lái)說(shuō)，根據(jù)與線速度相關(guān)的密封氣體供給流速控制的預(yù)定數(shù)據(jù)。
順便說(shuō)明，例如He(氦)、Ar(氬)或者它們的混合氣體通常用做密封氣體。此外，在使用低密度He氣的情況下，在剛開(kāi)始拉伸之后難以防止空氣進(jìn)入?？紤]到這些情況，在該實(shí)施例中，使用氬氣作為密封氣體，而且流速設(shè)置成較大(例如8升/分鐘)。
此外，當(dāng)以高線速度進(jìn)行拉伸時(shí)，使密封氣體處于如下?tīng)顟B(tài)，即被迫從加熱爐2的出口出來(lái)，因此，密封氣體不需要任何大的流速。而且，當(dāng)密封氣體的流速過(guò)大時(shí)，光纖1的直徑波動(dòng)變大?？紤]到這些情況，當(dāng)線速度提高到達(dá)到氣體供給流速轉(zhuǎn)換的參考線速度(例如600米/分鐘)時(shí)，單元內(nèi)密封氣體的流速下降為0.3升/分鐘，當(dāng)線速度超過(guò)1200米/分鐘時(shí)，密封氣體的流速設(shè)置為3升/分鐘。
在該實(shí)施例中，由于這樣控制密封氣體的流速，能夠在開(kāi)始拉伸之后可靠防止空氣進(jìn)入加熱爐2內(nèi)。此外，在線速度提高后，能夠抑制光纖1的直徑波動(dòng)，以便防止斷裂等。
順便說(shuō)明，密封氣體供給單元5也可以很好地構(gòu)造成如下形式，即事先形成多個(gè)向加熱爐2內(nèi)提供密封氣體的線路，而且密封氣體線路在剛開(kāi)始拉伸之后的階段和線速度達(dá)到氣體供給流速轉(zhuǎn)換的參考線速度階段之間進(jìn)行更換。
張力檢測(cè)單元30具有檢測(cè)光纖1的張力的結(jié)構(gòu)。
加熱爐溫度控制單元25完成加熱爐2的溫度控制(g)。在該實(shí)施例中，加熱爐溫度控制單元25存儲(chǔ)加熱爐2的最佳內(nèi)部溫度作為每次進(jìn)行光纖拉伸的最佳爐內(nèi)溫度。此外，在線速度加速開(kāi)始時(shí)，加熱爐溫度控制單元25控制加熱爐2的內(nèi)部溫度以便加熱爐2的內(nèi)部溫度能夠在最后拉伸操作中變成最佳爐內(nèi)溫度。而且，加熱爐溫度控制單元25時(shí)刻接收來(lái)自張力檢測(cè)單元30的光纖張力檢測(cè)值，并自從測(cè)量值偏差落入允許范圍內(nèi)之后使得張力可以測(cè)量(例如自從圖4中的曲線e上的F點(diǎn))時(shí)，根據(jù)預(yù)定的控制技術(shù)控制加熱爐2的溫度。由于加熱爐溫度的控制，能夠精確控制加熱爐2的溫度，以便防止光纖1斷裂等。
該實(shí)施例的光纖拉伸裝置設(shè)置有旋轉(zhuǎn)壓力單元(未示出)。舉例來(lái)說(shuō)，旋轉(zhuǎn)壓力單元具有如下結(jié)構(gòu)，即光纖1保持在輥之間，而且輥在與光纖1行走方向基本上垂直的方向上往返移動(dòng)，并彼此相對(duì)，從而給光纖1施加扭矩。
旋轉(zhuǎn)壓力控制單元31完成控制旋轉(zhuǎn)壓力單元的操作的控制(h)。在該實(shí)施例中，舉例來(lái)說(shuō)在線速度達(dá)到中間設(shè)定線速度后，并如圖4中的f所示，舉例來(lái)說(shuō)，旋轉(zhuǎn)壓力控制單元31起動(dòng)旋轉(zhuǎn)壓力單元的操作以便向光纖1施加扭矩。此外，旋轉(zhuǎn)壓力控制單元31以與線速度相關(guān)的預(yù)先設(shè)定間隔往返移動(dòng)旋轉(zhuǎn)壓力單元的輥?zhàn)印?br> 當(dāng)線速度加速不夠的情況下施加扭矩時(shí)，會(huì)發(fā)生光纖1斷裂等問(wèn)題。相反，在該實(shí)施例中，由于在線速度達(dá)到日標(biāo)線速度后扭距施加在光纖1上，所以能夠防止上述問(wèn)題的發(fā)生。
該實(shí)施例設(shè)置有線軸更換單元(未示出)，其中兩個(gè)或多個(gè)纏繞線軸進(jìn)行更換以便連續(xù)纏繞光纖1。在該實(shí)施例中，至少兩類(lèi)線軸即樣品線軸和用于合格產(chǎn)品的線軸設(shè)置為纏繞線軸。
合格產(chǎn)品開(kāi)始位置比較單元38時(shí)刻接收供給長(zhǎng)度檢測(cè)單元29檢測(cè)的當(dāng)前供給長(zhǎng)度，通過(guò)后面將描述的長(zhǎng)度存儲(chǔ)/清零控制單元37，并把接收的當(dāng)前供給長(zhǎng)度與能夠開(kāi)始合格產(chǎn)品的預(yù)定預(yù)制件供給長(zhǎng)度比較。此外，作為比較的結(jié)果，在合格產(chǎn)品開(kāi)始位置比較單元38檢測(cè)到能夠開(kāi)始纏繞合格產(chǎn)品后，它輸出線軸更換允許信號(hào)。
線軸更換控制單元32完成對(duì)線軸更換單元的控制(i)。舉例來(lái)說(shuō)，在該實(shí)施例中，線軸更換控制單元32控制線軸更換單元，以便在開(kāi)始拉伸操作時(shí)，光纖1能夠纏繞在用于纏繞非合格產(chǎn)品的樣品線軸上。此外，在供給長(zhǎng)度檢測(cè)單元29檢測(cè)的光纖預(yù)制件10的供給長(zhǎng)度達(dá)到預(yù)先設(shè)定長(zhǎng)度之后，合格產(chǎn)品開(kāi)始位置比較單元38輸出線軸更換允許信號(hào)條件下(例如圖4中的信號(hào)g所示的觸發(fā)信號(hào)接通)，線軸更換控制單元32使得線軸更換單元把光纖線軸換成用于合格產(chǎn)品的線軸。
由于線軸更換控制，能夠連續(xù)纏繞光纖，并把非合格產(chǎn)品與合格產(chǎn)品分開(kāi)。因此，在拉伸光纖1時(shí)能夠只拋棄光纖預(yù)制件10的末端次品部分，而不拋棄非次品部分，以便能夠有效地纏繞光纖1。
該實(shí)施例設(shè)置有監(jiān)測(cè)光纖1的監(jiān)測(cè)單元(未示出)。
監(jiān)測(cè)器控制單元33使得監(jiān)測(cè)單元在開(kāi)始拉伸操作時(shí)不監(jiān)測(cè)光纖1。在用于纏繞光纖1的線軸更換為合格產(chǎn)品的線軸后，監(jiān)測(cè)器控制單元33使得監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)光纖纏繞單元50纏繞的光纖1，舉例來(lái)說(shuō)如圖4中的h所示，并存儲(chǔ)光纖質(zhì)量信息。以這種方式，對(duì)于存儲(chǔ)光纖質(zhì)量信息的控制(監(jiān)測(cè)器控制)與線軸更換控制(i)一起完成。
具體地說(shuō)，監(jiān)測(cè)器控制單元33使得監(jiān)測(cè)單元在拉伸合格產(chǎn)品時(shí)以在線方式監(jiān)測(cè)光纖1的空心等缺陷。在有任何缺陷情況下，單元33行儲(chǔ)有關(guān)信息并在后面發(fā)出剪掉有缺陷部分的指令。
如果在開(kāi)始拉伸操作之后立即開(kāi)始監(jiān)測(cè)，包括在非合格部分的沒(méi)有用的任何缺陷都被纏繞起來(lái)。尤其是在數(shù)字存儲(chǔ)情況下，存儲(chǔ)的信息量最好應(yīng)該最小，因?yàn)榇鎯?chǔ)介質(zhì)的容量有限。因此，自從用于纏繞光纖1的線軸更換到用于合格產(chǎn)品的線軸之后存儲(chǔ)光纖質(zhì)量信息，從而能夠迅速和準(zhǔn)確存儲(chǔ)光纖質(zhì)量信息。
長(zhǎng)度存儲(chǔ)/清零控制單元37完成如下所述的控制(j)。舉例來(lái)說(shuō)，在控制(j)，時(shí)刻存儲(chǔ)供給長(zhǎng)度檢測(cè)單元29檢測(cè)的光纖1的拉伸長(zhǎng)度和光纖預(yù)制件10的供給長(zhǎng)度，并把它們的數(shù)值提供給合格產(chǎn)品開(kāi)始位置比較單元38。此外，在一個(gè)光纖預(yù)制件10完全拉伸完畢之后，長(zhǎng)度存儲(chǔ)/清零控制單元37把存儲(chǔ)的拉伸長(zhǎng)度和供給長(zhǎng)度清零。
該實(shí)施例的光纖拉伸裝置的結(jié)構(gòu)如上所述，并通過(guò)相應(yīng)的控制單元自動(dòng)完成響應(yīng)的控制操作。因此，自從開(kāi)始光纖拉伸操作就能夠非常有效地拉伸光纖1，而與操作者的熟練程度無(wú)關(guān)。而且，即使在線速度達(dá)到目標(biāo)線速度之前也能夠防止諸如斷裂的麻煩。而且，不需要拋棄光纖預(yù)制件10的非次品部分。
此外，該實(shí)施例具有控制結(jié)構(gòu)，其中當(dāng)光纖拉伸操作中途拉伸被打斷時(shí)，立即將光纖預(yù)制件10從加熱爐2內(nèi)拉起。當(dāng)光纖預(yù)制件10留在加熱爐2內(nèi)而沒(méi)有從內(nèi)部拉起時(shí)，它就開(kāi)始融化并滴下來(lái)，導(dǎo)致堵塞加熱爐2的麻煩。相反，如同在該實(shí)施例中這樣，在拉伸中斷后立即把光纖預(yù)制件10拉起的情況下，就能夠避免這樣的麻煩。因此允許適當(dāng)處理這樣的情況，即在拉伸中斷后，光纖預(yù)制件10再次融化以便拉伸成為光纖1。
而且，在該實(shí)施例中，在光纖拉伸操作過(guò)程中存儲(chǔ)光纖1的拉伸長(zhǎng)度和光纖預(yù)制件10的供給長(zhǎng)度。在光纖拉伸操作中途拉伸被中斷后，光纖預(yù)制件10再次融化以便拉伸成為光纖1的情況下，長(zhǎng)度存儲(chǔ)/清零控制單元37把當(dāng)前拉伸操作測(cè)量的光纖1的拉伸程度和光纖預(yù)制件10的供給長(zhǎng)度加到上次拉伸操作過(guò)程中存儲(chǔ)的各自相應(yīng)數(shù)值上，并存儲(chǔ)所得的求和數(shù)值。
以這種方式，把一根光纖預(yù)制件10已經(jīng)完全拉伸的情況與光纖拉伸操作被中斷后光纖預(yù)制件10再次融化以便拉伸成為光纖1的情況明顯分開(kāi)，以便能夠精確控制。
順便說(shuō)明，在光纖拉伸操作被中斷后光纖預(yù)制件10再次融化以便拉伸成為光纖1的情況下，進(jìn)行如下所述控制。
當(dāng)光纖拉伸操作中途拉伸被中斷時(shí)，存儲(chǔ)拉伸剛剛中斷之前的加熱爐2的內(nèi)部溫度。此外，在中斷后光纖預(yù)制件10再次融化以便拉伸成為光纖1時(shí)，把加熱爐2的內(nèi)部初始溫度設(shè)置成拉伸剛剛中斷之前的溫度。
而且，在該實(shí)施例中，在光纖拉伸操作中途拉伸被中斷后光纖預(yù)制件10再次融化以便拉伸成為光纖1的情況下，進(jìn)行線速度操作控制以便光纖外徑測(cè)量單元8測(cè)得的光纖外徑能夠變成目標(biāo)外徑。線加速度控制是限制器。舉例來(lái)說(shuō)，最大加速度設(shè)置為60米/分鐘。
而且，在光纖拉伸操作中途拉伸被中斷后光纖預(yù)制件10再次融化以便拉伸成為光纖1的情況下，除了線速度操作控制之外還進(jìn)行如下所述的控制(m)，而且至少完成如下控制之一至少線軸更換控制(i)和監(jiān)測(cè)器控制之一、清潔控制(c)、冷卻氣體流速控制(d)、樹(shù)脂壓力控制(e)、密封氣體流速控制(f)、加熱爐溫度控制(g)和旋轉(zhuǎn)壓力控制(h)。
在控制(m)，進(jìn)行光纖預(yù)制件初始供給速度控制直到線加速度達(dá)到預(yù)先設(shè)定線加速度為止，或者直到線速度達(dá)到預(yù)定的初始設(shè)定線速度為止。此外，在線加速度達(dá)到設(shè)定線加速度之后或者在線速度達(dá)到初始設(shè)定線速度之后進(jìn)行與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制。以這種方式，在控制(m)，能夠分如下二級(jí)控制光纖的供給速度，即光纖預(yù)制件初始供給速度控制和與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制技術(shù)。
在該實(shí)施例中，在光纖拉伸操作中斷和然后再次拉伸光纖1的情況下，進(jìn)行上述操作和控制，從而即使在再拉伸模式下也能夠精確拉伸光纖1，并能夠?qū)崿F(xiàn)如上所述的效果。此外，通過(guò)把再拉伸模式和一根完全拉伸完畢的情況區(qū)別開(kāi)，能夠有效地進(jìn)行光纖拉伸操作。
順便說(shuō)明，本發(fā)明并不限于該實(shí)施例，而是能夠?qū)崿F(xiàn)不同方面的功能。舉例來(lái)說(shuō)，在該實(shí)施例中，提供了如圖1所示的控制結(jié)構(gòu)，在起動(dòng)拉伸裝置的控制操作之后，進(jìn)行線速度的操作控制以便光纖外徑測(cè)量單元8測(cè)得的光纖外徑能夠變成目標(biāo)外徑，此外，完成控制(a)-(j)的所有控制，但是任何結(jié)構(gòu)只要實(shí)現(xiàn)至少控制(a)-(j)之一就可以了。而且，可以通過(guò)設(shè)置至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于要完成的控制的控制單元構(gòu)成光纖拉伸裝置。
根據(jù)該實(shí)施例的光纖拉伸裝置及其控制方法，即使從拉伸光纖1開(kāi)始線速度加速過(guò)程中也能夠自動(dòng)而且精確地控制光纖預(yù)制件10的供給速度等。因此，自從開(kāi)始拉伸就能夠非常有效地拉伸光纖1，而不依靠操作者的熟練程度，而且在線速度達(dá)到目標(biāo)線速度之前能夠防止諸如光纖1斷裂等麻煩。
權(quán)利要求
1.一種光纖拉伸裝置，包括加熱爐，用于融化光纖預(yù)制件；預(yù)制件供給單元，固定光纖預(yù)制件并把光纖預(yù)制件的末端供給加熱爐；密封氣體供給單元，把惰性氣體引入加熱爐；光纖外徑測(cè)量單元，測(cè)量在加熱爐內(nèi)熱融并拉伸的光纖的外徑；冷卻單元，利用冷卻氣體冷卻已拉伸的光纖；樹(shù)脂鍍膜單元，向被冷卻單元冷卻的光纖提供鍍膜樹(shù)脂，從而形成帶有樹(shù)脂膜層的光纖；鍍膜外徑測(cè)量單元，測(cè)量利用樹(shù)脂鍍膜單元鍍上樹(shù)脂的光纖的外徑；以及光纖回收單元，回收鍍有樹(shù)脂的光纖，所述光纖拉伸裝置的控制方法包括如下步驟在起動(dòng)所述拉伸裝置的控制，操作后進(jìn)行控制作為所述光纖的收回速度的線速度的控制操作，以便所述光纖外徑測(cè)量單元測(cè)量的光纖外徑能夠變成目標(biāo)外徑；并進(jìn)行選自控制(a)-(j)中的至少一個(gè)控制；(a)光纖供給速度的三級(jí)控制，在光纖預(yù)制件的末端還沒(méi)有處于在所述加熱爐內(nèi)穩(wěn)定融化狀態(tài)的情況進(jìn)行，即為如下方式光纖預(yù)制件初始供給速度控制，是通過(guò)把所述光纖預(yù)制件的供給速度設(shè)置成至少等于穩(wěn)定狀態(tài)下的參考速度來(lái)供給所述光纖預(yù)制件，該控制在如下時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行，即自所述拉伸裝置的控制操作開(kāi)始直到作為所述光纖的收回加速度的線加速度達(dá)到預(yù)先設(shè)定線加速度時(shí)為止，或者直到線速度達(dá)到預(yù)定的初始設(shè)定線速度為止；與加速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制是根據(jù)檢測(cè)加速度和預(yù)定目標(biāo)加速度之間的偏差反饋控制所述光纖預(yù)制件的供給速度，并在如下時(shí)間段進(jìn)行，即自線加速度達(dá)到設(shè)定線加速度或者自線速度達(dá)到初始設(shè)定線速度開(kāi)始到所述線速度達(dá)到高于所述初始設(shè)定線速度的預(yù)定中間設(shè)定線速度為止；與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制是根據(jù)檢測(cè)線速度和預(yù)定目標(biāo)線速度之間的偏差反饋，控制所述光纖預(yù)制件的所述供給速度，該控制在所述線速度達(dá)到中間設(shè)定線速度之后進(jìn)行；(b)在所述光纖預(yù)制件的末端已經(jīng)處于在所述加熱爐內(nèi)融化狀態(tài)的情況下光纖供給速度控制分二級(jí)進(jìn)行，即以如下方式光纖預(yù)制件初始供給速度控制，在如下時(shí)間段進(jìn)行，即自所述拉伸裝置的所述控制操作開(kāi)始到所述線加速度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的線加速度為止，或者到所述線速度達(dá)到預(yù)定的初始設(shè)定線速度為止；與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制是在所述線加速度達(dá)到設(shè)定線加速度之后或者在所述線速度達(dá)到初始設(shè)定線速度之后進(jìn)行；(c)清潔控制，在所述光纖開(kāi)始鍍膜之前，清潔所述樹(shù)脂鍍膜單元的模具以便除去殘余鍍膜樹(shù)脂和其它臟物；(d)冷卻氣體流速控制，當(dāng)所述鍍膜外徑測(cè)量單元測(cè)量的鍍膜外徑的測(cè)量值最大已經(jīng)變成預(yù)定的目標(biāo)鍍膜外徑時(shí)，根據(jù)預(yù)定的目標(biāo)鍍膜直徑和鍍膜外徑測(cè)量值之間的偏差控制冷卻氣體的流速，(e)樹(shù)脂壓力控制，控制提供給模具的樹(shù)脂壓力以便變成與所述線速度相關(guān)的預(yù)定值；(f)密封氣體流速控制，自從所述光纖拉伸裝置開(kāi)始操作就檢測(cè)所述線速度，提供預(yù)先設(shè)定流速的密封氣體到所述加熱爐內(nèi)直到檢測(cè)的線速度達(dá)到用于轉(zhuǎn)換氣體供給流速的預(yù)定參考線速度為止，而且在所述檢測(cè)的線速度達(dá)到氣體供給流速轉(zhuǎn)換的參考線速度時(shí)為止，根據(jù)與線速度相關(guān)的密封氣體供給流速的預(yù)定控制數(shù)據(jù)控制所述密封氣體的供給流速；(g)加熱爐溫度控制，存儲(chǔ)所述加熱爐的最佳內(nèi)部溫度作為每次進(jìn)行光纖拉伸的最佳爐內(nèi)溫度，以便能夠在所述線速度加速開(kāi)始時(shí)，使所述加熱爐的內(nèi)部溫度在為最后拉伸操作的最佳爐內(nèi)溫度，而且測(cè)量光纖張力，以便在測(cè)量張力偏差落入允許范圍內(nèi)之后使得能夠精確測(cè)量張力時(shí)，開(kāi)始控制所述加熱爐在所述線速度的溫度；(h)旋轉(zhuǎn)壓力控制，在設(shè)置了向所述光纖施加扭矩的旋轉(zhuǎn)壓力單元的情況，在所述線速度達(dá)到所述中間設(shè)定線速度后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)壓力單元向所述光纖施加扭矩，(i)線軸更換控制或者監(jiān)測(cè)器控制線軸更換控制，設(shè)置線軸更換單元，當(dāng)更換線軸時(shí)所述線軸更換單元把所述光纖纏繞在至少兩個(gè)連續(xù)纏繞的線軸上，開(kāi)始拉伸時(shí)，所述線軸更換單元把所述光纖纏繞在用于纏繞非合格產(chǎn)品的樣品線軸上，并以所述光纖預(yù)制件的供給長(zhǎng)度達(dá)到預(yù)先設(shè)定長(zhǎng)度之后，輸出線軸更換允許信號(hào)，使光纖線軸換成用于合格產(chǎn)品的線軸；以及監(jiān)測(cè)器控制，用于設(shè)置有監(jiān)測(cè)所述光纖的監(jiān)測(cè)單元的情況，使得監(jiān)測(cè)單元在所述拉伸操作開(kāi)始時(shí)不監(jiān)測(cè)所述光纖，并在所述光纖線軸更換為合格產(chǎn)品的線軸后，所述監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)所述光纖以便存儲(chǔ)光纖質(zhì)量信息；(j)長(zhǎng)度存儲(chǔ)/清零控制，存儲(chǔ)所述光纖的拉伸長(zhǎng)度和所述光纖預(yù)制件的供給長(zhǎng)度，并在一個(gè)光纖預(yù)制件完全拉伸之后，把所存儲(chǔ)的拉伸長(zhǎng)度和供給長(zhǎng)度清零。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖拉伸裝置的控制方法，其中在光纖拉伸操作期間存儲(chǔ)所述光纖的拉伸長(zhǎng)度和所述光纖預(yù)制件的供給長(zhǎng)度；以及在光纖拉伸操作中途拉伸被中斷時(shí)，立即把所述光纖預(yù)制件從所述加熱爐內(nèi)拉起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖拉伸裝置的控制方法，其中在光纖拉伸操作期間存儲(chǔ)所述光纖的拉伸長(zhǎng)度和所述光纖預(yù)制件的供給長(zhǎng)度；以及在光纖拉伸操作中途拉伸被中斷，而且，后來(lái)通過(guò)融化所述光纖預(yù)制件再次進(jìn)行光纖拉伸操作的情況下，再次進(jìn)行光纖拉伸操作，測(cè)量的所述光纖的拉伸程度和所述光纖預(yù)制件的供給長(zhǎng)度分別加到上次拉伸操作過(guò)程中所存儲(chǔ)的所述光纖的所述拉伸長(zhǎng)度和所述光纖預(yù)制件的所述供給長(zhǎng)度的數(shù)值上，以便存儲(chǔ)所得的求和數(shù)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖拉伸裝置的控制方法，其中在光纖拉伸操作期間存儲(chǔ)所述光纖的拉伸長(zhǎng)度和所述光纖預(yù)制件的供給長(zhǎng)度；以及在光纖拉伸操作中途拉伸被中斷，而且，后來(lái)通過(guò)融化所述光纖預(yù)制件，再次進(jìn)行光纖拉伸操作的情況下，再次進(jìn)行光纖拉伸操作，測(cè)量的所述光纖的拉伸程度和所述光纖預(yù)制件的供給長(zhǎng)度分別加到上次拉伸操作過(guò)程中所存儲(chǔ)的所述光纖的所述拉伸長(zhǎng)度和所述光纖預(yù)制件的所述供給長(zhǎng)度的數(shù)值上，以便存儲(chǔ)所得的求和數(shù)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖拉伸裝置的控制方法，其中當(dāng)光纖拉伸操作中途拉伸被中斷時(shí)，存儲(chǔ)拉伸剛剛中斷之前的溫度；以及在所述中斷后通過(guò)融化所述光纖預(yù)制件再次進(jìn)行光纖拉伸操作的情況下，把所述加熱爐的內(nèi)部初始溫度設(shè)置成所存儲(chǔ)的剛剛在所述拉伸的所述中斷之前的溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖拉伸裝置的控制方法，其中當(dāng)光纖拉伸操作中途拉伸被中斷時(shí)，存儲(chǔ)拉伸剛剛中斷之前的溫度；以及在所述中斷后通過(guò)融化所述光纖預(yù)制件再次進(jìn)行光纖拉伸操作的情況下，把所述加熱爐的內(nèi)部初始溫度設(shè)置成所存儲(chǔ)的剛剛在所述拉伸的所述中斷之前的溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖拉伸裝置的控制方法，其中當(dāng)光纖拉伸操作中途拉伸被中斷時(shí)，存儲(chǔ)拉伸剛剛中斷之前的溫度；以及在所述中斷后通過(guò)融化所述光纖預(yù)制件再次進(jìn)行光纖拉伸操作的情況下，把所述加熱爐的內(nèi)部初始溫度設(shè)置成所存儲(chǔ)的剛剛在所述拉伸的所述中斷之前的溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖拉伸裝置的控制方法，其中在光纖拉伸操作中途拉伸被中斷和然后通過(guò)融化所述光纖預(yù)制件再次進(jìn)行光纖拉伸操作的情況下，進(jìn)行線速度操作控制以便所述光纖外徑測(cè)量單元測(cè)得的光纖外徑能夠變成目標(biāo)外徑；以及進(jìn)行選自控制(m)和控制(c)-(i)的至少一種控制，其中控制(m)是二級(jí)控制光纖的供給速度，以如下方式，即進(jìn)行光纖預(yù)制件初始供給速度控制直到線加速度達(dá)到預(yù)先設(shè)定線加速度，或者直到所述線速度達(dá)到預(yù)定的初始設(shè)定線速度；和在所述線加速度達(dá)到設(shè)定線加速度之后或者在所述線速度達(dá)到初始設(shè)定線速度之后進(jìn)行與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖拉伸裝置的控制方法，其中在光纖拉伸操作中途拉伸被中斷和然后通過(guò)融化所述光纖預(yù)制件再次進(jìn)行光纖拉伸操作的情況下，進(jìn)行線速度操作控制以便所述光纖外徑測(cè)量單元測(cè)得的光纖外徑能夠變成目標(biāo)外徑；以及進(jìn)行選自控制(m)和控制(c)-(i)的至少一種控制，其中控制(m)是二級(jí)控制光纖的供給速度，以如下方式，即進(jìn)行光纖預(yù)制件初始供給速度控制直到線加速度達(dá)到預(yù)先設(shè)定線加速度，或者直到所述線速度達(dá)到預(yù)定的初始設(shè)定線速度；和在所述線加速度達(dá)到設(shè)定線加速度之后或者在所述線速度達(dá)到初始設(shè)定線速度之后進(jìn)行與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖拉伸裝置的控制方法，其中在光纖拉伸操作中途拉伸被中斷和然后通過(guò)融化所述光纖預(yù)制件再次進(jìn)行光纖拉伸操作的情況下，進(jìn)行線速度操作控制以便所述光纖外徑測(cè)量單元測(cè)得的光纖外徑能夠變成目標(biāo)外徑；以及進(jìn)行選自控制(m)和控制(c)-(i)的至少一種控制，其中控制(m)是二級(jí)控制光纖的供給速度，以如下方式，即進(jìn)行光纖預(yù)制件初始供給速度控制直到線加速度達(dá)到預(yù)先設(shè)定線加速度為止，或者直到所述線速度達(dá)到預(yù)定的初始設(shè)定線速度為止；和在所述線加速度達(dá)到設(shè)定線加速度之后或者在所述線速度達(dá)到初始設(shè)定線速度之后進(jìn)行與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖拉伸裝置的控制方法，其中在光纖拉伸操作中途拉伸被中斷和然后通過(guò)融化所述光纖預(yù)制件再次進(jìn)行光纖拉伸操作的情況下，進(jìn)行線速度操作控制以便所述光纖外徑測(cè)量單元測(cè)得的光纖外徑能夠變成目標(biāo)外徑；以及進(jìn)行選自控制(m)和控制(c)-(i)的至少一種控制，其中控制(m)是二級(jí)控制光纖的供給速度，以如下方式，即進(jìn)行光纖預(yù)制件初始供給速度控制直到線加速度達(dá)到預(yù)先設(shè)定線加速度，或者直到所述線速度達(dá)到預(yù)定的初始設(shè)定線速度為止；和在所述線加速度達(dá)到設(shè)定線加速度之后或者在所述線速度達(dá)到初始設(shè)定線速度之后進(jìn)行與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制。
12.一種光纖拉伸裝置，包括加熱爐，用于融化光纖預(yù)制件；預(yù)制件供給單元，固定光纖預(yù)制件并把所述光纖預(yù)制件的末端引入所述加熱爐；密封氣體供給單元，把惰性氣體引入所述加熱爐；光纖外徑測(cè)量單元，測(cè)量在所述加熱爐內(nèi)熱融并拉伸的光纖的外徑；冷卻單元，利用冷卻氣體冷卻已拉伸的光纖；樹(shù)脂鍍膜單元，向被所述冷卻單元冷卻的光纖提供鍍膜樹(shù)脂，從而形成帶有樹(shù)脂膜層的所述光纖；鍍膜外徑測(cè)量單元，測(cè)量利用所述樹(shù)脂鍍膜單元鍍上所述樹(shù)脂的光纖的外徑；光纖收回單元，收回鍍有所述樹(shù)脂的所述光纖；線速度控制單元，在起動(dòng)所述拉伸裝置的控制操作后進(jìn)行控制作為所述光纖的收回線速度的線速度控制操作，以便所述光纖外徑測(cè)量單元測(cè)量的光纖外徑可以變成目標(biāo)外徑；及選自控制單元(o)-(x)的至少一個(gè)控制單元(o)進(jìn)行線速度控制的單元，至少完成三級(jí)光纖供給速度控制和二級(jí)光纖供給速度控制之一；其中，前一個(gè)三級(jí)控制在光纖預(yù)制件的末端還沒(méi)有處于在所述加熱爐內(nèi)穩(wěn)定融化狀態(tài)的情況進(jìn)行，即為如下方式光纖預(yù)制件初始供給速度控制，是通過(guò)把所述光纖預(yù)制件的供給速度設(shè)置成至少等于穩(wěn)定狀態(tài)下的參考速度來(lái)供給所述光纖預(yù)制件，該控制在如下時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行，即自所述拉伸裝置的控制操作開(kāi)始直到作為所述光纖的收回加速度的線加速度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的線加速度為止，或者直到線速度達(dá)到預(yù)定的初始設(shè)定線速度為止；與加速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制，是根據(jù)檢測(cè)加速度和預(yù)定目標(biāo)加速度之間的偏差反饋控制所述光纖預(yù)制件的供給速度，并在如下時(shí)間段進(jìn)行，即自線加速度達(dá)到設(shè)定線加速度或者自所述線速度達(dá)到初始設(shè)定線速度開(kāi)始到所述線速度達(dá)到高于所述初始設(shè)定線速度的預(yù)定中間設(shè)定線速度為止；與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制，是根據(jù)檢測(cè)線速度和預(yù)定目標(biāo)線速度之間的偏差反饋，控制所述光纖預(yù)制件的所述供給速度，該控制在所述線速度達(dá)到中間設(shè)定線速度之后進(jìn)行；而后一二級(jí)控制在所述光纖預(yù)制件的末端已經(jīng)處于在所述加熱爐內(nèi)融化狀態(tài)的情況下進(jìn)行，即以如下方式光纖預(yù)制件初始供給速度控制，在如下時(shí)間段進(jìn)行，即自所述拉伸裝置的所述控制操作開(kāi)始到所述線加速度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的線加速度為止，或者到所述線速度達(dá)到預(yù)定的初始設(shè)定線速度為止；與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制是在所述線加速度達(dá)到設(shè)定線加速度之后或者在所述線速度達(dá)到初始設(shè)定線速度之后進(jìn)行；(p)模具清潔控制單元，在所述光纖開(kāi)始鍍膜之前，對(duì)清潔所述樹(shù)脂鍍膜單元的模具的操作進(jìn)行清潔控制，以便除去殘余鍍膜樹(shù)脂和其它臟物；(q)冷卻氣體流速控制單元，當(dāng)所述鍍膜外徑測(cè)量單元測(cè)量的鍍膜外徑的測(cè)量值最大已經(jīng)變成目標(biāo)鍍膜外徑時(shí)，根據(jù)預(yù)定的目標(biāo)鍍膜直徑和測(cè)量的鍍膜外徑之間的偏差控制冷卻氣體的流速；(r)樹(shù)脂壓力控制單元，控制提供給模具的樹(shù)脂壓力以便變成與所述線速度相關(guān)的預(yù)定值；(s)密封氣體流速控制單元，自從所述光纖拉伸裝置開(kāi)始操作就檢測(cè)所述線速度，提供預(yù)先設(shè)定流速的密封氣體到所述加熱爐內(nèi)，直到檢測(cè)的線速度達(dá)到用于轉(zhuǎn)換氣體供給流速的預(yù)定參考線速度，而且在所述檢測(cè)的線速度達(dá)到氣體供給流速轉(zhuǎn)換的參考線速度時(shí)，根據(jù)與線速度相關(guān)的密封氣體供給流速的預(yù)定控制數(shù)據(jù)控制所述密封氣體的供給流速；(t)加熱爐溫度控制單元，存儲(chǔ)所述加熱爐的最佳內(nèi)部溫度作為每次進(jìn)行光纖拉伸的最佳爐內(nèi)溫度，以便能夠在所述線速度加速開(kāi)始時(shí)，使所述加熱爐的內(nèi)部溫度為最后拉伸操作的最佳爐內(nèi)溫度，而且測(cè)量光纖張力，以便在測(cè)量張力偏差落入允許范圍內(nèi)之后，能夠精確測(cè)量張力時(shí)，開(kāi)始控制所述加熱爐在所述線速度的溫度；(u)旋轉(zhuǎn)壓力控制單元，在所述線速度達(dá)到所述中間設(shè)定線速度后，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓力控制，通過(guò)向所述光纖施加扭矩的旋轉(zhuǎn)壓力單元，向所述光纖施加扭矩；(v)線軸更換控制單元，開(kāi)始拉伸時(shí)，把所述光纖纏繞在用于纏繞非合格產(chǎn)品的樣品線軸上，并在所述光纖預(yù)制件的供給長(zhǎng)度達(dá)到預(yù)先設(shè)定長(zhǎng)度之后，輸出線軸允許更換信號(hào)，使光纖線軸換成用于合格產(chǎn)品的線軸；(w)監(jiān)測(cè)器控制單元，使得光纖監(jiān)測(cè)單元在所述拉伸操作的所述開(kāi)始不監(jiān)測(cè)所述光纖，并在所述光纖線軸更換為合格產(chǎn)品的線軸后，使得所述光纖監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)被所述光纖收回單元收回的所述光纖以便存儲(chǔ)光纖質(zhì)量信息；(x)長(zhǎng)度存儲(chǔ)/清零控制單元，存儲(chǔ)所述光纖的拉伸長(zhǎng)度和所述光纖預(yù)制件的供給長(zhǎng)度，并在一個(gè)光纖預(yù)制件完全拉伸完畢之后，把所存儲(chǔ)的拉伸長(zhǎng)度和供給長(zhǎng)度清零。
全文摘要
在開(kāi)始拉伸裝置的控制操作之后，線速度控制單元(19)完成作為光纖收回速度的線速度控制操作，預(yù)制件供給速度控制單元(22)完成光纖供給速度控制，以便光纖外徑測(cè)量單元(8)所測(cè)得的光纖的外徑能夠變成目標(biāo)外徑。舉例來(lái)說(shuō)，在光纖預(yù)制件的末端還沒(méi)有處于在加熱爐內(nèi)穩(wěn)定融化狀態(tài)的情況下，預(yù)制件供給速度控制單元(22)分三級(jí)控制光纖預(yù)制件的供給速度，即光纖預(yù)制件初始供給速度控制、與加速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制和與線速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制。在光纖預(yù)制件的末端已經(jīng)處于穩(wěn)定融化狀態(tài)的情況下，單元(22)分二級(jí)控制光纖預(yù)制件的供給速度，省略三級(jí)中的與加速度相關(guān)的預(yù)制件供給速度控制。在光纖拉伸過(guò)程中，即使在線速度加速期間也能夠防止諸如光纖斷裂等麻煩。
文檔編號(hào)C03C25/70GK1405105SQ0211611
公開(kāi)日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2002年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月3日
發(fā)明者仲恭宏, 河野和廣 申請(qǐng)人:古河電氣工業(yè)株式會(huì)社