一种微型裸光纤自动卷轴系统技术方案

目前国内传统的光纤收放的系统的收放方式存在着响应滞后、可调范围小、传动不平稳、排列不整齐和易损伤裸光纤等缺点，无法满足裸光纤直径小、收放速度响应快的要求，并且在工作过程中裸光纤要时刻与缠绕进口保持在同一水平线上或者是要求不能相差太大的角度，遇到过度张紧状态时，又容易出现裸光纤损伤和直接断裂的现象，这样不仅工作效率低、易出故障，而且又需要人力监督和干涉，极其浪费人力和物力。本发明专利技术克服了现有技术的缺点，提供了一种微型裸光纤自动卷轴系统，能够能实时监测张力并反馈自动调节张力，有效地避免裸光纤在缠绕或释放过程出现断裂和损伤的现象，也免去人工监督和辅助的麻烦。

【技术实现步骤摘要】
一种微型裸光纤自动卷轴系统
本专利技术涉及光纤自动收放以及镀膜领域，更具体地，涉及一种微型裸光纤自动卷轴系统。
技术介绍
光纤是一种利用光在玻璃塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具,基于它的通信容量大、中继距离长、不受电磁干扰、重量轻体积小的优点,在通信方面得到了广泛的应用。光纤中的纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆、易断裂、拉断强度和工作极限拉力比较低，在牵涉到光纤收放的系统应用过程中就容易出现过于张紧或者松弛的现象，这将使裸光纤的均匀性和完整性受到影响，传统的过程通常需要人工干预才能成功完成光纤的收放，浪费人力。目前国内传统的光纤收放的系统的收放方式存在着响应滞后、可调范围小、传动不平稳、排列不整齐和易损伤裸光纤等缺点，无法满足裸光纤直径小、收放速度响应快的要求，并且在工作过程中裸光纤要时刻与缠绕进口保持在同一水平线上或者是要求不能相差太大的角度，因为在收放过程中遇到过度松弛状态时，裸光纤容易出现滑出缠绕轨道和缠绕不均匀的现象；遇到过度张紧状态时，又容易出现裸光纤损伤和直接断裂的现象，这样不仅工作效率低、易出故障，而且又需要人力监督和干涉，极其浪费人力和物力。因此在裸光纤的收放过程中，迫切需要实时自动控制线速和张紧，以便提高效率、减低成本。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种微型裸光纤自动卷轴系统，本专利技术的首要目的是提供一种实现对裸光纤自动收放的系统。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种微型裸光纤自动卷轴系统，包括机械支架、卷轴组、滑轮组、直线轴承、数据采集模块、滑轮组支架和主控子系统，其中：所述机械支架包括左支撑面和右支撑面；所述卷轴组包括绕线子系统和排线子系统，所述绕线子系统与排线子系统固定于所述机械支架内；所述绕线子系统包括卷轴和第一步进电机，所述第一步进电机与所述卷轴固定连接，所述卷轴的底面固定于所述机械支架的左支撑面，所述第一步进电机固定于所述机械支架的右支撑面，控制卷轴缠绕或释放裸光纤的速度；所述排线子系统包括排线器、滚珠丝杆和第二步进电机，所述滚珠丝杆的底面固定于所述机械支架的左支撑面，与所述第二步进电机固定连接，所述第二步进电机固定于所述机械支架的右支撑面，所述排线器设置于滚珠丝杆附近，能被所述滚珠丝杆带动下完成左右往复排线运动；所述滑轮组包括若干动滑轮与若干定滑轮，所述动滑轮通过所述直线轴承连接在所述机械支架上，所述动滑轮能随直线轴承上下移动和旋转，所述定滑轮固定于所述滑轮组支架上，所述滑轮组支架固定于所述机械支架的右支撑面；所述数据采集模块用于采集裸光纤在卷轴过程中的数据，包括一S型传感器和一拉线传感器，所述S型传感器设置于所述直线轴承上，并固定于所述机械支架上，所述拉线传感器设置于所述滚珠丝杆上，通过所述S型传感器和拉线传感器获取裸光纤的张力数据；所述主控子系统分别与所述第一步进电机、第二步进电机、S型传感器、拉线传感器电连接；裸光纤从滑轮组处进入系统，通过滑轮组各滑轮改变裸光纤力的作用方向，同时起到给光纤的定位作用；直线轴承不仅可以随着裸光纤在滑轮上作用力大小上下移动调节光纤张力，而且还可以随作用力大小自行旋转角度，这样使裸光纤在进线口处可以多角度进线，同时能够时刻保持裸光纤在滑轮槽的正常进线，配合主控子系统的控制调节裸光纤的张力，有效避免以往需检查裸光纤进线方向和滑轮槽一致才能正常工作的弊端；裸光纤进入系统后，由第二步进电机带动滚珠丝杆，滚珠丝杆带动排线器，使排线器沿卷轴平行方向完成左右的往复排线运动，主控子系统控制第二步进电机的速度和方向与第一步进电机的速度和方向相协调配合，实现裸光纤在卷轴上整齐紧密排布或有序地释放；通过S型传感器和拉线传感器获取裸光纤的张力，主控子系统根据裸光纤张力大小改变步进电机的转速，从而使裸光纤的张力值恒定，步进电机通过步进脉冲控制其工作速度，具有良好的开环跟随性，动态响应快，调速和定位控制性能好，能很好地满足绕线和排线系统的要求。优选地，滚珠丝杆有螺纹凹槽，使裸光纤在卷轴上排布有序。优选地，滑轮组由一个动滑轮和三个定滑轮组成。优选地，数据采集模块还包括一行程传感器，所述行程传感器安装在所述机械支架左支撑面上，正对着排线器，行程传感器与主控子系统电连接，行程传感器获取排线器的运动数据，通过反馈至主控子系统，主控子系统控制第二步进电机带动滚珠丝杆，滚珠丝杆带动排线器完成左右往返排线运动。优选地，数据收集模块还包括一温度传感器，所述温度传感器安装在所述机械支架上，温度传感器与主控子系统电连接，监控整个系统的温度，防止过热。优选地，数据收集模块还包括两个电压传感器，分别安装在所述第一步进电机和第二步进电机，用于采集第一步进电机和第二步进电机的电压，电压传感器与主控子系统电连接，监控第一步进电机和第二步进电机的工作状态是否存在异常。优选地，主控子系统包括控制模块、张力控制模块、收放控制模块和动力牵引模块，其中：所述控制模块分别与所述数据采集模块、张力控制模块、收放控制模块和动力牵引模块相连；所述张力控制模块分别与所述第一步进电机和第二步进电机相连，保持光纤张力恒定；所述动力牵引模块分别与所述第一步进电机和第二步进电机相连，控制所述第一步进电机和第二步进电机加速或减速或转向；所述收放控制模块通过所述控制模块对所述动力牵引模块发布指令，使所述动力牵引模块控制所述第一步进电机和第二步进电机的转向。控制系统负责对数据采集模块、故障诊断模块、张力控制模块、收放控制模块的数据进行计算和控制，并根据处理结果进行发送控制命令；数据采集模块负责裸光纤卷轴整个过程数据的采集，S型拉力传感器和拉线传感器负责采集裸光纤收放过程中张力和拉力的实时数据，根据这些实时张力数据，实时计算收放线的张力，最后把计算出的张力数据转化为电信号数据，传给控制模块，控制模块则根据目前的电信号数据判断裸光纤是否处于过度张紧或松弛状态，再根据张力设定值与张力检测值，向张力控制模块发送指令控制卷轴收放裸光纤的速度，进而保持裸光纤在自动收放系统内的张力值的恒定；电压传感器负责电压信号的采集与传递，所有传感器把采集到的数据发送到数据采集模块，数据采集模块对采集的各个传感器信息进行滤波并处理，把处理结果发送到控制系统的对应模块备用，根据控制系统的信号，控制裸光纤在卷轴上的缠绕或释放，以及裸光纤收放的速度和步进电机的转向，收放线控制模块根据控制系统发来的初始数据或者参数进行计算和分析，然后把结果传回控制系统，控制系统依据传回的结果对动力牵引模块发布相关指令，然后通过控制信号改变步进减速电机转向完成调节。优选地，主控子系统还包括一故障诊断模块，所述故障诊断模块与控制模块相连，故障诊断模块根据控制模块所发出的故障信息，对某些故障进行诊断，并把诊断后的结果传回控制模块，使控制模块采取相应的措施，相当于是一个闭环控制。优选地，动力牵引模块包括动力控制模块和卷轴收放指令发布模块，其中，所述动力控制模块与所述控制模块相连，所述卷轴收放指令发布模块的输入端与动力控制模块相连，其输出端与所述第一步进电机和第二步进电机相连，动力控制模块是动力牵引模块的核心，负责与主控子系统交换和传递数据，并对卷轴子系统发布控制指令，卷轴收放指令发布模块根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微型裸光纤自动卷轴系统，其特征在于，包括机械支架、卷轴组、滑轮组、直线轴承、数据采集模块、滑轮组支架和主控子系统，其中：所述机械支架包括左支撑面和右支撑面；所述卷轴组包括绕线子系统和排线子系统，所述绕线子系统与排线子系统固定于所述机械支架内；所述绕线子系统包括卷轴和第一步进电机，所述第一步进电机与所述卷轴固定连接，所述卷轴的底面固定于所述机械支架的左支撑面，所述第一步进电机固定于所述机械支架的右支撑面，控制卷轴缠绕或释放裸光纤的速度；所述排线子系统包括排线器、滚珠丝杆和第二步进电机，所述滚珠丝杆的底面固定于所述机械支架的左支撑面，与所述第二步进电机固定连接，所述第二步进电机固定于所述机械支架的右支撑面，所述排线器设置于滚珠丝杆附近，能被所述滚珠丝杆带动下完成左右往复排线运动；所述滑轮组包括若干动滑轮与若干定滑轮，所述动滑轮通过所述直线轴承连接在所述机械支架上，所述动滑轮能随直线轴承上下移动和旋转，所述定滑轮固定于所述滑轮组支架上，所述滑轮组支架固定于所述机械支架的右支撑面；所述数据采集模块用于采集裸光纤在卷轴过程中的数据，包括一S型传感器和一拉线传感器，所述S型传感器设置于所述直线轴承上，并固定于所述机械支架上，所述拉线传感器设置于所述滚珠丝杆上，通过所述S型传感器和拉线传感器获取裸光纤的张力数据；所述主控子系统分别与所述第一步进电机、第二步进电机、S型传感器、拉线传感器电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种微型裸光纤自动卷轴系统，其特征在于，包括机械支架、卷轴组、滑轮组、直线轴承、数据采集模块、滑轮组支架和主控子系统，其中：所述机械支架包括左支撑面和右支撑面；所述卷轴组包括绕线子系统和排线子系统，所述绕线子系统与排线子系统固定于所述机械支架内；所述绕线子系统包括卷轴和第一步进电机，所述第一步进电机与所述卷轴固定连接，所述卷轴的底面固定于所述机械支架的左支撑面，所述第一步进电机固定于所述机械支架的右支撑面，控制卷轴缠绕或释放裸光纤的速度；所述排线子系统包括排线器、滚珠丝杆和第二步进电机，所述滚珠丝杆的底面固定于所述机械支架的左支撑面，与所述第二步进电机固定连接，所述第二步进电机固定于所述机械支架的右支撑面，所述排线器设置于滚珠丝杆附近，能被所述滚珠丝杆带动下完成左右往复排线运动；所述滑轮组包括若干动滑轮与若干定滑轮，所述动滑轮通过所述直线轴承连接在所述机械支架上，所述动滑轮能随直线轴承上下移动和旋转，所述定滑轮固定于所述滑轮组支架上，所述滑轮组支架固定于所述机械支架的右支撑面；所述数据采集模块用于采集裸光纤在卷轴过程中的数据，包括一S型传感器和一拉线传感器，所述S型传感器设置于所述直线轴承上，并固定于所述机械支架上，所述拉线传感器设置于所述滚珠丝杆上，通过所述S型传感器和拉线传感器获取裸光纤的张力数据；所述主控子系统分别与所述第一步进电机、第二步进电机、S型传感器、拉线传感器电连接。2.根据权利要求1所述的微型裸光纤自动卷轴系统，其特征在于，所述滚珠丝杆有螺纹凹槽。3.根据权利要去1所述的微型裸光纤自动卷轴系统，其特征在于，所述滑轮组由一个动滑轮和三个定滑轮组成。4.根据权利要求1所述的微型裸光纤自动...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔俊龙，王兴玮，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44