一種光纖預(yù)制棒與尾柄對接的方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及的是一種光纖預(yù)制棒與尾柄的對接制造方法及其裝置，使用該方法及其裝置進(jìn)行光纖預(yù)制棒和尾柄的對接。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖制造以及光纖預(yù)制棒的制造基本按照以下過程進(jìn)行:采用軸向氣相沉積法(VAD)沉積粉末態(tài)芯棒，經(jīng)過脫羥玻璃化生成玻璃態(tài)芯棒；然后延伸為合適長度的較細(xì)的芯棒，在每根芯棒外圍進(jìn)一步外包沉積粉末態(tài)棒，再次脫羥玻璃化生成大尺寸預(yù)制棒。
[0003]在光纖預(yù)制棒的制造過程中，光纖預(yù)制棒母材需要尾柄用以支撐，故光纖預(yù)制棒母材和尾柄的對接是很有必要的。例如，上述的外包沉積粉末態(tài)棒的過程，光纖預(yù)制棒母材的兩端必須接兩根尾柄，用以卡盤卡爪夾持；而在玻璃態(tài)芯棒延伸過程中，為了使芯棒兩端延伸盡量充分，兩端也必須接尾柄，用以卡爪夾持并施力延伸。
[0004]近年來，為了滿足光纖預(yù)制棒制造效率提升的要求，預(yù)制棒母材直徑越來越大，所以預(yù)制棒的對接直徑也越來越大。對接部位直徑變大，熱傳達(dá)就變得不均勻，對接部位端面的中心位置和周邊部位的加熱程度就會不同。
[0005]相對來說，周邊部位軟化更早，表面張力更大。因此，周邊部位比中心部位要高約Imm,中心凹陷，在對接過程中，中心部位的空氣密封在對接位置內(nèi)部，如果擠壓力稍大，密封氣體被擠出，在擠出位置會形成較大的空洞?？諝饬粼趯游恢煤捅粩D出都會對對接部位的應(yīng)力等產(chǎn)生極大影響。
[0006]在JP2005-145796專利中，通過控制對接面一端的切割角度Θ ( Θ滿足
0.017 ^ tan Θ ( 0.176)來保證對接過程中氣泡全部被擠出，沒有殘留；對接兩端的棒徑要求為35mm~55mm。但實際應(yīng)用中在沒有切割時確定圓柱體切割角度時很困難的；另一方面，該專利對接部位棒徑范圍僅為35mm~55mm,在預(yù)制棒棒徑日益變大的趨勢下變得不適用；再者，經(jīng)過實踐，對接一端有切割角度時，在對接過程中雖然沒有氣泡殘留，但存在擠壓的凸起和凹陷，影響對接部位的應(yīng)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種光纖預(yù)制棒與尾柄的對接方法及其裝置。一種光纖預(yù)制棒和尾柄的對接方法，其預(yù)制棒端面切割為與軸心近似垂直方向，而對接的另一端尾柄的切割端面則與軸心呈Θ角，用噴燈對對接兩端進(jìn)行灼燒熔融，在對接擠壓一定距離后用石墨輥再將凹凸部位抹平。
[0008]一種光纖預(yù)制棒和尾柄的對接方法及其裝置通過以下技術(shù)實現(xiàn):
一種光纖預(yù)制棒和尾柄的對接裝置包括工作臺、噴燈、噴燈支架、伺服電機一、卡盤一，伺服電機二、卡盤二，石墨輥、石墨輥支架、壓縮氣缸、滑動板一，伺服電機三、滑動板二、伺服電機四、滑動導(dǎo)軌和控制面板。
[0009]在工作臺的上部安裝有滑動導(dǎo)軌，滑動板一安裝在工作臺左端的滑動導(dǎo)軌上，滑動板一上安裝有伺服電機一，伺服電機一的輸出軸上裝有卡盤一，卡盤一用于裝卡預(yù)制棒；伺服電機三安裝在滑動板一的后側(cè)，通過齒輪傳動滑動板一在滑動導(dǎo)軌上橫向移動；在工作臺的右端安裝有伺服電機二，伺服電機二的輸出軸上裝有卡盤二，卡盤二用于裝卡尾柄；伺服電機四安裝在滑動板二的后側(cè)，通過齒輪傳動滑動板二在導(dǎo)軌上橫向移動；在工作臺的前側(cè)中部安裝有噴燈支架，噴燈支架上裝有噴燈，噴燈通過輸氣管道分別于氫氣，氧氣氣源相連；在工作臺后側(cè)中部安裝有石墨輥支架，石墨輥支架前側(cè)安裝有石墨輥，石墨輥支架后側(cè)安裝有壓縮氣缸，壓縮氣缸可推動石墨輥前后移動，使石墨輥與對接部位接觸并壓平。工作臺一側(cè)裝有控制面板，控制面板通過控制線與上述可控部件相連，并控制上述部件。
[0010]所述卡盤一和卡盤二，裝卡直徑可調(diào)，范圍為0~200mm。
[0011]所述伺服電機一、伺服電機二、伺服電機三和伺服電機四分別與工作臺上安裝的控制面板相連，可以分別控制伺服電機的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。
[0012]所述噴燈為金屬單噴燈，燃燒氣體為氫氣(H2)，助燃?xì)怏w為氧氣(02)，分為內(nèi)外氧。
[0013]所述壓縮氣缸可推動石墨輥前進(jìn)的距離范圍為0~150mm。
[0014]所述預(yù)制棒為以石英材質(zhì)為主的摻雜材料。
[0015]所述的尾柄為石英材質(zhì)。
[0016]一種光纖預(yù)制棒和尾柄的對接方法如下:
用切割機對預(yù)制棒尾柄進(jìn)行精確切割，預(yù)制棒端面切割為與軸線垂直，而對接的另一端尾柄的切割端面則與噴燈中心線呈Θ角；通過控制面板操作，伺服電機三和伺服電機四通過各自齒輪分別傳動卡盤一和卡盤二在滑動導(dǎo)軌上移動，使預(yù)制棒和尾柄邊沿到達(dá)噴燈中心線，伺服電機一和伺服電機二通過各自齒輪控制卡盤一和卡盤二同時以同一速度同向旋轉(zhuǎn)，用噴燈對對接兩端進(jìn)行灼燒熔融，預(yù)制棒端面邊沿形成凸起，而預(yù)制棒端面中心則形成凹陷，尾柄端面邊沿則形成圓滑狀。通過控制面板操作，伺服電機四通過齒輪傳動卡盤二在滑動導(dǎo)軌上移動尾柄距離D進(jìn)行擠壓，擠壓后在對接部位形成凸起和凹陷，壓縮氣缸推動石墨輥前進(jìn)，與對接部位接觸，將凹陷和凸起部位抹平。
[0017]所述Θ角范圍為1°彡Θ彡10°，根據(jù)三角關(guān)系換算為切割量d和擠壓距離D。
[0018]所述的一種光纖預(yù)制棒與尾柄對接端的直徑范圍為20mm~100mm。
[0019]所述灼燒，前提為噴燈火焰中心線在預(yù)制棒和尾柄的軸線上，對預(yù)制棒和尾柄的對接端進(jìn)行灼燒。
[0020]所述擠壓，時機為對接兩端灼燒至發(fā)白，固定一端，另一端相向擠壓。
[0021]所述抹平為使用石墨輥在兩端對接位置凹凸部位進(jìn)行抹壓，直到對接部位棒徑均勻無凹凸為止。
[0022]本發(fā)明一種光纖預(yù)制棒與尾柄的對接制造方法及其裝置優(yōu)點:
一是實現(xiàn)方法比較簡單，角度換算為切割量d，并且根據(jù)該切割量確定擠壓量；二是增加石墨輥壓平裝置，保證壓平后對接部位平滑，無凹凸；三是使用范圍廣，對接端的直徑范圍為20mm~100mm,滿足預(yù)制棒大棒徑趨勢的要求。
【附圖說明】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0024]圖1為一種光纖預(yù)制棒和尾柄對接的裝置示意圖。
[0025]圖2a是一種光纖預(yù)制棒和尾柄對接前的端面切割示意圖。
[0026]圖2b是一種光纖預(yù)制棒和尾柄在噴燈灼燒后的端面形狀示意圖。
[0027]圖2c是一種光纖預(yù)制棒和尾柄在噴燈灼燒后對接前的位置示意圖。
[0028]圖2d是一種光纖預(yù)制棒和尾柄在噴燈灼燒后對接后抹平前的形狀示意圖。
[0029]圖2e是一種光纖預(yù)制棒和尾柄在噴燈灼燒后對接后抹平后的形狀示意圖。
[0030]圖3為圖2d對接部位A-A剖面圖。
[0031]圖4為圖2e對接部位B-B剖面圖
圖中:1、光纖預(yù)制棒；2、尾柄；3、噴燈；4、水平中軸線；5為噴燈中心線；6、噴燈支架；7、伺服電機一 ；8、卡盤一 ；9、伺服電機二 ；10、卡盤二 ；11、預(yù)制棒切割端面；12、經(jīng)過灼燒后預(yù)制棒端面邊沿的凸起；13、經(jīng)過灼燒后預(yù)制棒端面中心的凹陷；14、石墨棍；15、石墨棍支架；16、壓縮氣缸；17、工作臺；18、控制面板；19、滑動導(dǎo)軌；21、尾柄切割端面；22、經(jīng)過灼燒后端面邊沿的凹陷；23擠壓過程中氣體的逃逸方向；24a、擠壓后對接部位形成的凹陷；24b、擠壓后對接部位凹陷被抹平；25a、擠壓后對接部位形成的凸起；25b、擠壓后對接部位凸起被抹平；26、滑動板一；27、伺服電機三；28、滑動板二；29、伺服電機四。
【具體實施方式】
[0032]參照附圖1?圖4，一種光纖預(yù)制棒和尾柄的對接裝置包括工作臺17、噴燈3、噴燈支架6、伺服電機一 7、卡盤一 8、伺服電機二 9、卡盤二 10、石墨棍14、石墨棍支架15、壓縮氣缸16、滑動板一 26、伺服電機三27、滑動板二 28、伺服電機四29、滑動導(dǎo)軌19和控制面板18。
[0033]在工作臺17的上部安裝有滑動導(dǎo)軌19，滑動板一 26安裝在工作臺左端的滑動導(dǎo)軌19上,滑動板一 26上安裝有伺服電機一 7,伺服電機一 7的輸出軸上裝有卡盤一 8,卡盤一 8用于裝卡預(yù)制棒I ;伺服電機三27安裝在滑動板一 26的后側(cè)，通過齒輪傳動滑動板一26在滑動導(dǎo)軌19上橫向移動；在工作臺17的右端安裝有伺服電機二 9，伺服電機二 9的輸出軸上裝有卡盤二 10，卡盤二 10用于裝卡尾柄2 ;伺服電機四29安裝在滑動板二 28的后偵牝通過齒輪傳動滑動板二 28在導(dǎo)軌19上橫向移動；在工作臺17的前側(cè)中部安裝有噴燈支架6，噴燈支架6上裝有噴燈3，噴燈3通過輸氣管道分別于氫氣，氧氣氣源相連；在工作臺17后側(cè)中部安裝有石墨輥支架15，石墨輥支架15前側(cè)安裝有石墨輥14，石墨輥支架15后側(cè)安裝有壓縮氣缸16，壓縮氣缸16可推動石墨輥14前后移動，使石墨輥與對接部位接觸并壓平。工作臺17—側(cè)裝有控制面板18，控制面板18通