技術領域：

本發(fā)明涉及一種拉絲技術，特別是涉及一種用于拉制高精度單絲與復絲的拉絲系統(tǒng)及其拉絲方法。

背景技術：
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單絲與復絲的拉絲精度直接影響mcp的空間分辨率，因此使用mcp光纖拉絲機拉制單絲與復絲是mcp工藝流程的核心工藝。mcp光纖拉絲機由送料系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、拉絲系統(tǒng)、切絲系統(tǒng)等子系統(tǒng)構成，拉絲系統(tǒng)對拉絲精度影響最大。

現有的拉絲系統(tǒng)通過單片機芯片控制單伺服驅動器，控制單伺服電機驅動拉絲組件進行拉絲。采用單電機驅動主動輪、再通過傳動帶帶動從動輪一起轉動這種同步聯動控制方式，由于摩擦阻力，以及傳送帶與動輪齒的咬合不均，從動輪與主動輪轉速并非完全相等，這增大了所拉制光纖的橢圓度，使得光纖橫截面變形且邊緣粗糙；而且應用單片機芯片控制伺服驅動器時，單片機本身易受干擾，特別是在電機等大功率用電設備較多的拉絲車間里，電磁干擾更大，極大影響了單片機控制伺服驅動器效果，降低了拉絲精度。由上可知，現有的拉絲系統(tǒng)在拉制高精度單絲與復絲時難以保證拉絲精度。生產經驗也表明，現有的拉絲系統(tǒng)在拉制直徑0.95mm以上單絲與復絲時光纖直徑誤差尚能保證在±4μm之內，而在拉制直徑0.88mm以下單絲與復絲時光纖直徑誤差只能保證在±5μm之內。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于mcp光纖拉絲機的拉絲系統(tǒng)及其拉絲方法，系統(tǒng)的抗干擾能力更強，拉絲精度更高。

實現本發(fā)明目的的解決方案為：一種用于mcp光纖拉絲機的拉絲系統(tǒng)，包括激光測徑儀、計算機、pci總線控制器卡與端子板、第一伺服驅動器與第一伺服電機、第二伺服驅動器與第二伺服電機、第一減速機與第二減速機、拉絲組件，其中激光測徑儀連接計算機，計算機連接pci總線控制器卡，pci總線控制器卡連接端子板，端子板連接第一伺服驅動器與第二伺服驅動器，第一伺服驅動器與第二伺服驅動器分別連接第一伺服電機與第二伺服電機，第一伺服電機與第二伺服電機上分別設置第一減速機與第二減速機，第一減速機與第二減速機連接拉絲組件。

所述拉絲組件采用雙電機驅動浮動式履帶擠壓結構，包括鏡像分布的第一拉絲子組件和第二拉絲子組件，每個拉絲子組件包括一個主動輪、兩個從動輪和設置在主動輪與從動輪外側的同步帶，主動輪和從動輪呈三角形排布，三角形靠近中軸線的邊與地面垂直，第一拉絲子組件和第二拉絲子組件與地面垂直的邊相互配合實現對光纖的擠壓。

所述主動輪和從動輪呈等腰三角形排布，其中底邊與地面垂直。

所述第一減速機和第二減速機采用1:50減速比。

基于上述拉絲系統(tǒng)的拉絲方法，包括如下步驟：

步驟1、激光測徑儀測量光纖直徑，并將測得的光纖直徑傳輸給計算機；

步驟2、計算機顯示光纖直徑實時曲線圖，接收操作員根據光纖直徑設置的第一伺服電機和第二伺服電機的轉速控制信號，并將接收的轉速控制信號傳輸給pci總線控制器卡；

步驟3、pci總線控制器卡對轉速控制信號進行譯碼得到電機的控制脈沖信號，控制脈沖信號經過連接端子板和伺服驅動器后驅動兩臺伺服電機反向同速轉動；

步驟4、伺服電機的轉動經過第一減速機與第二減速機減速后分別帶動第一拉絲子組件和第二拉絲子組件的主動輪、從動輪和同步帶運動；

步驟5、第一拉絲子組件和第二拉絲子組件的同步帶擠壓光纖，并通過同步帶與光纖的摩擦力拉動光纖實現拉絲操作。

步驟1的激光測徑儀每隔150ms測量一次光纖直徑，并通過rs232串口與計算機數據通信。

本發(fā)明與現有技術相比，其顯著優(yōu)點是：本發(fā)明通過計算機結合pci總線控制器卡和端子板控制雙伺服電機，并配合減速器共同驅動拉絲組件，降低了光纖橢圓度，提高了拉絲精度和橫截面形狀的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為mcp光纖拉絲機的拉絲系統(tǒng)的原理圖。

圖2為mcp光纖拉絲機拉絲系統(tǒng)的結構示意圖，其中(a)為主視圖，(b)為左示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例拉制0.66mm復絲時的實時絲徑曲線圖。

圖4為本發(fā)明實施例拉制光纖的橫截面示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明方案做進一步描述。

如圖1所示的用于mcp光纖拉絲機的拉絲系統(tǒng)，包括激光測徑儀、計算機、pci總線控制器卡與端子板、第一伺服驅動器與第一伺服電機、第二伺服驅動器與第二伺服電機、第一減速機與第二減速機、拉絲組件，其中激光測徑儀連接計算機，計算機連接pci總線控制器卡，pci總線控制器卡連接端子板，端子板連接第一伺服驅動器與第二伺服驅動器，第一伺服驅動器與第二伺服驅動器分別連接第一伺服電機與第二伺服電機，第一伺服電機與第二伺服電機上分別設置減速比為1:50的第一減速機與第二減速機，第一減速機與第二減速機連接拉絲組件。其中重要連接方式與結構組成具體為：

(1)激光測徑儀通過rs232串口與計算機相連接，采用zumbachascii協(xié)議與計算機進行通信，并將測得的光纖直徑傳輸給計算機；

(2)pci總線控制器卡放置在計算機主機的pci卡槽內，并通過數據傳輸線與端子板相連。

(3)端子板分別與第一伺服驅動器與第二伺服驅動器相連，由于端子板為四軸端子板，可以通過cn4、cn10、cn16、cn22四個相同的端口區(qū)同時連接和控制四臺伺服驅動器。第一伺服驅動器與第二伺服驅動器的cn1口的7、8端口分別連接端子板cn4與cn10端口區(qū)的9、8端口，用以發(fā)送伺服電機轉速脈沖信號；第一伺服驅動器與第二伺服驅動器的cn1口的11、12端口分別連接端子板cn4與cn10端口區(qū)的7、6端口，用以發(fā)送伺服電機轉動方向脈沖信號；第一伺服驅動器與第二伺服驅動器的cn1口的47、40端口分別連接端子板cn4與cn10端口區(qū)的1、11端口嗎，用以發(fā)送伺服電機開關信號；

(4)如圖2所示，拉絲組件采用雙電機驅動浮動式履帶擠壓結構，包括鏡像分布的第一拉絲子組件3和第二拉絲子組件4，每個拉絲子組件包括一個主動輪5、兩個從動輪6和設置在主動輪5與從動輪6外側的同步帶，主動輪5和從動輪6呈等腰三角形排布，底邊靠近中軸線且與地面垂直，第一拉絲子組件3和第二拉絲子組件4的底邊與地面垂直。拉絲時，第一伺服電機1與第二伺服電機2首先驅動第一拉絲子組件3和第二拉絲子組件4靠近，擠壓光纖，然后驅動主動輪轉動，進而帶動從動輪和同步帶運動，通過同步帶與光纖的摩擦實現拉絲操作。

基于上述拉絲系統(tǒng)的拉絲方法，包括如下步驟：

步驟1、激光測徑儀每隔150ms測量一次光纖直徑，并將測得的光纖直徑數值通過rs232串口傳輸給計算機；

步驟2、計算機根據光纖直徑實時繪制絲徑曲線圖，給出電機轉速建議值，并接收操作員根據實時絲徑曲線圖和電機轉速建議值設置的第一伺服電機和第二伺服電機的實際轉速控制信號，并將接收的實際轉速控制信號傳輸給pci總線控制器卡。其中，電機轉速建議值s的計算式為：s＝5d²s/(12πrd²)，式中d為原料直徑、s為送料速度、r為主動輪半徑、d為光纖直徑，操作員以計算機給出的電機轉速建議值為基礎，并結合實時絲徑曲線圖所顯示的絲徑變化趨勢，利用低、中、高三個調速檔位進行微調，從而設置實際轉速并實時調整；

步驟3、pci總線控制器卡對轉速控制信號進行譯碼得到電機的控制脈沖信號，控制脈沖信號經過連接端子板和伺服驅動器后驅動兩臺伺服電機反向同速轉動；

步驟4、伺服電機的轉動經過第一減速機與第二減速機減速50倍后分別帶動第一拉絲子組件和第二拉絲子組件的主動輪、從動輪和同步帶運動；

步驟5、第一拉絲子組件和第二拉絲子組件的同步帶擠壓光纖，并通過同步帶與光纖的摩擦力拉動光纖實現拉絲操作。

圖3是利用本發(fā)明系統(tǒng)和方法拉制0.66mm復絲的實時絲徑曲線圖，圖4是所拉制的正六邊形光纖橫截面在顯微鏡下的效果圖，可以看出，本發(fā)明系統(tǒng)和方法拉絲精度高，光纖直徑誤差保持在目標絲徑的±3μm之內，且光纖橫截面為標準正六邊形，不存在橫截面的變形現象。