專(zhuān)利名稱(chēng)：光纖抽拉過(guò)程中的拉伸檢驗(yàn)和光纖重新穿料的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將光纖自動(dòng)穿進(jìn)并卷繞到光纖抽拉系統(tǒng)中各種部件上的方法和設(shè)備。本發(fā)明還涉及到進(jìn)行高速光纖在線拉伸篩選并且將篩選好的光纖直接卷繞到光纖運(yùn)輸卷軸上的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
光學(xué)波導(dǎo)纖維(光纖)是用于光纖通信系統(tǒng)中為人們所熟知的傳輸介質(zhì)。人們知道光纖抽拉制作工藝是把光纖從一個(gè)光纖錠料中抽拉出并卷繞到一個(gè)卷軸上。過(guò)去，光纖的抽拉典型地包括把光纖卷繞到可卷繞最多達(dá)400公里光纖的大容量卷軸上。然后，該大容量卷軸通常人工地移動(dòng)一個(gè)離線的重繞機(jī)器上，該機(jī)器是操作者用手工進(jìn)行穿料的。該離線機(jī)器把光纖從大容量卷軸重新卷繞到許多較小的運(yùn)輸卷軸上。在把光纖從大容量卷軸轉(zhuǎn)移到較小的運(yùn)輸卷軸之前或過(guò)程中，在光纖上進(jìn)行各種測(cè)試。例如，用來(lái)從大容量卷軸把光纖卷繞到運(yùn)輸卷軸的同一機(jī)器通常也用來(lái)向光纖施加一個(gè)預(yù)定的最小量級(jí)的應(yīng)力(典型為100千磅/平方英寸(kspi))，以確定光纖可以滿足最低的強(qiáng)度要求。該應(yīng)力的施加一般稱(chēng)作篩選或檢驗(yàn)測(cè)試。當(dāng)發(fā)生篩選中斷，機(jī)器對(duì)運(yùn)輸卷軸的卷繞就停止，于是操作者就必須再一次人工重新進(jìn)行機(jī)器的穿料并開(kāi)始把光纖卷繞到一個(gè)新的卷軸上。
人們希望對(duì)光纖進(jìn)行的拉伸強(qiáng)度檢驗(yàn)是在光纖抽拉的過(guò)程中，是在它卷繞到存放卷軸上之前，且該存放卷軸更適宜的是一個(gè)運(yùn)輸卷軸。但是，由于在現(xiàn)今的一些光纖制造工藝中的采用了高抽拉速度(例如，大于20-25米/秒)，所以不能做到這樣的在線檢驗(yàn)。首先，由于有外加的拉伸應(yīng)力施加在光纖上以檢驗(yàn)它，所以在線篩選會(huì)增加抽拉中的光纖中斷的次數(shù)。再者，由于光纖抽拉過(guò)程不能停止，所以當(dāng)操作者重穿在線拉伸篩選設(shè)備時(shí)會(huì)損耗大量的光纖。當(dāng)然在許多現(xiàn)今的光纖抽拉過(guò)程這所采用的高抽拉速度(例如大于20米/秒)下，要穿進(jìn)的光纖也必須以某種方式跟上光纖抽拉過(guò)程所進(jìn)給光纖段。同樣，由于傳統(tǒng)拉伸檢驗(yàn)設(shè)備穿料所涉及的時(shí)間，使用傳統(tǒng)的技術(shù)時(shí)，會(huì)在重穿操作中損耗大量的光纖。結(jié)果，制造者迄今不得不采用以低一些的抽拉應(yīng)力把光纖拉到相對(duì)較大(例如可以存放400公里或更多)的大容量卷軸上的制造方法來(lái)作為替代。然后在光纖卷繞到小一些卷軸的過(guò)程中或之前，對(duì)在這些大容量卷軸上的光纖進(jìn)行離線檢驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面涉及到一種在光纖抽拉過(guò)程中拉伸檢驗(yàn)光纖的方法，它包括以大于20米/秒的光纖抽拉速度從光纖錠料中抽拉一定長(zhǎng)度的光纖，對(duì)所述光纖施加一個(gè)所需的拉伸應(yīng)力以由此來(lái)測(cè)試所述光纖的強(qiáng)度，并且在所述的施加光纖拉伸應(yīng)力之后，把所述光纖卷繞到一個(gè)卷軸上。施加在光纖上的拉伸應(yīng)力更適宜的是與預(yù)定的檢驗(yàn)力相等。該預(yù)定的拉伸應(yīng)力較適合的是大于80磅/平方英寸左右，預(yù)定的拉伸應(yīng)力更適合的是大于95磅/平方英寸左右。
在較佳的實(shí)施例中，光纖直接卷繞到一個(gè)將運(yùn)送至消費(fèi)者處的運(yùn)輸卷軸上。該運(yùn)輸卷軸較適宜的是不能容納超過(guò)150公里的光纖，更適宜的是不超過(guò)100公里的光纖，且最適宜的是不超過(guò)75公里的光纖。于是這樣的運(yùn)輸卷軸就可以直接運(yùn)往到消費(fèi)者而無(wú)需重繞到一個(gè)小一些的卷軸上。較好的是，該運(yùn)輸卷軸上的所述光纖的兩個(gè)端頭都是可以獲取的，并且在所述光纖存放在所述卷軸上時(shí)，光纖卷繞到所述卷軸上的方式使所述光纖的兩端都能夠獲取到。以這種方式，就可以在光纖存放在線軸上時(shí)進(jìn)行光纖的光纖性能測(cè)試以及其它形式的測(cè)試，而無(wú)需從卷軸上移去光纖。例如，可以通過(guò)這樣一種測(cè)試方法對(duì)光纖進(jìn)行測(cè)試，該測(cè)試方法包括把卷軸上所述光纖的一端連接到一個(gè)光源上，從光源射出光并穿過(guò)光纖，以及對(duì)在光纖另一端的光的性能作出評(píng)估。這樣的測(cè)試的例子包括光學(xué)時(shí)域反射測(cè)量方法(OTDR)，它用來(lái)測(cè)量光纖中每單位長(zhǎng)度色散量，以及色散幾何圖形和偏振模式色散。
在光纖抽拉過(guò)程中可以通過(guò)穿過(guò)篩選絞盤(pán)進(jìn)給光纖來(lái)施加光纖拉伸應(yīng)力，該篩選絞盤(pán)與另一個(gè)絞盤(pán)聯(lián)合工作以在抽拉過(guò)程中對(duì)光纖施加預(yù)定的拉伸應(yīng)力。例如，篩選絞盤(pán)可位于另一個(gè)絞盤(pán)的下游并以比另一個(gè)絞盤(pán)更高的圓周速度旋轉(zhuǎn)，以由此拉拔光纖并給其一個(gè)預(yù)定的拉伸應(yīng)力。較好地是在抽拉的過(guò)程中對(duì)兩個(gè)絞盤(pán)之間的光纖拉力進(jìn)行監(jiān)測(cè)并且響應(yīng)于所監(jiān)測(cè)得的拉力對(duì)篩選絞盤(pán)的速度進(jìn)行調(diào)整。例如，光纖中的抽拉可以通過(guò)一個(gè)有效地連接在一接觸光纖的滑輪上的測(cè)壓元件(例如，設(shè)置在兩個(gè)絞盤(pán)之間)來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)?？梢允褂靡慌_(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)通過(guò)測(cè)壓元件監(jiān)測(cè)所述光纖中的拉力并相應(yīng)地調(diào)整篩選絞盤(pán)的速度。也可以采用其它方法來(lái)在抽拉過(guò)程中對(duì)光纖施加預(yù)定量的拉伸應(yīng)力。例如，可以使用一個(gè)在抽拉過(guò)程中作用在光纖所經(jīng)滑輪上的重量來(lái)施加這樣的應(yīng)力。也可以把光纖繞在兩個(gè)機(jī)械連接的絞盤(pán)上，以使絞盤(pán)中的一個(gè)以比另一個(gè)絞盤(pán)更快的圓周速度傳送。還有一個(gè)可使用的方法可以是使光纖繞一個(gè)帶有兩個(gè)相鄰的不同光纖軌道槽的滑輪傳送，各光纖軌道槽具有不同的周長(zhǎng)，挑選周長(zhǎng)的差值以在光纖經(jīng)過(guò)滑輪的這兩個(gè)軌道槽時(shí)在光纖上施加預(yù)定的拉伸力。
本發(fā)明的另一方面涉及把一段活動(dòng)長(zhǎng)度光纖穿入或重新穿入光纖抽拉或光纖拉伸過(guò)程所用部件的方法和設(shè)備，這些過(guò)程中光纖被卷繞到卷軸上，該方法包括使吸引器在第一位置處獲得光纖，且至少在兩個(gè)方向上移動(dòng)所述吸引器以由此把光纖移向第二位置并把該光纖穿過(guò)或穿上至少光纖抽拉或拉伸過(guò)程中的一個(gè)部件。該光纖的活動(dòng)長(zhǎng)度例如可以是在光纖抽拉過(guò)程或者光纖離線篩選過(guò)程中的光纖活動(dòng)長(zhǎng)度。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，移動(dòng)吸引器把光纖至少引導(dǎo)到一個(gè)導(dǎo)向滑輪上，之后光纖移動(dòng)到接近卷繞卷軸的位置，在該處光纖與卷軸嚙合并且卷繞到了卷軸上。例如，光纖的一段可以與存放卷軸上的阻絆齒或者其它可抓住光纖的裝置嚙合。通過(guò)旋轉(zhuǎn)卷軸光纖接合之后，馬上就切割光纖以把它從吸引器上分離下來(lái)。然后，這種情況下的滑輪和光纖存放卷軸就相互來(lái)回移動(dòng)，以把光纖卷繞到卷軸上。
在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括定位至少一個(gè)第一、第二以及第三滑輪，以在吸引器移動(dòng)所述光纖到所述的第二位置時(shí)，滑輪沿著所述的一段光纖放置并在預(yù)定的所述光纖的交替?zhèn)?。接著，第二滑輪橫移過(guò)光纖的路徑以由此來(lái)保持光纖與第一、第二以及第三滑輪的接觸，因而使光纖沿一條曲折的路徑移動(dòng)。
在另外的一個(gè)實(shí)施例中，吸引器與另一個(gè)分離的光纖導(dǎo)向設(shè)備一起使用，以引導(dǎo)光纖至少穿過(guò)光纖卷繞系統(tǒng)中的一個(gè)部件。例如，可以使用一個(gè)機(jī)械導(dǎo)向指組件來(lái)與光纖源頭和吸引器之間的一部分光纖接合。于是該導(dǎo)向指就可以彎折和改變正在移動(dòng)光纖的路徑，并因而把光纖引導(dǎo)到部件上或者穿過(guò)部件以進(jìn)行光纖穿料。該導(dǎo)向指較適宜的是一個(gè)圓柱形部件，光纖可以在其上自由傳送并連續(xù)地被吸引器收集起來(lái)。這樣的一個(gè)導(dǎo)向件可以是鉤子或者J形部件的形式，或者更好的是一個(gè)圓柱形管或者棍子，這些圓柱形管或棍子可以繞其軸可旋轉(zhuǎn)或不可旋轉(zhuǎn)，以便于在導(dǎo)向指上自由地傳送光纖。
本發(fā)明的另一方面涉及到一種設(shè)備，它抽拉并卷繞光纖到卷軸上，在光纖抽拉之后但在光纖卷繞到卷軸上之前對(duì)光纖進(jìn)行檢驗(yàn)。該設(shè)備包括一個(gè)爐子，用來(lái)對(duì)光纖錠料進(jìn)行足夠的軟化以使光纖可以從其中抽拉；一個(gè)其它光纖抽拉設(shè)備的第一絞盤(pán)，該光纖抽拉設(shè)備是設(shè)計(jì)用來(lái)從錠料抽拉光纖的，且其速度超過(guò)20米/秒，并更適宜的是超過(guò)25米/秒；以及一個(gè)檢驗(yàn)設(shè)備。該檢驗(yàn)設(shè)備更適宜的是包括位于爐子下游的第一絞盤(pán)設(shè)備(也稱(chēng)作牽引絞盤(pán)組件)，它至少包括一個(gè)滾輪和一個(gè)驅(qū)動(dòng)滾輪以第一圓周速度轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)；和第二絞盤(pán)組件，它至少包括一個(gè)滾輪和一個(gè)驅(qū)動(dòng)滾輪的伺服電機(jī)，伺服電機(jī)使?jié)L輪以第二圓周速度轉(zhuǎn)動(dòng)并使第一和第二圓周速度之間的差值產(chǎn)生一個(gè)施加在光纖上的預(yù)定的檢驗(yàn)拉伸應(yīng)力。較好的是將一個(gè)測(cè)壓元件有效地連接在光纖(例如，在兩個(gè)絞盤(pán)之間)上以監(jiān)測(cè)光纖中的拉力。設(shè)備中提供一個(gè)計(jì)算機(jī)控制裝置，以接受從測(cè)壓元件來(lái)的輸入數(shù)據(jù)并調(diào)整第一和第二絞盤(pán)組件的速度以幫助保持一個(gè)均勻的拉伸應(yīng)力或保持在預(yù)定拉伸應(yīng)力范圍內(nèi)。
這里所述的自動(dòng)重新卷繞的方法和設(shè)備相比現(xiàn)有技術(shù)有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，通過(guò)以這里公布的方式和方法使用吸引器和導(dǎo)向指來(lái)重新把光纖穿過(guò)光纖卷繞系統(tǒng)的各種部件，可以連續(xù)地從制造過(guò)程中移去和丟棄光纖，而同時(shí)光纖也正在穿入該系統(tǒng)。因此，光纖的供應(yīng)無(wú)需為了重繞或者重穿系統(tǒng)而中止。使用本文公布的技術(shù)，一個(gè)包括在線檢驗(yàn)部分的完整在線卷繞系統(tǒng)可以在少于10秒的時(shí)間里重新卷繞。事實(shí)上，使用本文所公布的方法和設(shè)備，重新卷繞包括一個(gè)在線光纖拉伸強(qiáng)度篩選設(shè)備的整個(gè)光纖卷繞系統(tǒng)已經(jīng)在一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的光纖拉伸操作中在線地實(shí)現(xiàn)了，且所用時(shí)間不超過(guò)7秒。這包括提供一個(gè)新的運(yùn)輸卷軸、引導(dǎo)光纖使其與新的卷軸卷繞接合，并開(kāi)始卷繞光纖到新的卷軸上。由于本發(fā)明能夠在如此之短的時(shí)間里重穿好光纖卷繞系統(tǒng)，所以即使在抽拉速度為25-30米/秒或更快的情況下，也可以實(shí)現(xiàn)在線的檢驗(yàn)，而無(wú)需擔(dān)心會(huì)有大量的光纖損耗。
光纖的在線篩選使光纖得以直接卷繞到運(yùn)輸卷軸上，而不是大容量的存放卷軸上，因此可以大幅度地減少或甚至完全消除與一些先前技術(shù)相關(guān)的費(fèi)用，這些先前技術(shù)如把光纖拉到一個(gè)大容量卷軸上、進(jìn)行離線檢驗(yàn)以及再把光纖繞到運(yùn)輸卷軸上。
通過(guò)把光纖卷繞到一個(gè)可以獲取光纖兩個(gè)端頭的卷軸上，以及通過(guò)選擇光纖繞在線軸上的長(zhǎng)度足夠短(例如，短于150公里，更適宜的是短于100公里，以及最適宜的是短于75公里)，就可在光纖存放在線軸上時(shí)進(jìn)行任何要對(duì)光纖施行的測(cè)量。因此，光纖可以高速(例如，大于20，更適宜的是大于25，最適宜的是大于30米/秒)從一個(gè)光纖錠料中抽拉光纖，在光纖抽拉的過(guò)程中進(jìn)行拉伸檢驗(yàn)，然后卷繞到光纖存放卷軸上。于是在存放在光纖存放卷軸上以供任何另外(例如，其它的光學(xué)性能)所需的測(cè)量時(shí)，可以對(duì)光纖進(jìn)行離線測(cè)試，并在之后直接運(yùn)往消費(fèi)者(例如，一個(gè)纖維光纜公司，在這樣的公司里各股光纖被制成了一根纖維光纜)，無(wú)需把光纖重繞到一個(gè)不同的卷軸上。
同樣，由于這里所公布的自動(dòng)重繞方法和設(shè)備極大地方便并加快了光纖的重繞過(guò)程，所以如果需要，現(xiàn)在可以在光纖的抽拉操作中對(duì)光纖進(jìn)行選擇性的去除，而不會(huì)有大量的光纖損耗。例如，如果探測(cè)到光纖的直徑(例如光纖或者涂層直徑)超規(guī)格，就可以切除該有缺陷的光纖，并且壞的光纖會(huì)被收集并丟棄到吸引器中，直至又探測(cè)到好的(例如，符合規(guī)格)光纖，其后光纖就繞到正在抽拉的篩選裝置中并繞到光纖存放卷軸上。
本發(fā)明的其它的特征和優(yōu)點(diǎn)會(huì)在以下的詳細(xì)描述中闡明，并且在某種程度上，那些熟悉該技術(shù)的人們通過(guò)閱讀該說(shuō)明書(shū)會(huì)容易地發(fā)現(xiàn)它們是顯而易見(jiàn)的，并且會(huì)通過(guò)如本文所述(包括隨后的詳細(xì)說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求以及附圖)地實(shí)踐本發(fā)明來(lái)認(rèn)可它們。
可以理解，前面的總述和以下的詳細(xì)描述僅是本發(fā)明的示范，意在為了理解本發(fā)明所聲稱(chēng)的性質(zhì)和特征而提供一個(gè)概觀或者構(gòu)架。所包括的附圖是為了更好地理解本發(fā)明，并且結(jié)合進(jìn)來(lái)并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一個(gè)部分。這些圖表示了本發(fā)明的各種實(shí)施例，并且與說(shuō)明書(shū)一起用來(lái)對(duì)本發(fā)明的原理和操作進(jìn)行解釋。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的卷繞設(shè)備的一個(gè)較佳實(shí)施例的立體圖。
圖2為圖1所示卷繞設(shè)備的一個(gè)篩選部分的放大立體圖。
圖3為圖1所示卷繞設(shè)備的一個(gè)卷軸卷繞部分的放大立體圖。
圖4A-4E為圖1所示卷繞設(shè)備的頂視平面圖，所示的是光纖穿料到篩選裝置絞盤(pán)上的過(guò)程。
圖5A-5C為圖1所示卷繞設(shè)備的頂視平面圖，所示的是光纖穿入卷繞部分的過(guò)程。
圖6所示為依照本發(fā)明所使用的較佳光纖存放卷軸。
具體實(shí)施例方式
圖1、2以及3表示了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的較佳光纖卷繞系統(tǒng)10，其中光纖8在一個(gè)抽拉過(guò)程中直接從錠料或者抽拉半成品中抽拉。如圖1所示，該系統(tǒng)的主要部分包括一個(gè)對(duì)光纖進(jìn)行檢驗(yàn)的篩選部分12、將光纖卷繞到一個(gè)光纖存放卷軸15上的卷繞部分14。
當(dāng)光纖如圖1和2所示地穿過(guò)篩選部分12傳輸?shù)臅r(shí)候，它被機(jī)械地施加了一定量的應(yīng)力(也就是檢驗(yàn)的量)。然后光纖直接卷繞到光纖卷繞部分14中的卷軸15上，如圖1和3所示。卷軸15更好的是一個(gè)運(yùn)輸卷軸，它可以直接運(yùn)送給消費(fèi)者，該消費(fèi)者可能是一個(gè)光纖的購(gòu)買(mǎi)者，和/或者一個(gè)光纜制造廠，以直接制作成光纜而無(wú)需重新卷繞到另一個(gè)光纖存放卷軸上。以這種方式，從光纖最初被拉成光纖的時(shí)刻直至光纖制成纖維光纜，該光纖可以存放在一個(gè)存放卷軸上，而無(wú)需在制作光纖和光纖運(yùn)往消費(fèi)者之間把光纖轉(zhuǎn)到接續(xù)的存放卷軸上以使各種檢驗(yàn)過(guò)程得以實(shí)現(xiàn)。
一個(gè)依據(jù)本發(fā)明可以測(cè)試的較佳光纖存放卷軸示于圖6，圖6為較佳運(yùn)輸卷軸15的側(cè)視圖。如圖6所示，卷軸15包括一個(gè)主筒部分60、引導(dǎo)器筒部分62、以及一個(gè)成角度的槽64，在卷繞的過(guò)程中光纖就可通過(guò)該槽從引導(dǎo)器筒部分送向主筒部分62或者反向進(jìn)行，由卷繞技術(shù)決定。對(duì)這樣的卷軸有更多的描述，例如，在于1999年11月10日提出的美國(guó)專(zhuān)利系列號(hào)09/438,112，名稱(chēng)為System and Method for Providing Under Wrap Access to Optical FiberWound Onto Spools，它要求了提出于1998年12月30日的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?0/114,516和提出于1999年1月12日的60/115540的專(zhuān)利權(quán)，這里結(jié)合了它的說(shuō)明書(shū)，以供參考。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，光纖在引導(dǎo)器筒部分62處開(kāi)始送上卷軸15。當(dāng)預(yù)定量的光纖存放在引導(dǎo)器筒部分62上后，然后光纖通過(guò)槽送進(jìn)，并送到主筒部分60上，接著就有預(yù)定量的光纖卷繞到主筒部分60上。一旦卷軸滿了和/或在主筒部分60中已達(dá)到預(yù)定量的光纖，那么就切斷光纖，例如在光纖卷繞系統(tǒng)和光纖檢驗(yàn)系統(tǒng)之間切斷，并且轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)40就轉(zhuǎn)向180度以提供另一個(gè)空存放卷軸15，光纖就可以繼續(xù)卷繞在上面。接著，就移去前面繞滿的卷軸，將空的卷軸裝入它的位置等等，所以當(dāng)新提供的空卷軸繞滿，下一個(gè)就會(huì)準(zhǔn)備好，等等。運(yùn)輸卷軸15是較佳的一個(gè)理由是光纖可以其兩端都能夠獲取的方式存放在線軸15上。由于該卷軸使光纖的兩端都能夠獲取，所以可以在抽拉和卷繞過(guò)程之后對(duì)存放在線軸15上的光纖進(jìn)行光學(xué)和其它的測(cè)試，而無(wú)需從卷軸上抽拉光纖的整個(gè)長(zhǎng)度或者重新穿到另一個(gè)卷軸上。
該系統(tǒng)還包括一個(gè)吸引器16，如圖1和2所示，它用來(lái)從工序中去除廢屑光纖，也便于在抽拉操作開(kāi)始時(shí)或光纖中斷、或者光纖故意切斷后，自動(dòng)把光纖穿到系統(tǒng)的各個(gè)部件上，如下文所進(jìn)一步描述的。如從圖1和2中可見(jiàn)，吸引器16基本上是由一個(gè)諸如真空軟管之類(lèi)的圓柱形管道構(gòu)成，該吸引器16可移去地連接在豎向支承件17上，并可沿該支承件在向上和向下的軌道中移動(dòng)。例如，這樣的吸引器可以用壓縮空氣來(lái)產(chǎn)生把光纖吸入吸引器16的吸力。較好的是壓縮空氣的速度可以足夠大，以提供抓取的足夠拉力并在卷繞系統(tǒng)重新穿線時(shí)控制整個(gè)卷繞系統(tǒng)中的光纖移動(dòng)，以及送走任何碎屑光纖。豎向支承件17可動(dòng)地安裝在橫向支承件18上，該橫向支承件18可動(dòng)地安裝在主吸引器支承框架19上。以這種方式，吸引器可在3個(gè)方向上移動(dòng)，例如，吸引器可以通過(guò)沿著主支承框架19滑動(dòng)橫向支承件18來(lái)移向或者遠(yuǎn)離篩選部分12。吸引器16也可以通過(guò)沿著橫向支承件18滑動(dòng)豎向支承件17來(lái)橫過(guò)主支承框架移動(dòng)(向著或者離開(kāi)機(jī)械系統(tǒng)的背面，也就是平行于標(biāo)示出的卷軸轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)40)。
根據(jù)本發(fā)明的光纖卷繞系統(tǒng)的操作更適合通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)控制，計(jì)算機(jī)控制可以編程來(lái)對(duì)各種卷繞系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出或者對(duì)由機(jī)械操作者手動(dòng)輸入的輸入信息做出反應(yīng)。
在光纖抽拉的操作中，光纖抽拉半成品(也稱(chēng)為光纖錠料)安裝在一個(gè)抽拉腔內(nèi)(未圖示)，并且抽拉腔內(nèi)的溫度升高到一個(gè)從錠料抽拉光纖的適宜溫度。如在圖2中可見(jiàn)，篩選部分12包括一對(duì)絞盤(pán)組件20和24，各絞盤(pán)由一個(gè)大絞盤(pán)輪和與大絞盤(pán)輪部分圓周配合的皮帶構(gòu)成。該皮帶還支承在三個(gè)小一些的輪子上，這些小輪使皮帶緊固在較大的絞盤(pán)輪上。盡管也可以采用其它可替換的絞盤(pán)組件而不貶低本發(fā)明的原理，如本文中一般所用的，絞盤(pán)指的是如圖2所示的絞盤(pán)組件。光纖8通過(guò)裝有皮帶的絞盤(pán)20從抽拉半成品中抽拉，這里該絞盤(pán)20也被稱(chēng)作或所指是牽引絞盤(pán)，如圖2所示。皮帶絞盤(pán)20的速度可以通過(guò)適合的控制方法來(lái)控制以達(dá)到抽拉光纖所需的速度。
如圖2所示，在所示的實(shí)施例中，光纖從牽引絞盤(pán)20中出來(lái)并繞轉(zhuǎn)向滑輪22卷繞了180度。轉(zhuǎn)向滑輪22繞其周長(zhǎng)有一條凹槽，光纖8就定位于其中。轉(zhuǎn)向滑輪22與一個(gè)監(jiān)測(cè)經(jīng)過(guò)的光纖所施加在轉(zhuǎn)向滑輪上的拉力大小的測(cè)壓元件相連，于是監(jiān)測(cè)得施加于光纖上的拉力量。光纖從轉(zhuǎn)向滑輪22進(jìn)入裝有皮帶的篩選絞盤(pán)24。在本實(shí)施例中，篩選滑輪24以電子方式“從動(dòng)”于牽引絞盤(pán)20，所以在任何時(shí)候它都比牽引絞盤(pán)20旋轉(zhuǎn)得略快一點(diǎn)。篩選絞盤(pán)24和牽引絞盤(pán)20之間的速度差保持為一定值，它產(chǎn)生了光纖中預(yù)定的應(yīng)變量。給予光纖的應(yīng)變直接與光纖中的張拉應(yīng)力成正比。在進(jìn)入牽引絞盤(pán)20前的存在于光纖中的任何拉力都會(huì)疊加到由兩個(gè)絞盤(pán)20和24的速度差所引起的拉力上。根據(jù)光纖受拉的速度，在正常的半成品運(yùn)轉(zhuǎn)中的引入拉力可有30千磅/平方英寸的不同。因此，在較佳實(shí)施例中，利用從轉(zhuǎn)向滑輪22的測(cè)壓元件來(lái)的反饋來(lái)調(diào)整篩選絞盤(pán)24的差速，以在整個(gè)光纖半成品抽拉成光纖的全過(guò)程裝保持足夠的篩選拉力的恒定。
在光纖抽拉的過(guò)程中，光纖從篩選部分12的篩選絞盤(pán)中出來(lái)并繼續(xù)進(jìn)到卷繞部分14中，如圖3所示。在所示的實(shí)施例中，光纖以一個(gè)約與制造廠地面成30度的角度地離開(kāi)圖2的篩選絞盤(pán)24，并繼續(xù)進(jìn)到圖3所示的卷繞部分14中。在卷繞部分14處，光纖8在卷繞到光纖存放卷軸15上之前，繞過(guò)四個(gè)中間滑輪30a-30d。在所示的實(shí)施例中，前三個(gè)中滑輪30a-30c大致放置在與進(jìn)入光纖在同一平面上，在這樣的情況下相對(duì)工廠的地面為30度。光纖繞第一滑輪30a轉(zhuǎn)了90度，然后繞第二滑輪30b轉(zhuǎn)180度，該第二滑輪是一個(gè)調(diào)整滑輪。調(diào)整滑輪30b與一個(gè)樞軸臂32相連。這樣的調(diào)整滑輪已有深入的描述，例如，在9月7日提出的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)系列號(hào)09/390866中，名稱(chēng)為Passive Tension Regulator，本文將它的說(shuō)明書(shū)結(jié)合進(jìn)來(lái)，以供參考。
光纖從調(diào)整滑輪30b繞第三滑輪30c轉(zhuǎn)90度，然后繞過(guò)旋轉(zhuǎn)軸垂直于前三個(gè)滑輪30a-30c的旋轉(zhuǎn)軸的第四滑輪30d。光纖繞第四滑輪30d轉(zhuǎn)約45度，然后繼續(xù)進(jìn)到收起卷軸15上?；?0d用來(lái)改變光纖8的方向并將其導(dǎo)向到收起卷軸15上。第三和第四滑輪30c和30d都安裝在橫向支架34上，該橫向支架在光纖卷繞操作中平行于收起卷軸15的軸橫向來(lái)回移動(dòng)以使光纖均勻地卷繞到卷軸15上。支架34沿著一根支承條(未圖示)來(lái)回移動(dòng)，平行于卷軸15往復(fù)。支架34的移動(dòng)更適于通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)控制。
在光纖卷繞到卷軸15上的過(guò)程中，調(diào)整樞軸臂32在相對(duì)或者離開(kāi)第一滑輪30a的方向上受到一個(gè)恒定的扭矩。這樣一個(gè)扭矩例如可以通過(guò)連在調(diào)整樞軸臂32上的液壓氣缸來(lái)提供。對(duì)施加在調(diào)整樞軸臂32上的扭矩和卷軸旋轉(zhuǎn)的速度控制使光纖在均勻的卷繞拉力下卷繞到卷軸上。
拉力自動(dòng)調(diào)整臂32角度位置受到監(jiān)控和并與控制收起卷軸15旋轉(zhuǎn)速度的控制計(jì)算機(jī)一起使用。一個(gè)傳感器檢測(cè)第二滑輪30b的角度位置。在較佳的實(shí)施例中，該傳感器是一個(gè)RVDT。用第二或調(diào)整滑輪30b的位置來(lái)決定光纖從篩選部分12供應(yīng)來(lái)的速度和光纖卷上卷軸的速度之間的差值。于是就可以根據(jù)篩選部分12供應(yīng)的光纖速度來(lái)調(diào)整卷軸15旋轉(zhuǎn)的速度，所以光纖在一個(gè)均勻的拉力量下繞在線軸15上。第二滑輪30b的豎向位置還用于探測(cè)光纖的中斷，因?yàn)楫?dāng)光纖中斷時(shí)，依附在第二滑輪30b上的測(cè)壓元件會(huì)記錄為零荷載。
如圖1所示，卷繞部分14包括兩個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)軸，每個(gè)保持著一個(gè)收起卷軸15。轉(zhuǎn)軸相隔180度地安裝在一個(gè)有刻度的轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)40上。光纖的卷繞僅發(fā)生在上面位置的轉(zhuǎn)軸中。下面位置是用來(lái)放置一個(gè)為光纖中斷時(shí)預(yù)備的空卷軸的。
在光纖抽拉操作中發(fā)生的中斷可分為兩種基本類(lèi)型篩選前中斷，它是在光纖到達(dá)第二絞盤(pán)24之前發(fā)生的光纖中斷；和篩選后中斷，它是光纖經(jīng)過(guò)篩選絞盤(pán)24后發(fā)生的中斷。通過(guò)監(jiān)測(cè)附著在回轉(zhuǎn)滑輪20上的測(cè)壓元件和拉力自動(dòng)調(diào)整臂32的位置，控制計(jì)算機(jī)可以控制卷繞系統(tǒng)的操作并對(duì)卷繞操作中各點(diǎn)出現(xiàn)的中斷作出反應(yīng)。例如，當(dāng)發(fā)生篩選前中斷，回轉(zhuǎn)滑輪22上的測(cè)壓元件就會(huì)幾乎立刻示為零荷載。因此，當(dāng)計(jì)算機(jī)獲知回轉(zhuǎn)滑輪處的荷載為零時(shí)，計(jì)算機(jī)就開(kāi)始一個(gè)控制序列，以將光纖重新穿過(guò)篩選絞盤(pán)以及卷繞系統(tǒng)的其它部分。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)篩選前中斷時(shí)，在機(jī)器的篩選部分和卷繞部分處有幾個(gè)穿料動(dòng)作在同時(shí)進(jìn)行。首先描述在篩選部分的動(dòng)作，然后是卷繞部分的動(dòng)作。篩選部分的穿料在正常的操作模式下，當(dāng)抽拉光纖并卷上卷軸15時(shí)，吸引器16的吸嘴放置在光纖從絞盤(pán)20出來(lái)進(jìn)向卷繞部分14的路徑旁邊。當(dāng)在牽引絞盤(pán)和篩選絞盤(pán)之間發(fā)生光纖中斷，中斷處下游的光纖就被拉過(guò)下游的余下的四個(gè)中間滑輪并卷到收起卷軸上。計(jì)算機(jī)立刻通過(guò)回轉(zhuǎn)滑輪的測(cè)壓元件示為零荷載來(lái)探測(cè)到光纖的中斷。吸引器16可放置成使從牽引絞盤(pán)流來(lái)的光纖吸入吸引器16的吸嘴中，如圖4A所示。吸引器16也可以放置在遠(yuǎn)離光纖路徑的位置上，并且在發(fā)生光纖中斷后，吸引器可以移動(dòng)到一個(gè)收集光纖的位置上。
高壓的空氣從一個(gè)電子控制的成比例通氣管活瓣供向吸引器16，施加在吸引器16上的壓力在前吸嘴處產(chǎn)生了真空，并且該真空把光纖吸入到吸引器16中。光纖從吸引器出來(lái)就進(jìn)入到一個(gè)光纖收集罐中。由于在正常的卷繞操作中，吸引器放置在幾乎與光纖路徑一直線的位置上，篩選前中斷和吸引器吸入光纖之間的時(shí)間僅為一秒鐘不到。當(dāng)然，吸引器可以放置在離進(jìn)來(lái)光纖更遠(yuǎn)一些的位置上，并且吸引器真空增加直至吸引器捕獲光纖。
因此，幾乎一發(fā)生篩選前中斷，光纖就被吸入吸引器16。然后根據(jù)本發(fā)明吸引器移動(dòng)以便于光纖重新穿過(guò)篩選部分。如圖1所示，吸引器可以沿著三個(gè)馬達(dá)帶動(dòng)的直卷軸17、18以及19移動(dòng)(并因此在三個(gè)方向可動(dòng))以方便整臺(tái)機(jī)器的光纖穿料。
參照?qǐng)D1和圖4A-4E，對(duì)篩選絞盤(pán)的重新穿料序列過(guò)程進(jìn)行了圖示。應(yīng)注意到，圖4A-4E只是示意性的，它們對(duì)真實(shí)的相對(duì)尺寸已為了方便圖示而作了改變。一旦吸引器16捕獲了光纖8，穿料的序列過(guò)程就開(kāi)始對(duì)回轉(zhuǎn)滑輪22和篩選絞盤(pán)24重新穿料。為了完成這個(gè)工作，吸引器可以放置在或者移動(dòng)到基本與牽引絞盤(pán)出來(lái)的光纖一直線的位置上，如圖4A所示，以使吸引器開(kāi)始收集從絞盤(pán)24中出來(lái)的光纖。然后吸引器沿著橫向支承件18移動(dòng)，以把光纖引導(dǎo)到回轉(zhuǎn)滑輪22的凹槽中并把光纖繞回轉(zhuǎn)滑輪22轉(zhuǎn)過(guò)90度，如圖4B所示。更適宜地是使用一個(gè)導(dǎo)向指系統(tǒng)來(lái)完成回轉(zhuǎn)滑輪22最終的90度和篩選絞盤(pán)的穿料，如圖2所示。導(dǎo)向指系統(tǒng)44至少由一個(gè)，更好的是由一對(duì)導(dǎo)向指45a和45b構(gòu)成。這些類(lèi)似手指的導(dǎo)向指不是抓住光纖，而是使光纖可以繞這它們的外周滑動(dòng)并進(jìn)入到連續(xù)放出光纖的吸引器中。當(dāng)在光纖抽拉操作中連續(xù)抽拉光纖時(shí)，這種方法方便了光纖的重穿。該導(dǎo)向指例如可以是一對(duì)圓柱形的金屬管，它們可以是繞其軸可旋轉(zhuǎn)的也可以是不可旋轉(zhuǎn)的，以便于在導(dǎo)向指的表面上傳輸光纖。導(dǎo)向指可以在氣動(dòng)片的作用下，通過(guò)Z軸支承條46上下移動(dòng)以及通過(guò)X軸支承件47前后(左右)移動(dòng)。第二導(dǎo)向指45b也有一個(gè)允許向內(nèi)外(Y軸)移動(dòng)的氣動(dòng)片48。導(dǎo)向指45a和45b在重穿過(guò)程開(kāi)始之前，處于Z軸的上方、X軸的前方(向著卷繞部分)以及Y軸的內(nèi)側(cè)的位置上，如圖2所示。一旦吸引器穿過(guò)回轉(zhuǎn)滑輪22的90度，導(dǎo)向指就移動(dòng)到Z軸的下方位置，以使兩個(gè)導(dǎo)向指都位于從回轉(zhuǎn)滑輪來(lái)并進(jìn)到吸引器中去的光纖線的后面，如圖4B所示。
然后導(dǎo)向指45a和45b移向X軸的后方(離開(kāi)卷繞部分)的位置，以能夠進(jìn)行篩選絞盤(pán)的穿料。當(dāng)導(dǎo)向指以這種方式移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)向指45a與光纖8接合并將其移向篩選絞盤(pán)24。與此同時(shí)，導(dǎo)向指45a和45b移動(dòng)以重穿篩選絞盤(pán)24，吸引器16開(kāi)始移向卷繞部分14以開(kāi)始卷繞部分14的重穿，如圖4C所示。因?yàn)闄C(jī)器的篩選部分12和卷繞部分14同時(shí)開(kāi)始穿料，所以這個(gè)動(dòng)作使整個(gè)系統(tǒng)的重穿過(guò)程更快。導(dǎo)向指45a和45b繼續(xù)移動(dòng)直至第一導(dǎo)向指45a接近篩選絞盤(pán)24，在該位置上光纖的路徑幾乎繞回轉(zhuǎn)滑輪22轉(zhuǎn)了180度，繞第一導(dǎo)向指也轉(zhuǎn)了180度，并且進(jìn)入到仍在向光纖收起卷軸15后面的一個(gè)位置移動(dòng)的吸引器中，如圖4D所示。在這個(gè)位置上，第二導(dǎo)向指45b移向Y軸外側(cè)的位置，也就是向著篩選絞盤(pán)24的位置，如圖4E所示。導(dǎo)向指45b把光纖推入皮帶和絞盤(pán)配合的篩選絞盤(pán)區(qū)域中。篩選絞盤(pán)也可以在絞盤(pán)的外徑上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)小塊或者毛刺鉤。當(dāng)絞盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這些小塊可以協(xié)助把光纖推入皮帶和絞盤(pán)配合的區(qū)域中。一旦在皮帶和絞盤(pán)之間抓住了光纖，光纖就被繞著絞盤(pán)傳送，并且在繞著絞盤(pán)的傳送中向下并脫離與第一導(dǎo)向指45a的接觸。在這時(shí)，導(dǎo)向指45b縮回，并且篩選部分12的穿料完成，光纖繞著回轉(zhuǎn)滑輪22和篩選絞盤(pán)24傳送。其結(jié)果就是不中斷傳進(jìn)吸引器的光纖線而對(duì)回轉(zhuǎn)滑輪22和篩選絞盤(pán)24進(jìn)行穿料。接著，導(dǎo)向指45a和45b就回到Y(jié)軸的內(nèi)側(cè)、X軸前方的位置上。卷繞部分的光纖穿料卷繞部分14的穿料最好與篩選部分12的穿料同時(shí)進(jìn)行。這樣，參見(jiàn)圖3，當(dāng)回轉(zhuǎn)滑輪22的測(cè)壓元件探測(cè)到篩選前中斷時(shí)，卷繞部分14最初的動(dòng)作同時(shí)發(fā)生，以便于吸引器進(jìn)行卷繞部分的穿料。在圖3中，在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)40上相隔180度地安裝了一對(duì)可旋轉(zhuǎn)光纖存放卷軸15。在所示的實(shí)施例中，僅有一個(gè)卷軸15是可見(jiàn)的，并且收集經(jīng)光纖抽拉過(guò)程供應(yīng)來(lái)的光纖。另一個(gè)光纖存放卷軸15成180度地設(shè)置，或者直接放置在可見(jiàn)的卷軸15下方。另一個(gè)卷軸15是空的并預(yù)備移到位以接受從光纖抽拉過(guò)程來(lái)的光纖。在圖3中調(diào)整裝置平臺(tái)56也是可見(jiàn)的，該調(diào)整裝置平臺(tái)上安裝有調(diào)整滑輪32。調(diào)整裝置平臺(tái)56可以從一個(gè)所示的閉合位置沿一個(gè)橫向的滑軌(未圖示)移動(dòng)，在該閉合位置處，調(diào)整滑輪30b嚙合著光纖8并強(qiáng)制光纖8沿著一條曲折的路徑到達(dá)一個(gè)打開(kāi)的位置，在該打開(kāi)位置處，調(diào)整滑輪30b移動(dòng)并位于光纖8路徑的另一邊。在圖3中，所示的調(diào)整滑輪30b位于閉合的位置。同樣地，滑輪30c裝在一個(gè)橫向構(gòu)件(未圖示)上，該橫向構(gòu)件能夠把滑輪30c移動(dòng)到達(dá)或離開(kāi)與光纖8路徑接合的位置。如上所述，當(dāng)導(dǎo)向指45a和45b把光纖8移向篩選絞盤(pán)24以穿進(jìn)篩選器24時(shí)，吸引器16以及因而光纖8也同時(shí)移向卷繞部分14。與此同時(shí)，三個(gè)事件最好同時(shí)發(fā)生(1)卷繞轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)指向180度以使一個(gè)新的空光纖存放卷軸15處于卷繞的位置上；(2)新的卷軸15開(kāi)始旋轉(zhuǎn)并略快于進(jìn)來(lái)的光纖的直線速度；以及(3)滑輪30a、調(diào)整滑輪30b以及滑輪30c在各自的滑軌上移動(dòng)，到達(dá)一個(gè)打開(kāi)的位置(如圖5A所示)以使光纖8穿過(guò)卷繞部分14。為了做到這些，滑輪30c沿著它自己的氣動(dòng)滑軌移向光纖路徑外側(cè)的位置。
調(diào)整阻止件33集合在一起以把拉力自動(dòng)調(diào)整臂32保持在一個(gè)固定的位置上，并且調(diào)整裝置滑軌(未圖示)把調(diào)整裝置平臺(tái)34移向光纖將經(jīng)過(guò)路徑內(nèi)側(cè)的位置?；?0a沿著氣動(dòng)滑軌57移動(dòng)到一個(gè)光纖將經(jīng)過(guò)路徑外側(cè)的位置。
如在圖3中可見(jiàn)，卷繞部分的設(shè)計(jì)使吸引器16在從吸引器吸嘴拉入光纖的同時(shí)可以在所述卷繞部件的上方自由移動(dòng)。吸引器16移動(dòng)到一個(gè)收起卷軸15后上方的位置。然后吸引器16下移，把光纖8引導(dǎo)到第四中間滑輪30d上。吸引器繼續(xù)移動(dòng)直至從滑輪30d來(lái)的光纖線與收起卷軸的筒相切。在這個(gè)位置，卷繞部分如圖5A所示。
當(dāng)吸引器把光纖8繞在滑輪30d上并且該光纖與卷軸15的筒相切，滑輪30a、30b以及30c就移動(dòng)到它們正常的運(yùn)轉(zhuǎn)位置上。于是，如圖5B所示，滑輪30a和30b移動(dòng)以與光纖接觸。接著調(diào)整裝置滑軌就把調(diào)整滑輪30b移向一個(gè)光纖路徑外側(cè)的位置。這個(gè)動(dòng)作把光纖路徑帶到圖5所示的其正常運(yùn)轉(zhuǎn)位置，也就是，繞滑輪30a約90度，繞滑輪30b約180度，繞滑輪30c約90度以及繞滑輪30d約15度。調(diào)整阻止件移向它們的運(yùn)轉(zhuǎn)位置并且調(diào)整裝置被強(qiáng)制壓向外側(cè)的阻止件。
接著卷軸15橫過(guò)以使光纖與位于卷軸15上邊緣的阻絆齒58相接觸。光纖楔入阻絆齒并切斷，從吸引器上割斷光纖并且開(kāi)始把光纖繞到卷軸15上。調(diào)整裝置開(kāi)始時(shí)由于收起卷軸的過(guò)度旋轉(zhuǎn)而拉向繞線機(jī)的內(nèi)側(cè)。收起卷軸15的旋轉(zhuǎn)速度可以通過(guò)調(diào)整裝置的位置來(lái)控制并且調(diào)整這個(gè)速度以使拉力自動(dòng)調(diào)整臂被拉向名義上的運(yùn)轉(zhuǎn)位置。然后吸引器移回到鄰近與牽引絞盤(pán)出來(lái)的光纖一直線的分段位置上。
在中斷前收起光纖的卷軸自動(dòng)從繞線機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)40的底部卸下，并且在轉(zhuǎn)軸中裝入新的空卷軸。接著機(jī)器就為下一次光纖中斷作好準(zhǔn)備。
也存在光纖在篩選絞盤(pán)和收起絞盤(pán)之間的某個(gè)位置中斷的情況。第一種情況可能是在收起卷軸繞滿時(shí)。第二種情況是發(fā)生在當(dāng)探測(cè)到光纖超出規(guī)格(例如，直徑太小或者太大)時(shí)的。無(wú)論是這兩種情況中的哪一種，一個(gè)自動(dòng)的光纖切割機(jī)36有意地切斷光纖。例如，這樣的機(jī)械切割設(shè)備可以就放置在進(jìn)到第一中間滑輪30a中的光纖前。第三種篩選裝置后中斷情況發(fā)生在篩選絞盤(pán)24后某些不可預(yù)料的原因造成光纖中斷(雜亂的光纖、有缺口的中間滑輪等等)時(shí)。
篩選裝置后中斷和篩選裝置前中斷在穿料工序中的僅有的區(qū)別是篩選部分無(wú)需重新穿料。在篩選后中斷的情況中，光纖以直線從篩選絞盤(pán)傳出。吸引器移動(dòng)到一個(gè)與篩選絞盤(pán)相鄰的位置上，以使它的真空可以捕獲光纖。一旦捕獲光纖，機(jī)器就進(jìn)行如上所述的卷繞部分的穿料工序，除了由于篩選絞盤(pán)仍然穿進(jìn)著所以無(wú)需采取任何動(dòng)作以對(duì)篩選絞盤(pán)進(jìn)行穿料以外，該工序就如同發(fā)生篩選中斷一樣。
最好也設(shè)置一個(gè)控制卷繞設(shè)備10的控制系統(tǒng)以完成上述的穿料和卷繞操作。該控制系統(tǒng)最好包括一個(gè)可編程邏輯控制器，它控制著事件各種序列的操作并監(jiān)控所有的傳感器(例如，回轉(zhuǎn)滑輪20上的測(cè)壓元件和光纖施加在調(diào)整裝置34上的荷載)。該邏輯控制器也可以用來(lái)控制把各種部件(例如滑輪30a-30c)移動(dòng)到位的氣缸，以及用于與移動(dòng)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流。移動(dòng)控制計(jì)算機(jī)最好控制并監(jiān)測(cè)諸如吸引器16、導(dǎo)向指45a和45b之類(lèi)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。
對(duì)那些熟悉本技術(shù)的人來(lái)說(shuō)會(huì)是顯然的，對(duì)本發(fā)明可以進(jìn)行各種修改變型和變化而不超出本發(fā)明的原理和范圍。因此，這意味著如果這些修改變型和變化落在所附權(quán)利要求范圍及其等價(jià)范圍內(nèi)，它們就是涵蓋在本發(fā)明中的。
權(quán)利要求
1.一種在抽拉過(guò)程中篩選光纖的方法，它包括以大于20米/秒的抽拉速度從光纖錠料中抽拉一段光纖，對(duì)所述光纖施加一個(gè)預(yù)定的拉伸應(yīng)力以由此來(lái)檢驗(yàn)所述光纖的強(qiáng)度，并且在所述的施加拉伸應(yīng)力之后，把所述光纖卷繞到卷軸上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的預(yù)定拉伸應(yīng)力大于80磅/平方英寸左右。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的預(yù)定拉伸應(yīng)力大于95磅/平方英寸左右。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的卷軸是要運(yùn)送給消費(fèi)者的運(yùn)輸卷軸，并且所述的光纖卷繞在所述的運(yùn)輸卷軸上。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括將其上有所述光纖的所述運(yùn)輸卷軸運(yùn)給消費(fèi)者。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述光纖卷繞在能獲取所述卷軸上的所述光纖的兩個(gè)端頭的卷軸上。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述光纖在所述運(yùn)輸卷軸上的卷繞方式使得在所述光纖存放在所述卷軸上時(shí)所述光纖的兩個(gè)端頭都是可以獲取到的。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述光纖卷繞在所述運(yùn)輸卷軸上的方式使得在所述光纖存放在所述卷軸上時(shí)所述光纖的兩個(gè)端頭都是可以獲取到的。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述方法還包括，在所述運(yùn)送之前，在所述光纖在所述卷軸上時(shí)對(duì)所述光纖進(jìn)行測(cè)試。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述測(cè)試至少包括從由光學(xué)時(shí)域反射測(cè)量方法、色散幾何圖形以及偏振模式色散構(gòu)成的一組測(cè)試中選出的一個(gè)測(cè)試。
11.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括在所述光纖在所述運(yùn)輸卷軸上時(shí)通過(guò)一個(gè)測(cè)試方法對(duì)所述光纖至少進(jìn)行一個(gè)光學(xué)性能測(cè)試，該測(cè)試方法包括將所述卷軸上的所述光纖的一端與一個(gè)光源連接，并對(duì)所述光纖另一端的光進(jìn)行評(píng)估。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括在所述光纖在所述運(yùn)輸卷軸上時(shí)，通過(guò)一個(gè)測(cè)試方法對(duì)所述光纖至少進(jìn)行一個(gè)光學(xué)性能測(cè)試，該測(cè)試方法包括將所述卷軸上的所述光纖的一端與一個(gè)光源連接，并對(duì)所述光纖的另一端的光進(jìn)行評(píng)估。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的施加拉伸應(yīng)力包括把所述光纖進(jìn)給并穿入一個(gè)篩選絞盤(pán)以在所述抽拉過(guò)程中對(duì)所述光纖施加預(yù)定的拉伸應(yīng)力，該篩選絞盤(pán)與另一個(gè)與所述光纖接觸的絞盤(pán)共同工作，并且所述篩選絞盤(pán)以比所述另一個(gè)絞盤(pán)的圓周速度大的圓周速度旋轉(zhuǎn)，以由此來(lái)施加預(yù)定的拉伸應(yīng)力。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括監(jiān)測(cè)在所述抽拉過(guò)程中所述光纖中的拉力，并響應(yīng)于監(jiān)測(cè)得的所述拉力調(diào)整所述篩選絞盤(pán)的速度，以由此來(lái)保持所述的拉伸應(yīng)力。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于所述監(jiān)測(cè)步驟包括通過(guò)一個(gè)有效地連接在所述光纖上的測(cè)壓元件來(lái)監(jiān)測(cè)所述拉力。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述測(cè)壓元件連接在一個(gè)接觸所述光纖的滑輪上，所述光纖的接觸致使滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于一個(gè)計(jì)算機(jī)通過(guò)所述測(cè)壓元件對(duì)所述光纖中的拉力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
18.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于少于150公里的光纖卷繞在所述卷軸上。
19.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于卷繞在所述卷軸上的光纖段足夠短，以使所述光纖的衰減能夠在所述光纖在所述卷軸上時(shí)就進(jìn)行測(cè)量。
20.一種在光纖抽拉過(guò)程中篩選光纖的方法，包括從光纖錠料中抽拉一段光纖，對(duì)光纖施加一個(gè)預(yù)定的拉伸應(yīng)力以由此來(lái)檢驗(yàn)所述光纖的強(qiáng)度，以及在所述的施加預(yù)定拉伸應(yīng)力之后，把所述光纖卷繞到卷軸上，該卷軸將帶著其上的光纖被運(yùn)往消費(fèi)者或者纖維光纜制作工序。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述的預(yù)定拉伸應(yīng)力大于80磅/平方英寸左右。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述的預(yù)定拉伸應(yīng)力大于95磅/平方英寸左右。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，還包括將其上有所述光纖的所述運(yùn)輸卷軸運(yùn)給消費(fèi)者。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述光纖卷繞在所述卷軸上的方式使人們可以在所述光纖存放在所述卷軸上時(shí)獲取所述光纖的兩個(gè)端頭。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于所述光纖卷繞在所述運(yùn)輸卷軸上的方式使得在所述光纖存放在所述卷軸上時(shí)所述光纖的兩個(gè)端頭都是可以獲取到的。
26.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述光纖卷繞在所述卷軸上的方式使得在所述光纖存放在所述卷軸上時(shí)所述光纖的兩個(gè)端頭都是可以獲取到的。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于所述方法還包括，在所述運(yùn)送之前，在所述光纖在所述卷軸上時(shí)對(duì)所述光纖進(jìn)行測(cè)試。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于所述方法還包括，在所述運(yùn)送之前，在所述光纖在所述卷軸上時(shí)對(duì)所述光纖進(jìn)行測(cè)試。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述測(cè)試至少包括從由光學(xué)時(shí)域反射測(cè)量方法、色散幾何圖形以及偏振模式色散構(gòu)成的一組測(cè)試中選出的一個(gè)測(cè)試。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，還包括在所述光纖在所述運(yùn)輸卷軸上時(shí)通過(guò)一個(gè)測(cè)試方法對(duì)所述光纖至少進(jìn)行一個(gè)光學(xué)性能測(cè)試，該測(cè)試方法包括將所述卷軸上的所述光纖的一端與一個(gè)光源連接，從所述光源中發(fā)射出光并穿過(guò)所述光纖，以及對(duì)所述光纖另一端發(fā)出的光進(jìn)行評(píng)估。
31.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述的施加拉伸應(yīng)力包括把所述光纖進(jìn)給并穿入一個(gè)篩選絞盤(pán)以在所述抽拉過(guò)程中對(duì)所述光纖施加預(yù)定的拉伸應(yīng)力，該篩選絞盤(pán)與另一個(gè)與所述光纖接觸的絞盤(pán)共同工作，并且所述篩選絞盤(pán)以比所述另一個(gè)絞盤(pán)的圓周速度大的圓周速度旋轉(zhuǎn)，以由此來(lái)施加預(yù)定的拉伸應(yīng)力。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，還包括監(jiān)測(cè)在所述抽拉過(guò)程中所述光纖中的拉力，并響應(yīng)于監(jiān)測(cè)得的所述拉力調(diào)整所述篩選絞盤(pán)的速度，以由此來(lái)保持所述的拉伸應(yīng)力。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于所述監(jiān)測(cè)步驟包括通過(guò)一個(gè)有效地連接在所述光纖上的測(cè)壓元件來(lái)監(jiān)測(cè)所述拉力。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于所述測(cè)壓元件連接在一個(gè)接觸所述光纖的滑輪上，所述光纖的接觸致使滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于一個(gè)計(jì)算機(jī)通過(guò)所述測(cè)壓元件對(duì)所述光纖中的拉力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
36.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于不超過(guò)100公里的光纖卷繞在所述卷軸上。
37.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于卷繞在所述卷軸上的光纖段足夠短，以使所述光纖的衰減能夠在所述光纖在所述卷軸上時(shí)就進(jìn)行測(cè)量。
38.一種把一段活動(dòng)長(zhǎng)度的光纖穿過(guò)光纖抽拉、光纖卷繞或者光纖檢驗(yàn)過(guò)程中的一個(gè)部件的方法，包括驅(qū)動(dòng)吸引器以在第一位置獲得所述光纖，至少在兩個(gè)方向上移動(dòng)所述吸引器以把所述光纖移向第二位置來(lái)把所述光纖穿過(guò)所述光纖抽拉過(guò)程中的一個(gè)部件。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于所述的光纖活動(dòng)長(zhǎng)度是在光纖抽拉過(guò)程中的光纖活動(dòng)的長(zhǎng)度，所述方法還包括至少定位一個(gè)第一、第二以及第三滑輪，以在所述吸引器移動(dòng)所述光纖到所述第二位置時(shí)，所述諸滑輪沿著所述光纖長(zhǎng)度放置并在所述的預(yù)定光纖的交替?zhèn)龋⑶宜龇椒ㄟ€包括移動(dòng)所述第二滑輪橫過(guò)所述光纖的路徑以保持光纖與所述第一、第二以及第三滑輪接觸，由此來(lái)使所述光纖以一條曲折的路徑移動(dòng)。
40.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于通過(guò)所述吸引器引導(dǎo)所述光纖到一對(duì)位于所述導(dǎo)向滑輪兩側(cè)的表面之間或者抵靠其上，所述吸引器移動(dòng)以把所述光纖引導(dǎo)到至少一個(gè)導(dǎo)向滑輪上，所述表面向所述導(dǎo)向滑輪傾斜以由此來(lái)引導(dǎo)所述光纖到所述導(dǎo)向滑輪上。
41.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于通過(guò)所述吸引器引導(dǎo)所述光纖到一對(duì)位于所述導(dǎo)向滑輪兩側(cè)的表面之間或者抵靠其上，移動(dòng)所述吸引器以把所述光纖引導(dǎo)到至少一個(gè)導(dǎo)向滑輪上，所述表面向所述導(dǎo)向滑輪傾斜以由此來(lái)引導(dǎo)所述光纖到所述導(dǎo)向滑輪上。
42.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于所述第二位置鄰近光纖的卷繞卷軸。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，還包括在沿吸引器和光纖源頭之間的所述光纖的一個(gè)位置處嚙合所述光纖，并且將所述嚙合上的光纖卷繞到所述卷軸上。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，其特征在于對(duì)所述光纖的所述嚙合包括通過(guò)位于所述卷軸上的阻絆齒來(lái)嚙合所述光纖。
45.如權(quán)利要求38所述的方法，還包括在沿吸引器和光纖源頭之間的所述光纖段的一個(gè)位置處嚙合所述光纖，并移動(dòng)所述嚙合上的光纖以便于把所述光纖穿過(guò)所述光纖抽拉過(guò)程中的至少一個(gè)所述部件。
46.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于所述的嚙合光纖的步驟包括嚙合一段活動(dòng)長(zhǎng)度的光纖，移動(dòng)所述嚙合上的移動(dòng)光纖段使其與絞盤(pán)接觸，以由此來(lái)繞所述絞盤(pán)進(jìn)行所述光纖繞的穿料。
47.如權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于在所述絞盤(pán)的所述穿料同時(shí)，所述吸引器移向所述第二位置，并且所述第二位置在鄰近一卷繞卷軸的位置上。
48.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于所述的光纖活動(dòng)長(zhǎng)度是在光纖抽拉過(guò)程中的光纖活動(dòng)長(zhǎng)度，所述方法還包括至少定位一個(gè)第一、第二以及第三滑輪，以在所述吸引器移動(dòng)所述光纖到所述第二位置時(shí)，所述滑輪沿著所述光纖的長(zhǎng)度放置并在所述的預(yù)定光纖的交替?zhèn)?，并且所述方法還包括移動(dòng)所述第二滑輪橫過(guò)所述光纖的路徑以保持光纖與所述第一、第二基劑第三滑輪接觸，由此來(lái)使所述光纖以一條曲折的路徑移動(dòng)。
49.如權(quán)利要求48所述的方法，還包括通過(guò)所述吸引器引導(dǎo)所述光纖到一對(duì)位于所述導(dǎo)向滑輪兩側(cè)的表面之間或者抵靠其上，移動(dòng)所述吸引器以把所述光纖引導(dǎo)到至少一個(gè)導(dǎo)向滑輪上，所述表面向所述導(dǎo)向滑輪傾斜以由此來(lái)引導(dǎo)所述光纖到所述導(dǎo)向滑輪上。
50.一種設(shè)備，它用來(lái)抽拉并卷繞光纖到卷軸上，在光纖抽拉之后但在光纖卷繞到卷軸上之前對(duì)光纖進(jìn)行檢驗(yàn)，它包括一個(gè)爐子，用來(lái)對(duì)光纖錠料進(jìn)行充分的軟化以使光纖可以從其中抽拉；一個(gè)第一牽引設(shè)備，它可以超過(guò)20米/秒的速度從錠料抽拉光纖；以及一個(gè)檢驗(yàn)設(shè)備，它包括位于爐子下游的第一牽引組件，它至少包括一個(gè)滾輪和一個(gè)驅(qū)動(dòng)滾輪以第一圓周速度轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，以及第二牽引組件，它至少包括一個(gè)滾輪和一個(gè)驅(qū)動(dòng)滾輪伺服電機(jī)，伺服電機(jī)使?jié)L輪以第二圓周速度轉(zhuǎn)動(dòng)，第一和第二圓周速度之間的差值產(chǎn)生一個(gè)預(yù)定的檢驗(yàn)拉伸應(yīng)力；一個(gè)有效地連接在光纖上的測(cè)壓元件，以監(jiān)測(cè)光纖中的拉力；一個(gè)計(jì)算機(jī)控制裝置，用來(lái)接受從測(cè)壓元件來(lái)的輸入數(shù)據(jù)并調(diào)整第一和第二牽引組件的速度以幫助保持一個(gè)均勻的拉伸應(yīng)力。
51.如權(quán)利要求50所述的設(shè)備，其特征在于所述第二圓周速度比第一圓周速度快。
52.一種更換光纖卷繞過(guò)程中的光纖存放卷軸的方法，包括在第一光纖存放卷軸達(dá)到預(yù)定光纖量時(shí)切斷從一個(gè)光纖供應(yīng)源進(jìn)給來(lái)的光纖；在吸引器中捕獲從所述光纖供應(yīng)源供應(yīng)來(lái)的光纖；以及相對(duì)移動(dòng)所述吸引器和第二光纖存放卷軸以把光纖穿到所述第二光纖存放卷軸上。
53.如權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于所述光纖供應(yīng)源是在光纖抽拉操作中一段活動(dòng)的光纖。
54.如權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于所述第二存放卷軸上的阻絆齒把所述光纖絆住在所述第二存放卷軸上。
55.如權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于所述吸引器至少在兩個(gè)方向上移動(dòng)以把所述光纖卷繞到所述第二存放卷軸上。
56.一種對(duì)光纖進(jìn)行拉伸篩選檢驗(yàn)的方法，它包括進(jìn)給所述光纖并穿過(guò)一個(gè)拉伸篩選測(cè)試裝置，該裝置位于光纖活動(dòng)段的路徑上，所述光纖段是從光纖錠料中抽拉的，所述拉伸篩選裝置位于所述錠料和收集所述光纖段的存放卷軸之間，在該處對(duì)從所述錠料中所抽拉光纖的拉力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且通過(guò)所述光纖拉伸測(cè)試裝置施加在所述光纖上的拉力響應(yīng)于所述引入光纖拉力的波動(dòng)而調(diào)整。
57.在為了把一段在光纖抽拉過(guò)程中從一個(gè)光纖錠料中抽拉的光纖卷繞到至少一個(gè)存放卷軸上的過(guò)程中，改進(jìn)包括，在該段光纖開(kāi)始存放在所述至少為一個(gè)的存放卷軸上之后，鑒別出超出規(guī)格的光纖，并在光纖卷繞到所述至少為一個(gè)的存放卷軸上之前，從光纖源上去除所述超出規(guī)格的光纖。
58.如權(quán)利要求57所述的方法，其特征在于所述方法包括卷繞所述光纖段到一個(gè)第一存放卷軸上，并且所述方法還包括切下并除去所述光纖段的一個(gè)部分，以及重新卷繞所余留下的所述光纖的所述段的至少一部分到一個(gè)第二存放卷軸上。
全文摘要
一種用于光纖自動(dòng)穿料和卷繞到一個(gè)光纖抽拉系統(tǒng)的各個(gè)部件上的方法和設(shè)備，以及用于施行在線高速光纖拉伸篩選的方法及設(shè)備。在較佳實(shí)施例中，光纖在光纖抽拉中進(jìn)行了拉伸測(cè)試并直接卷繞到一個(gè)運(yùn)輸卷軸(15)上以送往消費(fèi)者?？梢酝ㄟ^(guò)把光纖供給并穿過(guò)一個(gè)篩選絞盤(pán)(12)來(lái)在抽拉過(guò)程中對(duì)光纖施加預(yù)定的拉伸應(yīng)力，該篩選絞盤(pán)(12)是與另一個(gè)絞盤(pán)共同工作來(lái)在抽拉過(guò)程中對(duì)所述光纖施加該預(yù)定拉伸應(yīng)力的。另一方面是一種用于把一段活動(dòng)的光纖穿入或重新穿入一個(gè)光纖抽拉或者光纖測(cè)試過(guò)程的方法和設(shè)備(10)，過(guò)程中光纖卷繞到一個(gè)卷軸上，該方法包括使吸引器(16)在第一位置獲得光纖以及至少在兩個(gè)方向上移動(dòng)所述吸引器以由此來(lái)移動(dòng)光纖到第二位置上并把該光纖穿過(guò)或穿上至少光纖抽拉或測(cè)試過(guò)程中的一個(gè)部件。
文檔編號(hào)G01N3/02GK1420981SQ00817906
公開(kāi)日2003年5月28日 申請(qǐng)日期2000年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月28日
發(fā)明者K·P·布姆加納, K·W·羅伯茨, D·A·塔克 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司