[发明专利]光纤陀螺绕线机的光纤轴向排线结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤陀螺绕线机的光纤轴向排线结构。可以通用于不同芯径光纤的轴向排线结构，用于光纤陀螺绕线机绕线时对光纤进行沿工作环轴向排布。

背景技术

光纤陀螺绕线机的排线结构，不同于其他普通绕线装置上的排线结构，这是由光纤陀螺的互易性决定的。普通的绕线装置的排线结构，排线的目的大多是为了线材以后使用方便，只要把线大致排匀，不发生叠层之类的情况即可。光纤陀螺的光纤环，是光纤陀螺的工作核心。光纤在光纤环上的排布均匀程度，直接决定光纤陀螺的测量精度，对光纤各层间排布的精确度要求远高于普通的绕线设备。光纤局部承受外力，会改变光传导的模式。同一层光纤相邻两圈如果有间隔，会使绕出的环不平整，无法使用。因此要求光纤每一层各圈之间没有间隙，但是又不能相互挤压。传统的光纤陀螺绕线机，一般是靠人工监控排线。工人靠眼睛观察，手工修正光纤的排布。由于人工的参与，绕出的环有很多不定因素，废品率高。因此，设计一种比较精确的自动排线结构，十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种光纤陀螺绕线机的光纤轴向排线结构。

它具有底板平台，在底板平台上设有滚珠丝杆结构、交流伺服电机支架，滚珠丝杆结构两侧设有导轨，滚珠丝杆结构具有两个滚珠丝杆支架，在两个滚珠丝杆支架上设有滚珠丝杆，在滚珠丝杆上设有连接器，在滚珠丝杆的一端通过联轴器与步进电机相连接，在导轨设有滑块，滑块、连接器与放线平台相连接，放线平台上设有放线电机、光纤定向轮、摄像结构，放线电机与放线环相连接，在交流伺服电机支架上设有交流伺服电机，交流伺服电机与工作环相连接。

本发明可实现光纤陀螺绕线机排线的自动化，在无外界剧烈扰动的情况下，不需要人工干预，可实现一人看多机。光纤排布方面较传统的光纤陀螺绕线机在均匀性方面有大幅的提高，绕出环的质量一致性好，合格率高。

附图说明

图1是光纤陀螺绕线机的光纤轴向排线结构示意图；

图2是本发明的滚珠丝杆结构及平行导轨示意图；

图中：底板平台1、交流伺服电机支架2、交流伺服电机3、工作环4、滚珠丝杆支架5、联轴器6、步进电机7、连接器8、滚珠丝杆9、导轨10、滑块11、放线平台12、放线电机13、放线环14、光纤定向轮15、摄像结构16。

具体实施方式

如图1、2所示，光纤陀螺绕线机的光纤轴向排线结构具有底板平台1，在底板平台1上设有滚珠丝杆结构、交流伺服电机支架2，滚珠丝杆结构两侧设有导轨10，滚珠丝杆结构具有两个滚珠丝杆支架5，在两个滚珠丝杆支架5上设有滚珠丝杆9，在滚珠丝杆9上设有连接器8，在滚珠丝杆9的一端通过联轴器6与步进电机7相连接，在导轨10设有滑块11，滑块11、连接器8与放线平台12相连接，放线平台12上设有放线电机13、光纤定向轮15、摄像结构16，放线电机13与放线环14相连接，在交流伺服电机支架2上设有交流伺服电机3，交流伺服电机3与工作环4相连接。

摄像结构把光纤排布的图像拍摄下来，转成图像信号，送至图像处理电路。由图像处理电路把图像信号转成控制信号，调节步进电机的转速，使光纤排布均匀。光纤定向轮，用于保持光纤从放线结构放出时，不会发生相对于放线结构的横向移动。保证放线结构放出的光纤在工作环轴向的位置恒定。

在没有外界扰动时，主轴电机的转速和放线结构的移动速度的比率是恒定的。只要保证主轴电机转一圈，放线结构平移一个光纤的芯径，就可以让光纤整齐的排布。平移电机由步进电机通过滚珠丝杆带动。

假设步进电机转一圈需要走m步，滚珠丝杆转一圈，螺纹前进n个光纤芯径，那么步进电机走m/n步，螺纹前进一个芯径。绕线电机经过时间t转一圈，只要保证步进电机保证(n/m)*t的时间间隔走一步，即可使光纤排布整齐紧密。

实际情况下，总会有扰动发生。因此需要加入反馈装置，抑制扰动的影响。本发明使用摄像结构模拟人的眼睛观察光纤的排布状况。摄像机摄取光纤排布的状况，把图像信号送至图像处理电路。图像处理电路对图像进行开窗、二值化、形态学滤波等处理，根据几何、形状特征搜寻、判决、识别正在绕的光纤的位置。然后图像处理电路计算正在绕的光纤的位置和预设的位置之间的偏差。把这个偏差作为反馈信号传送到主控电路中。主控电路把反馈信号进行处理后，产生控制信号，调整步进电机的转速，使光纤回复正确的位置。如果扰动无法排除，主控电路立刻使所有电机停转并锁位，然后报警。人工排除扰动后，再继续进行工作。