天津拓普国内首台小型自动纤维拉制机研制成功

热烈庆祝天津市拓普仪器有限公司国内首台小型自动纤维拉制机研制成功。

小型自动纤维拉制机简介：

小型自动纤维拉制机系统是一个由光学、机械、电子与软件结合的系统，用来拉制光纤（常规光纤及锥形光纤）、玻璃丝以及熔点低（低于1000摄氏度）的其他材料纤维。整套系统功能完善，可扩展性能强，并且实用性强，拥有很高的研究和实用价值。小型纤维拉丝机可拉制出直径稳定、光学与机械性能良好的纤维。采用了光的衍射原理，对纤维直径进行无接触式测量，并将测量结果实时反馈给计算机，计算机通过驱动电路控制步进电机的转速，进而带动机械传动装置自动调整拉丝速度，控制纤维直径。

技术原理：

自动光纤拉制设备包括：预制棒喂料系统，加热系统，光纤直径测量系统，光纤涂敷系统和光纤收集系统等五部分。
其中，预制棒喂料系统采用了步进电机驱动的丝杠滑台，根据纤径、预制棒直径、拉丝速度等参数将预制棒以一定速度送入加热系统中。
加热炉由镍铬电热丝制作而成，炉温最高可达到1000度，完全可以满足对磷酸盐玻璃（软化点小于600度）预制棒拉制的要求。为了实现温度的精确测温及自动控温，电炉中安装了K型热电偶，利用带有冷端补偿的运算放大器芯片AD595将热电偶产生的电压放大，并由MX7705转换为16位精度的数字信号并传输给单片机。单片机利用PID控制算法，输出可变占空比方波驱动可控硅加热电炉，使整个加热系统稳定于±4℃之内。
施棒的系统，构如下就要从炉中拉成丝后，光纤冷却定型，通过两个针孔式的限位器垂直通过氦氖激光束，采用激光衍射的经典方法对光纤进行无接触式测量。当激光束照射光纤时产生衍射，衍射条纹由摄像头采集，并送入PC机中计算拉制光纤的直径。
当光纤经过直径测量系统后，我们采用了当今流行的紫外线固化技术进行对光纤进行涂敷保护。根据实验室的特点设计了一套涂敷系统，主要由涂敷模具，储液瓶，固化盒，高压汞灯及电源构成。设备简单紧凑，造价低，并且涂敷层与光纤的同心度和均匀性都比较理想。
最后，经过若干次涂敷固化的光纤进入光纤收集系统，光纤收集系统通过调整绞盘收集速度控制光纤直径，进而收集到成品标准光纤。
自动光纤拉制设备采用PC机与单片机结合的控制方式，PC机利用串口转换卡将RS232串口总线转换为RS485总线，并挂接五个AT89S52单片机作为下位机，实现自动控制与参数显示。喂料与拉丝绞盘所使用的步进电机由四枚LMD18245芯片驱动，实现了电机的单步八细分，提高了系统运行的稳定性，减少了抖动。PC机的控制软件由Visual C++编写，负责图像采集处理、数据采集显示与下位机任务分配，协调整套设备的运转。
整个拉丝塔运转起来后，可以做到自动控制，无需人为操作，提高了光纤的生产效率，并且可以针对不同材料的特性，调整拉丝塔及控制台的参数，做到不同类型特种玻璃光纤的拉制生产。

工艺流程：
1， 制作直径符合要求的预制棒，装卡在滑台上；
2， 打开控制电源，预设参数；
3， 加热炉温，达到软化温度；
4， 拉丝；
5， 测量直径，将数据传输给计算机，经分析处理后控制拉丝速度；
6， 涂敷固化；
7， 绕盘。

与进口纤维拉制设备相比我公司自行研发的光纤拉制机具有以下优点：

一、价格低廉：一套由外国研制的拉丝设备的价格一般在百万元以上，而我们所应用的材料及设备均是市场常见的，因此总体造价非常低廉；

第二、可扩展性强：可以方便地进行硬件和软件上升级和改造；

第三、实用性强：可以针对实际需求将特殊材料玻璃棒拉制成各类规格的导光原件。

第四,可操作性强，操作简单方便。

技术指标：
1 喂料速度：0.37-10毫米/分钟（可以通过更改程序调整）；
2 预制棒最大行程：11厘米；
3 可安装的预制棒直径范围：12~17毫米；
4 电炉尺寸及最高温度：电炉内腔圆柱形，直径35毫米，高65毫米，最高温度900摄氏度；
5 温度稳定性：当温度大于400摄氏度以后，温度波动变化不大于2%；
6 可测量直径：80 ~ 250微米；
7 光纤拉制速度：0.1-1米/秒；
8 绞盘直径：30厘米；
9 拉丝柜高度为2.5~3m:

             拉丝机外观

    人机界面

       拉丝机控制台

      拉丝机控制软件界面

     拉丝机内部结构

        成品光纤

                锥形光纤