本發明涉及光纖生產領域，具體涉及光纖搓扭裝置以及方法。

背景技術：

偏振模色散指光纖中偏振色散，簡稱pmd，起因于實際的單模光纖中基模含有兩個相互垂直的偏振模，沿光纖傳播過程中，由于光纖難免受到外部的作用，如溫度和壓力等因素變化和擾動，使得兩模式發生耦合，并且它們的傳播速度也不盡相同，從而導致光脈沖展寬，展寬量也不確定，便相當于隨機的色散。

影響光纖pmd的光纖幾何結構因素很多，光纖的包層不圓度、纖芯不圓度、包/涂同心度誤差等。實際生產中，最常用改善pmd值的方法是在光纖拉絲工藝中，增加一套裝置使得光纖以一定的扭轉頻率有效的扭轉，光纖冷卻以后，這種旋轉被固化在光纖中，引起光纖的雙折射的x軸沿光纖長度方向旋轉，從而使光纖的雙折射效果大大降低，pmd值得到改善。

現有技術中，使用較多的是雙搖擺輪光纖在線pmd搓扭裝置，如圖1所示，主要包括機架、固定平臺、設置在固定平臺上的雙搖擺輪(搓扭輪)、左右定位輪等。此pmd搓扭裝置對搓扭輪安裝的水平度、垂直度工藝要求很高，特別是兩搓扭輪對稱水平度、垂直度要求更高，且水平度、垂直度穩定周期較短，需經常進行工藝確認。各導輪都是平面導輪，加緊力大會對光纖表面易產生磨損，加緊力小搓扭就不夠全面，光纖pmd指標穩定不能確保。另外在啟動pmd搓扭裝置時，因pmd裝置處于原點復位狀態，由壓縮空氣制動搓扭輪軸上的彈簧后固定搖擺輪的原點位置，所以在開啟驅動前需用要用手先將外測搓扭輪固定，然后將搓扭輪慢慢的順著搓扭輪軸向彈簧推進，直至將搓扭輪推進到與在線生產光纖相切點接觸后，才可松開手臂，如在控制過程中，推進速度過快或沒有穩定控制搓扭輪，都會出現人為控制不當造成斷纖，增加了重復生產成本。

技術實現要素：

本發明針對上述問題，提出了光纖搓扭裝置以及方法，用于解決現有光纖搓扭裝置結構復雜，操作維護不便的問題。

本發明采取的技術方案如下：

一種光纖搓扭裝置，包括：

安裝座；

伺服電機，設置在安裝座上，且伺服電機的輸出軸呈水平布置；

u型架，u型架包括兩個安裝臂以及連接兩個安裝臂的連接部，所述連接部與所述輸出軸相對固定；

轉動軸，兩端分別安裝在對應的安裝臂上，所述轉動軸軸線與輸出軸軸線垂直相交；

搓扭輪，外套在轉動軸上，搓扭輪的中心點為轉動軸軸線與輸出軸軸線的相交點，搓扭輪的外側壁具有環狀的v型槽。

光纖搓扭裝置的工作原理：光纖生產過程中，調節安裝座位置，使光纖處于v型槽槽底的中心點，且相切于v型槽中心點，當伺服電機運行時，搓扭輪隨著輸出軸作正反轉運動，即搓扭輪左右擺動。搓扭輪傾斜一定的角度后，光纖與v型槽的槽底相切轉變為光纖與v型槽的斜面相切，依靠v型槽斜面與光纖產生摩擦力，在光纖快速的生產過程中產生一定的橫向搓扭速度，光纖按照搓扭輪設定的搖擺角度和周期形成橫向范圍的搓扭效果，從而降低和改善光纖pmd值。

本申請通過控制伺服電機的正反轉來帶動實現搓扭輪左右擺動，通過設定伺服電機正反的轉動角度大小來實現搓扭輪的左右擺動角度，通過控制伺服電機正反轉的轉速頻率快慢來實現搓扭輪的擺動周期的快慢。以伺服電機的穩定性來進一步保證搓扭裝置實施的搓扭效果和均勻的pmd值。

本申請的裝置搓扭部分是依靠v型槽帶動光纖作轉動搓扭，由于v型槽與光纖接觸方式為相切，與現有雙搖擺導輪對光纖表面擠壓搓扭相比，光纖表面不存在被加緊力，涂層不易受到損傷，能夠減少裝置人工啟動時導致的斷纖現象，提高了光纖質量穩定性。本裝置結構簡單，便于操作、維護、清理，而且對安裝空間要求低，能夠方便的對現有拉絲塔進行升級安裝。

本申請的裝置能維持一個比較穩定的搓扭效果，在生產過程中進行工藝調整也比較簡單，只要保證光纖垂直度和振動幅度在允許的工藝范圍，通過調節搓扭輪和光纖切點面大小來增加導輪與光纖的的摩擦力，從而進行適合工藝、線速的微調效果，使下機光纖pmd值更為理想和穩定。

可選的，還包括張緊套，所述連接部具有安裝孔，所述張緊套外套在輸出軸上，且內套在安裝孔中；所述張緊套的外側壁具有環形的限位部，所述限位部與連接部一個端面抵靠配合。

通過設置張緊套能夠方便可靠的將輸出軸與連接部相連，設置限位部能夠實現限位作用。

可選的，還包括x-y調節平臺，所述安裝座可調節固定在x-y調節平臺上。

本申請的x-y調節平臺可以為現有的x-y調節平臺，通過x-y調節平臺來取代調節整體固定平臺以實現裝置x-y方向調整，這種調節更為方便，且調節精度更高。

可選的，所述安裝座為l型，安裝座包括相互垂直的水平部分和豎直部分，所述水平部分與x-y調節平臺配合，所述伺服電機安裝在豎直部分。

l型的結構方便安裝，且能夠保證輸出軸的水平度。

可選的，所述伺服電機包括安裝盤，所述安裝盤通過緊固件與所述豎直部分固定連接。

可選的，還包括用于控制伺服電機往復轉動的控制器。

可選的，所述搓扭輪具有多個減重孔，各減重孔繞轉動軸軸線均勻分布。

本發明還公開了一種光纖搓扭方法，利用上述的光纖搓扭裝置來搓扭光纖，該方法包括以下步驟：

調節u型架的位置，使轉動軸處在水平設置的初始位置，調節安裝座的位置，使光纖豎直的從搓扭輪的v型槽穿過，且光纖鄰近v型槽底部或者與v型槽底部抵靠；

控制伺服電機工作，使搓扭輪往復擺動，且相對于初始位置搓扭輪擺動的最大角度為5°～30°。

可選的，所述搓扭輪的擺動周期為1～2次/s。

通過大量實驗發現，搓扭輪相對于初始位置，擺動的最大角度控制在5°～30°，擺動的周期控制在1～2次/s，能夠有效降低和改善光纖pmd值。實際操作時，可以結合實際生產速度，確定具體的擺動角度和擺動周期，以滿足不同工藝、生產線速的需求，而擺動角度和擺動周期的調節只需要控制器編程即可，調節非常方便。

本發明的有益效果是：當伺服電機運行時，搓扭輪隨著輸出軸作正反轉運動，即搓扭輪左右擺動。搓扭輪傾斜一定的角度后，光纖與v型槽的槽底相切轉變為光纖與v型槽的斜面相切，依靠v型槽斜面與光纖產生摩擦力，在光纖快速的生產過程中產生一定的橫向搓扭速度，光纖按照搓扭輪設定的搖擺角度和周期形成橫向范圍的搓扭效果，從而降低和改善光纖pmd值。

附圖說明：

圖1是現有技術雙搖擺輪光纖在線pmd搓扭裝置；

圖2是本申請較優實施例光纖搓扭裝置的結構示意圖；

圖3是本申請較優實施例光纖搓扭裝置的俯視圖；

圖4是圖3中的a-a剖視圖；

圖5是光纖處于v型槽槽底的中心點，且相切于v型槽中心點的示意圖；

圖6是搓扭輪向左擺動后的示意圖；

圖7是搓扭輪向左擺動后的示意圖。

圖中各附圖標記為：

1、x-y調節平臺；2、安裝座；3、伺服電機；4、u型架；5、搓扭輪；6、光纖；7、轉動軸；8、減重孔；9、v型槽；10、安裝臂；11、連接部；12、張緊套；13、輸出軸；14、緊固件；15、安裝盤；16、豎直部分；17、水平部分；18、限位部。

具體實施方式：

下面結合各附圖，對本發明做詳細描述。

如圖2、3和4所示，一種光纖搓扭裝置，包括：

安裝座2；

伺服電機3，設置在安裝座2上，且伺服電機3的輸出軸13呈水平布置；

u型架4，u型架4包括兩個安裝臂10以及連接兩個安裝臂10的連接部11，連接部11與輸出軸13相對固定；

轉動軸7，兩端分別安裝在對應的安裝臂10上，轉動軸7軸線與輸出軸13軸線垂直相交；

搓扭輪5，外套在轉動軸7上，搓扭輪5的中心點為轉動軸7軸線與輸出軸13軸線的相交點，搓扭輪5的外側壁具有環狀的v型槽9。

于本實施例中，還包括張緊套12，連接部11具有安裝孔，張緊套12外套在輸出軸13上，且內套在安裝孔中；張緊套12的外側壁具有環形的限位部18，限位部18與連接部11一個端面抵靠配合。通過設置張緊套12能夠方便可靠的將輸出軸13與連接部11相連，設置限位部18能夠實現限位作用。

于本實施例中，還包括x-y調節平臺1，安裝座2可調節固定在x-y調節平臺1上。本申請的x-y調節平臺1可以為現有的x-y調節平臺1，通過x-y調節平臺1來取代調節整體固定平臺以實現裝置x-y方向調整，這種調節更為方便，且調節精度更高。

于本實施例中，安裝座2為l型，安裝座2包括相互垂直的水平部分17和豎直部分16，水平部分17與x-y調節平臺1配合，伺服電機3安裝在豎直部分16。l型的結構方便安裝，且能夠保證輸出軸13的水平度。

于本實施例中，伺服電機3包括安裝盤15，安裝盤15通過緊固件14與豎直部分16固定連接。

于本實施例中，還包括用于控制伺服電機3往復轉動的控制器。

于本實施例中，搓扭輪5具有多個減重孔8，各減重孔8繞轉動軸7軸線均勻分布。

本實施例還公開了一種利用上述的光纖搓扭裝置來搓扭光纖的光纖搓扭方法，該方法包括以下步驟：

調節u型架4的位置，使轉動軸7處在水平設置的初始位置(見圖5)，調節安裝座2的位置，使光纖6豎直的從搓扭輪5的v型槽9穿過，且光纖鄰近v型槽9底部或者與v型槽9底部抵靠，本實施例中，使光纖6處于v型槽9槽底的中心點，且相切于v型槽9中心點；

控制伺服電機3工作，使搓扭輪5往復擺動(見圖6和7)，且相對于初始位置搓扭輪5擺動的最大角度為5°～30°。

于本實施例中，搓扭輪5的擺動周期為1～2次/s。

當伺服電機運行時，搓扭輪隨著輸出軸作正反轉運動，即搓扭輪左右擺動。搓扭輪傾斜一定的角度后，光纖與v型槽的槽底相切轉變為光纖與v型槽的斜面相切，依靠v型槽斜面與光纖產生摩擦力，在光纖快速的生產過程中產生一定的橫向搓扭速度，光纖按照搓扭輪設定的搖擺角度和周期形成橫向范圍的搓扭效果，從而降低和改善光纖pmd值。通過大量實驗發現，搓扭輪相對于初始位置，擺動的最大角度控制在5°～30°，擺動的周期控制在1～2次/s，能夠有效降低和改善光纖pmd值。實際操作時，可以結合實際生產速度，確定具體的擺動角度和擺動周期，以滿足不同工藝、生產線速的需求，而擺動角度和擺動周期的調節只需要控制器編程即可，調節非常方便。

本申請通過控制伺服電機的正反轉來帶動實現搓扭輪左右擺動，通過設定伺服電機正反的轉動角度大小來實現搓扭輪的左右擺動角度，通過控制伺服電機正反轉的轉速頻率快慢來實現搓扭輪的擺動周期的快慢。以伺服電機的穩定性來進一步保證搓扭裝置實施的搓扭效果和均勻的pmd值。

本申請的裝置搓扭部分是依靠v型槽帶動光纖作轉動搓扭，由于v型槽與光纖接觸方式為相切，與現有雙搖擺導輪對光纖表面擠壓搓扭相比，光纖表面不存在被加緊力，涂層不易受到損傷，能夠減少裝置人工啟動時導致的斷纖現象，提高了光纖質量穩定性。本裝置結構簡單，便于操作、維護、清理，而且對安裝空間要求低，能夠方便的對現有拉絲塔進行升級安裝。

本申請的裝置能維持一個比較穩定的搓扭效果，在生產過程中進行工藝調整也比較簡單，只要保證光纖垂直度和振動幅度在允許的工藝范圍，通過調節搓扭輪和光纖切點面大小來增加導輪與光纖的的摩擦力，從而進行適合工藝、線速的微調效果，使下機光纖pmd值更為理想和穩定。

以上所述僅為本發明的優選實施例，并非因此即限制本發明的專利保護范圍，凡是運用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的保護范圍內。