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基于PLC的微結(jié)構(gòu)光纖毛細管自動剪切收集排布系統(tǒng)

作者: 時間:2010-09-25 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1.2 二氧化碳激光器切割
由于直徑細而易碎,用普通的裝置不僅容易造成的折斷損壞,而且容易生成玻璃碎渣,對微結(jié)構(gòu)的排布造成干擾。而采用C02激光來切割完全可以避免這些問題的產(chǎn)生。C02激光切割具有切割質(zhì)量好、切割材料范圍廣、可進行立體切割、容易實現(xiàn)自動化等特點。系統(tǒng)由CO2激光器和3個定位輪組成,其中這3個定位輪的軸心不在同一直線上,使光纖經(jīng)過時,光纖的徑向會出現(xiàn)應(yīng)力,由于石英具有一定的柔軟性,若沒有外損傷時,毛細管可順利通過定位輪而不折斷,當(dāng)激光照到毛細管時,激光會使毛細管壁產(chǎn)生一定的缺陷,這時毛細管在定位輪的作用下折斷。由控制C02激光器。
1.3 顯示設(shè)置
在此次設(shè)計中采用具有鎖存、譯碼、驅(qū)動功能的芯片CD4513驅(qū)動共陰極LED七段顯示器,此裝置需要顯示的數(shù)據(jù)為四位自然數(shù),即需要四個CD4513芯片。CD4513的數(shù)據(jù)輸入端A-D共用的四個輸出端,其中A為最低位,D位最高位。LE是鎖存使能輸入端,在LE信號的上升沿將數(shù)據(jù)輸入端BCD數(shù)鎖存在芯片內(nèi)的寄存器中,并將該數(shù)譯碼后顯示。如果輸入的不是十進制數(shù),顯示器熄滅。LE為高電平時,顯示的數(shù)不受數(shù)據(jù)輸入信號的影響。此次四個顯示器占用的輸出點數(shù)為8個。西門子S7-200系列PLC是繼電器輸出模塊,所以在與CD4513相連的PLC各輸出端與“地”之間分別接一個2kΩ的電阻,以避免在輸出繼電器的觸點斷開時CD4513的輸入端懸空。
1.4 收集及排布
此次的創(chuàng)新設(shè)計了光纖收集器,如下圖4所示的工裝。此工裝由八塊木板組成,在工裝的兩端安裝卡箍,固定位置,并可通過卡箍的螺絲調(diào)節(jié)此工裝的內(nèi)切圓的直徑大小。在每一塊木板的伸出臂正面都有一個半圓形的凹槽,與孔表面的半圓突起相配合,如此木板的相對位置和伸縮變化會更加可靠,精準度較高,運動平滑不會對光纖毛細管造成損壞,而且此工裝操作方便簡單。拉制好的毛細管會自動掉進八邊形模具筒內(nèi),當(dāng)毛細管數(shù)量達到設(shè)計要求時,將模具筒拆下。調(diào)整模具筒內(nèi)的八邊形大小,并在調(diào)整過程中同時通過機械振動的方法使內(nèi)部毛細管達到最緊密堆積;之后在其內(nèi)部引入缺陷作為光纖的纖芯(如實芯或空芯)或其他結(jié)構(gòu)(如蜂窩狀)。然后將毛細管的兩端熔在一起,把模具簡拆下即可得到要拉制的八邊形微結(jié)構(gòu)光纖預(yù)制棒。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/195289.htm

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2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)用西門子S7-200PLC配套的編程軟件STEP7-Microsoft/WIN32來實現(xiàn)。
為了使整個系統(tǒng)的軟件設(shè)計思路更加清晰,將它分為幾個部分:
(1)主程序。開機調(diào)用顯示子程序,用首次掃描存儲器位SMO.1,在第一個掃描周期調(diào)用包含HDEF的子程序來定義高速計數(shù)器。對按鍵I0.2、I0.3、I0.4的防抖及延時設(shè)定,手動增(減)數(shù)按鍵程序,分單擊、連續(xù)按鍵2s后每秒加(減)1,連續(xù)按鍵8s后每秒加10。程序中VW300用來存儲設(shè)定值,VW320存儲實際測量值,VW340存儲切割次數(shù),VW2030為待顯示數(shù)據(jù)通道。
(2)子程序O。由SF數(shù)值轉(zhuǎn)換開關(guān)切換顯示三組數(shù)據(jù)。將VW2030的當(dāng)前值中的4位BCD數(shù)傳送給4只顯示器,先后分別給4只顯示器送數(shù)的時序是由移位寄存器MB0提供的。在初始狀態(tài)時,僅MO.O為“1”狀態(tài),其余各位為“0”狀態(tài)。移位寄存器得到T39和T40提供的周期為0.4s的方波移位脈沖信號,M0.1~M0.4先后變?yōu)?ldquo;1”狀態(tài)。整數(shù)轉(zhuǎn)換為BCD碼指令將VW2030的當(dāng)前值轉(zhuǎn)換為4位BCD碼并存放在VW2中,V3.0為個位數(shù)的最低位,V2.7為千位數(shù)的最高位。M0.1為“1”狀態(tài)時,將V3.3~V3.0中的個位數(shù)送給Q0.3~Q0.0,即送給CD4513的數(shù)據(jù)輸入端,200ms后在片選信號Q0.4的下降沿,將個位數(shù)鎖存進最上面的CD4513。M0.2為“l”狀態(tài)時,將V3.4~V3.7中的十位數(shù)送給第二只的CD4513,M0.3為“1”狀態(tài),將V2.0~V2.3中的百位數(shù)送給第三只的CD4513,M0.4為“1”狀態(tài),將V2.4~V2.7中的千位數(shù)送給最后一只的CD4513。送完成個數(shù)后,M0.5變?yōu)?ldquo;1”狀態(tài),它的常開觸點接通,將移位寄存器MB0和M3.1復(fù)位。
(3)高速計數(shù)器。由指令向?qū)Ω咚儆嫈?shù)器進行設(shè)置,寫入預(yù)置值和當(dāng)前值,設(shè)置控制字節(jié)。
(4)中斷程序。當(dāng)前值等于預(yù)置值時,即測量長度到達時,接通C02激光器,由PLC對其進行控制,讓它進行精確的切割,高速計數(shù)器重新載入新的預(yù)置值和當(dāng)前值。

3 結(jié)束語
基于PLC的微結(jié)構(gòu)光纖毛細管自動收集排布系統(tǒng)可以精確地控制切割長度,而且可以實現(xiàn)光纖制備過程的全自動化,使微結(jié)構(gòu)光纖原材料避免與人及外界進行過多接觸,避免了污染,降低了光纖損耗,提高了拉制光纖成功率。通過更換光纖收集器可以進行各種形狀的光纖排布。整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,安全可靠,性能優(yōu)良,十分實用,極大提高了生產(chǎn)效率。


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