软光缆生产线的研制_光纤通信生产设备关键技术解决方案

何振文

【摘要】介绍了一种用于生产室内光缆的生产线（简称软光缆生产线），给出了生产线的基本组成、技术指标、生产工艺流程连同关键技术。

　　【关键词】软光缆；生产线

1 引言

　　随着光纤通信事业的不断发展，光纤已进入室内及桌面，今后用于楼层内部通信线路、设备、电脑、仪器仪表之间信号传输的室内光缆用量会越来越大。室内光缆结构和室外光缆有很大的不同，他不但要具备一定的抗拉强度，还要具备直径小、柔软、易弯曲、便于布放等特点。另外，由于这种光缆是用于室内，还必须具备阻燃性能。FR（玻璃纤维增强塑料）加强芯可确保光缆具备一定的机械强度，承受一定的拉力；芳纶纱使光缆具备更高的抗拉强度，同时当光缆受到外力的冲击和侧压时，可和紧包光纤的套塑层、阻燃外护套一起起缓冲作用，保护光纤；阻燃外护套一般采用具备阻燃性能的聚氯乙烯（ PVC）和阻燃聚乙烯（FRPE）挤制而成；当紧包光纤数量较多或光缆外径较大时，为使光缆具备较好的弯曲性能，必须使紧包光纤和芳纶纱在光缆内以单螺旋方式绞合。

2 生产线的基本组成

　　根据室内光缆的结构和性能需要，其中，紧包光纤和芳纶纱采用旋转放线，为不使紧包光纤在旋转放线时被扭断，紧包光纤放线单元在旋转放线的同时应退扭。以下分别介绍生产线各部分的基本结构。

　　1）FRP加强芯放线装置采用液压摆臂式结构，线盘的夹紧采用无轴*式夹紧机构，FRP的放线张力是采用气动制动器控制。

　　2）紧包光纤放线装置采用绞笼式结构，由12个紧包光纤放线单元、行星退扭机构，旋转统体、气动刹车装置、并线模座连同旋转装置组成。每个放线单元由放线减速电机、同步带轮和同步带、张力机构连同线盘夹紧机构组成。紧包光纤采用主动放线，每个放线单元均有一套张力控制系统，并且是单独闭环控制系统。

　　3）芳纶纱放线装置采用旋转统盘式结构，他由24个芳纶纱筒夹紧单元、旋转盘架、张力机构、导向装置、并线模、气动刹车组成。通过气动制动器来控制芳纶纱的张力，以确保在生产过程中芳纶纱放线张力的恒定。

　　4）采用螺杆长径比为25：1的挤塑机，配有真空上料装置、烘干装置连同色母料混料装置。采用十字自定心机头。挤塑机机身和机头的温度可任意设定并自动控制。

　　5）生产线配有4m活动温水槽、0.2m（3次方）温水箱和8m冷水槽，均采用不锈钢制作。温水槽和温水箱内的热水可循环利用，由此节约能源和用水量。

　　6）吹干装置采用哈夫式结构，具备吹干效果好、用气量小和噪声低的长处。

　　7）采用精度为±0.001mm的进口线径测试仪。

　　8）采用字体清楚、耐磨的进口喷码印字机。

　　9）牵引装置采用双轮皮带压紧式结构，由。Φ800mm的牵引轮、皮带压紧装置、计米装置连同动力装置组成。具备牵引力大、光缆在牵引轮上不打滑连同计米准确等特点。

　　10）收线张力装置采用摆杆式结构，由张力轮、气动离合器、摆杆架和电信号变送装置组成。收线装置采用液压摆臂式结构，由收线电机、气动离合器、线盘夹紧机构、排线机构连同升降机构组成。线盘的夹紧通过无轴*式夹紧机构来实现。

　　11）电气控制系统采用电脑和可编程器相结合的方式。生产线既可联动，又能够单独操作，有各功能显示、故障报警、急停、电脑直观显示工艺参数等特点。整条生产线自动化程度高，操作方便，运行稳定。

　　3 生产线主要技术指标

　　软光缆生产线的主要技术指标分别为：生产线速度：60m／min；FRP加强芯放线张力：10－55N＊M；FRP加强芯放线盘规格：Φ630－Φ800mm；紧包光纤直径：Φ0.60－Φ0.90mm（紧包光纤），Φ0.90－Φ2.7mm（光纤单元）；紧包光纤放线张力：（0.5－4）±0.2N＊M；紧包光纤线盘规格：Φ400mm；芳纶纱筒的尺寸：Φ94×Φ210×216mm；芳纶纱张力：5－20N＊M；收线张力：5－50N＊M；收线线盘规格：Φ800－Φ1250mm。

　　4 生产工艺流程

　　首先将阻燃护套料抽入挤塑机料斗内，把色母料加入色母料混料斗内。设定好挤塑料烘干温度连同挤塑机和机头、温水箱的加热温度。根据统的工艺需要分别设定FRP加强芯张力，紧包光纤、芳纶纱放线张力和续合节距，连同收线张力的值。达到加热温度后，将FRP加强芯、紧包光纤、芳纶纱从各自的线盘上拉出，依次穿过各并线模，经过模芯、模套从机头中拉出。控制系统状态设定为联动状态。将缆芯同挤制外护套一起经过温水槽、冷水槽、吹干装置、线径测试仪和喷码印字机送至牵引装置上，经过收线张力装置zui后把光缆卷绕在收线盘上。至此进人正常的生产状态。到了所需生产段长后，电脑会给出信号，结束整个生产。

　　5 关键技术工艺

　　整条生产线有两个关键工艺点：1）如何在紧包光纤绞笼、紧包光纤放线单元旋转退扭的同时以恒定的张力放出紧包光纤。2）如何在芳纶盘旋转的同时以较小张力变化量放出芳纶纱。因为紧包光纤的张力大小会影响光纤的传输性能。张力过小，紧包光纤放线时会淌线；张力过大，则有可能将紧包光纤拉坏。芳纶纱张力大小不*，也会影响光缆的机械性能。

　　首先，紧包光纤张力传感器将紧包光纤放线张力传递给控制器。控制器将这一信号和设定张力信号进行比较。假如传感器信号大于设定位，控制器将张力信号送到电气比例阀内，通过调低气动制动器气压来减小包光纤放线张力，反之，控制器将调高气动制动器气压来增加包光纤放线张力，由此加大紧包光纤的放线张力。如此反复可zui终确保紧包光纤以设定的张力值从线盘上放出。

　　芳纶纱筒轮通过气动制动器连接在机架上，使芳纶纱以不淌线的张力从纱筒上放出。设定好控制气动制动器的气压大小就能够控制芳纶纱筒转动摩擦阻力矩。经过实时张力信号检测和调整，使芳纶纱在整个生产过程中以恒定的张力从纱筒中放出。