信息技术在特种光纤与元器件制造中的应用研究_任晓娇.pdf
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1、2023 年 6 月 10 日第 7 卷 第 11 期现代信息科技Modern Information TechnologyJun.2023 Vol.7 No.111671672023.062023.06收稿日期:2023-01-09信息技术在特种光纤与元器件制造中的应用研究任晓娇,钟九金,潘得文,付志华(广州宏晟光电科技股份有限公司,广东 广州 510900)摘 要:光纤排列组合是信息通信用特种光纤与元器件生产制造过程中的一个重要工步。行业内普遍采用单一人工操作,对排列好的硬光纤毛坯进行捆扎收紧,使其成为一体,再进行低温真空熔压。通过研究传统捆扎制造工艺,对捆扎过程中的各个动作进行逐一攻关,
2、最终设计并实现一整套自动化捆扎技术。文章还进一步研究信息技术在特种光纤与元器件制造中的应用,对同类产品制造工艺升级具有重要的参考意义。关键词:信息通信;捆扎;特种光纤中图分类号:TP39;TN605 文献标识码:A 文章编号:2096-4706(2023)11-0167-05Research on Application of Information Technology in Manufacture of Special Optical Fiber and Components REN Xiaojiao,ZHONG Jiujin,PAN Dewen,FU Zhihua(Guangzhou H
3、onsun Opto-Electronic Co.,Ltd.,Guangzhou 510900,China)Abstract:The arrangement and combination of optical fibers is an important step in the manufacturing process of special optical fibers and components for information communication.In the industry,a single manual operation is commonly used to bund
4、le and tighten the arranged hard optical fiber blanks,making them a whole,and then perform low-temperature vacuum melting and pressing.By studying the traditional bundling manufacturing process and tackling each action in the bundling process one by one,a complete set of automated bundling technolog
5、y is ultimately designed and implemented.This paper further studies the application of information technology in the manufacturing of special optical fibers and components,which has important reference significance for upgrading the manufacturing process of similar products.Keywords:information comm
6、unication;bundling;special optical fiber0 引 言光纤传像元件是信息通信用特种光纤与元器件中的一种,是由数千万根光纤经多次组合拉制、排列、熔压、扭转或拉伸而成的具有一定厚度的硬性光纤元件。光纤传像元件主要应用于军事微光夜视领域,制造工艺非常复杂,约二十余个工序,对质量要求极高。排列工序实现的是把数千根硬质复合光纤有序组合到特定工装中1,捆扎的功能就是使排列好的硬光纤毛坯定型,并脱离工装进行流转。在实际的生产制造中,捆扎主要有两种方式,分别是人工捆扎和机械捆扎。我们在这两种捆扎方式的基础上,开发了自动化捆扎技术并已投入使用。1 人工捆扎在实际生产中的应用情
7、况人工捆扎需要两个人员的配合才能完成捆扎。首先,一个人用手握住装有定位毛坯的模具,另一个人将待捆扎的毛坯伸入模具进行第一段捆扎;然后将毛坯拉出小段,再根据定位毛坯的提示进行第二、第三段捆扎,完成捆扎后从模具中完全拖出,检查头尾转换方向;最后,拿着模具的人员放下模具,对着头尾转换好的毛坯进行最后一道捆扎。在这种方式下,一个人需要托住工装和光纤毛坯,并按DOI:10.19850/ki.2096-4706.2023.11.038照特定距离不断移动毛坯直至捆扎完成;另一个人则需要执行“取线绕线打结”几个步骤。捆扎过程中需要注意几点:托举高度合适、绕线力度适中、打结力度和圈数适当。其中,绕线力度的拿捏是
8、非常关键的,力度过大容易造成内部光纤挤压破损,力度太小会导致线松,捆扎质量受个人因素影响较大。2 机械代替纯人工方法的研究和实际应用情况2.1 研究思路正是由于人工方法制造产品存在痛点,我们前期开展一种代替人工的机械装置研究2。首先,确定研究目的是减少一个人工,用一个人和一套机械装置相互配合的方式实现效率提升。其次,重新分析捆扎过程的必要步骤,共有“托举、移动、取线、绕线、打结”五个环节。再次,打乱原来 2 人分工负责的部分,重新分工。现有工艺下,一人负责“托举”和“移动”功能,其余工序由另一人负责。经过对比分析,最终思路是机械装置实现托举,人工实现后续四个步骤即方案 1,如表 1 所示。表
9、1 机械装置功能分析表方案机械装置负责人员 1 负责人员 2 负责原工艺托举、移动取线、绕线、打结方案 1托举移动、取线、绕线、打结1681682023.062023.06第 11期现代信息科技2.2 装置的应用情况该装置设计的目的有两个:一是减少人员的安排;二是稳定特种光纤与元器件毛坯捆扎的质量。实际使用中,我们进行了大量的试验,装置轻巧,一人即可操作,很容易被使用者接受。装置的投入,也减少了后续捆扎工步的人员培训难度。如图 1 所示,使用该装置进行毛坯捆扎时,需要注意以下几点:1)采用粘尘垫将装置与平整的工作台面固定,尽可能保证与台面边缘平行,且夹具靠外边缘与桌面边缘距离在50 mm 以内
10、。2)使用前将所有的水平夹具锁扣置于打开状态。3)将第二模具的尺寸调整至合适的范围,并将第二模具放置在第二凹槽位,将第三锁扣固定。4)每天使用前对胶垫高度进行检查。检查方法:将装有边丝毛坯的模具放置在第一凹槽位,将第一、第二锁扣摇下,锁定。用手指轻微摆动毛坯,观察毛坯的位移情况,反复调整压毛坯的胶垫高度至毛坯无明显位移为止。力度适中时,固定胶垫高度,取出检验模具和毛坯。5)捆扎毛坯,完成一处捆扎后,移动到下一位置,完成另一处捆扎,如此往复下去,完成毛坯的捆扎。6)将毛坯首尾调换方向,并放置在第二模具中进行捆扎。222124512352347611底板;3支柱;4螺丝;6第二模具;7毛坯;21第
11、一锁扣;22第二锁扣;23第三锁扣;24第四锁扣;51槽位 1;52槽位 2。图 1 装置结构示意图通过对上述装置的深入研究和反复实践,最终可以达到预期效果,如表 2 所示。表 2 使用机械装置(方案 1)捆扎效率与现工艺效率对比序号现工艺用时方案 1 用时18 分 01 秒 29 分 50 秒 128 分 20 秒 28 分 30 秒 137 分 45 秒 28 分 46 秒 146 分 26 秒 29 分 31 秒 1平均水平2 个人工共 15 分钟1 个人工 9 分钟节省工时6 分钟使用该装置时,单位工时人工产出为 26 件,现有工艺单位工时人均产出为 16 件,相比之下,人均单位工时产
12、能提升 62.5%,可以实现单人操作。上述机械装置使用过程中,人工动作依然较多,存在两个不足:一是在与未来的毛坯自动化排列设备衔接方面,仍需要人工参与,很难在脱离人的情况下协作运行;二是如果作为单独捆扎使用,也很难进一步提升产能,有必要开展毛坯捆扎自动化技术研究。3 信息技术在毛坯自动化捆扎中的应用研究3.1 研究思路在研究初期,将自动化技术所要实现的功能进行分解。研究发现,任何一套自动化系统都是由若干零件组成一个机构,若干机构组成一个系统,若干系统组成一个整体设备3。于是,将自动化捆扎技术分成 5 个功能机构来实现。该技术的研究思路是在机械装置的基础上,进一步增加自动的功能。机械装置的功能中
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