基于PLC的微结构光纤毛细管自动剪切收集排布系统
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1．2 二氧化碳激光器切割
由于光纤毛细管直径细而易碎，用普通的剪切装置不仅容易造成光纤毛细管的折断损坏，而且容易生成玻璃碎渣，对微结构光纤的排布造成干扰。而采用C02激光来切割完全可以避免这些问题的产生。C02激光切割具有切割质量好、切割材料范围广、可进行立体切割、容易实现自动化等特点。系统由CO2激光器和3个定位轮组成，其中这3个定位轮的轴心不在同一直线上，使光纤经过时，光纤的径向会出现应力，由于石英毛细管具有一定的柔软性，若没有外损伤时，毛细管可顺利通过定位轮而不折断，当激光照到毛细管时，激光会使毛细管壁产生一定的缺陷，这时毛细管在定位轮的作用下折断。由PLC控制C02激光器。
1．3 显示设置
在此次设计中采用具有锁存、译码、驱动功能的芯片CD4513驱动共阴极LED七段显示器，此装置需要显示的数据为四位自然数，即需要四个CD4513芯片。CD4513的数据输入端A-D共用PLC的四个输出端，其中A为最低位，D位最高位。LE是锁存使能输入端，在LE信号的上升沿将数据输入端BCD数锁存在芯片内的寄存器中，并将该数译码后显示。如果输入的不是十进制数，显示器熄灭。LE为高电平时，显示的数不受数据输入信号的影响。此次四个显示器占用PLC的输出点数为8个。西门子S7-200系列PLC是继电器输出模块，所以在与CD4513相连的PLC各输出端与“地”之间分别接一个2kΩ的电阻，以避免在输出继电器的触点断开时CD4513的输入端悬空。
1．4 收集及排布
此次的创新设计了光纤收集器，如下图4所示的工装。此工装由八块木板组成，在工装的两端安装卡箍，固定位置，并可通过卡箍的螺丝调节此工装的内切圆的直径大小。在每一块木板的伸出臂正面都有一个半圆形的凹槽，与孔表面的半圆突起相配合，如此木板的相对位置和伸缩变化会更加可靠，精准度较高，运动平滑不会对光纤毛细管造成损坏，而且此工装操作方便简单。拉制好的毛细管会自动掉进八边形模具筒内，当毛细管数量达到设计要求时，将模具筒拆下。调整模具筒内的八边形大小，并在调整过程中同时通过机械振动的方法使内部毛细管达到最紧密堆积；之后在其内部引入缺陷作为光纤的纤芯(如实芯或空芯)或其他结构(如蜂窝状)。然后将毛细管的两端熔在一起，把模具简拆下即可得到要拉制的八边形微结构光纤预制棒。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/195289.htm
2 系统软件设计
系统的软件实现用西门子S7-200PLC配套的编程软件STEP7-Microsoft／WIN32来实现。
为了使整个系统的软件设计思路更加清晰，将它分为几个部分：
(1)主程序。开机调用显示子程序，用首次扫描存储器位SMO．1，在第一个扫描周期调用包含HDEF的子程序来定义高速计数器。对按键I0．2、I0．3、I0．4的防抖及延时设定，手动增(减)数按键程序，分单击、连续按键2s后每秒加(减)1，连续按键8s后每秒加10。程序中VW300用来存储设定值，VW320存储实际测量值，VW340存储切割次数，VW2030为待显示数据通道。
(2)子程序O。由SF数值转换开关切换显示三组数据。将VW2030的当前值中的4位BCD数传送给4只显示器，先后分别给4只显示器送数的时序是由移位寄存器MB0提供的。在初始状态时，仅MO．O为“1”状态，其余各位为“0”状态。移位寄存器得到T39和T40提供的周期为0．4s的方波移位脉冲信号，M0．1～M0．4先后变为“1”状态。整数转换为BCD码指令将VW2030的当前值转换为4位BCD码并存放在VW2中，V3．0为个位数的最低位，V2．7为千位数的最高位。M0．1为“1”状态时，将V3．3～V3．0中的个位数送给Q0．3～Q0．0，即送给CD4513的数据输入端，200ms后在片选信号Q0．4的下降沿，将个位数锁存进最上面的CD4513。M0．2为“l”状态时，将V3．4～V3．7中的十位数送给第二只的CD4513，M0．3为“1”状态，将V2．0～V2．3中的百位数送给第三只的CD4513，M0．4为“1”状态，将V2．4～V2．7中的千位数送给最后一只的CD4513。送完成个数后，M0．5变为“1”状态，它的常开触点接通，将移位寄存器MB0和M3．1复位。
(3)高速计数器。由指令向导对高速计数器进行设置，写入预置值和当前值，设置控制字节。
(4)中断程序。当前值等于预置值时，即测量长度到达时，接通C02激光器，由PLC对其进行控制，让它进行精确的切割，高速计数器重新载入新的预置值和当前值。
3 结束语
基于PLC的微结构光纤毛细管自动剪切收集排布系统可以精确地控制切割长度，而且可以实现光纤制备过程的全自动化，使微结构光纤原材料避免与人及外界进行过多接触，避免了污染，降低了光纤损耗，提高了拉制光纤成功率。通过更换光纤收集器可以进行各种形状的光纤排布。整套系统结构紧凑，安全可靠，性能优良，十分实用，极大提高了生产效率。
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