大芯径光纤熔融加工处理平台的制作方法

本实用新型涉及机械制造与自动化控制技术领域，具体涉及一种大芯径光纤熔融加工处理平台。

背景技术：

以往的光纤熔融加工处理装置，采用燃烧气体获得高温火焰的方式来加热和熔融光纤，火焰加热不稳定，易受环境干扰，火焰加热产生，它进入光纤会造成光纤器件的损耗加大，降低光纤可靠性，且气体燃烧加热不安全。

另外，以往的光纤熔融加工处理装置没有视觉监测系统，不能自动将二根光纤的相对面对齐、对准，使得光纤熔接和拉锥质量难以保证，生产产品一致性差，机器自动化水平低，生产效率及成品率低下，在技术水平与规模化程度上与国际先进水平相比存在较大的差距。

中国实用新型专利（CN1924626A）公开了一种制造光纤器件的电阻加热式熔融拉锥机， 其发热材料为高温金属陶瓷，对发热体形状未做描述，并且，未采用隔热板和隔热罩，未将发热体和外部环境隔绝，

中国实用新型专利（CN101672951A）公开了一种光纤熔融拉锥机，其加热器为电弧放电加热器，或氢氧火焰加热器，电弧放电容易在光纤表面产生缺陷，降低光纤强度，电弧放电会在光纤表面沉积金属颗粒，污染光纤，造成熔接区发热，电极退化，需要不时调节熔接参数 。火焰加热不稳定，易受环境干扰，气体燃烧加热不安全。

另外，以上二种实用新型专利都没用考虑二根光纤精准定位对齐控制，将极大地影响熔融拉锥质量。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种大芯径光纤熔融加工处理平台，能够提高光纤熔融加工的质量和效率，具体技术方案如下：

一种大芯径光纤熔融加工处理平台，包括机柜以及设置在机柜上的拉锥平台和视觉监测机构，所述拉锥平台包括拉锥机构、加热机构、左光纤定位调节机构和右光纤定位调节机构，所述加热机构布置在拉锥机构中部，左光纤定位调节机构和右光纤定位调节机构分别安装在拉锥机构的两侧，并通过该拉锥机构做相对运动，左光纤定位调节机构和右光纤定位调节机构用于将光纤校准定位并夹持光纤，加热机构用于将光纤熔融加工。

进一步地，所述拉锥机构包括两侧水平导轨，以及对称布置在水平导轨内的一对丝杆副，水平导轨上滑动连接有与丝杆副配合使用的左滑块和右滑块，左侧丝杆副和左滑块用于带动左光纤定位调节机构运动，右侧丝杆副和右滑块用于带动右光纤定位调节机构运动。

进一步地，所述加热机构包括热源组件、升降装置、水平移动装置，以及用于连接升降装置和水平移动装置的机架，该热源组件安装在升降装置上，水平移动装置安装在拉锥平台上。

所述热源组件包括隔热板、置于隔热板上的两侧夹持装置，以及安装在夹持装置下端并穿过隔热板的接线柱，两侧夹持装置之间夹持有Ω形石墨加热源，该隔热板上设置有用于容置夹持装置的隔热罩。

所述隔热板上的两侧设置有定位块，所述隔热罩的两侧开设有用于配合定位块的缺口，该缺口的上侧连通有用于穿入光纤的穿孔。

所述隔热板上套设有加固件。

进一步地，所述视觉监测机构包括CCD相机以及三向调节装置，该三向调节装置通过支架与机柜连接。

由以上技术方案可知，本实用新型采用隔热板和隔热罩将发热体与外部隔绝，为光纤熔融加工处理过程提供一个与周边环境无关、高度稳定的高温热源；本实用新型采用Ω形状的石墨材料作为热源，确保光纤处于均匀的热场中，受热均匀，无需旋转光纤，温度连续可控，加热方式洁净，不会污染光纤；本实用新型采用视觉监测机构，光纤成像清晰，光纤对准精度高，易于实现高质量的熔接和拉锥，解决了锥体形状控制的技术难题。

附图说明

图1为本实用新型的轴测图；

图2为本实用新型中拉锥平台的结构示意图；

图3为本实用新型中拉锥机构的结构示意图；

图4为本实用新型中加热机构的结构示意图；

图5为本实用新型中隔热罩的结构示意图；

图6为本实用新型中热源组件去除隔热罩的轴测图；

图7为本实用新型中热源组件去除隔热罩的侧视图；

图8位本实用新型中视觉监测机构的结构示意图。

图中：10、机柜，20、拉锥平台，30、视觉监测机构，31、CCD相机，32、三向调节装置，33、支架，40、拉锥机构，41、水平导轨，42、丝杆副，43、左滑块，44、右滑块，50、加热机构，51、升降装置，52、水平移动装置，53、机架，60、左光纤定位调节机构，70、右光纤定位调节机构，80、热源组件，81、隔热板，82、夹持装置，83、接线柱，84、Ω形石墨加热源，85、隔热罩，851、窗口，852、石英玻璃，86、定位块，87、缺口，88、穿孔，89、加固件。

具体实施方式

本实用新型的熔融加工处理平台用于光纤的熔融加工，需要注意的是，本实用新型还可以作为其他类似材料的熔融加工。

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明，在详细说明本实用新型各实施例的技术方案前，对所涉及的名词和术语进行解释说明，在本说明书中，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。

如图1所示，所述大芯径光纤熔融加工处理平台包括机柜10以及设置在机柜上的拉锥平台20和视觉监测机构30，该机柜上还安装有计算机控制系统及其他配套附件。

如图2所示，所述拉锥平台20包括拉锥机构40、加热机构50、左光纤定位调节机构60和右光纤定位调节机构70，所述加热机构布置在拉锥机构中部，左光纤定位调节机构和右光纤定位调节机构分别安装在拉锥机构的两侧，能通过该拉锥机构做相对运动，左光纤定位调节机构和右光纤定位调节机构用于夹持待熔融的光纤，能够根据视觉监测机构的反馈对两侧光纤的位置进行调节，达到精准定位、对齐控制的效果。

如图3所示，所述拉锥机构40包括两侧水平导轨41，以及对称布置在水平导轨内的一对丝杆副42，水平导轨上滑动连接有左滑块43和右滑块44。所述丝杆副包括丝杆、丝杆螺母以及驱动丝杆的伺服电机，该丝杆螺母与左滑块及右滑块配合使用，其中左侧的丝杆螺母和左滑块用于带动左光纤定位调节机构60运动，右侧的丝杆螺母和右滑块用于带动右光纤定位调节机构70运动。本实用新型拉锥机构配坦克链，加热机构配坦克链，将相应的电线放入坦克链中，在拉锥过程中，电线会随着坦克链移动，不会将线绞入设备中，发生故障，既美观又安全。

图4～7示出了加热机构及组件的结构示意图。所述加热机构50用于将两侧光纤熔融加工，其包括热源组件80、升降装置51、水平移动装置52，以及用于连接升降装置和水平移动装置的机架53，该热源组件安装在升降装置上，水平移动装置安装在拉锥平台上。

所述热源组件80包括隔热板81以及置于隔热板上的两侧夹持装置82，两侧夹持装置之间夹持有Ω形石墨加热源84，夹持装置的下端安装有穿出隔热板的接线柱83，通过外部电缆将加热源与电源连接。隔热板由硅酸钙材料制成，耐1000℃高温，但其材料易断，本实施例中在隔热板81上套设有加固件89，使隔热板得到加固，可以耐受接线柱上电缆的重量，使隔热板不会变形或折断。

采用Ω形状的石墨材料作为发热体，通过热辐射和热传导，热量直达光纤纤芯，光纤中心得到完全加热，圆环形加热区包裹光纤，确保光纤处于均匀的热场中，受热均匀，无需旋转光纤，温度连续可控，可以实现室温到3000℃连续可调，加热方式洁净，不会污染光纤。

所述隔热板81上设置有用于容置夹持装置的隔热罩85，该隔热罩的顶部开设有便于测温的窗口851，该窗口上铺设有石英玻璃852，采用石英玻璃做隔热罩上部，即耐高温又透光性能强，不会影响温度测量精度。所述隔热板81上的两侧设置有定位块86，隔热罩85的两侧开设有用于配合定位块的缺口87，该缺口的上侧连通有用于穿入光纤的穿孔88。

光纤穿过石墨材料的Ω部位，光纤的两端被左右光纤定位调节机构夹持，使光纤不能滑动，拉锥机构驱动，实现拉锥功能。

如图8所示，所述视觉监测机构30包括CCD相机31以及三向调节装置32，该三向调节装置通过支架33与机柜连接。本实施例中，CCD相机下端设置有工业镜头34，对准石墨的Ω部位上的光纤，起放大作用，CCD相机获取图像传给工控机进行处理。

本实用新型通过调节视觉X、Z轴位置，使工业镜头对准光纤，通过调节视觉Y轴位置，来调节工业CCD的焦距，使光纤成像清晰，通过工控机RJ45网口接入工业CCD，在显示器上显示光纤的图像，通过软件编程选择曝光量和适当的阈值，并做二值化处理，从而检测出光纤的边缘，再通过软件准确检测出二根光纤分别在X、Y轴之间的距离。进而驱动左、右光纤定位调节机构移动相应检测结果的距离，使得二根光纤相对的端面精准对齐，为实现高质量的熔接和拉锥打下基础。

本实用新型的工作流程如下：

加热熔接：选好二根光纤，将光纤除去外表涂敷层，将第一根光纤的一端固定在左光纤定位调节机构上，将第二根光纤的一端固定在右光纤定位调节机构上，将二根光纤的另一端放在Ω形石墨加热源的Ω部位上方。通过视觉监测机构测量二根光纤的距离，并驱动光纤定位调节机构调整光纤位置，使二根光纤对准，合上温度开关，此时，石墨按设定温度加热，将二根光纤熔接在一起。

拉锥：在程序界面设定拉锥长度、拉锥速度，点按“拉锥”按钮，此时，启动拉锥机构，按设定的参数完成拉锥。

以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。