CN101637877B - 光纤研磨机装置及其研磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光纤研磨技术领域，尤其涉及一种光纤研磨装置及其研磨方法，包括设置在机箱基板上的研磨机构、与该研磨机构相对设置的气动加压机构、机箱内设有动力机构、与所述气动加压机构连接且用于控制气动加压机构内压力的变化的控制机构：还包括与所述气动加压机构连接并配合研磨机构完成研磨工序的旋转机构。本发明采用由电-气比例阀控制的汽缸进行研磨压力控制，可在设定的时间内使研磨压力和转速由零逐步增至所设定的压力及转速，然后恒定工作，研磨压力连续可调，研磨转速及研磨时间自动控制，从而使被加工的光纤插芯不易崩纤，提高精度和工作效率，且操作简便。

Description

光纤研磨机装置及其研磨方法

技术领域

本发明涉及光纤研磨技术领域，尤其涉及一种光纤研磨机装置及其研磨方法。

背景技术

现有的光纤研磨机在研磨光纤插芯时需将光纤插芯端面研磨成一定的形状，使得传递的光信号能够顺利通过连接处而不产生过多的光度衰减。现有的光纤插芯的加工工序是：将多个光纤插芯安装在研磨盘上，然后将研磨盘对准装有砂纸的研磨底盘，研磨底盘由动力装置带动产生自转和公转而对研磨盘上的光纤插芯端面进行研磨，现有的研磨机是由人工移动重锤来调节压力的大小，这种加压的方式不能精确的调整压力的大小，研磨后的光纤插芯的精度不能保证，容易造成光纤插芯端面研磨不均匀，难以达到对光纤插芯端面的3D要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种可自动控制光纤插芯研磨压力、转速、时间的光纤研磨装置及其研磨方法。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：

这种光纤研磨装置，包括设置在机箱基板上的研磨机构、与该研磨机构相对设置的气动加压机构、机箱内设有动力机构、与所述气动加压机构连接且用于控制气动加压机构内压力的变化的控制机构，其特殊之处在于：还包括与所述气动加压机构连接并配合研磨机构完成研磨工序的旋转机构。

优选地，

所述旋转机构包括：固设在机箱基板上的底座、固设在底座上的转座及条状转架，其中，所述底座由片状横梁、设置在横梁下表面两端并与基板固定连接的横梁垫块以及设置在横梁与转座之间的转座垫块组成；所述转座包括二个相互平行并与所述底座横梁垂直的四分之一圆弧形侧板，所述二侧板各自一端面通过连接板连接形成一个半封闭空腔，其另一端面均紧贴横梁表面；所述转架嵌套在所述二侧板之间，转架一端与二侧板里端通过枢接轴可上下旋转连接，转架另一端伸出转座之外；所述转架中部通过连接机构可与二侧板固定连接。

所述连接机构包括横向设置在转架上位于转架与二侧板外端之间的限位块、设置在转座二侧板外侧的第一汽缸和第二汽缸；其中：所述限位块两端侧分别设有一腰形孔；第一汽缸和第二汽缸各自一端分别与嵌套在所述腰形孔内的圆柱形连接件连接；第一汽缸和第二汽缸各自另一端分别与伸出二侧板外的所述枢接轴的两端连接并可随转架一起相对转座上下旋转；所述连接件由第一汽缸和第二汽缸带动可在所述腰形孔内径向滑动；所述第一汽缸和第二汽缸均由设置在转架另一端端侧的按钮通过电磁阀控制；所述二侧板弧面上对应间隔设置有复数个孔，转架在旋转过程中通过径向穿过连接件与限位块之间的销钉与该二侧板弧面上的孔的配合而与转座固定连接。

所述控制机构包括与动力机构连接的PLC控制模块和与所述气动加压机构连接用于调节研磨压力的电-气比例阀；所述电-气比例阀还与PLC控制模块连接。

所述气动加压机构包括嵌套在转架另一端并伸出至转架下方其中心带有阶梯孔的圆柱形中心座、固定在中心座上端其汽缸头嵌套在中心座阶梯孔上端并通过气管与所述电-气比例阀连接的第三汽缸、设置在所述中心座阶梯孔内并伸出中心座底部的顶针；所述研磨机构包括连接在中心座下端用于装夹光纤插芯的研磨盘和与研磨盘中心相对设置在基板上的研磨底盘；其中：所述研磨盘中心设有一上端带凹槽中心带孔的圆柱形高柄，中心座穿套在所述高柄内，所述顶针下端部依靠气压的作用与研磨盘上表面接触；所述气动加压机构通过设置在其下端位于转架与研磨盘之间的定位件与研磨盘上下滑动连接。

所述定位件紧贴转架底部固设在转架与研磨盘高柄之间，该定位件由嵌套在中心座外的片状主体及主体两端各垂直延伸出一支脚构成，定位件两支脚卡套在高柄凹槽内，研磨盘通过设置在定位件两支脚上的弹性元件与高柄凹槽的配合与定位件可上下滑动连接。

所述弹性元件为两端连接有钢珠的弹簧。

所述中心座下端一侧设有纵向凹槽，研磨盘通过设置在高柄上的横向螺钉与所述纵向凹槽配合而上下滑动。

所述转座上端设置有用于清洗研磨盘的清洗盘；所述底座上设置有用于牵引光纤的牵缆架。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：

本发明还提供一种采用光纤研磨装置的研磨方法，包括以下步骤：

S1：启动转架端部按钮，将转架旋转至中段或顶端位置，将安装有待加工光纤插芯的研磨盘放置于研磨装置中心座上；

S2：启动转架端部按钮，将转架旋转至水平位置，研磨盘上待加工光纤插芯与放置于研磨装置底盘上的砂纸接触。

S3：启动主机操作界面控制按钮，设定研磨压力、研磨转速及研磨时间，研磨底盘由动力机构带动产生自转和公转，对研磨盘上待加工光纤插芯下端面进行研磨。

其中，在所述步骤S3中，在研磨过程中，电-气比例阀由PLC控制模块控制，根据气动加压机构内压力的变化来自动控制研磨盘的压力大小。

本发明相比现有技术具有如下优点：本发明通过采用由电-气比例阀控制的汽缸进行研磨压力的调节与控制，研磨压力及转速的设定可由控制机构控制在设定的时间内使研磨压力和转速由零逐步增至所设定的压力及转速，然后恒定工作。从而使被加工的光纤插芯不容易崩纤，提高精度和工作效率，且操作简便。

附图说明

图1是本发明应用于研磨机的立体图。

图2是本发明立体图。

图3是本发明主视图。

图4是本发明侧视图。

图5是图4A--A方向剖视图。

图6是本发明俯视图。

图7是本发明定位件与研磨盘组装示意图。

图8是本发明定位件结构示意图。

图9是本发明所应用的研磨机研磨盘结构示意图。

图10是本发明研磨机主机工作原理图。

具体实施方式

本发明下面将结合附图作进一步详述。

如图1、图2、图3、图4、图6、图10所示，本发明提供的这种光纤研磨装置，设置在研磨机机箱100基板101上，机箱100内设置有动力机构、控制机构，基板101上设有研磨机构，气动加压旋转机构包括：与所述研磨机构相对设置的气动加压机构、与所述气动加压机构连接并配合研磨机构完成研磨工序的旋转机构；所述控制机构与所述气动加压机构连接用于控制气动加压机构内压力的变化。

在本实施例中，所述旋转机构包括：固设在机箱100基板101上的底座104、固设在底座104上的转座105及条状转架106，其中，底座104由片状横梁1041、设置在横梁1041下表面两端并与基板101固定连接的横梁垫块1042以及设置在横梁1041与转座105之间的转座垫块1043组成。转座105包括二个相互平行并与底座104横梁1041垂直的四分之一圆弧形侧板1051，该二侧板1051各自一端面通过连接板连接形成一个半封闭空腔，其另一端面均紧贴横梁1041表面；所述转架106嵌套在二侧板1051之间，转架106一端与二侧板1051里端通过枢接轴118可上下旋转连接，转架106另一端伸出转座105之外；转架106中部通过连接机构107可与二侧板1051固定连接。

其中，连接机构107包括横向设置在转架106上位于转架106与二侧板1051之间的限位块1073、设置在转座105二侧板1051外侧的第一汽缸和第二汽缸108，限位块1073两端侧分别设有一腰形孔；第一汽缸和第二汽缸108各自一端分别与嵌套在该腰形孔内的圆柱形连接件1071连接；第一汽缸和第二汽缸108各自另一端分别与伸出二侧板1051外的枢接轴118的两端连接并可随转架106一起相对转座105上下旋转；连接件1071由第一汽缸和第二汽缸108带动可在该腰形孔内径向滑动；第一汽缸和第二汽缸108均由设置在转架106另一端端侧的按钮112通过电磁阀控制；二侧板1051弧面上对应间隔设置有复数个孔，转架106在旋转过程中通过径向穿过连接件1071与限位块1073之间的销钉1072与该二侧板1051弧面上的孔的配合而与转座105固定连接。在本实施例中，二侧板1051弧面顶端、中部及底部各设置有一个孔，当研磨工序开始之前，转架106处于初始位置，即限位块1073上的销钉1072插入二侧板1051底部的孔内使转架106固定在二侧板1051底部，在进行研磨工序之前，启动转架106端侧按钮112，第一汽缸和第二汽缸108工作，使限位块1073上的销钉1072脱离二侧板1051弧面底部上的孔，转架106可上下自由旋转，并可在二侧板1051弧面中部及上端固定，以便于安装带有光纤插芯的研磨盘103。

在本实施例中，控制机构包括与动力机构连接的PLC控制模块和与气动加压机构连接用于调节研磨压力的电-气比例阀；该电-气比例阀还与PLC控制模块连接。

如图5所示，气动加压机构包括嵌套在转架106另一端并伸出至转架106下方其中心带有阶梯孔的圆柱形中心座114、固定在中心座114上端其汽缸头嵌套在中心座114阶梯孔上端并通过气管与电-气比例阀连接的第三汽缸109、设置在中心座114阶梯孔内并伸出中心座114底部的顶针115。

如图9所示，研磨机构包括连接在中心座114下端用于装夹光纤插芯116的研磨盘103和与研磨盘103中心相对设置在基板101上的研磨底盘102；其中，研磨盘103中心设有一上端带凹槽1032中心带孔的圆柱形高柄1031，中心座114穿套在高柄1031内，顶针115下端部依靠气压的作用与研磨盘103上表面接触；气动加压机构通过设置在其下端位于转架106与研磨盘103之间的定位件113与研磨盘103上下滑动连接。

如图7、图8所示，在本实施例中，所述定位件113紧贴转架106底部固设在转架106与研磨盘103高柄1031之间，该定位件113由嵌套在中心座114外的片状主体及主体两端各垂直延伸出一支脚1131构成，定位件113两支脚1131卡套在高柄1031凹槽1032内，研磨盘103通过设置在定位件113两支脚1131上的弹性元件1132与高柄1031凹槽1032的配合与定位件113可上下滑动连接。本实施例中，该弹性元件1132为两端均连接有钢珠的弹簧，支脚1131上与高柄1031凹槽1032接触面上设有孔，弹簧嵌套在支脚1131的孔内，钢珠裸露在支脚1131两侧外表面，当研磨盘103与定位件113连接后，定位件113支脚1131卡套在研磨盘103高柄1031的凹槽1032内，由于弹簧的弹力作用被压缩，钢珠被挤压到支脚1131的孔内，研磨盘103由于弹簧滚珠的作用以及气动加压机构内顶针115随第三汽缸109内压力的变化对其产生的作用力而在固定件113上可上下滑动。

在进一步的实施例中，中心座114下端一侧设有纵向凹槽1141，研磨盘103通过设置在高柄1031上的横向螺钉117与该纵向凹槽1141配合而上下滑动，以防止研磨盘103因高柄1031与固定件113固定失灵而发生脱落不良事件。

在进一步的实施例中，转座105上端设置有用于清洗研磨盘103的清洗盘111；底座104上设置有用于牵引光纤的牵缆架110。

本发明气动加压旋转机构的工作原理为：

首先，按下气动加压旋转机构转架上的按钮112，使限位块1073上的销钉1072脱离二侧板1051弧面底部上的孔，将转架106旋转至转座105二侧板1051中段或顶端位置，放下转架106上的按钮112，转架106与转座105中段或顶端位置固定，将安装有光纤插芯的研磨盘103安装在转架106下端的定位件113上，然后再次按下转架106上的按钮112，并将转架106旋转至转座105底部位置放下该按钮112，转架106回到初始位置，在研磨机操作界面上设定好各项所需的研磨参数，如：研磨压力、研磨速度、研磨时间等，启动操作界面运行按钮，开始进行研磨工序。

本发明还提供一种采用光纤研磨装置的研磨方法：

所述光纤研磨装置进一步包括：

旋转机构由固设在机箱基板101上的底座104、固设在底座104上的转座105及条状转架106、以及条状转架106的端侧安装的启动按钮112组成；

气动加压机构由垂直延设在条状转架106下方的中心座114、中心座114上端的第三汽缸109、中心座114底部的顶针115、以及用于固设中心座114在条状转架106上的定位件113组成；

研磨机构由连接在所述中心座114下端用于装夹光纤插芯的研磨盘103、与该研磨盘103中心相对设置在基板101上的研磨底盘102组成；

所述光纤研磨装置的研磨方法，包括以下步骤：

S1：启动转架106端部按钮112，将转架106旋转至中段或顶端位置，将已装好待加工光纤插芯116的研磨盘103放置在中心座114上；

S2：启动转架106端部按钮112，将转架106旋转至水平位置，研磨盘103上待加工光纤插芯116与放置于研磨机构底盘102上的砂纸接触；

S3：启动主机操作界面控制按钮，设定研磨压力、研磨速度、研磨时间，研磨底盘102由动力机构带动产生自转和公转，对研磨盘上待加工光纤插芯116下端面进行研磨。

其中，在所述步骤S3中，在研磨过程中，电-气比例阀由PLC控制模块控制，根据气动压力机构内压力的变化来自动控制研磨盘103的压力大小。

如图10所示，研磨机动力机构包括电机和驱动器，控制机构包括PLC控制模块和电-气比例阀，在研磨过程中，由于研磨材料的磨损等，需要增加压力，则通过PLC控制模块控制电-气比例阀对第三汽缸109内的压力进行调节，第三汽缸109则将压力通过顶针115传递给研磨盘103，进而控制研磨盘103的升降，使得作用在被加工的光纤插芯116下端面的压力处于理想的状态，由于采用了电-气比例阀进行压力调节，使得研磨压力连续可调，并可通过PLC控制模块控制电机转速，进而控制研磨底盘102转速来控制研磨速度，用户可通过设置在机箱基板上的操作界面进行研磨时间和研磨压力参数设定，从而达到自动平稳有序进行研磨工序的目的，达到理想的研磨效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种光纤研磨装置，包括设置在机箱基板上的研磨机构、与该研磨机构相对设置的气动加压机构、机箱内设有动力机构、与所述气动加压机构连接且用于控制气动加压机构内压力的变化的控制机构，还包括与所述气动加压机构连接并配合研磨机构完成研磨工序的旋转机构，所述控制机构包括与动力机构连接的PLC控制模块和与所述气动加压机构连接且用于调节控制研磨压力的电-气比例阀，其特征在于：所述旋转机构包括：固设在机箱基板上的底座、固设在底座上的转座及条状转架；其中：

所述底座由片状横梁、设置在横梁下表面两端并与基板固定连接的横梁垫块以及设置在横梁与转座之间的转座垫块组成；

所述转座包括二个相互平行并与所述底座横梁垂直的四分之一圆弧形侧板，所述二侧板各自一端面通过连接板连接形成一个半封闭空腔，其另一端面均紧贴横梁表面；

所述转架嵌套在所述二侧板之间，转架一端与二侧板里端通过枢接轴可上下旋转连接，转架另一端伸出转座之外；所述转架中部通过连接装置可与二侧板固定连接。

2.根据权利要求1所述的光纤研磨装置，其特征在于，所述连接装置包括横向设置在转架上位于转架与二侧板外端之间的限位块、设置在转座二侧板外侧的第一汽缸和第二汽缸；其中：

所述限位块两端侧分别设有一腰形孔；第一汽缸和第二汽缸各自一端分别与嵌套在所述腰形孔内的圆柱形连接件连接；第一汽缸和第二汽缸各自另一端分别与伸出二侧板外的所述枢接轴的两端连接并可随转架一起相对转座上下旋转；

所述连接件由第一汽缸和第二汽缸带动可在所述腰形孔内径向滑动；所述第一汽缸和第二汽缸均由设置在转架另一端端侧的按钮通过电磁阀控制；所述二侧板弧面上对应间隔设置有复数个孔，转架在旋转过程中通过径向穿过连接件与限位块之间的销钉与该二侧板弧面上的孔的配合而与转座固定连接。

3.根据权利要求2所述的光纤研磨装置，其特征在于，所述气动加压机构包括嵌套在转架另一端并伸出至转架下方其中心带有阶梯孔的圆柱形中心座、固定在中心座上端其汽缸头嵌套在中心座阶梯孔上端并通过气管与所述电-气比例阀连接的第三汽缸、设置在所述中心座阶梯孔内并伸出中心座底部的顶针；所述研磨机构包括连接在中心座下端用于装夹光纤插芯的研磨盘和与研磨盘中心相对设置在基板上的研磨底盘；其中，所述研磨盘中心设有一上端带凹槽中心带孔的圆柱形高柄，中心座穿套在所述高柄内，所述顶针下端部依靠气压的作用与研磨盘上表面接触；所述气动加压机构通过设置在其下端位于转架与研磨盘之间的定位件与研磨盘上下滑动连接。

4.根据权利要求3所述的光纤研磨装置，其特征在于，所述定位件紧贴转架底部固设在转架与研磨盘高柄之间，该定位件由嵌套在中心座外的片状主体及主体两端各垂直延伸出一支脚构成，定位件两支脚卡套在高柄凹槽内，研磨盘通过设置在定位件两支脚上的弹性元件与高柄凹槽的配合与定位件可上下滑动连接。

5.根据权利要求4所述的光纤研磨装置，其特征在于，所述弹性元件为两端连接有钢珠的弹簧。

6.根据权利要求4所述的光纤研磨装置，其特征在于，所述中心座下端一侧设有纵向凹槽，研磨盘通过设置在高柄上的横向螺钉与所述纵向凹槽配合而上下滑动。

7.根据权利要求1所述的光纤研磨装置，其特征在于，所述转座上端设置有用于清洗研磨盘的清洗盘；所述底座上设置有用于牵引光纤的牵缆架。

8.一种采用权利要求3所述光纤研磨装置的研磨方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：启动转架端部按钮，将转架旋转至中段或顶端位置，将安装有待加工光纤插芯的研磨盘放置于研磨装置中心座上；

S2：启动转架端部按钮，将转架旋转至水平位置，研磨盘上待加工光纤插芯与放置于研磨装置底盘上的研磨砂纸接触；

S3：启动主机操作界面控制按钮，设定研磨压力、研磨转速及研磨时间，研磨底盘由动力机构带动产生自转和公转，对研磨盘上待加工光纤插芯的下端面进行研磨。

9.根据权利要求8所述光纤研磨装置的研磨方法，其特征在于，在所述步骤S3中，在研磨过程中，电-气比例阀由PLC控制模块控制，根据气动加压机构内压力的变化来自动控制研磨盘的压力大小。

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