CN103018835A

CN103018835A - 一种切割定位式光纤熔接装置

Info

Publication number: CN103018835A
Application number: CN2013100074424A
Authority: CN
Inventors: 李亮
Original assignee: Chengdu Jetcom Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Jetcom Technology Co Ltd
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明公开了一种切割定位式光纤熔接装置，包括主体载体以及设置在主体载体上的滑块总成、Z轴馈入组件、击锤组件、压锤组件、光纤定位组件，所述光纤定位组件由光纤定位座、铰接在光纤定位座上的光纤压夹、设置在光纤定位座间的两块胶垫和设置在击锤组件上配合光纤定位座间的胶垫使用的两块胶垫构成，所述光纤定位座包括左光纤定位座和右光纤定位座，其上都设有V型沟道，待熔接光纤放置在V型沟道内和胶垫上，放置在胶垫上的光纤段经上下两组胶垫固定。本发明无需另配切割刀，精简了熔接结构，缩小了体积，减少了作业程序，降低了成本，提高了可靠性。

Description

一种切割定位式光纤熔接装置

技术领域

本发明涉及光纤熔接技术领域，具体涉及一种切割定位式光纤熔接装置。

背景技术

光纤熔接机是一种靠放出电弧形成的高温将两头光纤熔化，同时运用准直原理平缓推进，以实现光纤模场的耦合的通信工程设备，被广泛用于通信工程施工、维护、通信设备生产制造中。上世纪70年代第一台光纤熔接机诞生于德国西门子公司，当时采用的是乙炔火焰熔接，逐渐发展到依靠显微镜观察光纤接续端面（经切割后端面）在三维空间（X、Y、Z轴）的位置并手动调整使其精度对准，达到要求后在电极放电型成的高温空间内继续推进（Z轴方向）一段距离使接续部位达到熔融状态并接续在一起。上世纪80年代后期至现在，经过不断的技术演进，CCD成像及其成像后的图型分析技术取代了人工显微观察，步进电机及其高精度推进技术也取代了手工调校对准，随着单片机性能的不断提高及其相关技术的不断演进光纤熔接机的性能、速度以得到很大程度提高。充分的市场竞争也导致了设备的价格从上世纪90年代30-40万人民币每台的价格降到目前2-6万人民币的价格。

目前市场上大约有7-8种品牌的光纤熔接机，其工作原理和使用过程基本上是一样的，即

（1）准备光纤端面。在熔接前通过光纤切割刀来制备切面垂直于轴线的端面，只有这样才能在接续过程中以端面为界面完成对准。

（2）放置光纤接续。将切割后的光纤放在熔接机的V型槽中，压上夹具，后按下接续键，系统通过镜头和CCD获取光纤的三维图像，并据此分析和指导熔接机的机械系统调节光纤位置相向移动，当光纤端面之间的间隙合适后停止移动，设定初始间隙，熔接机测量，并显示切割角度。在初始间隙设定完成后，开始执行纤芯或包层对准，然后熔接机减小间隙（最后的间隙设定），高压放电产生的电弧将左边光纤熔到右边光纤中，最后微处理器计算损耗并将数值显示在显示器上，接续完成。

本发明是对申请号为2012100953322.X专利的进一步地改进，在申请号为2012100953322.X的专利中待接光纤由定位机构固定定位，待接光纤交叉斜放置在定位机构中的光纤定位总成上，切割后的光纤依靠光纤自身应力回位对准。这种仅依靠光纤自身应力回位对准的方式，光纤不易对准。

本发明结构简单、性能可靠、具有很好的成本优势，特别适用于光纤到户工程施工。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的在于提供一种切割定位式光纤熔接机，其旨在解决切割后的待熔接光纤对位不准确，影响到熔接质量的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种切割定位式光纤熔接装置，其特征在于，包括主体载体以及设置在主体载体上的滑块总成、Z轴馈入组件、击锤组件、压锤组件、光纤定位组件，所述光纤定位组件由光纤定位座、铰接在光纤定位座上的光纤压夹、设置在光纤定位座间的两块胶垫和设置在击锤组件上配合光纤定位座间的胶垫使用的两块胶垫构成，所述光纤定位座包括左光纤定位座和右光纤定位座，其上都设有V型沟道，待熔接光纤放置在V型沟道内和胶垫上，放置在胶垫上的光纤段经上下两组胶垫固定。

进一步地，所述Z轴馈入组件在熔接光纤时，为了避免切割后两端光纤端面相互接触造成端面损伤，先将切割后的光纤拉开，在放电熔接前再馈入补偿。

所述Z轴馈入组件至少包含有微位移器，使光纤定位座移动并带动光纤轴向移动。

进一步地，所述滑块总成包括滑块载体、切割刀片、位置调节支架、Ｖ型槽和安装在V型槽上的电极，所述切割刀片设置在滑块载体上，所述V型槽设置在位置调节支架上，位置调节支架与滑块载体固定。

进一步地，所述压锤组件包括压锤、压锤安装座、弹簧，所述压锤安装座安装在主体载体上且与滑块总成处于同一轴线上，所述压锤经弹簧的弹力将待熔光纤压在V型槽上。

进一步地，所述光纤定位座为了适应不同规格型号的光纤以及光纤成端结构的接续，在接续前应更换成对应的光纤定位座，每套成品熔接机配置了常用的型号光纤定位座。

所述压锤经手动控制动作或经电动控制动作。

切割定位式光纤熔接装置，还包括电气控制系统，该电气控制系统主要由 CPU、位置传感器、微位移器、放电电极、电极放电控制模块、高压线圈和辅助功能模块构成；位置传感器设置在切割并熔接光纤的滑块总成上，微位移器与CPU连接，安装在光纤压夹处，放电电极全部安装在滑块总成上，电极放电控制模块与CPU连接，控制放电电极放电，高压线圈与电源模块连接，给放电电极供电，电源模块与CPU连接。

进一步地，所述位置传感器将放电对准待熔光纤的位置信号传输至CPU，CPU分析处理后使微位移器上光纤在Z轴方向上馈入一定距离的同时；CPU指令电极放电控制模块控制高压线圈为放电供电，熔接光纤。

本发明的原理为：在切割前将两段清洁后的需接续光纤相向布放在同一轴线上，利用击锤组件上的胶垫和光纤压夹间的胶垫配合以及光纤压夹固定光纤，滑动总成滑动一次同时划伤两根光纤随后经击锤组件击断上述待接续光纤完成切割，压锤组件中的压锤将切割好的光纤压紧固定在V型槽上；

熔接时待熔接光纤经Z轴馈入组件在切割光纤完成光纤在击锤作用下尚未归为时，为了避免切割后的光纤端面彼此由于触碰，破坏端面先拉开一段距离，在放电熔接前再馈入补偿，这样保证了熔接质量；滑块总成将V型槽、切割刀片和滑块集成为整体结构，这样使待熔接光纤对准更为准确；由于整个作业过程是在滑块总成内进行的，利用滑块总成本身精度在X、Y轴方向能满足接续要求。

综上所述，本发明能快速便捷的将两根未切割的光纤处理成为在X\Y\Z轴三维空间内满足放电接续前的要求的光纤，这种状态下的光纤只需要按照事先设定的放电参数和电极放电时的Z轴馈入参数执行就能完成光纤接续。发明人经过多次试验，经测试这些接续点的合格率不低于92%，因此，这种光纤接续方式完全能满足现有工程需求。值得注意的是，整个接续过程并没有传统的光学镜头和CCD以及图像处理系统参与。

与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：

一、摒弃以获取动态接续图像并以分析此图像的方式驱动调芯熔接的方式，而是利用滑块总成的精度定位光纤，在切割前将两段清洁后的需接续光纤相向布放在同一轴线的光纤定位座的V型沟道内，一次同时划伤两根光纤随后击断上述需接续光纤完成切割，切割击断后的微弯光纤段在压锤作用下压在滑块总成上的V型槽内，由此达到既切割了光纤又使切割后光纤在V型槽、压锤和胶垫配合的作用下对准的效果，经放电和端面的推进完成光纤熔接；

二、利用光纤切割形成的光纤端面位置经Z轴馈入组件先行拉开，在放电熔接时再补偿，这样有效保证了熔接质量；利用滑块总成上V型槽精度满足了光纤放电接续前的条件，省去了大量的机电设备，大大精简了现有光纤熔接机结构，结构更简单，降低了生产成本；并降低了成本减少了作业程序，实现了真正的单人操作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为滑块总成的结构示意图；

图3为击锤组件的结构示意图

图4为本发明电气控制系统的电路框图；

图中附图标记：1为主体载体、2为滑块总成、3为Z轴馈入组件、4为压锤组件、5为击锤组件、6为左光纤定位座、7为右光纤定位座、201为V型槽、202为切割刀片、203为位置调节支架、204为滑块载体、501为击锤主体、502击锤头。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的描述。

一种切割定位式光纤熔接装置，包括主体载体以及设置在主体载体上的滑块总成、Z轴馈入组件、击锤组件、压锤组件、光纤定位组件，所述光纤定位组件由光纤定位座、铰接在光纤定位座上的光纤压夹、设置在光纤定位座间的两块胶垫和设置在击锤组件上配合光纤定位座间的胶垫使用的两块胶垫构成，所述光纤定位座包括左光纤定位座和右光纤定位座，其上都设有V型沟道，待熔接光纤放置在V型沟道内和胶垫上，放置在胶垫上的光纤段经上下两组胶垫固定。

实施例1

滑块总成，如图2所示，该运动滑块所述滑块总成包括滑块载体、切割刀片、位置调节支架、Ｖ型槽和安装在V型槽上的电极，所述切割刀片设置在滑块载体上，所述V型槽设置在位置调节支架上，位置调节支架与滑块载体固定。

所述切割刀片经螺栓安装固定在刀片安装座上，刀片安装座也经螺栓固定把合在滑块载体上，这样切割刀片可以随时拆下保养更换。V型槽整体形状呈L形经螺栓安装在位置调节支架上，这样V型槽方便拆卸若损坏也便于更换。

滑块载体上设有用于确定电极光纤切割刀片位置的定位栓和位置传感器。在滑块载体侧面还设有使滑块总成在主体载体的滑腔内稳定运动的凸起结构。

实施例2

压锤组件，所述压锤组件包括压锤、压锤安装座、弹簧，所述压锤安装座安装在主体载体上且与滑块总成处于同一轴线上，压锤沿弹簧方向运动经弹簧的弹力将待熔光纤压在V型槽上。

实施例3

击锤组件，包括击锤头和击锤主体，所述击锤头安装在击锤主件上，击锤头位于两胶垫间，正对待熔接光纤，所述击锤主件经螺栓活动连接在主体载体上。光纤在被位于滑块总成上的光纤切割刀片垂直划伤后需击锤在划伤处的反面敲击光纤以使得光纤由划伤处被“掰”开。击锤通过击锤主件安装在主体载体上，在主体载体上通过现有的手段能轻易地实现手动或自动控制击锤主件带动击锤垂直向下运动。综之，只要击锤能垂直向下运动击断划伤后的光纤均落入本发明的保护范围。击锤前端由于和光纤接触的需要须使用橡胶等缓冲材料。

实施例4

光纤熔接步骤为：

①开剥光缆，并分纤将光纤穿过热缩管；

②剥去光纤涂覆层、清洁光纤；

③将清洁好的光纤放置在熔接机一侧，用光纤压板压住涂层剥离处，使剥除了涂层的光纤完全经过光纤定位座与光纤压板配合固定；

④重复上一步骤，正确放置另一侧光纤；

⑤放下击锤组件，使击锤组件上的胶垫与光纤定位座间的胶垫配合压紧待熔光纤

⑥推动滑块总成至固定位置，完成光纤切割、击断；

⑦按下熔接按键，执行电极放电和Z轴拉开再馈入程序，完成接续。

实施例5

本发明的电气控制系统，包括CPU、位置传感器，位置传感器设置在切割并熔接光纤的运动滑块上，还包括微位移器、放电电极、电极放电控制模块、电极放电参数调整模块、高压线圈和辅助功能模块；微位移器与CPU连接，安装在熔接机光纤压板处；放电电极安装在运动滑块上，电极放电控制模块与CPU连接，控制放电放电，且与电极放电参数调整模块连接；高压线圈与电源模块连接，给放电供电，电源模块与CPU连接。该电源模块有直流和交流两种供电方式。所述位置传感器将放电对准待熔光纤的位置信号传输至CPU，CPU分析处理后使微位移器上电在Z轴方向上馈入5-30um的同时；CPU指令电极放电控制模块控制高压线圈为放电供电，熔接光纤。

所述CPU还与辅助功能模块、显示及输入控制模块、热缩管加热及其控制单元、RS-232接口连接通信。该辅助功能模块包含环境参数采集模块即气压、温度、湿度的采集模块、按键输入模块和热熔炉控制。

Claims

1.一种切割定位式光纤熔接装置，其特征在于，包括主体载体以及设置在主体载体上的滑块总成、Z轴馈入组件、击锤组件、压锤组件、光纤定位组件，所述光纤定位组件由光纤定位座、铰接在光纤定位座上的光纤压夹、设置在光纤定位座间的两块胶垫和设置在击锤组件上配合光纤定位座间的胶垫使用的两块胶垫构成，所述光纤定位座包括左光纤定位座和右光纤定位座，其上都设有V型沟道，待熔接光纤放置在V型沟道内和胶垫上，放置在胶垫上的光纤段经上下两组胶垫固定。

2.根据权利要求1所述的切割定位式光纤熔接装置，其特征在于，所述Z轴馈入组件至少包含有微位移器，使光纤定位座移动并带动光纤轴向移动。

3.根据权利要求1所述的切割定位式光纤熔接装置，其特征在于，所述滑块总成包括滑块载体、切割刀片、位置调节支架、Ｖ型槽和安装在V型槽上的电极，所述切割刀片设置在滑块载体上，所述V型槽设置在位置调节支架上，位置调节支架与滑块载体固定。

4.根据权利要求1所述的切割定位式光纤熔接装置，其特征在于，所述压锤组件包括压锤、压锤安装座、弹簧，所述压锤安装座安装在主体载体上且与滑块总成处于同一轴线上，所述压锤经弹簧的弹力将待熔光纤压在V型槽上。

5.根据权利要求1至4中任一所述的切割定位式光纤熔接装置，其特征在于，还包括电气控制系统，该电气控制系统主要由 CPU、位置传感器、微位移器、放电电极、电极放电控制模块、高压线圈和辅助功能模块构成；位置传感器设置在切割并熔接光纤的滑块总成上，微位移器与CPU连接，安装在光纤压夹处，放电电极全部安装在滑块总成上，电极放电控制模块与CPU连接，控制放电电极放电，高压线圈与电源模块连接，给放电电极供电，电源模块与CPU连接。

6.根据权利要求5所述的切割定位式光纤熔接装置，其特征在于，所述位置传感器将放电对准待熔光纤的位置信号传输至CPU，CPU分析处理后使微位移器上电在Z轴方向上馈入一定距离的同时；CPU指令电极放电控制模块控制高压线圈为放电供电，熔接光纤。