CN111123438B - 尾纤加工装置及尾纤加工方法 - Google Patents

Abstract

一种尾纤加工装置及尾纤加工方法，该装置包括：支撑台、设置在支撑台上的插芯固定机构、设置在支撑台上的三维调节机构、及设置在支撑台上的放大检测机构；三维调节机构包括靠近插芯固定机构设置的第一夹持组件、在X轴方向上调节第一夹持组件位置的X轴调节组件、在Y轴方向上调节第一夹持组件位置的Y轴调节组件、及在Z轴方向上调节第一夹持组件位置的Z轴调节组件；放大检测机构包括设有第一感光口的放大摄像机；第一感光口朝向插芯固定机构靠近第一夹持组件的一侧；通过放大摄像机确认光纤与插孔准确对应后，利用X轴调节组件将光纤端部引移至插孔中，从而避免光纤端面与陶瓷插芯表面发生碰撞，保证光纤端面的平整度或膜片的完整性。

Description

尾纤加工装置及尾纤加工方法

技术领域

本发明涉及光纤加工技术领域，特别是涉及一种尾纤加工装置及尾纤加工方法。

背景技术

尾纤属于一种带陶瓷插芯的光纤，大功率半导体激光器一般耦合尾纤进行激光输出。为保证激光传输效果，在尾纤中，其纤芯外露出陶瓷插芯的端面要求镀膜，与陶瓷插芯配合的同心度高，而且要求光纤稍微露出陶瓷插芯1.2-1.5mm。传统制作方式中，为避免镀膜受损，一般先穿好光纤到陶瓷插芯中，再磨露出的光纤端面，最后对光纤端面镀膜。然而，由于光纤是露出陶瓷插芯的，磨平光纤端面时容易出现断纤；由于加了陶瓷插芯放置后，在镀膜过程中端面很难放平，导致端面镀膜不均匀。若在完成光纤端面研磨及镀膜后再光纤穿入到陶瓷插芯中，虽可避免端面磨平时的断纤或镀膜不均匀，但由于光纤的直径较小，约125μm，光纤端面及膜片较脆弱，即使与陶瓷插芯发生轻微接触，也会导致光纤端面的平整度或膜片的完整性受损，另外，为保证同心度，陶瓷插芯的插孔内径约130μm，导致完成端面磨平及端面镀膜的光纤难以准确插入陶瓷插芯中。

发明内容

基于此，有必要针对完成端面磨平及端面镀膜的光纤在插入陶瓷插芯时，其端面容易与陶瓷插芯表面发生碰撞导致光纤端面的平整度或膜片的完整性受损的问题，提供一种尾纤加工装置及尾纤加工方法。

一种尾纤加工装置，包括：支撑台、设置在所述支撑台上的插芯固定机构、设置在所述支撑台上的三维调节机构、及设置在所述支撑台上的放大检测机构；所述三维调节机构包括靠近所述插芯固定机构设置的第一夹持组件、在X轴方向上调节所述第一夹持组件位置的X轴调节组件、在Y轴方向上调节所述第一夹持组件位置的Y轴调节组件、及在Z轴方向上调节所述第一夹持组件位置的Z轴调节组件；所述放大检测机构包括设有第一感光口的放大摄像机；所述第一感光口朝向所述插芯固定机构靠近所述第一夹持组件的一侧。

上述尾纤加工装置，通过将陶瓷插芯安装到插芯固定机构上，将光纤端部夹持在第一夹持组件上后，利用X轴调节组件、Y轴调节组件、及Z轴调节组件调整光纤端部与陶瓷插芯之间的相对位置，通过放大摄像机确认光纤端部与陶瓷插芯的插孔准确对应后，利用X轴调节组件将光纤端部引移至插孔中，从而避免光纤端面与陶瓷插芯表面发生碰撞，保证光纤端面的平整度或膜片的完整性。

在其中一个实施例中，还包括靠近所述插芯固定机构设置的推移机构、及设置在所述支撑台上的平行检测机构；所述推移机构包括靠近所述第一夹持组件设置的第二夹持组件、及用于驱动所述第二夹持组件远离或靠近所述插芯固定机构移动的轴向调节组件；所述平行检测机构包括设有第二感光口的平行摄像机；所述第二感光口平行所述支撑台表面且朝向所述插芯固定机构；从而有利于光纤准确穿入陶瓷插芯，避免光纤端部与陶瓷插芯内壁发生碰撞及光纤准确穿出合适长度。

在其中一个实施例中，所述支撑台在所述插芯固定机构的一侧设有垫板；所述插芯固定机构机构包括设置在所述垫板上的插芯座；所述插芯座上设有芯槽；所述第二夹持组件包括设置在所述轴向调节组件上的第二夹座；所述第二夹座上设有第二光纤槽，所述第二光纤槽与所述芯槽处于同一直线上；所述轴向调节组件的调节方向与所述第二光纤槽或所述芯槽的延伸方向平行；从而避免光纤在移动过程中偏离陶瓷插芯的轴心。

在其中一个实施例中，所述轴向调节组件包括设置在所述垫板上的导轨、滑动设置在所述导轨上的滑座、及与所述导轨传动配合的旋柄；从而可利用旋柄的转动带动滑座沿导轨移动。

在其中一个实施例中，所述平行检测机构还包括连接所述支撑台的平行支架；所述平行摄像机安装在所述平行支架上。

在其中一个实施例中，所述Y轴调节组件、所述X轴调节组件、及所述Z轴调节组件依次连接；所述三维调节机构还包括连接所述Z轴调节组件的托柄；所述托柄的一端延伸至所述插芯固定机构与所述第二夹持组件之间；所述第一夹持组件设置在所述托柄的端部上；从而避免三维调节机构对插芯固定机构或推移机构的操作造成影响。

在其中一个实施例中，所述放大检测机构还包括连接所述支撑台的侧支架；所述推移机构设置在所述插芯固定机构与所述侧支架之间；所述侧支架包括连接所述支撑台的主架体、及与所述主架体枢接的座体；所述放大摄像机安装在所述座体上；从而方便调整第一感光口的角度，使第一感光口与陶瓷插芯的插口准确对应。

一种尾纤加工方法，包括如下步骤：

对光纤端面进行预处理；

将陶瓷插芯安装在插芯固定机构上，将所述光纤的端部固定第一夹持组件上；

利用三维调节机构及放大摄像机将所述第一夹持组件上的光纤的端部对准所述陶瓷插芯的插孔；

将所述光纤穿过所述陶瓷插芯；

对所述光纤与所述陶瓷插芯的插孔之间进行固化处理。

通过在光纤端面完成预处理后，再将光纤端部与陶瓷插芯的插孔准确对应，并无损伤地穿入至陶瓷插芯中，从而避免需要在完成陶瓷插芯穿插后才能进行光纤的端面加工，降低了对光纤的端面磨平及镀膜的难度。

在其中一个实施例中，在利用所述三维调整机构及所述放大摄像机将所述第一夹持组件上的光纤的端部对准所述陶瓷插芯的插孔的过程中，利用Y轴调节组件及Z轴调节组件调整所述第一夹持组件的位置，通过所述放大摄像机确认所述光纤端面与所述插孔处于同一直线上；调节X轴调节组件，令所述光纤靠近所述陶瓷插芯移动，并使所述光纤的端部准确穿入所述陶瓷插芯的插孔。

在其中一个实施例中，在将所述光纤穿过所述陶瓷插芯的过程中，先解除所述第一夹持组件对所述光纤的夹持，利用第二夹持组件夹持所述光纤，通过轴向调节组件推动所述光纤在所述陶瓷插芯中前进；利用平行摄像机监测所述光纤移动时是否偏离所述陶瓷插芯的轴心；利用所述平行摄像机识别所述光纤端面是否穿出所述陶瓷插芯指定的长度。

附图说明

图1为本发明的一实施例的尾纤加工装置的立体示意图；

图2为图1所示的尾纤加工装置的局部示意图，其中，支撑台已隐藏；

图3为图2所示的尾纤加工装置的A处放大图；

图4为图2所示的尾纤加工装置在另一角度的立体示意图；

图5为图2所示的尾纤加工装置的局部示意图，其中，放大检测机构及平行检测机构已隐藏；

图6为图5所示的尾纤加工装置的B处放大图；

图7为本发明的一实施例的尾纤加工方法的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1至图7，为本发明一实施方式的尾纤加工装置100，用于将光纤准确穿插至陶瓷插芯800中。该尾纤加工装置100包括支撑台20、设置在支撑台20上的插芯固定机构30、设置在支撑台20上的三维调节机构40、及设置在支撑台20上的放大检测机构50；三维调节机构40包括靠近插芯固定机构30设置的第一夹持组件41、在X轴方向上调节第一夹持组件41位置的X轴调节组件42、在Y轴方向上调节第一夹持组件41位置的Y轴调节组件43、及在Z轴方向上调节第一夹持组件41位置的Z轴调节组件44；放大检测机构50包括设有第一感光口511的放大摄像机51；第一感光口511朝向插芯固定机构30靠近第一夹持组件41的一侧。

通过将陶瓷插芯800安装到插芯固定机构30上，将光纤端部夹持在第一夹持组件41上后，利用X轴调节组件42、Y轴调节组件43、及Z轴调节组件44调整光纤端部与陶瓷插芯800之间的相对位置，通过放大摄像机51确认光纤端部与陶瓷插芯800的插孔准确对应后，利用X轴调节组件42将光纤端部引移至插孔中，从而避免光纤端面与陶瓷插芯800表面发生碰撞，保证光纤端面的平整度或膜片的完整性。

具体地，X轴方向或Y轴方向与支撑台20表面平行，X轴方向与Y轴方向相垂直，陶瓷插芯800的轴向或光纤的轴向与X轴平行；Z轴方向垂直支撑台20表面。

请参阅图2，在其中一个实施方式中，尾纤加工装置100还包括靠近插芯固定机构30设置的推移机构60、及设置在支撑台20上的平行检测机构70；推移机构60包括靠近第一夹持组件41设置的第二夹持组件61、及用于驱动第二夹持组件61远离或靠近插芯固定机构30移动的轴向调节组件62；平行检测机构70包括设有第二感光口711的平行摄像机71；第二感光口711平行支撑台20表面且朝向插芯固定机构30。

在将光纤穿穿入陶瓷插芯800的插孔的过程中，为避免光纤端部的晃动影响穿插操作的准确性，光纤端部延伸出第一夹持组件41的长度较短，在通过三维调节机构40将光纤的端部刚好小幅穿入插孔后，通过解除第一夹持组件41对光纤的夹持，同时通过第二夹持组件61对光纤进行夹持，由于第二夹持组件61与第一夹持组件41之间留有充足间隙，从而可继续推动光纤在陶瓷插芯800中移动，平行摄像机71检测光纤与陶瓷插芯800轴向之间的关系，避免由于光纤移动时偏离陶瓷插芯800的轴向，导致光纤端部与陶瓷插芯800的内壁产生碰撞或摩擦，防止光纤端部受损；另外，也可以通过平行摄像机71的图像检测识别光纤穿出陶瓷插芯800的长度，有利于光纤以准确的长度穿出陶瓷插芯800。

请参阅图6，在其中一个实施方式中，支撑台20在插芯固定机构30的一侧设有垫板21；插芯固定机构30机构包括设置在垫板21上的插芯座31；插芯座31上设有芯槽311；第二夹持组件61包括设置在轴向调节组件62上的第二夹座611；第二夹座611上设有第二光纤槽612，第二光纤槽612与芯槽311处于同一直线上；轴向调节组件62的调节方向与第二光纤槽612或芯槽311的延伸方向平行。

具体地，陶瓷插芯800容置在芯槽311中，在解除第一夹持组件41对光纤的夹持后，利用第二夹持组件61对光纤进行夹持，由于光纤容置在第二光纤槽612，且第二光纤槽612与芯槽311处于同一直线上，从而可使光纤沿陶瓷插芯800的轴线移动，避免光纤在移动过程中偏离陶瓷插芯800的轴心，导致光纤端部与陶瓷插芯800的内壁发生碰撞导致光纤端面受损或端部发生折断。

具体地，插芯固定机构30还包括与插芯座31铰接的第一压片32、及设置第一压片32内侧的第一缓冲垫33；当第一压片32通过磁力吸合至插芯座31表面上后，第一缓冲垫33将陶瓷插芯800可靠地限制在芯槽311中，避免陶瓷插芯800发生松脱，具体地芯槽311呈V形；第二夹持组件61还包括与第二夹座611铰接的第二夹片613，第二夹片613可通过磁力吸合至第二夹座611表面，从而将光纤局部夹持在第二光纤槽612中。

请参阅图2及图3，在其中一个实施方式中，轴向调节组件62包括设置在垫板21上的导轨621、滑动设置在导轨621上的滑座622、及与导轨621传动配合的旋柄623；具体地，旋柄623穿设在滑座622中，旋柄623直接与导轨621啮合或通过齿轮组与导轨621配合，以利用旋柄623的转动带动滑座622沿导轨621移动；导轨621的延伸方向与芯槽311的延伸方向平行设置；进一步地，为保证芯槽311与第二光纤槽612处于同一水平直线上，第二夹座611与滑座622之间通过调节块624连接。

请参阅图2，在其中一个实施方式中，平行检测机构70还包括连接支撑台20的平行支架72；平行摄像机71安装在平行支架72上；可选地，平行摄像机71设置在插芯固定机构30的竖直方向上。

在其中一个实施方式中，Y轴调节组件43、X轴调节组件42、及Z轴调节组件44依次连接；三维调节机构40还包括连接Z轴调节组件44的托柄45；托柄45的一端延伸至插芯固定机构30与第二夹持组件61之间；第一夹持组件41设置在托柄45的端部上；从而可使Y轴调节组件43、X轴调节组件42、及Z轴调节组件44与插芯固定机构30或推移机构60之间留有间隙，方便对插芯固定机构30或推移机构60进行操作。

请参阅图6，具体地，第一夹持组件41包括设置在托柄45上的第一夹座411、及与第一夹座411铰接的第一夹片412；第一夹座411上设有第一光纤槽413；第一夹片412与第一夹座411之间通过磁体吸合。

请参阅图2，在其中一个实施方式中，放大检测机构50还包括连接支撑台20的侧支架52；推移机构60设置在插芯固定机构30与侧支架52之间；侧支架52包括连接支撑台20的主架体521、及与主架体521枢接的座体522；放大摄像机51安装在座体522上；从而方便调整第一感光口511的角度，使第一感光口511与陶瓷插芯800的插口准确对应。

可选地，放大摄像机51或平行摄像机71为CCD工业相机。

请参阅图7，本发明还提供一种尾纤加工方法，用于完成尾纤的组合生产，包括如下步骤：

S10：对光纤端面进行预处理；

S20：将陶瓷插芯800安装在插芯固定机构30上，将光纤的端部固定第一夹持组件41上；

S30：利用三维调节机构40及放大摄像机51将第一夹持组件41上的光纤的端部对准陶瓷插芯800的插孔；

S40：将光纤穿过陶瓷插芯800；

S50：对光纤与陶瓷插芯800的插孔之间进行固化处理；

通过在光纤端面完成预处理后，再将光纤端部与陶瓷插芯800的插孔准确对应，并无损伤地穿入至陶瓷插芯800中，从而避免需要在完成陶瓷插芯800穿插后才能进行光纤的端面加工，降低了对光纤的端面磨平及镀膜的难度。

在步骤S10中，具体包括：磨平尾纤光纤的端面；对完成磨平的光纤端面进行镀膜处理。

在步骤S30中，具体包括：

利用Y轴调节组件43及Z轴调节组件44调整第一夹持组件41的位置，通过放大摄像机51确认光纤端面与插孔处于同一直线上；

调节X轴调节组件42，令光纤靠近陶瓷插芯800移动，并使光纤的端部准确穿入陶瓷插芯800的插孔。

在步骤S40中，具体包括：

先解除第一夹持组件41对光纤的夹持，利用第二夹持组件61夹持光纤，通过轴向调节组件62推动光纤在陶瓷插芯800中前进；

利用平行摄像机71监测光纤移动时是否偏离陶瓷插芯800的轴心；

利用平行摄像机71识别光纤端面是否穿出陶瓷插芯800指定的长度；具体地，可在平行摄像机71的显示画面中预设对准线，当操作人员转动旋柄623将光纤的端面移动到达显示画面中的对准线时，即可确认光纤端面穿出指定的长度。

在步骤S50中，具体包括：

对陶瓷插芯800的插孔内壁与光纤表面之间进行点胶；

利用UV光固化胶水；

从而完成尾纤的加工。

具体地，陶瓷插芯800可替换为其他材质的插芯。

本实施例中，通过将陶瓷插芯安装到插芯固定机构上，将光纤端部夹持在第一夹持组件上后，利用X轴调节组件、Y轴调节组件、及Z轴调节组件调整光纤端部与陶瓷插芯之间的相对位置，通过放大摄像机确认光纤端部与陶瓷插芯的插孔准确对应后，利用X轴调节组件将光纤端部引移至插孔中，从而避免光纤端面与陶瓷插芯表面发生碰撞，保证光纤端面的平整度或膜片的完整性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种尾纤加工装置，其特征在于，包括：支撑台、设置在所述支撑台上的插芯固定机构、设置在所述支撑台上的三维调节机构、及设置在所述支撑台上的放大检测机构；所述三维调节机构包括靠近所述插芯固定机构设置的第一夹持组件、在X轴方向上调节所述第一夹持组件位置的X轴调节组件、在Y轴方向上调节所述第一夹持组件位置的Y轴调节组件、及在Z轴方向上调节所述第一夹持组件位置的Z轴调节组件；所述放大检测机构包括设有第一感光口的放大摄像机；所述第一感光口朝向所述插芯固定机构靠近所述第一夹持组件的一侧；

所述尾纤加工装置还包括靠近所述插芯固定机构设置的推移机构、及设置在所述支撑台上的平行检测机构；所述推移机构包括靠近所述第一夹持组件设置的第二夹持组件、及用于驱动所述第二夹持组件远离或靠近所述插芯固定机构移动的轴向调节组件；所述平行检测机构包括设有第二感光口的平行摄像机；所述第二感光口平行所述支撑台表面且朝向所述插芯固定机构；

所述第二夹持组件包括设置在所述轴向调节组件上的第二夹座，所述第二夹座上设有第二光纤槽，第二夹持组件还包括与所述第二夹座铰接的第二夹片，第二夹片可通过磁力吸合至第二夹座表面。

2.根据权利要求1所述的尾纤加工装置，其特征在于，所述支撑台在所述插芯固定机构的一侧设有垫板；所述插芯固定机构包括设置在所述垫板上的插芯座；所述插芯座上设有芯槽；所述第二光纤槽与所述芯槽处于同一直线上；所述轴向调节组件的调节方向与所述第二光纤槽或所述芯槽的延伸方向平行。

3.根据权利要求2所述的尾纤加工装置，其特征在于，所述轴向调节组件包括设置在所述垫板上的导轨、滑动设置在所述导轨上的滑座、及与所述导轨传动配合的旋柄。

4.根据权利要求1所述的尾纤加工装置，其特征在于，所述平行检测机构还包括连接所述支撑台的平行支架；所述平行摄像机安装在所述平行支架上。

5.根据权利要求1所述的尾纤加工装置，其特征在于，所述Y轴调节组件、所述X轴调节组件、及所述Z轴调节组件依次连接；所述三维调节机构还包括连接所述Z轴调节组件的托柄；所述托柄的一端延伸至所述插芯固定机构与所述第二夹持组件之间；所述第一夹持组件设置在所述托柄的端部上。

6.根据权利要求1所述的尾纤加工装置，其特征在于，所述放大检测机构还包括连接所述支撑台的侧支架；所述推移机构设置在所述插芯固定机构与所述侧支架之间；所述侧支架包括连接所述支撑台的主架体、及与所述主架体枢接的座体；所述放大摄像机安装在所述座体上。

7.一种尾纤加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10：对光纤端面进行预处理；

S20：将陶瓷插芯安装在插芯固定机构上，将光纤的端部固定第一夹持组件上；

S30：利用三维调节机构及放大摄像机将第一夹持组件上的光纤的端部对准陶瓷插芯的插孔；

S40：将光纤穿过陶瓷插芯；

S50：对光纤与陶瓷插芯的插孔之间进行固化处理；

在步骤S10中，具体包括：磨平尾纤光纤的端面；对完成磨平的光纤端面进行镀膜处理；

在步骤S30中，具体包括：

利用Y轴调节组件及Z轴调节组件调整第一夹持组件的位置，通过放大摄像机确认光纤端面与插孔处于同一直线上；

调节X轴调节组件，令光纤靠近陶瓷插芯移动，并使光纤的端部准确穿入陶瓷插芯的插孔；

在步骤S40中，具体包括：

先解除第一夹持组件对光纤的夹持，利用第二夹持组件夹持光纤，通过轴向调节组件推动光纤在陶瓷插芯中前进；

利用平行摄像机监测光纤移动时是否偏离陶瓷插芯的轴心；

利用平行摄像机识别光纤端面是否穿出陶瓷插芯指定的长度；具体地，可在平行摄像机的显示画面中预设对准线，当操作人员转动旋柄将光纤的端面移动到达显示画面中的对准线时，即可确认光纤端面穿出指定的长度；

在步骤S50中，具体包括：

对陶瓷插芯的插孔内壁与光纤表面之间进行点胶；

利用UV光固化胶水；

从而完成尾纤的加工。