CN112570211B - 一种光纤阵列自动穿纤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光纤阵列自动穿纤装置。本发明的主要目的提出一种稳定性、准确性、易用性都很强的自动化高效光纤阵列自动穿纤装置。使用两个分别位于工作台龙门架结构垂直面和水平面的两个相机获取光纤阵列的俯视和侧视图像信息，通过图像处理后，确定光纤阵列的空间位置信息，使用一个六自由度的光纤阵列夹具和一个固定的光纤座夹具进行光线阵列的自动穿纤，穿纤完成后装置对穿纤完成的光纤阵列和光纤座进行点胶、固化操作。本装置可以进行光纤阵列的穿纤位置调整、穿纤、点胶、固化全部四个操作，实现了自动化穿纤，提高了穿纤效率，操作简便，降低了操作难度和劳动强度。

Description

一种光纤阵列自动穿纤装置
技术领域
本发明属于光纤制造领域的一种装置，具体涉及一种光纤阵列自动穿纤装置。
背景技术
光纤是光通信的传输介质，其在光通信中应用十分广泛。光信号在光纤中传输对光纤的结构和材质有一定要求。信息数据交互日益发达，数据传输效率要求也越来越高。当前在光通信行业产线中都是通过人工进行光纤阵列穿纤，效率地下且成功率不高，依赖于工人的主观意识，并且穿纤过程中容易对光纤造成损伤，因此光纤阵列自动穿纤装置在光纤光缆生产产线中具有重要应用意义。
发明内容：
(一)要解决的技术问题
为了解决当前光纤光缆产线上工人穿纤效率底下、损伤验证等问题，本发明提供了一种光纤阵列自动穿纤装置，有效地解决了当前的生产问题，可有效提高光纤生产产能。
(二)技术方案
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案，提供了一种光纤阵列自动穿纤装置。
一种光纤阵列自动穿纤装置，其特征在于：本光纤阵列自动穿纤装置包括相机视觉成像结构、光纤阵列夹具结构、光纤阵列点胶及固化结构及上位机控制系统等部分；其中，相机视觉成像结构用于对光纤阵列的顶部和侧面进行成像，获取光纤阵列的水平面位置信息和垂直面位置信息；光纤阵列夹具结构由一个六自由度的光纤夹具和一个固定的光纤座夹具组成，用于光纤阵列的固定及穿纤过程；光纤阵列点胶及固化结构用于自动穿纤完成后，对光纤阵列和光纤座进行点胶和固化操作；上位机控制系统负责相机视觉成像结构的图像采集、图像处理、根据光纤阵列的位置信息进行光纤阵列夹具结构的位置与姿态调整，控制电动位移台和电动旋转台运动调整光纤阵列夹具位置及点胶操作控制；通过调整光纤阵列的调整实现光纤与光纤底座进行物理穿纤，最后由点胶固化装置完成光纤与光纤底座的固定。
优选地，相机视觉成像结构为两个分别位于工作台龙门架结构垂直面和水平面的两个相机，分别获取光纤阵列的俯视和侧视图像信息，通过图像处理后，确定光纤阵列的空间位置信息。
优选地，获取光纤侧视图象时，在光纤底座端边缘加入反光标定物，便于对光纤底座进行精确的位置识别。
优选地，获取的光纤阵列及底座的俯视图像，用于确定光纤阵列与底座上的光纤穿孔的水平方向的位置关系；获取的光纤阵列及底座的侧视图像，用于确定光纤阵列与光纤底座侧端面的在垂直方向上的位置关系。
优选地，六自由度的光纤阵列夹具由3个高精密线性位移台及3个高精密旋转台组成，具有沿X、Y、Z轴直线运动及绕X、Y、Z轴旋转运动六个自由度。
优选地，光纤阵列穿纤过程根据相机视觉成像得到的位置信息进行光纤阵列的位置调整，另一侧光纤座夹具固定不动；当六自由度夹具将光纤阵列的位置调整到合适的位置后，电机控制器驱动位于水平面的Y轴电机，使光纤阵列夹具沿水平面穿纤方向平移靠近光纤座进行穿纤；光纤阵列进入光纤底座后，采用阻尼震荡运动算法进行穿纤运动，避免穿纤断纤；在完成穿纤后，位于龙门架结构顶部的点胶装置沿垂直面Z轴直线运动，对穿纤完成后的光纤阵列和光纤座进行点胶；完成点胶后，位于龙门架结构侧面的固化灯照射点胶后的光纤阵列，以完成光纤阵列和光纤座的固化操作。
优选地，上位机控制系统功能为控制相机视觉成像结构图像的读入，进行图像处理得到光纤阵列的位置信息，控制光纤阵列夹具结构进行位置调整，并完成点胶和固化操作，实现全流程的控制。
(三)有益效果
本发明基于发明人在本领域多年的技术积累和研发，提供了一种光纤阵列自动穿纤装置，用于实现光纤阵列的全自动穿纤、点胶及固化操作。
与现有的技术而言，本发明至少具备以下技术优势：(1)本装置使用两个分别位于垂直面和水平面的相机连续的对光纤阵列进行成像，实时对光纤阵列位姿信息进行分析，可以实现持续、精确、稳定的穿纤操作；(2)光纤阵列夹具采用六自由度结构，调整光纤夹具进行穿纤时实现更平稳、准确的定位；(3)本装置可以进行光纤阵列的穿纤位置调整、穿纤、点胶、固化全部四个操作，实现了自动化穿纤，提高了穿纤效率，操作简便，降低了操作难度和劳动强度；(4)本装置可形成标准化产品，用于替代产线工人，提高产能；(5)本装置的自动穿纤效率达到40秒以下，成功率达95％以上，满足工业化应用场景下的需要。
附图说明
图1为光纤阵列自动穿纤装置整体结构图。
图2为光纤阵列夹具示意图。
附图标号说明：1.点胶装置；2.顶视相机；3.侧视相机及固化灯；4.六自由度光纤阵列夹具；5.固定的光纤座夹具。
具体实施方式
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案，提供了一种光纤阵列自动穿纤装置。
一种光纤阵列自动穿纤装置，其特征在于：本光纤阵列自动穿纤装置包括相机视觉成像结构、光纤阵列夹具结构、光纤阵列点胶及固化结构及上位机控制系统等部分；其中，相机视觉成像结构用于对光纤阵列的顶部和侧面进行成像，获取光纤阵列的水平面位置信息和垂直面位置信息；光纤阵列夹具结构由一个六自由度的光纤夹具和一个固定的光纤座夹具组成，用于光纤阵列的固定及穿纤过程；光纤阵列点胶及固化结构用于自动穿纤完成后，对光纤阵列和光纤座进行点胶和固化操作；上位机控制系统负责相机视觉成像结构的图像采集、图像处理、根据光纤阵列的位置信息进行光纤阵列夹具结构的位置与姿态调整，控制电动位移台和电动旋转台运动调整光纤阵列夹具位置及点胶操作控制；通过调整光纤阵列的调整实现光纤与光纤底座进行物理穿纤，最后由点胶固化装置完成光纤与光纤底座的固定。
优选地，相机视觉成像结构为两个分别位于工作台龙门架结构垂直面和水平面的两个相机，分别获取光纤阵列的俯视和侧视图像信息，通过图像处理后，确定光纤阵列的空间位置信息。
优选地，获取光纤侧视图象时，在光纤底座端边缘加入反光标定物，便于对光纤底座进行精确的位置识别。
优选地，获取的光纤阵列及底座的俯视图像，用于确定光纤阵列与底座上的光纤穿孔的水平方向的位置关系；获取的光纤阵列及底座的侧视图像，用于确定光纤阵列与光纤底座侧端面的在垂直方向上的位置关系。
优选地，六自由度的光纤阵列夹具由3个高精密线性位移台及3个高精密旋转台组成，具有沿X、Y、Z轴直线运动及绕X、Y、Z轴旋转运动六个自由度。
优选地，光纤阵列穿纤过程根据相机视觉成像得到的位置信息进行光纤阵列的位置调整，另一侧光纤座夹具固定不动；当六自由度夹具将光纤阵列的位置调整到合适的位置后，电机控制器驱动位于水平面的Y轴电机，使光纤阵列夹具沿水平面穿纤方向平移靠近光纤座进行穿纤；光纤阵列进入光纤底座后，采用阻尼震荡运动算法进行穿纤运动，避免穿纤断纤；在完成穿纤后，位于龙门架结构顶部的点胶装置沿垂直面Z轴直线运动，对穿纤完成后的光纤阵列和光纤座进行点胶；完成点胶后，位于龙门架结构侧面的固化灯照射点胶后的光纤阵列，以完成光纤阵列和光纤座的固化操作。
优选地，上位机控制系统功能为控制相机视觉成像结构图像的读入，进行图像处理得到光纤阵列的位置信息，控制光纤阵列夹具结构进行位置调整，并完成点胶和固化操作，实现全流程的控制。
与现有的技术而言，本发明至少具备以下技术优势：(1)本装置使用两个分别位于垂直面和水平面的相机连续的对光纤阵列进行成像，实时对光纤阵列位姿信息进行分析，可以实现持续、精确、稳定的穿纤操作；(2)光纤阵列夹具采用六自由度结构，调整光纤夹具进行穿纤时实现更平稳、准确的定位；(3)本装置可以进行光纤阵列的穿纤位置调整、穿纤、点胶、固化全部四个操作，实现了自动化穿纤，提高了穿纤效率，操作简便，降低了操作难度和劳动强度；(4)本装置可形成标准化产品，用于替代产线工人，提高产能；(5)本装置的自动穿纤效率达到40秒以下，成功率达95％以上，满足工业化应用场景的需要。
本发明的一种光纤阵列自动穿纤装置，六自由度光纤阵列夹具的X轴定位精度为0.003mm，Y轴定位精度为0.003mm，Z轴定位精度为0.003mm；绕X轴转动的定位精度为0.01°，绕Y轴转动的定位精度为0.01°，绕Z轴转动的定位精度为0.01°。本装置可以实现光纤阵列的准确定位穿纤。
本申请中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种修改或补充或采用类似的方法替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种光纤阵列自动穿纤装置，其特征在于：本光纤阵列自动穿纤装置包括相机视觉成像结构、光纤阵列夹具结构、光纤阵列点胶及固化结构及上位机控制系统；其中，相机视觉成像结构用于对光纤阵列的顶部和侧面进行成像，获取光纤阵列的水平面位置信息和垂直面位置信息；光纤阵列夹具结构由一个六自由度的光纤夹具和一个固定的光纤座夹具组成，用于光纤阵列的固定及穿纤过程；光纤阵列点胶及固化结构用于自动穿纤完成后，对光纤阵列和光纤座进行点胶和固化操作；上位机控制系统负责相机视觉成像结构的图像采集、图像处理、根据光纤阵列的位置信息进行光纤阵列夹具结构的位置与姿态调整，控制电动位移台和电动旋转台运动调整光纤阵列夹具位置及点胶操作控制；通过调整光纤阵列的调整实现光纤与光纤底座进行物理穿纤，最后由点胶固化装置完成光纤与光纤底座的固定；获取光纤侧视图像时，在光纤底座端边缘加入反光标定物，便于对光纤底座进行精确的位置识别；光纤阵列穿纤过程根据相机视觉成像得到的位置信息进行光纤阵列的位置调整，另一侧光纤座夹具固定不动；当六自由度夹具将光纤阵列的位置调整到合适的位置后，电机控制器驱动位于水平面的Y轴电机，使光纤阵列夹具沿水平面穿纤方向平移靠近光纤座进行穿纤；光纤阵列进入光纤底座后，采用阻尼震荡运动算法进行穿纤运动，避免穿纤断纤；在完成穿纤后，位于龙门架结构顶部的点胶装置沿垂直面Z轴直线运动，对穿纤完成后的光纤阵列和光纤座进行点胶；完成点胶后，位于龙门架结构侧面的固化灯照射点胶后的光纤阵列，以完成光纤阵列和光纤座的固化操作；上位机控制系统功能为控制相机视觉成像结构图像的读入，进行图像处理得到光纤阵列的位置信息，控制光纤阵列夹具结构进行位置调整，并完成点胶和固化操作，实现全流程的控制。
2.据权利要求1所述的光纤阵列自动穿纤装置，其特征在于：相机视觉成像结构为两个分别位于工作台龙门架结构垂直面和水平面的两个相机，分别获取光纤阵列的俯视和侧视图像信息，通过图像处理后，确定光纤阵列的空间位置信息。
3.根据权利要求1所述的光纤阵列自动穿纤装置，其特征在于：获取的光纤阵列及底座的俯视图像，用于确定光纤阵列与底座上的光纤穿孔的水平方向的位置关系；获取的光纤阵列及底座的侧视图像，用于确定光纤阵列与光纤底座侧端面的在垂直方向上的位置关系。
4.根据权利要求1所述的光纤阵列自动穿纤装置，其特征在于：六自由度的光纤阵列夹具由3个高精密线性位移台及3个高精密旋转台组成，具有沿X、Y、Z轴直线运动及绕X、Y、Z轴旋转运动六个自由度。
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