CN117447070A - 一种用于光纤加工的系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光纤加工技术领域，具体而言，涉及一种用于光纤加工的系统及控制方法，主要包括了工作台、移动装置，夹持装置和多轴移动装置，多轴移动装置，多轴移动装置包括第一圆环轨道、第二圆环轨道和分别滑动连接于第一圆环轨道和第二圆环轨道上的两个固定装置，固定装置上设置有加热装置，加热装置用于对光纤加热使光纤进行融合。在使用的时候，可以通过第一圆环轨道和第二圆环轨道的旋转和固定装置在第一圆环轨道和第二圆环轨道的移动，来实现对方位的对光纤的加热，尽可能的达到加热均匀。

Description

一种用于光纤加工的系统及控制方法

技术领域

本发明涉及光纤加工技术领域，具体而言，涉及一种用于光纤加工的系统及控制方法。

背景技术

熔融拉锥制造工艺是制作光纤耦合器等光纤器件的通用方法，其基本工艺过程为：将两根(或多根)去除涂覆层的单模(或多模)光纤以一定的方式靠拢，在高温下加热熔融，同时向两侧拉伸，形成一段双向圆锥结构，实现光纤器件制造。光纤器件的熔融拉锥制造所用的设备是熔融拉锥机，目前的熔融拉锥机通常采用燃烧气体获得高温火焰的方式来加热和熔融光纤。

在光纤加热熔融的时候，难免会发生出现温差的问题，两根光纤熔融的地方会加热不均匀，由于现有技术中的加热装置一般设置在两根光纤熔融处的两侧或者一侧，加热装置仅能进行上升和下降的两个方向的移动，在空间上来说，还有其他方向无法收到均匀的加热，例如斜侧向等。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于光纤加工的系统及控制方法，来解决现有技术中加热装置调整自由度有限的问题。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

一种用于光纤加工的系统，包括；

工作台，所述工作台包括支撑框架和滑动轨道，所述滑动轨道设置于所述支撑框架上部；

移动装置，所述移动装置包括对称设置的两个移动单元，所述移动单元与所述滑动轨道连接，所述移动单元用于位于滑动轨道上左右横向移动；

夹持装置，所述夹持装置包括两个夹持单元，所述两个夹持单元分别设置于两个移动单元上，所述夹持单元用于夹持光纤；

多轴移动装置，所述多轴移动装置包括第一圆环轨道、第二圆环轨道和分别滑动连接于第一圆环轨道和第二圆环轨道上的两个固定装置，所述第一圆环轨道和第二圆环轨道的底部内侧同轴转动连接于所述工作台的底部，所述第一圆环轨道和第二圆环轨道的另一端同轴转动连接，所述第一圆环轨道位于所述第二圆环轨道的外部，所述固定装置上设置有加热装置，所述加热装置用于对光纤加热使光纤进行融合。

在本发明的一实施例中，所述移动单元包括支撑架、支撑部和设置于支撑部上的第一动力装置，所述第一动力装置分别设置于所述支撑架的两侧，所述滑动轨道内设置有齿条，所述第一动力装置包括第一电机和齿轮单元，所述第一电机与所述齿轮单元连接，用于给齿轮单元提供旋转动力，所述支撑架通过齿轮单元与所述齿条的啮合连接。

在本发明的一实施例中于，所述齿轮单元包括齿轮切换装置和若干第一齿轮，所述齿轮切换装置包括第二电机和连接叉，所述连接叉的中部与所述第二电机的输出端连接，所述连接叉与若干所述第一齿轮转动连接，若干所述第一齿轮有若干直径大小不一，所述第二电机的尾部连接有第一伸缩杆，其中一个所述第一齿轮与所述第一电机的输出端连接。

在本发明的一实施例中，所述支撑部的一侧通过第二伸缩杆与所述支撑架连接。

在本发明的一实施例中，还包括第一连接轴，所述第一齿轮固定连接于所述第一连接轴上，所述第一连接轴转动连接于所述连接叉上，所述第一连接轴远离所述连接叉的一端设置有内花键，所述第一电机的输出端设置有外花键，所述第一连接轴与所述第一电机的输出端通过内花键和外花键镶嵌连接。

在本发明的一实施例中，还包括第二动力装置，所述第二动力装置包括第二连接轴、轴套、第二齿轮、第三齿轮和第三电机，所述第二连接轴的一端与所述支撑框架的底部转动连接，另一端与所述第一圆环轨道转动连接，所述第二连接轴靠近第一圆环轨道的一端设置有凸台，所述第二齿轮设置于所述凸台上，所述轴套转动连接于所述第二连接轴上，并位于所述凸台与所述支撑框架之间，所述第三齿轮设置于所述轴套上，所述第三电机通过第三伸缩杆连接于所述支撑框架的底部，所述第三电机通过第四齿轮与所述第二齿轮或者第三齿轮啮合连接。

在本发明的一实施例中，所述第一圆环轨道与第二圆环轨道连接的顶部设置有扭转部，所述扭转部用于改变第一圆环轨道的内侧和外侧的朝向。

在本发明的一实施例中，还包括两个第三动力装置，所述第三动力装置包括第四电机、链条和设置于第一圆环轨道或者第二圆环轨道内的若干第一棘轮，所述第一圆环轨道与第二圆环轨道的内侧面分别开设有通槽，所述固定装置通过连杆贯穿所述通槽与所述链条连接，所述第四电机的输出端连接有第二棘轮，所述第四电机通过第二棘轮与所述链条连接，其中一个所述第四电机设置于所述第一圆环的外侧，另一个所述第四电机设置于所述第二圆环的内侧，并位于支撑框架下方，所述固定装置与所述加热装置之间还设置有第四伸缩杆。

本发明还提供了一种用于光纤加工的系统控制方法，包括上述的一种于光纤加工的系统，还包括；

至少获取光纤六个方向的加热温度，并对加热温度进行对比，判断是否出现温差，并将该六个方向的坐标点进行记录；

设置两个固定装置在第一圆环轨道和第二圆环轨道的顶部时为零位移；

通过第二电机和第三电机的旋转时间和旋转方向，判断此时两个固定装置的坐标位置；

设置温差阈值，当达到所设置的温差阈值时，获取温度较低的坐标点，根据判断的此时两个固定装置的坐标位置，来判断此时哪个固定装置离温度较低的坐标点最近；

启动该固定装置的第二电机和第三电机旋转，将该固定装置移动至坐标点位置；

检测此时温度，通过控制第四伸缩杆来升高或者降低温度。

在本发明的一实施例中，还包括；

获取设置于第一圆环轨道上的固定装置的左右障碍物距离数据；

设置障碍物距离数据阈值，当第二圆环轨道接近设置于第一圆环轨道上的固定装置时，并且障碍物距离数据超过阈值时，关闭第二电机电源

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明主要包括了工作台、移动装置，夹持装置和多轴移动装置，多轴移动装置，多轴移动装置包括第一圆环轨道、第二圆环轨道和分别滑动连接于第一圆环轨道和第二圆环轨道上的两个固定装置，固定装置上设置有加热装置，加热装置用于对光纤加热使光纤进行融合。在使用的时候，可以通过第一圆环轨道和第二圆环轨道的旋转和固定装置在第一圆环轨道和第二圆环轨道的移动，来实现对方位的对光纤的加热，尽可能的达到加热均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的控制流程示意图

图2为本发明的整体结构示意图；

图3为本发明的移动单元的结构示意图；

图4为本发明的第二动力装置的结构示意图；

图5为本发明的链条和第一棘轮的结构示意图；

图6为本发明弯折部的结构示意图。

图标：1-移动单元，2-夹持装置，3-第一圆环轨道，4-第二圆环轨道，5-滑动轨道，6-齿条，7-支撑框架，8-支撑部，9-支撑架，10-第一伸缩杆，11-第二电机，12-连接叉，13-第一齿轮，14-第一电机，15-第四伸缩杆，16-加热装置，17-第二棘轮，18-第四电机，19-轴套，20-第二齿轮，21-第二连接轴，22-第三齿轮，23-第四齿轮，24-第三电机，25-链条，26-第一棘轮，27-第二伸缩杆，28-第三伸缩杆，29-第一连接轴，30-固定装置，31-扭转部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一、第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号,并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤,已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。

请参照图1-图6，一种用于光纤加工的系统，包括；

工作台，工作台包括支撑框架7和滑动轨道5，滑动轨道5设置于支撑框架7上部；

移动装置，移动装置包括对称设置的两个移动单元1，移动单元1与滑动轨道5连接，移动单元1用于位于滑动轨道5上左右横向移动；

夹持装置2，夹持装置2包括两个夹持单元，两个夹持单元分别设置于两个移动单元1上，夹持单元用于夹持光纤；

多轴移动装置，多轴移动装置包括第一圆环轨道3、第二圆环轨道4和分别滑动连接于第一圆环轨道3和第二圆环轨道4上的两个固定装置30，第一圆环轨道3和第二圆环轨道4的底部内侧同轴转动连接于工作台的底部，第一圆环轨道3和第二圆环轨道4的另一端同轴转动连接，第一圆环轨道3位于第二圆环轨道4的外部，固定装置30上设置有加热装置16，加热装置16用于对光纤加热使光纤进行融合。

本发明主要包括了工作台、移动装置，夹持装置2和多轴移动装置，多轴移动装置，多轴移动装置包括第一圆环轨道3、第二圆环轨道4和分别滑动连接于第一圆环轨道3和第二圆环轨道4上的两个固定装置30，固定装置30上设置有加热装置16，加热装置16用于对光纤加热使光纤进行融合。在使用的时候，可以通过第一圆环轨道3和第二圆环轨道4的旋转和固定装置30在第一圆环轨道3和第二圆环轨道4的移动，来实现对方位的对光纤的加热，尽可能的达到加热均匀。

在本发明的一实施例中，移动单元1包括支撑架9、支撑部8和设置于支撑部8上的第一动力装置，第一动力装置分别设置于支撑架9的两侧，滑动轨道5内设置有齿条6，第一动力装置包括第一电机14和齿轮单元，第一电机14与齿轮单元连接，用于给齿轮单元提供旋转动力，支撑架9通过齿轮单元与齿条6的啮合连接。

通过开启第一电机14，第一电机14带动齿轮单元进行旋转，齿轮单元与齿条6之间啮合连接，齿条6为静止设置，进而带动整个支撑架和支撑部开始移动，带动移动夹持装置的目的。

在本发明的一实施例中，齿轮单元包括齿轮切换装置和若干第一齿轮13，齿轮切换装置包括第二电机11和连接叉12，连接叉12的中部与第二电机11的输出端连接，连接叉12与若干第一齿轮13转动连接，若干第一齿轮13有若干直径大小不一，第二电机11的尾部连接有第一伸缩杆10，其中一个第一齿轮13与第一电机14的输出端连接。

其中，由于在两个夹持装置接近的时候，需要进行慢速的微调，就需要切换夹持装置的前进速度，虽然采用的电机可以控制其旋转速度，但是在微调过程中，仍然速度过快，所以在本实施例中就提供了多种第一齿轮13的选择进行切换，每个第一齿轮13的齿数均不相同，在切换的时候，启动第一伸缩杆10，使第一齿轮13与第一电机14的输出端脱离，再启动第二电机11，旋转连接叉12，需要注意的是，要先采集第二电机的旋转速度，在获得两个第一齿轮13的夹角，计算出对第二电机11的通电时间，在更换时，使另个一第一齿轮13可以刚好达到第一电机14的顶部。

在第一齿轮13切换到位后，再次启动第一伸缩杆10进行下降，将第一齿轮13与第一电机14的输出端结合。

此外，由于每个第一齿轮的半径不一样，所以支撑部8的一侧通过第二伸缩杆27与支撑架9连接，通过启动第二伸缩杆27来控制第一齿轮13与齿条之间的距离，使之更好啮合，或者更换，例如，大直径的第一齿轮13切换成小直径的第一齿轮13时，需要时第二伸缩杆27缩短，反之，伸长。

在本发明的一实施例中，还包括第一连接轴29，第一齿轮13固定连接于第一连接轴29上，第一连接轴29转动连接于连接叉12上，第一连接轴29远离连接叉12的一端设置有内花键，第一电机14的输出端设置有外花键，第一连接轴29与第一电机14的输出端通过内花键和外花键镶嵌连接。

在本发明的一实施例中，还包括第二动力装置，第二动力装置包括第二连接轴21、轴套19、第二齿轮20、第三齿轮22和第三电机24，第二连接轴21的一端与支撑框架7的底部转动连接，另一端与第一圆环轨道3转动连接，第二连接轴21靠近第一圆环轨道3的一端设置有凸台，第二齿轮20设置于凸台上，轴套19转动连接于第二连接轴21上，并位于凸台与支撑框架7之间，第二圆环轨道4转动连接在轴套19上，第三齿轮22设置于轴套19上，第三电机24通过第三伸缩杆28连接于支撑框架7的底部，第三电机24通过第四齿轮23与第二齿轮20或者第三齿轮22啮合连接。

需要对第一圆环轨道3旋转时，启动第三伸缩杆28，使第三电机24的第四齿轮23与第二齿轮20进行啮合，然后启动第三电机24进行带动第一圆环轨道3旋转；

需要对第二圆环轨道4旋转时，启动第三伸缩杆28缩短，使第三电机24的第四齿轮23第三齿轮22啮合，然后启动第三电机24进行带动第二圆环轨道4旋转。

在本发明的一实施例中，第一圆环轨道3与第二圆环轨道4连接的顶部设置有扭转部31，扭转部31用于改变第一圆环轨道3的内侧和外侧的朝向。

由于第一圆环轨道3上的固定装置30在移动到第一圆环轨道3顶部的时候，第二圆环轨道4会对固定装置30移动路径发生阻挡，所以在第一圆环轨道3与第二圆环轨道4连接的顶部设置有设置了一个可以使第一圆环轨道3翻转的扭转部。

在本发明的一实施例中，还包括两个第三动力装置，第三动力装置包括第四电机18、链条25和设置于第一圆环轨道3或者第二圆环轨道4内的若干第一棘轮26，第一圆环轨道3与第二圆环轨道4的内侧面分别开设有通槽，固定装置30通过连杆贯穿通槽与链条25连接，第四电机18的输出端连接有第二棘轮17，第四电机18通过第二棘轮17与链条25连接，其中一个第四电机18设置于第一圆环的外侧，另一个第四电机18设置于第二圆环的内侧，并位于支撑框架7下方，固定装置30与加热装置16之间还设置有第四伸缩杆15。

在需要使加热装置16移动时，可以启动第四电机18，带动第二棘轮17，带动链条25进行移动，需要说明的是，在位于第二棘轮17的第一圆环轨道3或者第二圆环轨道4处设置有开口，使第二棘轮17可以进入到第一圆环轨道3或者第二圆环轨道4内进行与链条25啮合。

本发明还提供了一种用于光纤加工的系统控制方法，包括上述的一种于光纤加工的系统，还包括；

S101：至少获取光纤六个方向的加热温度，并对加热温度进行对比，判断是否出现温差，并将该六个方向的坐标点进行记录；

S102：设置两个固定装置30在第一圆环轨道3和第二圆环轨道4的顶部时为零位移；

S103：通过第二电机11和第三电机24的旋转时间和旋转方向，判断此时两个固定装置30的坐标位置；

S104：设置温差阈值，当达到所设置的温差阈值时，获取温度较低的坐标点，根据判断的此时两个固定装置30的坐标位置，来判断此时哪个固定装置30离温度较低的坐标点最近；

S105：启动该固定装置30的第二电机11和第三电机24旋转，将该固定装置30移动至坐标点位置；

S106：检测此时温度，通过控制第四伸缩杆15来升高或者降低温度。

在本发明的一实施例中，还包括；

获取设置于第一圆环轨道3上的固定装置30的左右障碍物距离数据；

设置障碍物距离数据阈值，当第二圆环轨道4接近设置于第一圆环轨道3上的固定装置30时，并且障碍物距离数据超过阈值时，关闭第二电机11电源。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括： U 盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read — OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于光纤加工的系统，其特征在于，包括；

工作台，所述工作台包括支撑框架(7)和滑动轨道(5)，所述滑动轨道(5)设置于所述支撑框架(7)上部；

移动装置，所述移动装置包括对称设置的两个移动单元(1)，所述移动单元(1)与所述滑动轨道(5)连接，所述移动单元(1)用于位于滑动轨道(5)上左右横向移动；

夹持装置(2)，所述夹持装置(2)包括两个夹持单元，所述两个夹持单元分别设置于两个移动单元(1)上，所述夹持单元用于夹持光纤；

多轴移动装置，所述多轴移动装置包括第一圆环轨道(3)、第二圆环轨道(4)和分别滑动连接于第一圆环轨道(3)和第二圆环轨道(4)上的两个固定装置(30)，所述第一圆环轨道(3)和第二圆环轨道(4)的底部内侧同轴转动连接于所述工作台的底部，所述第一圆环轨道(3)和第二圆环轨道(4)的另一端同轴转动连接，所述第一圆环轨道(3)位于所述第二圆环轨道(4)的外部，所述固定装置(30)上设置有加热装置(16)，所述加热装置(16)用于对光纤加热使光纤进行融合。

2.根据权利要求1所述的一种用于光纤加工的系统，其特征在于，所述移动单元(1)包括支撑架(9)、支撑部(8)和设置于支撑部(8)上的第一动力装置，所述第一动力装置分别设置于所述支撑架(9)的两侧，所述滑动轨道(5)内设置有齿条(6)，所述第一动力装置包括第一电机(14)和齿轮单元，所述第一电机(14)与所述齿轮单元连接，用于给齿轮单元提供旋转动力，所述支撑架(9)通过齿轮单元与所述齿条(6)的啮合连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于光纤加工的系统，其特征在于，所述齿轮单元包括齿轮切换装置和若干第一齿轮(13)，所述齿轮切换装置包括第二电机(11)和连接叉(12)，所述连接叉(12)的中部与所述第二电机(11)的输出端连接，所述连接叉(12)与若干所述第一齿轮(13)转动连接，若干所述第一齿轮(13)有若干直径大小不一，所述第二电机(11)的尾部连接有第一伸缩杆(10)，其中一个所述第一齿轮(13)与所述第一电机(14)的输出端连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于光纤加工的系统，其特征在于，所述支撑部(8)的一侧通过第二伸缩杆(27)与所述支撑架(9)连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于光纤加工的系统，其特征在于，还包括第一连接轴(29)，所述第一齿轮(13)固定连接于所述第一连接轴(29)上，所述第一连接轴(29)转动连接于所述连接叉(12)上，所述第一连接轴(29)远离所述连接叉(12)的一端设置有内花键，所述第一电机(14)的输出端设置有外花键，所述第一连接轴(29)与所述第一电机(14)的输出端通过内花键和外花键镶嵌连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于光纤加工的系统，其特征在于，还包括第二动力装置，所述第二动力装置包括第二连接轴(21)、轴套(19)、第二齿轮(20)、第三齿轮(22)和第三电机(24)，所述第二连接轴(21)的一端与所述支撑框架(7)的底部转动连接，另一端与所述第一圆环轨道(3)转动连接，所述第二连接轴(21)靠近第一圆环轨道(3)的一端设置有凸台，所述第二齿轮(20)设置于所述凸台上，所述轴套(19)转动连接于所述第二连接轴(21)上，并位于所述凸台与所述支撑框架(7)之间，所述第三齿轮(22)设置于所述轴套(19)上，所述第三电机(24)通过第三伸缩杆(28)连接于所述支撑框架(7)的底部，所述第三电机(24)通过第四齿轮(23)与所述第二齿轮(20)或者第三齿轮(22)啮合连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于光纤加工的系统，其特征在于，所述第一圆环轨道(3)与第二圆环轨道(4)连接的顶部设置有扭转部(31)，所述扭转部(31)用于改变第一圆环轨道(3)的内侧和外侧的朝向。

8.根据权利要求1所述的一种用于光纤加工的系统，其特征在于，还包括两个第三动力装置，所述第三动力装置包括第四电机(18)、链条(25)和设置于第一圆环轨道(3)或者第二圆环轨道(4)内的若干第一棘轮(26)，所述第一圆环轨道(3)与第二圆环轨道(4)的内侧面分别开设有通槽，所述固定装置(30)通过连杆贯穿所述通槽与所述链条(25)连接，所述第四电机(18)的输出端连接有第二棘轮(17)，所述第四电机(18)通过第二棘轮(17)与所述链条(25)连接，其中一个所述第四电机(18)设置于所述第一圆环的外侧，另一个所述第四电机(18)设置于所述第二圆环的内侧，并位于支撑框架(7)下方，所述固定装置(30)与所述加热装置(16)之间还设置有第四伸缩杆(15)。

9.一种用于光纤加工的系统控制方法，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的一种于光纤加工的系统，还包括；

至少获取光纤六个方向的加热温度，并对加热温度进行对比，判断是否出现温差，并将该六个方向的坐标点进行记录；

设置两个固定装置(30)在第一圆环轨道(3)和第二圆环轨道(4)的顶部时为零位移；

通过第二电机(11)和第三电机(24)的旋转时间和旋转方向，判断此时两个固定装置(30)的坐标位置；

设置温差阈值，当达到所设置的温差阈值时，获取温度较低的坐标点，根据判断的此时两个固定装置(30)的坐标位置，来判断此时哪个固定装置(30)离温度较低的坐标点最近；

启动该固定装置(30)的第二电机(11)和第三电机(24)旋转，将该固定装置(30)移动至坐标点位置；

检测此时温度，通过控制第四伸缩杆(15)来升高或者降低温度。

10.根据权利要求9所述的一种用于光纤加工的系统控制方法，其特征在于，还包括；

获取设置于第一圆环轨道(3)上的固定装置(30)的左右障碍物距离数据；

设置障碍物距离数据阈值，当第二圆环轨道(4)接近设置于第一圆环轨道(3)上的固定装置(30)时，并且障碍物距离数据超过阈值时，关闭第二电机(11)电源。