切割定位定焦调芯光纤熔接机制造技术

本实用新型专利技术提供一种切割定位定焦光纤熔接机，包括：机械部分，电路部分，热熔炉，和外壳。机械部分采用新型定焦调芯结构，将切割、调芯操作结合为一体；新型定焦调芯结构调芯时保持镜头对熔接光纤焦距不变，保障了调芯过程的最终成像质量；调芯过程中光纤、电极的相对位置不变，进一步保障了放电熔接质量；调芯结构还可衍生出适合特殊光纤熔接的接续平台；本实用新型专利技术相对现有光纤熔接技术，减少了作业步骤，提高了熔接质量及其一致性，减少了结构件数量，缩小了体积，增强可携带性，降低了成本。

Cutting, positioning, focusing and core-focusing optical fiber fusing machine

The utility model provides a cutting positioning fixed coke optical fiber fusion machine, which comprises a mechanical part, a circuit part, a hot melting furnace and a shell. In the mechanical part, a new type of focusing and focusing structure is adopted, which combines cutting and core-adjusting operation; the new type of focusing and core-adjusting structure keeps the focal length of the lens to the fused optical fiber unchanged, thus ensuring the final image quality of the core-adjusting process; the relative position of the optical fiber and the electrode remains unchanged during the core-adjusting process, which further ensures the quality of discharge fusion; the core-adjusting structure can also derive suitable for special optical fiber fusion. Compared with the existing optical fiber fusion technology, the utility model reduces the operation steps, improves the welding quality and consistency, reduces the number of structural parts, reduces the volume, enhances the portability and reduces the cost.

【技术实现步骤摘要】
切割定位定焦调芯光纤熔接机
本技术涉及光纤熔接机，特别涉及具有光纤显微镜头、图像传感器、光纤V槽、熔接电极、在光纤熔接调芯结构(X/Y/Z轴调芯X/Y/Z轴定义如说明书附图2，本说明书中，下同)中组合为一整体结构参与调芯作业的光纤熔接机。本技术还涉及同时放置并切割相向的两芯光纤(本说明书所述光纤设定为已剥除了涂覆层的光纤，下同)，切割后不取出光纤，直接推送至光纤V槽调芯，并使用较短行程的位移调整结构即可满足水平方向(Z轴)调整要求的光纤熔接机。
技术介绍
光纤熔接机是一种利用一对电极放出电弧形成的高温将两切割完成的光纤端面熔化，同时运用准直原理平缓推进，两端结合在一起，以实现光纤模场的耦合的接续设备，被广泛用于通信工程施工、维护、通信设备生产制造中。市场上现有光纤熔接机主机主要由机械部分和电路部分组成；机械部分功能是：1.对切割后并放置固定好的光纤进行X/Y/Z轴调芯对准。2.按预定参数对对准后的光纤进行放电熔接。电路部分功能是：为上述机械功能提供、成像、调整驱动等电路支持，使机械部分能正常作业。这种具备调芯功能的光纤熔接机的操作程序为：1.用光纤切割刀切割第一芯待熔接光纤。2.从光纤切割刀取出该光纤，手工放置到光纤熔接机，目测放置位置后用夹具夹紧。3.用光纤切割刀切割第二芯待熔接光纤。4.从光纤切割刀取出第二芯待熔接光纤，手工放置到光纤熔接机，目测放置位置后用夹具夹紧。5.关闭熔接机防风罩，按键执行自动熔接程序，熔接机根据预设程序完成调芯和光纤熔接。可以看出，现有的光纤接续，除熔接机主机以外，还需要光纤切割刀，现有光纤熔接机都单独另配了光纤切割刀，光纤熔接作业也必须使用光纤切割刀；在此基础上，为了便于携带，有的设计将光纤切割刀小型化后卡放在熔接机主体设计的凹槽内，可以取出使用，也可以不取出使用，虽然便利了，但操作本质并未改变。上述市场上现有调芯光纤熔接机机械部分的结构、还具有如下特点及不利处；1.显微成像结构与机芯座固定为一整体，调芯结构以及光纤V槽相对机芯座在调芯时是运动的；这样，调芯过程就导致光纤和显微成像结构的相对位置变化，造成失焦，成像不准；现有的解决方案要么是继续使用失焦的图像，牺牲对准质量(俗称四马达光纤熔接机)，要么增加一组调焦装置安装在机芯和显微成像结构之间不断调整镜头和图像传感器位置适应位置变化的光纤，保障成像质量和熔接质量(俗称六马达熔接机)；这两种方案的不利处是：要么是牺牲光纤成像接续质量，要么是增加结构件以及机芯复杂程度和整机成本。2.电极座以及安装在上面的电极与机芯座相对固定，调芯结构及光纤V槽相对机芯在调芯时是运动的，光纤调芯时机芯座不动，电极位置也固定，电极轴线连线也就是固定的，这样，调芯过程就导致光纤对准端面偏移电极轴线连线，也就是电弧位置，不利处是：这种偏移会造成接续损耗的不稳定；目前有研发机构尝试电极在放电时做同步的震动运动，这样可以让电弧在震动过程中形成一个面，补偿光纤调芯带来的偏移，由而改善熔接质量。还有企业采用三个电极安装在圆弧的半径位置，对准圆心同时放电，光纤接续点位于圆心位置，这样设计虽然改善了等离子高温环境，但也使结构更复杂。也还有企业采用“Ω”形状的的石墨丝加热炉或二氧化碳激光来对接续点进行加热，效果虽然好，但这种方案成本较高。3.按目前的程序操作时需将光纤分别由光纤切割刀切割后取出来，再放置到熔接机主机上进行熔接操作，光纤切割后取出再放置的过程容易损伤光纤端面，沾染环境异物，降低熔接质量；具备调芯结构的光纤熔接机机械主体结构不具备两芯光纤切割定位并直接推送至调芯V槽的功能。4.现有光纤熔接机，光纤切割后手工取出切割光纤并放置到熔接机夹具，受操作员手工作业精度的限制，放置两根光纤的Z轴间距一般可以控制在3-6mm的距离内，这就要求现有主机的光纤调芯动作Z轴的调整范围要大于这个距离，一般在8mm左右，而由于熔接的需要，Z轴在微调阶段的调整精度要求非常高(微米级)，距离较长(8mm)和高精度调整之间为了达到兼顾目前大多调芯熔接机在Z轴调整方案中选用的是螺杆齿轮配合方式，这种结构结构件较多，对零件的精度要求也高。5.光纤保护套加热器作为光纤熔接机附件，在加热时由于保护套管标准不一，质量一致性也差，导致加热器表面和热缩保护套管有时不能很好的贴合接触，导致加热效率下降。针对上述现有光纤熔接机所描述的特点，可参考：中国专利：专利号：201616256571.0名称：光纤熔接机成像装置的调节机构；专利号：201320255910.5名称：光纤熔接机的调芯装置；专利号：201320530912.0名称：一种光纤熔接机十字调芯机构；专利号：201520429104.4名称：一种光纤熔接机机芯；专利号：200920035694.7名称：光纤熔接机三维自动调芯装置；专利号：201216574969.0名称：光纤熔接机；专利号：200920035693.2名称：光纤熔接机顶杆微动调整机构；专利号：201120210719.X名称：光纤熔接机对芯装置；专利号：201310086300.1名称：光纤熔接机。专利技术人专利号为ZL201210095313.0、ZL201210095323.4、ZL201210095322.X、ZL201210095311.1ZL201320010282.4ZL201320540553.7的设计虽然改变了切割后手工拿出再放置到熔接机主机的操作模式，能同时切割两芯光纤，并将光纤V槽主动推送到切割后的光纤侧面，单轴成像调整Z轴的单个方向，完成光纤接续；但由于该设计在熔接之前光纤固定在固定式光纤V槽上，这种固定式光纤V槽不能进行光纤的X/Y轴调芯，且受到细微颗粒的粘附后还会影响V槽的精度；因此，也造成了长期使用后光纤接续衰耗的稳定性大幅下降的问题。
技术实现思路
鉴于上述课题，本技术的目的在于提供一种能够将光纤切割、调芯、熔接作业在同一机械主体上实现的光纤熔接机，该熔接机减少了作业步骤，缩短了操作时间，提高了对准精度，降低了熔接损耗，提高了接续衰耗的稳定性，并有效减少了结构件数量，降低了结构件加工难度的同时也降低了整机成本。技术方案为解决上述课题，本技术提供以下结构。所述光纤熔接机具备：机械主体，包括：固定、成像、调芯、熔接单元和夹持、切割、Z轴调整单元，两单元组成的机械主体对一对光纤进行切割、调芯和熔接。所述固定、成像、调芯、熔接单元由调芯主体、光纤V槽、压锤总成、压锤、压锤总成盖、压锤弹簧、压锤总成限位器、显微镜头、图像传感器、背光LED、减速步进电机支持架、减速步进电机、凸轮、电极、电极固定板及连线组成；所述调芯主体一端在水平面斜线位置同一倾斜面上为较薄两处支撑连接部，以该两处支撑连接部为分界，所述调芯主体分为位于远端位置的上镜头部、位于近端位置的下镜头部和位于远端位置与近端位置之间的凸轮减速步进电机安装部、所述较薄两处支撑连接部分别位于凸轮减速步进电机安装部靠近上镜头部位置和靠近下镜头部位置；所述调芯主体上镜头部、下镜头部、凸轮减速步进电机安装部三部分由支撑连接部连接为一整体位于所述斜面上。所述调芯主体在上镜头部和下镜头部分别开孔，显微镜头安装在所述开孔内，所述调芯主体上镜头部和下镜头部显微镜头和开孔的轴线既显微镜头轴线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤熔接机，其特征在于；所述光纤熔接机具备：机械主体，包括：固定、成像、调芯、熔接单元和夹持、切割、Z轴调整单元，两单元组成的机械主体对一对光纤进行切割、调芯和熔接；所述固定、成像、调芯、熔接单元由调芯主体、光纤V槽、压锤总成、压锤、压锤总成盖、压锤弹簧、压锤总成限位器、显微镜头、图像传感器、背光LED、减速步进电机支持架、减速步进电机、凸轮、电极、电极固定板及连线组成；所述调芯主体一端在水平面斜线位置同一倾斜面上为较薄两处支撑连接部，以该两处支撑连接部为分界，所述调芯主体分为位于远端位置的上镜头部、位于近端位置的下镜头部和位于远端位置与近端位置之间的凸轮减速步进电机安装部、所述较薄两处支撑连接部分别位于凸轮减速步进电机安装部靠近上镜头部位置和靠近下镜头部位置；所述调芯主体上镜头部、下镜头部、凸轮减速步进电机安装部三部分由支撑连接部连接为一整体位于所述斜面上；所述调芯主体在上镜头部和下镜头部分别开孔，显微镜头安装在所述开孔内，所述调芯主体上镜头部和下镜头部显微镜头和开孔的轴线既显微镜头轴线成九十度并相交，相交形成的面与所述调芯主体的主体侧面平行；显微镜头轴线延长线交点与穿过该交点并与上述斜线斜面平行的位置分别安装两个光纤V槽，所述光纤V槽位于两条相交线形成的面两侧，所述光纤V槽“V”型结构底部延长线通过镜头轴线延长线交点并与调芯主体侧面的垂直面平行；所述光纤V槽之间留有安装电极的间隙。所述调芯主体在显微镜头轴线延长线相交形成的交点两侧安装有两支针型电极，两支电极同轴，且该轴线与光纤V槽安装面平行；所述电极，针尖相对并由电极固定板及连线分别固定在所述调芯主体上镜头部和下镜头部，分别与所述调芯主体上镜头部和下镜头部构成一整体；所述电极固定板及连线为导电材料，所述调芯主体还开有供电极固定板固定的孔和连线穿过的过线孔；所述调芯主体两个显微镜头轴线交点的另一方向分别安装图像传感器，所述图像传感器与显微镜头位于同一轴线上，图像传感器成像面与显微镜头轴线垂直；所述调芯主体上镜头部用枢轴方式安装压锤总成，所述压锤总成以开闭方式以枢轴为圆心做圆弧运动，所述压锤总成侧面有凸起，凸起位置安装磁性材料配合压锤总成限位器调整圆弧运动位置；所述压锤总成开有安装背光LED、压锤的开孔，所述压锤总成与所述调芯主体处于闭合状态时，所述压锤总成上的背光LED开孔轴线和所述调芯主体显微镜头轴线同轴，所述压锤开孔和光纤V槽“V”型结构上表面垂直；所述背光LED安装在所述压锤总成背光LED开孔内；所述压锤安装在所述压锤总成压锤开孔内，所述开孔和压锤处于松配合状态，压锤在所述开孔轴线方向有一定自由移动空间；所述压锤一端安装压锤弹簧，所述压锤弹簧为压簧，使所述压锤在开孔内的移动受所述压锤弹簧作用力控制；所述压锤总成安装有压锤总成盖，所述压锤总成盖安装在压锤总成上，与压锤总成装配后形成用于固定压锤、压锤弹簧、背光LED的腔体空间；所述调芯主体在所述压锤总成侧面安装压锤总成限位器，所述压锤总成限位器与压锤总成上凸起位置的磁性材料吸合，限制和调整压锤总成的开启闭合位置；所述调芯主体的凸轮减速步进电机安装部在与V槽安装面平行且垂直于侧面位置安装减速步进电机支持架，所述减速步进电机支持架上安装两个减速步进电机，凸轮安装在减速步进电机上，所述凸轮为螺旋椭圆结构，所述减速步进电机凸轮螺旋椭圆的外圆外侧分别与调芯主体的上镜头部凸起、下镜头部凸起位置保持接触；减速步进电机带动凸轮转动，凸轮外圆外侧通过接触凸起部位分别对调芯主体上镜头部、下镜头部产生推力，在该推力和调芯主体材料本身应力作用下，所述调芯主体上镜头部和下镜头部以较薄支撑连接部为支点做圆弧运动；所述减速步进电机支持架、减速步进电机、凸轮结构不限于减速步进电机和凸轮的组合，压电微位移结构、电机丝杆结构、液压传动装置同样适用。...

【技术特征摘要】
1.一种光纤熔接机，其特征在于；所述光纤熔接机具备：机械主体，包括：固定、成像、调芯、熔接单元和夹持、切割、Z轴调整单元，两单元组成的机械主体对一对光纤进行切割、调芯和熔接；所述固定、成像、调芯、熔接单元由调芯主体、光纤V槽、压锤总成、压锤、压锤总成盖、压锤弹簧、压锤总成限位器、显微镜头、图像传感器、背光LED、减速步进电机支持架、减速步进电机、凸轮、电极、电极固定板及连线组成；所述调芯主体一端在水平面斜线位置同一倾斜面上为较薄两处支撑连接部，以该两处支撑连接部为分界，所述调芯主体分为位于远端位置的上镜头部、位于近端位置的下镜头部和位于远端位置与近端位置之间的凸轮减速步进电机安装部、所述较薄两处支撑连接部分别位于凸轮减速步进电机安装部靠近上镜头部位置和靠近下镜头部位置；所述调芯主体上镜头部、下镜头部、凸轮减速步进电机安装部三部分由支撑连接部连接为一整体位于所述斜面上；所述调芯主体在上镜头部和下镜头部分别开孔，显微镜头安装在所述开孔内，所述调芯主体上镜头部和下镜头部显微镜头和开孔的轴线既显微镜头轴线成九十度并相交，相交形成的面与所述调芯主体的主体侧面平行；显微镜头轴线延长线交点与穿过该交点并与上述斜线斜面平行的位置分别安装两个光纤V槽，所述光纤V槽位于两条相交线形成的面两侧，所述光纤V槽“V”型结构底部延长线通过镜头轴线延长线交点并与调芯主体侧面的垂直面平行；所述光纤V槽之间留有安装电极的间隙。所述调芯主体在显微镜头轴线延长线相交形成的交点两侧安装有两支针型电极，两支电极同轴，且该轴线与光纤V槽安装面平行；所述电极，针尖相对并由电极固定板及连线分别固定在所述调芯主体上镜头部和下镜头部，分别与所述调芯主体上镜头部和下镜头部构成一整体；所述电极固定板及连线为导电材料，所述调芯主体还开有供电极固定板固定的孔和连线穿过的过线孔；所述调芯主体两个显微镜头轴线交点的另一方向分别安装图像传感器，所述图像传感器与显微镜头位于同一轴线上，图像传感器成像面与显微镜头轴线垂直；所述调芯主体上镜头部用枢轴方式安装压锤总成，所述压锤总成以开闭方式以枢轴为圆心做圆弧运动，所述压锤总成侧面有凸起，凸起位置安装磁性材料配合压锤总成限位器调整圆弧运动位置；所述压锤总成开有安装背光LED、压锤的开孔，所述压锤总成与所述调芯主体处于闭合状态时，所述压锤总成上的背光LED开孔轴线和所述调芯主体显微镜头轴线同轴，所述压锤开孔和光纤V槽“V”型结构上表面垂直；所述背光LED安装在所述压锤总成背光LED开孔内；所述压锤安装在所述压锤总成压锤开孔内，所述开孔和压锤处于松配合状态，压锤在所述开孔轴线方向有一定自由移动空间；所述压锤一端安装压锤弹簧，所述压锤弹簧为压簧，使所述压锤在开孔内的移动受所述压锤弹簧作用力控制；所述压锤总成安装有压锤总成盖，所述压锤总成盖安装在压锤总成上，与压锤总成装配后形成用于固定压锤、压锤弹簧、背光LED的腔体空间；所述调芯主体在所述压锤总成侧面安装压锤总成限位器，所述压锤总成限位器与压锤总成上凸起位置的磁性材料吸合，限制和调整压锤总成的开启闭合位置；所述调芯主体的凸轮减速步进电机安装部在与V槽安装面平行且垂直于侧面位置安装减速步进电机支持架，所述减速步进电机支持架上安装两个减速步进电机，凸轮安装在减速步进电机上，所述凸轮为螺旋椭圆结构，所述减速步进电机凸轮螺旋椭圆的外圆外侧分别与调芯主体的上镜头部凸起、下镜头部凸起位置保持接触；减速步进电机带动凸轮转动，凸轮外圆外侧通过接触凸起部位分别对调芯主体上镜头部、下镜头部产生推力，在该推力和调芯主体材料本身应力作用下，所述调芯主体上镜头部和下镜头部以较薄支撑连接部为支点做圆弧运动；所述减速步进电机支持架、减速步进电机、凸轮结构不限于减速步进电机和凸轮的组合，压电微位移结构、电机丝杆结构、液压传动装置同样适用。2.根据权利要求1所述光纤熔接机，其特征在于；所述调芯主体水平面用直线导轨安装有夹持、切割、Z轴调整单元，所述夹持、切割、Z轴调整单元由切割总成、直线导轨、切割刀片支持座、切割刀片、胶垫、切割臂、击锤、击锤弹簧、左夹具、右夹具、Z轴调整凸轮、Z轴步进电机、夹具弹簧组成；所述切割总成包含切割凹槽、Z轴步进电机安装腔体、切割臂支撑座，由所述直线导轨安装在所述调芯主体水平面，所述切割总成在直线导轨和外力作用下在调芯主体水平面做直线运动；所述切割刀片支持座安装在所述调芯主体水平面上，所述切割总成直线运动时切割总成切割凹槽位置通过切割刀片支持座，所述切割刀片支持座底部安装有高度调节螺丝；所述切割刀片为圆形，外圆为刀片刃口，安装在所述切割刀片支持座上，所述切割刀片刃口形成的圆与所述调芯主体显微镜头轴线形成的面在同一平面；所述胶垫安装在所述切割总成凹槽两侧，所述切割总成在直线导轨上的运动将所述胶垫推动至光纤V槽两侧，所述胶垫表面与所述光纤V槽“V”型结构底部在同一平面；所述切割臂安装在切割总成上，切割臂与切割总成之间用切割臂支撑座枢轴结构连接，切割臂能在切割总成上通过枢轴做开启和闭合的圆弧运动，圆弧所在面与所述调芯主体显微镜头轴线面平行；所述切割臂安装有与切割总成胶垫对应的胶垫，所述切割臂闭合时，所述切割臂上的胶垫和所述切割总成上的胶垫两两对应贴合；所述切割臂胶垫间安装击锤，所述击锤面向切割刀片支持座一端有凸起，另一端安装击锤压簧，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亮，
申请(专利权)人：李亮，
类型：新型
国别省市：四川,51