一种高精度切纤装置及其使用方法

文档序号:716434 发布日期:2021-04-16 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 一种高精度切纤装置及其使用方法 (High-precision fiber cutting device and using method thereof ) 是由 汤振华 梁旭 于优 邹波 杨崇 张彦语 曹鹏 叶松 陶婧 于 2020-12-29 设计创作,主要内容包括:本发明属于光模块切割的工装领域,具体涉及一种高精度切纤装置及其使用方法,该装置包括:底座、光纤固定架以及三维微动台;所述光纤固定架用于固定光纤,所述三维微动台用于对固定在光纤固定架上的光纤进行切割;所述光纤固定架和所述三维微动台均设置在底座上;本发明的设计的光纤切割装置不需要显微镜或CCD进行端面定位,就能实现光纤长度精度0.2mm的光纤端面切割并保证光纤端面符合熔接标准;由于本发明的光纤固定架上设置有刻度,能更精确的调整光纤的高度,使光纤的切割精度更高。(The invention belongs to the field of optical module cutting tools, and particularly relates to a high-precision fiber cutting device and a using method thereof, wherein the device comprises the following components: the device comprises a base, an optical fiber fixing frame and a three-dimensional micro-motion platform; the optical fiber fixing frame is used for fixing an optical fiber, and the three-dimensional micro-motion platform is used for cutting the optical fiber fixed on the optical fiber fixing frame; the optical fiber fixing frame and the three-dimensional micro-motion platform are both arranged on the base; the designed optical fiber cutting device can realize the cutting of the optical fiber end face with the optical fiber length precision of 0.2mm without the end face positioning of a microscope or a CCD and ensure that the optical fiber end face meets the welding standard; the optical fiber fixing frame is provided with the scales, so that the height of the optical fiber can be more accurately adjusted, and the cutting precision of the optical fiber is higher.)

一种高精度切纤装置及其使用方法

技术领域

本发明属于光模块切割的工装领域,具体涉及一种高精度切纤装置及其使用方法。

背景技术

光纤是一种由玻璃或塑料制成的纤维,也是利用光在这些纤维中以全内反射原理传输的光传导工具。多模光纤中,芯的直径是50μm和62.5μm两种,大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm~10μm,常用的是9/125μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套,俗称包层,包层使得光线保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套,即涂覆层,用来保护包层。光纤通常被扎成束,外面有外壳保护。纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体,它质地脆,易断裂,因此光纤的外部加了一保护层。

在进行光纤使用过程中需要根据情况对其进行裁剪以达到使用要求,这就要求光纤剪切设备应当满足不同剪切长度的要求。通常对光纤的裁剪都是靠刀片的高速旋转或刀片的下落对高机械强度的光纤进行剪切,使剪切出物料长度均匀。但是该方法中不能调整切割光纤的长度以及切割光纤的位置,使得传统的方法不能满足需求,因此急需一种能精准切割光纤,随时调整光纤位置的装置。

发明内容

为解决以上现有技术的问题,本发明提出了一种高精度切纤装置,该装置包括:底座1、光纤固定架2以及三维微动台3;所述光纤固定架2用于固定光纤,所述三维微动台3用于对固定在光纤固定架2上的光纤进行切割;所述光纤固定架2和所述三维微动台3均设置在底座1上。

优选的,光纤固定架2包括安装支柱21、直角夹持器22以及光纤固定组件23;所述直角夹持器22固定在安装支柱21上,且直角夹持器22在安装支柱21上下滑动;所述光纤固定组件23设置在直角夹持器22上。

进一步的,安装支柱21上设置有刻度,每个刻度上设置有固定销;根据刻度调整直角夹持器22的高度,并用固定销固定,防止直角夹持器22上下左右滑动。

进一步的,光纤固定组件23包括燕尾座支架231、光纤固定夹232以及光纤固定管233;所述燕尾座支架231的顶部设置有滑槽,所述光纤固定夹232设置在滑槽中,使得光纤固定夹232在滑槽上滑动;所述光纤固定管233固定在光纤固定夹232的左侧,用于固定光纤。

进一步的,光纤固定管233为设置有缝隙的圆柱体,缝隙的深度为光纤固定管233的圆面半径;所述缝隙用于固定待切纤的光纤。

优选的,三维微动台3包括滑轨组件31、步进电机32、长板33、光纤切割刀34以及光纤热剥器35;所述步进电机32与滑轨组件31连接,且长板33设置在步进电机32的上部平面上;所述光纤切割刀34和所述光纤热剥器35设置在长板33上。

进一步的,滑轨组件31包括第一滑轨311、第二滑轨312以及垂直滑轨313;所述第二滑轨312的底部设置有第一滑块,将第一滑块设置在第一滑轨311上,使得第二滑轨312能在第一滑轨311上滑动;所述垂直滑轨313设置在第二滑轨上,且长板33设置在垂直滑轨313的第二滑块上,使得长板33能上下滑动。

进一步的,第一滑轨311的长度与底座1的长度相同。

进一步的,第一滑轨311与第二滑轨312在空间上垂直。

一种高精度切纤装置的使用方法,包括:

S1:调节直角夹持器22的位置,当直角夹持器22到达指定的刻度时,采用固定销固定,防止直角夹持器上下左右滑动;

S2:将燕尾座支架231设置在直角夹持器22的指定位置中;

S3:将光纤固定管233设置在光纤固定夹232的凹槽中,采用长螺栓将光纤固定管233固定,防止其发生相对滑动;

S4:将光纤插入光纤固定管233的缝隙中进行固定;

S5:启动三维微动台3,调整三维微动台3上的光纤热剥器35的位置,使光纤热剥器剥离待切割光纤的涂覆层;剥离光纤的涂覆层后将光纤热剥器35复原;

S6:调整三维微动台3上的光纤切割刀34,使光钱切割刀在指定位置切割光纤;

S7:当光纤被切割后,取下光纤,并复原设备,准备下一次光纤切割。

本发明的设计的光纤切割装置不需要显微镜或CCD进行端面定位,就能实现光纤长度精度0.2mm的光纤端面切割并保证光纤端面符合熔接标准;由于本发明的光纤固定架上设置有刻度,能更精确的调整光纤的高度,使光纤的切割精度更高;本发明通过设计的三维微动台使得三维微动台上的光纤切割刀能在一定的空间范围内移动,提高了光纤切割的准确度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图;

图2为本发明的整体结构的主视图;

图3为本发明的整体结构的侧视图;

图4为本发明的整体结构的俯视图;

图5为本发明的光纤固定架结构示意图;

图6为本发明的安装支柱结构示意图;

图7为本发明的直角夹持器的结构示意图;

图8为本发明的燕尾座支架结构示意图;

图9为本发明的光纤固定夹的结构示意图;

图10为本发明的光纤固定管的结构示意图;

图11为本发明的光纤切割示意图;

其中,1、底座,2、光纤固定架,21、安装支柱,211、固定底盘,212、支柱,22、直角夹持器,23、光纤固定组件,231、燕尾座支架,2311、底板,2312、垂直板,2313水平板,2314、凸起滑槽,232、光纤固定夹,233、光纤固定管,3、三维微动台,31、滑轨组件,311、第一滑轨,312、第二滑轨,313、垂直滑轨,32、步进电机,33、长板,34、光纤切割刀,35、光纤热剥器。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将结合附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

一种高精度切纤装置,如图1~4所示,包括:底座1、光纤固定架2以及三维微动台3;所述光纤固定架2用于固定光纤,所述三维微动台3用于对固定在光纤固定架2上的光纤进行切割;所述光纤固定架2和所述三维微动台3均设置在底座1上。

实施例1

一种高精度切纤装置的底座,该底座用于支撑光纤固定架2以及三维微动台3。所述底座1的结构为现有的底座结构中任一中能支撑光纤固定架2以及三维微动台3的样式。

优选的,所述底座1为扁平的长方体结构;采用扁平的长方体结构不仅能更好的固定光纤固定架2和三维微动台3,防止其滑动,而且还能使整个器件更稳定的放置在地面或者桌面上。

优选的,所述底座1的底部四个角上分别设置有支撑角,通过该支撑角能使器件更稳定。

优选的,所述底座1的顶部平面设置有固定光纤固定架2和三维微动台3的卡扣。固定光纤固定架2的卡扣的数量为至少2个,且该卡扣位于同一直线上,各个卡扣的距离相同。

实施例2

一种高精度切纤装置的光纤固定架,如图5所示,光纤固定架2包括安装支柱21、直角夹持器22以及光纤固定组件23;所述直角夹持器22固定在安装支柱21上,且直角夹持器22在安装支柱21上下滑动;所述光纤固定组件23设置在直角夹持器22上。

可选的,如图6所示,安装支柱21包括固定底盘211和支柱212;所述固定底盘211为圆台型;固定底盘211的顶部圆面与支柱212固定;固定底盘211设置有至少两个螺纹孔,在底座1的指定位置设置有与固定底盘211相对应的螺纹孔,将固定底盘211的螺纹孔与底座1的螺纹孔对齐,并采用长螺栓固定,防止光纤固定架2晃动。

优选的,固定底盘211上的螺纹孔为4个;4个螺纹孔均匀的分布在固定底盘211的边缘,使得光纤固定架2更稳定。

优选的,支柱212的表面设置有刻度,每个刻度上设置有固定销;根据刻度调整直角夹持器22的高度,并用固定销固定,防止直角夹持器上下左右滑动。

优选的,所述刻度采用毫米刻度的标准。

优选的,所述光纤固定架2上设置有步进电机,所述安装支柱21上设置有滑轨,直角夹持器22设置在滑轨上,采用步进电机控制直角夹持器22在滑轨上做上下运动。

如图7所示,直角夹持器22为L型结构,该器件上设置有与支柱212直径相同的圆孔,通过该圆孔将直角夹持器22固定在支柱212上。

优选的,所述直角夹持器22上设置有加强筋,通过加强筋使得器件更坚固,减少器件的使用损耗。

优选的,所述直角夹持器22的顶部平面靠近右边位置设置有大量小孔,每个小孔之间的距离固定,且排列整齐。

光纤固定组件23包括燕尾座支架231、光纤固定夹232以及光纤固定管233;所述燕尾座支架231的顶部设置有滑槽,所述光纤固定夹232设置在滑槽中,使得光纤固定夹232在滑槽上滑动;所述光纤固定管233固定在光纤固定夹232的左侧,用于固定光纤。

如图8所示,燕尾座支架231包括底板2311、垂直板2312以及水平板2313。底板2311上设置有多个固定柱,每个固定柱之间的距离与直角夹持器22上设置的小孔之间的距离相同;固定柱的大小与直角夹持器22上的小孔相同,通过固定柱,可以将燕尾座支架231插在直角夹持器22上。水平板2313的顶部设置有凸起滑槽2314。垂直板2312固定在底板2311和水平板的侧面,构成燕尾座支架231。

如图9所示,光纤固定夹232底部设置有与燕尾座支架231顶部的凸起滑槽相匹配的凹槽,通过该凹槽可以使光纤固定夹232在滑槽上滑动;光纤固定夹232的侧面设置有凹槽,该凹槽用于放置光纤固定管233;在光纤固定夹232的顶部设置有螺孔,该螺孔的深度由顶部平面到光纤固定夹232的侧面凹槽中。将光纤固定管233放置在光纤固定夹232的侧面凹槽中,采用长螺栓通过螺孔将光纤固定管233固定在凹槽内,防止光纤固定管233发生相对滑动。

如图10所示,光纤固定管233为圆柱体结构,在光纤固定管233上设置有缝隙,缝隙的深度为光纤固定管233的圆面半径;所述缝隙用于固定待切纤的光纤。

优选的,整个高精度切纤装置所需要的光纤固定架2的个数为至少两个;通过两个光纤固定架使部分光纤悬空,便于光纤切割刀切割光纤。

最优的,高精度切纤装置包括3个光纤固定架2。

实施例3

一种高精度切纤装置的三维微动台3,如图2~4所示,三维微动台3包括滑轨组件31、步进电机32、长板33、光纤切割刀34以及光纤热剥器35;所述步进电机32与滑轨组件31连接,且长板33设置在步进电机32的上部平面上;所述光纤切割刀34和所述光纤热剥器35设置在长板33上。

滑轨组件31包括第一滑轨311、第二滑轨312以及垂直滑轨313;所述第二滑轨312的底部设置有第一滑块,将第一滑块设置在第一滑轨311上,使得第二滑轨312能在第一滑轨311上滑动;所述垂直滑轨313设置在第二滑轨上,且长板33设置在垂直滑轨313的第二滑块上,使得长板33能上下滑动。

优选的,所述第一滑轨311的长度与底座1的长度相同,使得设置在第一滑轨311上的滑块能够移动更远的距离,能在装置的任一距离对光纤进行切割。

优选的,第二滑轨312设置在第一滑轨311的滑块上,且第一滑轨311与第二滑轨312在空间上垂直。通过这样的设计,可以使得三维微动台3上的光纤切割刀34在水平方向上任意移动到指定的位置,提高光纤切割精度。

优选的,在第二滑轨312的滑块上设置有垂直滑轨313;所述垂直滑轨313能控制光纤切割刀34在竖直方向上移动,提高光纤切割刀34的运动范围。

优选的,所述垂直滑轨313为铰链滑轨,铰链滑轨的顶部设置有动力装置,铰链上连接有长板33,通过控制铰链的移动控制长板33的移动。

优选的,整个三维微动台3中,通过步进电机32控制装置的各个滑轨移动,使光纤切割刀34在空间上移动。

优选的,所述光纤热剥器35用于剥除光纤中的涂覆层,方便光纤切割刀34对光纤进行切割。

一种高精度切纤装置的使用方法,包括:

S1:调节直角夹持器22的位置,当直角夹持器22到达指定的刻度时,采用固定销固定,防止直角夹持器上下左右滑动;

S2:将燕尾座支架231设置在直角夹持器22的指定位置中;

S3:将光纤固定管233设置在光纤固定夹232的凹槽中,采用长螺栓将光纤固定管233固定,防止其发生相对滑动;

S4:将光纤插入光纤固定管233的缝隙中进行固定;

S5:启动三维微动台3,调整三维微动台3上的光纤热剥器35的位置,使光纤热剥器剥离待切割光纤的涂覆层;剥离光纤的涂覆层后将光纤热剥器35复原;

S6:调整三维微动台3上的光纤切割刀34,使光钱切割刀在指定位置切割光纤;

S7:当光纤被切割后,取下光纤,并复原设备,准备下一次光纤切割。

在将光纤插入光纤固定管233的缝隙时,采用光纤切割刀的压块将光纤固定管233固定,防止其发生相对滑动。

以3个光纤固定架为例,光纤通过三个光纤固定架进行固定;固定后,使得两段光纤处于三个光纤固定架之间。通过选取第一段光纤和第二段光纤的待切割位置,得到一段合适长度的光纤。

使用热剥工具对夹持在光纤固定组件A和光纤固定组件B之间、光纤固定组件B和光纤固定组件C之间的两段光纤进行中段剥除。融化的涂覆层往光纤固定组件2方向推动。所述热剥工具为光纤热剥器35。

在进行光纤切割时,其过程如图11所示,使用带弹簧压板,光纤压块的光纤切割刀进行切割,光纤切割刀本身是固定在三维微动台上的。三维微动台将光纤切割刀移动到光纤所在高度,且已经经过热剥处理的位置处。微动台移动需要切割的长度,使用切割刀切割光纤。至此,高精度光纤切割完成。

本发明采用自动化的方法实现光纤的高精度切割,且不需要使用显微镜、CCD等昂贵仪器,且易于操作。

本发明的描述中,需要理解的是,术语“顶部”、“底部”、“一端”、“上”、“一侧”、“内”、“前部”、“后部”、“中心”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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