一種光纖熔接方法及光纖熔接機與流程
2023-05-26 11:14:51
本發明屬於光通信技術領域，具體涉及一種光纖熔接方法及光纖熔接機。
背景技術：
在光通信中，通常採用光纖熔接機進行光纜的施工和維護。光纖熔接機的工作原理，是利用高壓電弧將兩根光纖斷面熔化的同時用運動機構平緩推進讓兩根光纖融合成一根，以實現光纖模場的耦合。在進行光纖的融合時，需要兩根光纖的V槽對芯。
現有技術中，根據不同的需要有多種光纖熔接機。按對準方式的不同，光纖熔接機分為機械固定熔接式光纖熔接機(也稱為包層對準式光纖熔接機)和精密調芯式光纖熔接機(也稱為纖芯對準式光纖熔接機)。
機械固定熔接式光纖熔接機，僅僅通過鏡頭對光纖的包層進行對準，通過馬達推進從而完成光纖的熔接，一般用於光纖到戶(FTTH，Fiber To The Home)施工，其無法進行光纖V槽的精密調芯，無法保證左右兩端光纖完全對準，使得接續損耗大，通常大於0.1Db，影響信號傳輸。
精密調芯式光纖熔接機，配備特殊設計的光學鏡頭，通過鏡頭聚焦，精準的測量纖芯的位置，再利用精密六馬達對芯機構及軟體算法，進行光纖調芯，精密對準，從而能夠準確識別光纖類型並自動選用與之相匹配的熔接模式來保證熔接質量，技術含量較高，一般用於幹線施工，具有光纖V槽調芯功能，但結構過於複雜，導致熔接機體積大，無法適應業內機器小型化的發展要求，且機器成本過高。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種光纖熔接方法及光纖熔接機，不需要鏡頭聚焦即可完成對光纖的調芯，比較精準的進行光纖對接和施工，保證熔接精度，且熔接機體積小，成本低。
本發明的一個方面，提供了一種光纖熔接方法，所述方法包括：
步驟S1，將需要進行熔接的第一光纖放入第一V槽內，將需要進行熔接的第二光纖放入與第一V槽水平相對的第二V槽內；
步驟S2，通過第一鏡頭和第二鏡頭觀察第一光纖和第二光纖，並將第一光纖和第二光纖的包層位置輸入控制模塊；
步驟S3，所述控制模塊比較第一光纖和第二光纖的包層是否對準；
步驟S4，若已對準，則啟動放電模塊，對所述第一光纖和第二光纖進行熔接，程序結束；
步驟S5，若未對準，則調整所述第一V槽和/或所述第二V槽，且第一鏡頭和第二鏡頭再次觀察所述第一光纖和第二光纖的包層位置，並輸入所述控制模塊內；
步驟S6，重複步驟S3至步驟S5，直至程序結束。
上述方案中，所述步驟S5中調整所述第一V槽和/或調整所述第二V槽，進一步包括如下步驟：
將所述第一V槽沿第一弧線運動，和/或將所述第二V槽沿第二弧線運動，使所述第一V槽與所述第二V槽運動至所述第一弧線與所述第二弧線在平面投影上呈相交狀態的位置點。
本發明的另一個方面，還提供了一種光纖熔接機，所述光纖熔接機包括電源、放電模塊、顯示模塊，所述光纖熔接機還包括：成像模塊、光纖對準模塊、控制模塊；其中，
所述成像模塊與顯示模塊和控制模塊相連，用於觀察第一光纖和第二光纖，並將第一光纖和第二光纖的包層位置輸入控制模塊；
所述控制模塊與成像模塊、光纖對準模塊、放電模塊相連，用於接收成像模塊的包層位置信息、比較第一光纖和第二光纖的包層是否對準，並用於發出啟動放電模塊的指令，還向光纖對準模塊發出調整V槽指令；
所述光纖對準模塊調整所述第一V槽和/或所述第二V槽。
上述方案中，所述成像模塊進一步包括：第一鏡頭固定體、第一鏡頭、第一圖像處理晶片、第二鏡頭固定體、第二鏡頭、第二圖像處理晶片；其中，
所述第一鏡頭固定在所述第一鏡頭固定體上，所述第一圖像處理晶片與所述第一鏡頭相連，所述第二鏡頭固定在所述第二鏡頭固定體上，所述第二圖像處理晶片與所述第二鏡頭相連，所述第一圖像處理晶片和所述第二圖像處理晶片與所述控制模塊相連；
所述第一鏡頭和第二鏡頭用於觀察所述第一光纖和第二光纖，並將所述第一光纖和第二光纖的包層位置輸入控制模塊。
上述方案中，所述光纖對準模塊進一步包括：
模塊固定體、第一感應光耦、第二感光光耦、第一光纖支撐架、第一支架螺絲、第一V槽、第一金屬彈片、第一齒輪組、第一絲杆、第一傳動系統固定塊、第一馬達、第二光纖支撐架、第二支架螺絲、第二V槽、第二金屬彈片、第二齒輪組、第二絲杆、第二傳動系統固定塊、第二馬達；其中，
所述第一V槽位於所述第一光纖支撐架的頂端，所述第一光纖支撐架與所述第一金屬彈片相連，通過所述第一支架螺絲，將所述第一光纖支撐架及第一金屬彈片固定在所述模塊固定體上，所述第一馬達固定在所述第一傳動系統固定塊上，與所述第一齒輪組相連，所述第一齒輪組與所述第一絲杆相連，第一絲杆與所述第一光纖支撐架相接觸；所述第二V槽位於所述第二光纖支撐架的頂端，所述第二光纖支撐架與所述第二金屬彈片相連，通過所述第二支架螺絲，將所述第二光纖支撐架及第二金屬彈片固定在所述模塊固定體上，所述第二馬達固定在所述第二傳動系統固定塊上，與所述第二齒輪組相 連，所述第二齒輪組與所述第二絲杆相連，第二絲杆與所述第二光纖支撐架相接觸；
所述第一V槽和所述第二V槽用於放置進行熔接的第一光纖和第二光纖；
所述第一馬達用於根據控制模塊的指令提供動力，傳動第一齒輪組，帶動第一絲杆，調整所述第一光纖支撐架的位置，從而調整第一V槽；所述第二馬達用於根據控制模塊的指令提供動力，傳動第二齒輪組，帶動第二絲杆，調整所述第二光纖支撐架的位置，從而調整第二V槽。
上述方案中，所述控制模塊進一步用於根據比較結果對所述第一馬達和/或第二馬達發出動力指令。
上述方案中，所述第一鏡頭的軸線與所述第二鏡頭的軸線成90度正交。
上述方案中，所述第一絲杆與所述第二絲杆成90度正交。
本發明實施例所提供的光纖熔接方法及光纖熔接機，通過第一鏡頭和第二鏡頭掃描第一光纖和第二光纖，並將第一光纖和第二光纖的包層位置輸入控制模塊；控制模塊比較第一光纖和第二光纖的包層是否對準；並根據對包層的比較結果對所述第一V槽和/或第二V槽進行調整，從而使纖芯對準。本發明通過包層的對準情況，實現對纖芯的調整，不需要鏡頭聚焦即可完成對光纖的調芯，比較精準的進行光纖對接和施工，保證熔接精度，同時，由於不需要鏡頭聚焦，從而不需要用於聚焦的馬達，實現熔接機的小型化，降低了熔接機成本。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明第一實施例的光纖熔接方法流程示意圖；
圖2為本發明第二實施例的光纖熔接機機芯主要部分俯視圖；
圖3為圖2所示成像模塊俯視圖；
圖4為圖3所示成像模塊A-A剖面圖；
圖5為圖2所示光纖對準模塊立體圖；
圖6為圖5所示光纖對準模塊第一內部結構圖；
圖7為圖5所示光纖對準模塊第二內部結構圖。
附圖標記說明：
1-成像模塊；11-第一鏡頭固定體；12-第一鏡頭；13-第一圖像處理晶片；14-第二鏡頭固定體；15-第二鏡頭；16-第二圖像處理晶片；
2-光纖對準模塊；20-模塊固定體；21-第一感應光耦；22-第二感光光耦；23-第一光纖支撐架；24-第一支架螺絲；25-第一V槽；26-第一金屬彈片；27-第一齒輪組；28-第一絲杆；29-第一傳動系統固定塊；210-第一馬達；211-第二光纖支撐架；212-第二支架螺絲；213-第二V槽；214-第二金屬彈片；215-第二齒輪組；216-第二絲杆；217-第二傳動系統固定塊；218-第二馬達。
具體實施方式
本技術領域技術人員可以理解，除非特意聲明，這裡使用的單數形式「一」、「一個」、「所述」和「該」也可包括複數形式。應該進一步理解的是，本發明的說明書中使用的措辭「包括」是指存在所述特徵、整數、步驟、操作、元件和/或組件，但是並不排除存在或添加一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應該理解，當我們稱元件被「連接」或「耦接」到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這裡使用的「連接」或「耦接」可以包括無線連接或耦接。這裡使用的措辭「和/或」包括一個或更多個相關聯的列出項的任一單元和全部組合。
本技術領域技術人員可以理解，除非另外定義，這裡使用的所有術語 (包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，並且除非像這裡一樣定義，不會用理想化或過於正式的含義來解釋。
為便於對本發明實施例的理解，下面詳細描述本發明的實施方式，通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。
本發明基於現有的光纖熔接機及光纖熔接方法，對機械固定熔接式光纖熔接機進行結構優化，並對熔接方法進行升級，一方面提高現有的機械固定熔接式光纖熔接機的熔接精度，另一方面實現光纖熔接機的小型化，在相同性能的基礎上降低光纖熔接機的成本。下面結合具體的實施例的附圖對本發明作詳細的說明。
圖1為本發明第一實施例的光纖熔接方法流程示意圖。
如圖1所示，本實施例的光纖熔接方法包括如下步驟：
步驟S1，將需要進行熔接的第一光纖放入第一V槽內，將需要進行熔接的第二光纖放入與第一V槽水平相對的第二V槽內。
光纖放入V槽後，各自由馬達推進，進入熔接範圍。這裡的V槽優選為陶瓷材料。但是並不限制採用其他適用的材料。
步驟S2，通過第一鏡頭和第二鏡頭觀察第一光纖和第二光纖，並將第一光纖和第二光纖的包層位置輸入控制模塊。
本步驟中，成像模塊對進入熔接範圍內的第一光纖和第二光纖進行成像，並將所述成像結果上傳給控制模塊。具體的，第一鏡頭與第二鏡頭分別從不同角度觀察第一光纖和第二光纖的位置，並將所獲得的光纖包層成像信息和位置信息傳送給控制模塊。
步驟S3，所述控制模塊比較第一光纖和第二光纖的包層是否對準。
本步驟中，控制模塊只需比較兩根光纖的包層位置即可。現在技術中，在精密調芯式光纖熔接機的熔接過程中，需要更多的馬達來推動鏡頭進行聚焦，從而更精準的進行調芯，而本發明不需要進行鏡頭聚焦，通過包層位置的對準，精準的掌握纖芯的對準情況，在保證對準精度的基礎上，減少了馬達的數量。
步驟S4，若已對準，則啟動放電模塊，對所述第一光纖和第二光纖進行熔接，程序結束。
步驟S5，若未對準，則調整所述第一V槽和/或所述第二V槽，且第一鏡頭和第二鏡頭再次觀察所述第一光纖和第二光纖的包層位置，並輸入所述控制模塊內。
本步驟中，調整所述第一V槽和/或所述第二V槽，進一步包括：
將所述第一V槽沿第一弧線運動，和/或將所述第二V槽沿第二弧線運動，使所述第一V槽與所述第二V槽運動至所述第一弧線與所述第二弧線在平面投影上呈相交狀態的位置點。
步驟S6，重複步驟S3至步驟S5，直至程序結束。
本實施例的光纖熔接方法，通過包層的對準情況，實現對纖芯的調整，不需要鏡頭聚焦即可完成對光纖的調芯，比較精準的進行光纖對接和施工，保證熔接精度，同時，由於不需要鏡頭聚焦，從而不需要用於聚焦的馬達，實現熔接機的小型化，降低了熔接機成本。
圖2為本發明第二實施例的光纖熔接機機芯主要部分俯視圖。
如圖2所示，本實施例的光纖熔接機，包括電源、放電模塊、顯示模塊，還包括成像模塊1、光纖對準模塊2、控制模塊；其中，
所述成像模塊1與顯示模塊和控制模塊相連，用於觀察第一光纖和第二光纖，並將第一光纖和第二光纖的包層位置輸入控制模塊；
所述控制模塊與成像模塊1、光纖對準模塊2、放電模塊相連，用於接收成像模塊1的包層位置信息、比較第一光纖和第二光纖的包層是否對準，並用於發出啟動放電模塊的指令，還向光纖對準模塊1發出調整V槽指令；
所述光纖對準模塊2調整所述第一V槽和/或所述第二V槽。
圖3為圖2所示成像模塊俯視圖。圖4為圖3所示成像模塊A-A剖面圖。
如圖3和圖4所示，本實施例的光纖熔接機，所述成像模塊1由第一鏡頭固定體11、第一鏡頭12、第一圖像處理晶片13、第二鏡頭固定體14、第二鏡頭15、第二圖像處理晶片16組成，所述第一鏡頭12固定在所述第一鏡頭固定體11上，所述第一圖像處理晶片13與所述第一鏡頭12相連，所述第二鏡頭15固定在所述第二鏡頭固定體14上，所述第二圖像處理晶片16與所述第二鏡頭15相連，所述第一圖像處理晶片13和所述第二圖像處理晶片16與所述控制模塊相連。
所述第一鏡頭12和第二鏡頭15用於觀察第一光纖和第二光纖，並將第一光纖和第二光纖的包層位置輸入控制模塊。
圖5為圖2所示光纖對準模塊立體圖；圖6為圖5所示光纖對準模塊第一內部結構圖；圖7為圖5所示光纖對準模塊第二內部結構圖。
如圖5至圖7所示，本實施例的光纖熔接機，所述光纖對準模塊2由模塊固定體20、第一感應光耦21、第二感光光耦22(圖未示出)、第一光纖支撐架23、第一支架螺絲24、第一V槽25、第一金屬彈片26、第一齒輪組27、第一絲杆28、第一傳動系統固定塊29、第一馬達210、第二光纖支撐架211、第二支架螺絲212、第二V槽213、第二金屬彈片214、第二齒輪組215、第二絲杆216、第二傳動系統固定塊217、第二馬達218組成。
所述第一V槽25位於所述第一光纖支撐架23的頂端，所述第一光纖支撐架23與所述第一金屬彈片26相連，通過所述第一支架螺絲24，將所述第一光纖支撐架23及第一金屬彈片26固定在所述模塊固定體20上，所述第一馬達210固定在所述第一傳動系統固定塊29上，與所述第一齒輪組27相連， 所述第一齒輪組27與所述第一絲杆28相連，第一絲杆28與所述第一光纖支撐架23相接觸；所述第二V槽213位於所述第二光纖支撐架211的頂端，所述第二光纖支撐架211與所述第二金屬彈片214相連，通過所述第二支架螺絲212，將所述第二光纖支撐架211及第二金屬彈片214固定在所述模塊固定體20上，所述第二馬達218固定在所述第二傳動系統固定塊217上，與所述第二齒輪組215相連，所述第二齒輪組215與所述第二絲杆216相連，第二絲杆216與所述第二光纖支撐架211相接觸。
所述第一V槽25和所述第二V槽213用於放置進行熔接的第一光纖和第二光纖。
所述控制模塊進一步用於比較第一光纖和第二光纖的包層是否對準，並根據所述比較結果對所述第一馬達210和/或第二馬達218發出動力指令。
所述第一馬達210用於根據控制模塊的指令提供動力，傳動第一齒輪組27，帶動第一絲杆28軸向前進或後退，頂住第一光纖支撐架23，使第一光纖支撐架23以第一支架螺絲24的位置為圓心、第一金屬彈片26為半徑做弧線運動，設置在第一光纖支撐架23上的第一V槽25隨之做第一弧線運動；所述第二馬達218用於根據控制模塊的指令提供動力，傳動第二齒輪組215，帶動第二絲杆216軸向前進或後退，頂住第二光纖支撐架211，使第二光纖支撐架211以第二支架螺絲212的位置為圓心、第二金屬彈片214為半徑做弧線運動，設置在第二光纖支撐架211上的第二V槽213隨之做第二弧線運動。所述第一V槽25與所述第二V槽213運動至所述第一弧線與所述第二弧線在平面投影上呈相交狀態的位置點時，第一光纖與第二光纖對芯成功。
優選的，支撐架是金屬彈片的延伸，且與金屬彈片連接為一體。支撐架繞圓心旋轉，金屬彈片為所述支撐架旋轉的半徑。
優選的，所述第一鏡頭12的軸線與所述第二鏡頭15的軸線成90度正交，所述第一絲杆與所述第二絲杆成90度正交。
優選的，所述第一光纖支撐架23和第二光纖支撐架211，是可實現本實施 例功能的支撐架，如所述光纖支撐架可扭曲變形，或可旋轉。
下面結合附圖2至圖7，進一步說明本實施例的光纖熔接機如何對光纖進行熔接：
首先，在進行熔接前，通過第一感光光耦21和第二感光光耦22對所述第一V槽25和第二V槽213進行位置初始化。
其次，將第一光纖放入第一V槽25內，第二光纖放入第二V槽213內。這裡並無順序要求，僅僅是表示光纖的放入V槽的過程。
通過推進馬達，將兩根光纖推進到鏡頭範圍內，或熔接範圍。兩個鏡頭12、15分別同時對兩根光纖進行觀察成像。這裡的觀察成像過程如同人的兩個眼睛觀察事物。所述鏡頭觀察光纖的包層位置，通過圖像處理晶片(如CMOS晶片)處理成像後，傳給控制模塊。
控制模塊通過相應的軟體對所述成像數據進行計算，比較第一光纖和第二光纖的包層位置，是否對準。這裡的計算和比較過程，可以通過設立坐標系的方式，也可以通過確定基準點的方式，通過相應的硬體和軟體來實現，如CPU。
進一步的，控制模塊判斷，若兩根光纖的包層位置已對準，則啟動放電模塊，對所述第一光纖和第二光纖進行熔接，程序結束。
若控制模塊判斷，兩根光纖的包層位置未對準，則調整所述第一V槽25和/或所述第二V槽213，且第一鏡頭12和第二鏡頭15再次觀察所述第一光纖和第二光纖的包層位置，並輸入所述控制模塊內，重複計算成像數據、判斷是否對準、是否需要調整並在需要時進行調整的過程，直至熔接過程結束。
對第一V槽25和/或所述第二V槽213的調整，通過控制模塊將調整信息傳輸給第一馬達210，第一馬達210根據控制模塊的指令，提供動力，傳動第一齒輪組27，從而帶動第一絲杆28，第一絲杆28進行軸向前後位置的移動，推動第一支撐架23，使第一支撐架23以第一支架螺絲24的位置為圓心、第一金屬彈片26為半徑做弧線運動，從而調整位於第一支撐架23的頂端的第一V槽 25，調整第一光纖的位置。同理，也可以同時採用同樣的方法調整第二V槽213，從而調整第二光纖的位置。當僅調整其中一根光纖即可完成光纖的對準時，則僅調整其中一個V槽即可。
本實施例的光纖熔接機，通過包層的對準情況，實現對纖芯的調整，不需要鏡頭聚焦即可完成對光纖的調芯，比較精準的進行光纖對接和施工，保證熔接精度和低的熔接損耗，通過測試，採用本發明的光纖熔接機進行光纖熔接，光纖熔接損耗值低至0.03dB；同時，由於不需要鏡頭聚焦，從而不需要用於聚焦的馬達，實現熔接機的小型化，降低了熔接機成本。
本領域普通技術人員可以理解：附圖只是一個實施例的示意圖，附圖中的模塊或流程並不一定是實施本發明所必須的。
通過以上的實施方式的描述可知，本領域的技術人員可以清楚地了解到本發明可藉助軟體加必需的通用硬體平臺的方式來實現。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品可以存儲在存儲介質中，如ROM/RAM、磁碟、光碟等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，伺服器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。
本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對於裝置或系統實施例而言，由於其基本相似於方法實施例，所以描述得比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所描述的裝置及系統實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創造性勞動的情況下，即可以理解並 實施。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。