光導纖維熔接機的製作方法
2023-09-19 18:46:35
專利名稱：光導纖維熔接機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種熔接機，它具有對接光導纖維的功能，以及發送其操作狀態之類的通信功能。
熔接機作為對接光導纖維的傳統裝置是公知的。在熔接機中，一對光導纖維線材的端部被彼此對壓著，並通過放電使這樣對壓的部分熔化，由此使它們連接起來。傳統的光導纖維熔接機公開在美國專利US 5,524,163及5,611,015中。
通常，熔接機由其製造商售給光導纖維供應商，後者使用它來裝設光導纖維網等。在熔接機使用時有時會引起操作故障。在此情況下，當其使用現場遠離製造商的維修站時，將要由製造商的維修服務人員通過電話之類的通信裝置來進行熔接機的維修。例如，製造商方的維修人員通過電話電傳指令使用現場的操作人員操作熔接機，操作人員回答熔接機下一步的工作情況。當故障是由操作失誤引起時，熔接機的操作故障將能消失。但如果是熔接機的故障時，則要將其運回對其維修。
但是，對遠方現場的熔接機進行維修時，維修服務人員的指令可能不會清楚地傳達給操作人員，或操作人員可能不能全面地描述熔接機的動作，因此不能高效地進行維修。即有這樣的情況，尤其當熔接機的用戶不熟悉它的操作時，很難通過電話、電傳等來正確地通報熔接機的工作情況。維修服務人員要麼前往現場，要麼將熔焊機送回到維修人員身邊。但是，當故障是由熔接機的操作失誤或操作設置的小錯誤引起時，這一方式將變得十分低效。
為了克服上述問題，本發明的目的是提供一種熔接機，它能使維修高效地進行。
因此，本發明提供了一種用於對接光導纖維的熔接機，它包括成像裝置，用於捕獲光導纖維熔接過程的圖像；存儲裝置，用於存儲由成像裝置獲得的圖像數據；及通信裝置，用於發送圖像數據並與維修站通信。
根據本發明，可以捕獲光導纖維熔接處理的圖像並存貯圖像數據，該圖像可通過公共網絡之類發送到維修站。當在熔接機的操作中出現故障時，將存儲的圖像數據發送到維修站。根據該圖像數據，可由製造商方的維修人員在維修站精確地掌握熔接機的故障，因此可以給熔接機的用戶提供合適的建議。
根據本發明的熔接機還包括預設參數控制裝置，用於響應由維修站發來的信號來改變光導纖維熔接操作的預設參數。
在此情況下，通過公共網絡或類似網絡由遠方的維修站可以適當地調節和光導纖維熔接操作有關的預設參數。因而，在熔接機的操作故障是由和其操作有關的預設參數的失調引起時，可以通過調節預設參數對熔接機進行精確的維修。
從以下給出的詳細說明及附圖將能更全面的理解本發明，它們僅是以說明方式給出的，而不能理解為對本發明的限制。
從以下給出的詳細說明將會對本發明的進一步的應用範圍更加清楚。但是，應該理解，雖然詳細說明及具體的例子表示了本發明的優選實施例，但它們僅是以說明方式給出的，因為對於本領域的熟練技術人員均明白，各種改變及修改將在本發明的精神和範圍以內。
圖1是一種熔接機的透視圖；圖2是解釋光導纖維F1和F2由CCD圖像攝像機14探測的示意圖；圖3是該熔接機的示意圖；圖4是熔接機中通信控制器的示意圖；及圖5是利用熔接機的維修系統的示意圖。
下面將解釋本發明的各個實施例。在附圖中，彼此相同的部件將用相同的標號或字母表示，故不對它們作重複的說明。並且，在附圖中部件的尺寸比例並不總是與說明相對應。
圖1表示根據該實施例的熔接機。圖示的熔接機1包括彼此對齊地布置在外殼HS外表面上的臺階STG1和STG2。臺階STG1及STG2由設置在機殼HS內的驅動機構12(見圖3)彼此獨立地沿光導纖維F1及F2的縱向進行驅動。光導纖維F1和F2由分別固定在臺階STG1及STG2上的保持器HD1及HD2保持。因此，當臺階STG1及STG2在縱向上移動時，纖維F1及F2也在縱向上移動。驅動機構12可在垂直於縱向的寬度方向上移動臺階STG1及STG2並還能繞縱向軸以θ方向上使其轉動。
光導纖維F1和F2的端部彼此通過一個間隙而面對著，而針狀放電電極E1及E2這樣布置，即使得該間隙夾在兩電極之間。當將一操作單元17上的充電按鈕及設定按鈕按下時，放電單元11的一端及電池BT一端之間的開關S2閉合，由此使電荷聚集到放電單元11的電容器中。當將操作單元17的引弧按鈕及設定按鈕按下時，開關S2斷開，而開關S1閉合，由此在放電電極E1和E2之間發生放電。當放電電極E1和E2之間放電時，所產生的熱使光導纖維F1和F2的端部熔化，由此將光導纖維F1和F2熔接在一起。在纖維F1和F2被熔接起來以前，使纖維F1穿過一個加強件TB。在接合後，將加強件TB移到纖維的接合位置上。接著，將纖維F1和F2以及加強件TB一起移到加熱器HT上。在這裡，當加熱按鈕及設定按鈕被按下時，將接合部分加熱，由此使加強件TB收縮，使得加強件TB的內表面接觸到纖維的外表面上。
通過一個CCD攝像機14獲取光導纖維F1和F2的端部圖像，並將獲得的圖像在裝於外殼HS上的監視器上顯示，同時將它的圖像數據存儲到存儲器21中。在存儲器21中的圖像數據經過通信控制器(通信裝置)3輸出到電話線，而用於控制CPU 2的控制信號從電話線經通信控制器3輸入。
當按下復位按鈕時，將取消確定操作的內容。當按下方式按鈕時，將切換上述的纖維移動的方式、放電控制方式、圖像數據存儲方式、及通信方式。上述各種控制由來自CPU 2的控制信號執行。
圖2是說明光導纖維F1和F2如何被CCD攝像機14攝取的原理圖。熔接機1裝有照明器13。該照明器是用來對光導纖維接合部分照明的裝置。照明器13由X軸照明器13a及Y軸照明器13b組成，它們以相互正交的方向對光導纖維的接合部分照明。這裡，X及Y軸是指平行於待接合到一起的光導纖維各端面的兩個方向，並且彼此垂直。
由CCD圖像傳感器14′構成的CCD攝像機14是用於攝取光導纖維熔接過程的裝置，並被布置成面向光導纖維的接合部分。該CCD攝像機包括作為光學系統的一對顯微鏡MS1及MS2，用於沿彼此正交的方向攝取光導纖維熔接步驟的圖像。
具體地，由LED形成的照明器13a設置在與光導纖維F1和F2的縱向相垂直的X方向的延長線上。由LED形成的照明燈13b設置在與光導纖維F1及F2的縱向以及X方向相垂直的Y方向的延長線上。因此，當由照明燈13a發射的光通過光導纖維F1及F2並經過顯微鏡MS1、傳輸然後由鏡MR1反射時，與X方向垂直的光導纖維F1和F2的圖像就被投射到CCD攝像機14上。另一方面，當由照明器13b發射的光通過光導纖維F1和F2並經過顯微鏡MS2傳輸、然後由鏡MR2反射時，與Y方向垂直的光導纖維F1和F2的圖像就被投射到CCD攝像機14上。照明器13a和13b有選擇地照明，以使得每次僅是X及Y圖像中的一個被投射到CCD攝像機14上。照明器13及CCD圖像傳感器14′均可以由單個元件或多個元件構成。並且，也不限制在CCD圖像傳感器14′，也可使用其它的裝置作為成像裝置，只要由它能夠攝取光導纖維接合過程的圖像即可。
圖3是根據該實施例的熔接機1的電結構圖。控制熔接機1的操作的CPU 2由微計算機或類似裝置構成。同時，熔接機1裝有執行熔接的放電單元11，及用於使定位臺階STG1和STG2移動的驅動機構12。放電單元11具有一對電極，它們指向安裝光導纖維的定位臺。根據CPU 2的指令，電極放電，由此使放置在定位臺階STG1和STG2上的光導纖維熔接。驅動機構12是用於移動定位臺階STG1和STG2的機構，以使得例如待接合的兩光導纖維的端面彼此相抵或兩光導纖維彼此對中。
熔接機1的CPU 2在其中容納一個靜止圖像文件發生器(未示出)及主存儲器21。該靜止圖像文件發生器接收由CCD圖像傳感器14′輸出的圖像數據並將這樣接收的圖像數據轉換成一個靜止圖像的靜止圖像文件。最好，該靜止圖像文件發生器使用壓縮文件系統，如JPEG或TIFF。在此情況下，即使當主存儲器21的存儲容量小時，也可以存儲大量的圖像數據。主存儲器21是用於在CPU 2中存儲指令及數據以及作為由靜止圖像文件發生器輸出的圖像文件的圖像數據的存儲裝置。在光導纖維熔接的每個步驟的適當時間存儲圖像數據。例如，在由熔接機1執行熔接時，由每次對照明器13a(在X軸上)產生的亮度狀態進行檢查時、對照明燈13b(在Y軸上)產生的亮度狀態進行檢查時、將待對接的光導纖維放置到定位臺階STG1和STG2的V形槽中時、光導纖維對接部分放電淨化(濺射)時、光導纖維粗對中時、對設在CCD攝像機14的光學系統中的顯微鏡調焦距(在X及Y軸上)時、對待對接的光導纖維的兩端面之間的距離精密調節時、對光導纖維的端面檢查時(在X及Y軸上)、光導纖維外徑對中或芯件對中(在X及Y軸上)時、及在通過放電熔接時或熔接後的接合檢查時，進行圖像數據的存儲。作為存儲裝置也可使用設在CPU 2外部的外部存儲裝置。
熔接機1除電池BT外設有電源單元16。電源單元16是用於將外部電源轉換成向熔接機1的每個部分供電的供電電壓的單元。
如圖3中所示，該熔接機1設有通信控制器3，它是一個通信裝置。通信控制器3執行熔接機1中的通信控制，使熔接機1與維修站聯繫。它具有將存儲在CPU 2中的主存儲器21內的每個圖像數據發送到熔接機1外部、即維修站的功能，及從維修站接收信號的功能。熔接機1和維修站之間的通信協議可使用非程序協議、IP協議和類似協議。熔接機1和維修站之間的傳送協議可使用XMODEM協議，YMODEM協議，ZMODEM協議，KERMIT協議及基於非程序通信協議的類似協議。如圖4所示，例如通信控制器3由文件傳送協議控制器31、通信指令處理器32、通信協議控制器33及調製解調通信控制器34組成。文件傳送協議控制器31用於根據由維修站的維修人員指定的協議或由裝機地點的操作員指定的協議將存儲的靜止圖像文件傳送到維修站。通信指令處理器32用於當例如通過操作單元17由操作員指令熔接機1發送圖像數據時，處理從CPU 2輸出的通信指令。並且，通信指令處理器32具有分析從維修站發來的通信指令內容的功能。通信協議控制器33將通信指令信號轉換成已與維修站側協調好的協議信號。調製解調通信控制器34執行與一數據機的串行通信以便對數據機本身發送/接收數據及發送指令信號。
如圖4中所示，通信控制器3可與一數據機4相連接，後者執行相對公共網絡的信號轉換。例如，熔接機1設有卡插入槽18。當卡型數據機、如PC卡或總線卡插入到卡插入槽18中時，熔接機1通過通信控制器3接入公共網絡。也可使用另外類型如盒型的數據機將熔接機1接入公共網絡，但從可移動觀點出發最好使用卡型數據機。例如，在卡型數據機的情況下，當藉助蜂窩電話或類似裝置建立對公共網絡的連接時，便能建立從安裝光導纖維的現場到維修站的通信，由此能在現場進行熔接機1維修。
因此，通信控制器3能通過調製器4及公共網絡與維修站通信，由此能將熔接過程中的圖像數據發送到維修站及從其接收信號。
並且，CPU 2具有根據在通信時刻由維修站發來的預設參數調節信號的預設參數控制功能，用於改變和光導纖維熔接有關的預設參數。也即，它具有接收從維修站發來的預設參數調節信號的功能，並響應該信號來改寫主存儲器21中所存儲及設定的和熔接操作有關的參數值。因此，在與維修站通信時，可以改變和熔接機1熔接有關的預設參數。因此，由於預設參數可以改變，光導纖維的熔接可以優化，並且當維修人員留在維修站時便能順利地進行維修。
圖5表示使用熔接機1的維修系統。如圖所示，熔接機1通過公共網絡連接到維修站5。作為公共網絡例如使用模擬電話線網絡(以下稱為「公共線路」)。另一方面，在維修站5中裝有能與熔接機1通信的通信裝置51。通信裝置51通過數據機連接到公共線路並具有類似於上述通信控制器3的功能，因此能與熔接機1相通信。作為公共網絡，也可使用另外的網絡，例如數字數據交換網(DDX)或類似網。
以下將解釋維修熔接機1的方法。
在圖5中，當熔接機1在工作中出現故障、例如在裝設光導纖維的現場發生故障時，為了與維修站5通信，將熔接機1與公共線路6相連接。即，使連接到公共線路6的卡型數據機插到熔接機1上，由此使熔接機1經過數據機與公共線路6相連接。這裡，當使用無線蜂窩電話或類似裝置作為公共線路6的終端設備時，就能在現場直接地進行維修。
一旦連接到公共線路6時，方式選擇菜單顯示在熔接機1的顯示器DP上。接著從方式選擇菜單中選擇請求維修方式，即無線通信方式。當該方式選擇時，呼叫信號從熔接機1的通信控制器3經數據機發送到維修站5。當維修站5的通信控制器51接收到該呼叫信號時，熔接機1進入在線(on-hook)狀態。然後通信裝置51自動地對熔接機1撥號，後者對此響應，由此在熔接機1及維修站5之間建立了通信線路。
然後，維修站5的通信裝置51將要求熔接的通信指令發送到熔接機1。這裡，通信裝置51也指令熔接機1獲取熔接時的圖像數據(靜止圖像文件)。在對此作出響應時，熔接機1分析該指令，及一邊執行熔接，一邊存儲圖像數據。在熔接處理結束時刻，熔接機1通過公共線路6告訴維修站5的通信裝置51熔接處理已告結束。為了響應該信號，維修站5的通信裝置51指定文件傳送協議，並要求熔接機1在該熔接處理時獲取何種圖像數據。響應於該請求，熔接機1將文件信息發送給維修站5的通信裝置51。該文件信息涉及存儲在CPU 2主存儲器21中的圖像數據(靜止圖像文件)。
然後，根據由熔接機1發來的文件信息，維修站5的通信裝置51在監視器DP上顯示圖像文件表。該圖像文件表是存儲在熔接機1中的圖像數據的表。通過觀察該圖像文件表，維修站5的維修人員看一眼就能識別出熔接機1的哪些步驟操作正常，並由此能隨時掌握熔接機1的故障。並且，鑑於圖像文件表，維修人員指定待從其中獲知的圖像數據。響應於該指定，熔接機1將該圖像數據傳送給維修站5。這裡，待傳送的圖像數據是在熔接處理期間存儲的那些數據。例如，當熔接處理完全進行到熔接檢查的最後步驟時，所有從亮度檢查到熔接檢查的圖像數據被發送。另一方面，當熔接處理僅進行在中間步驟時(例如，亮度檢查、粗對中等)，存儲圖像數據，直到該步驟被渡過。然後，通過在適當時刻確認及參看傳送的數據，維修人員便能詳細地掌握熔接機1的故障狀態。
例如，當圖像數據被存儲直到在X軸上的亮度檢查時被發送時，可以假定，譬如照明器13a由於長時使用等原因而老化、由於亮度檢查的預設參考參數(熔接機1中的預設參數之一)設置得不合適，或由於灰塵粘在攝像機14的顯微鏡的物鏡上，使該照明器發射的光量不夠，由此引起故障。對於在此情況下的維修，首先，安裝現場側被指令除去物鏡上的灰塵。如果由此不能消除該故障，則使用通信裝置51根據通信指令來調整預設參考參數值。
當圖像數據被存儲直到在Y軸上的亮度檢查時被發送時，和上述圖像數據被存儲直到在X軸上的亮度檢查時被發送的情況類似，執行和照明器13b的維修。
在圖像數據被存儲直到待熔接的光導纖維被置於定位臺階STG1和STG2上時被發送的情況下，可以假定，譬如用於移動定位臺階STG1和STG2的驅動機構發生故障、驅動機構12的限位傳感器發生故障、或是涉及驅動機構12的預定驅動參數不合適。對於在此情況下的維修，通過通信指令來調節預設參數，及通過通信指令來確認限位傳感器的操作狀態。
在圖像數據被存儲直到光導纖維熔接部分的放電淨化(濺射)或光導纖維的粗對中時被發送的情況下，可以假定，譬如灰塵粘在光導纖維表面上、灰塵粘在顯微鏡的物鏡上、驅動機構12中的電動機或凸輪發生故障、或驅動機構12的限位傳感器有故障。對於在此情況下的維修，發出用於除去粘附灰塵的指令。如果藉此未能消除故障，則使用通信裝置51，以便根據通信指令來調節用於熔接機1中放電淨化的次數或持續時間的預設參數、驅動機構12中的預定電動機驅動參數、或灰塵的容許量。另一方式是，通過通信指令來確認限位傳感器的操作狀態。
在圖像數據被存儲直到X軸上的CCD攝像機14的顯微鏡聚焦調節時被傳送的情況下，可以假定，譬如驅動機構12發生故障、灰塵粘在顯微鏡的物上、顯微鏡本身有故障(由於顯微鏡定位偏差而不能聚焦)或限位傳感器有故障。對於在此情況下的維修，發出用於除去粘附灰塵的指令。如果藉此來消除故障，則根據通信指令調節驅動機構12的電動機驅動預設參數或灰塵的容許量。另一方式是，通過通信指令來確認限位傳感器的操作狀態。
當圖像數據被存儲直到Y軸上的CCD攝像機14的顯微鏡聚焦調節時被傳送的情況下，則類似上述圖像數據被存儲直到X軸上的CCD攝像機14的顯微鏡聚焦調節時被傳送的情況，執行其維修。
在圖像數據被存儲直到將熔接的光導纖維的各端面之間的距離的細調節被發送的情況下，可以假定，譬如驅動機構有故障、或用於對接距離的預設參數設得不合適。對於在此情況下的維修，將參照各個圖像數據形成的圖像，根據通信指令來調節驅動機構12的電動機驅動預設參數或調節對接距離。
在圖像數據被存儲直到Y軸上光導纖維的端面檢查時被發送的情況下，假定，光導纖維的端面被不適當地切割、灰塵粘在光導纖維的端面上、或由於放電淨化使端面變形，由此產生故障。對於在此情況下的維修，將參照各個圖像數據等，根據通信指令調節濺射的預設參數或灰塵的容許量。
在圖像數據被存儲直到X軸上光導纖維的端面檢查時被發送的情況下，可假定其故障類似於上述圖像數據被存儲直到Y軸上光導纖維的端面檢查時被發送的情況中的故障，因此，類似以上地進行維修。
在圖像數據被存儲直到在X軸方向上光導纖維的外徑對中或芯件對中時被發送的情況下，假定，譬如由於偏心量太大等原因光導纖維本身不合適、驅動機構12有故障、或灰塵粘在光導纖維的芯體部分上。對於在此情況下的維修，將參考各個圖像數據及類似記錄，根據通信指令來調節驅動機構12的電動機驅動的預設參數或灰塵的容許量。
當圖像數據被存儲直到在Y軸方向上光導纖維的外徑對中或芯件對中時被發送的情況下，假定其故障類似於上述圖像被存儲直到在X軸方向上光導纖維的外徑對中或芯件對中時被發送的情況中的故障。因此，維修執行和上面類似。
在圖像數據被存儲直到在通過放電進行熔接中或熔接後的熔接檢查(在X和Y軸上)時被發送的情況下，可以假定，放電輸出不合適、放電時間不合適、在放電(熔接)時光導纖維在左及右側的充填行程不合適、或放電電極有故障(例如電極定位偏移)。對於在此情況下的維修，將參照相應的圖像數據或類似記錄，根據通信指令來調節放電輸出電平、放電時間或推移量的預設參數。
因此，根據由熔接機1傳送的圖像數據，可以在維修站5處精確並容易地掌握熔接機1的操作狀態。因此，為了消除熔接機1操作中的故障，對安裝及操作光導纖維人員可以提供合適的指導，由此可執行熔接機1的維修。並且，根據熔接機1在操作時的故障，通過與維修站5的通信可調節和熔接機1操作有關的預設參數值，由此對熔接機1進行維修。
如上所述，在根據本實施例的熔接機1中，在操作中有故障時，將存儲的圖像數據發送到維修站5，由此根據這些圖像數據可在維修站5側精確地掌握熔接機1中的故障狀態，因此能對操作人員提供關於熔接機1故障的合適指導，因而可輕而易舉地解決小故障，而無需維修人員前赴熔接機使用現場或將熔接機返送回來。因此，可使熔接機的維修效率提高。
並且，在提供有改變和光導纖維熔接操作有關的預設參數的預設參數控制裝置的情況下，當熔接機操作中的故障是由涉及其操作的預設參數的失調引起時，通過調節這些預設參數可以進行熔接機更精確的維修。因此可有效地進行維修。
如上面所解釋的，根據本發明可獲得以下效果。
即，當熔接機操作中具有故障時，將存儲的圖像數據發送到維修站，由此維修站可根據該圖像數據精確地掌握熔接機的故障，因而可對熔接機操作員提供正確的建議。相應地，可有效地進行熔接機的維修。
並且，在提供有改變和光導纖維熔接操作有關的預設參數的預設參數控制裝置的情況下，當熔接機中的故障是由涉及其操作的預設參數失調引起時，通過調節預設參數，可以進行熔接機的精確維修，由此使維修效率提高。
顯然可看出，本發明能以各種方式作出改變，而這種改變不脫離本發明之精神和範圍。對於本領域熟練技術人員，這種修改是顯而易見的，它落入下述權利要求書的範圍之內。
權利要求
1.一種光導纖維熔接機，包括圖像傳感器，用於獲取彼此面對著的光導纖維兩端面的圖像；存儲裝置，用於存儲由所述圖像傳感器獲得的圖像數據；及通信裝置，用於將所述圖像數據傳送到外部。
2.根據權利要求1的光導纖維熔接機，其中，所述通信裝置用於通過電話線與維修站通信；所述光導纖維熔接機還包括預設參數控制裝置，用於響應由所述維修站發送來的信號來改變和所述光導纖維熔接操作有關的預設參數。
全文摘要
提供一種可以高效率進行維修熔接機。用於對接光導纖維的熔接機包括:一個CCD攝像機,用於獲得光導纖維熔接過程圖像;一個主存儲器,用於存儲由CCD攝像機獲得的圖像數據;及一個通信控制器,它可發送圖像數據並執行與維修站的通信。
文檔編號G02B6/00GK1197930SQ9810957
公開日1998年11月4日 申請日期1998年4月10日 優先權日1997年4月10日
發明者菱川善文, 渡部和雄 申請人:住友電氣工業株式會社