一种光纤研磨装置的制作方法

1.本实用新型涉及光纤研磨技术领域，尤其涉及一种光纤研磨装置。


背景技术：

2.光纤透镜一般是指直接将光纤端面加工制作成某种类似透镜的形状，用以达到光路变换或者模式转换的目的；光纤透镜被广泛制作和应用于光纤器件耦合当中，用以改善器件之间的插入损耗和回波损耗，不同的耦合对象要求使用的光纤透镜形状不同，诸如存在圆锥形光纤端面、球形光纤端面、楔形光纤端面、四角锥形光纤端面等；为了获得相应端面形状的光纤透镜，光纤透镜的研磨技术和研磨装置也就应运而生。
3.在现有的光纤研磨装置中，用于与光纤接触摩擦的研磨盘通常为固定放置，其高度不可调节，不便于研磨盘的维护调试。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种能够便于研磨盘的维护调试的光纤研磨装置。
5.为实现上述目的，提供以下技术方案：
6.一种光纤研磨装置，包括：
7.夹持件，用于夹持待研磨的光纤；
8.第一驱动件，所述第一驱动件的驱动端固定连接所述夹持件，以驱动所述夹持件绕自身轴线转动；
9.第二驱动件，所述第二驱动件的驱动端固定连接所述第一驱动件，以驱动所述第一驱动件在竖直平面内绕水平轴线摆动；
10.第三驱动件，所述第三驱动件的驱动端固定连接所述第二驱动件，以驱动所述第二驱动件沿竖直方向移动；
11.研磨机构，设于所述夹持件的下方，所述研磨机构包括第四驱动件和设于所述第四驱动件的驱动端的研磨件，所述第四驱动件用于驱动所述研磨件沿所述竖直方向靠近或远离光纤。
12.可选地，所述第四驱动件为剪叉式升降机构。
13.可选地，所述研磨件包括具有敞口的研磨支撑盘和设于所述研磨支撑盘内的第一研磨盘，所述第四驱动件的驱动端连接所述研磨支撑盘；所述研磨支撑盘上设置研磨电机，所述研磨电机的输出端连接所述第一研磨盘；所述第一研磨盘为平面结构。
14.可选地，所述研磨件还包括滑动设于所述研磨支撑盘上方的第二研磨盘，所述第二研磨盘用于盛放研磨剂。
15.可选地，所述第一驱动件包括驱动电机和传动结构，所述传动结构包括主动轮、从动轮和同时绕设于所述主动轮和所述从动轮上的皮带，所述主动轮同轴设于所述驱动电机的输出轴上，所述从动轮同轴穿设于所述夹持件上。
16.可选地，所述从动轮上还固设有用于盘绕光纤的光纤盘绕架。
17.可选地，所述第二驱动件的驱动端设置连接架，所述连接架包括相互连接的第一连接板和第二连接板，所述第二连接板相对于所述第一连接板远离所述第二驱动件；
18.所述驱动电机设于所述第二连接板靠近所述第二驱动件的一侧；所述夹持件设于所述第二连接板远离所述第二驱动件的一侧。
19.可选地，所述第二连接板上沿竖直方向间隔设置有两个支撑块，所述夹持件转动设于所述支撑块上。
20.可选地，所述夹持件包括杆体和设于所述杆体底端的夹持部，所述杆体上贯穿设置有穿线槽；所述夹持部包括：
21.夹持本体，所述夹持本体内开设有容置槽，所述容置槽的横截面为圆形；
22.至少三个夹持块，至少三个所述夹持块在所述容置槽内沿所述容置槽的周向均匀分布；至少三个所述夹持块之间具有供光纤穿过的间隙；
23.紧固件，设于所述夹持本体上，用于调节所述间隙的大小。
24.可选地，所述容置槽的底端及所述夹持块的底端均呈上宽下窄的锥形结构。与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
25.本实用新型的研磨机构通过设置第四驱动件，使得研磨件能够在第四驱动件的驱动下远离上方的光纤，从而方便了研磨件的更换或维修，提高了整个研磨机构的适用性；整个过程中光纤的摆动角度及高度位置可以保持不变，待研磨件维护调试完成后，再利用第四驱动件驱动研磨件与光纤重新接触即可，方便后续研磨过程继续顺利进行。
附图说明
26.图1为本实用新型实施例中一种光纤研磨装置的整体结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例中一种光纤研磨装置的正视图；
28.图3为本实用新型实施例中研磨机构的正视图；
29.图4为本实用新型实施例中研磨机构的俯视图；
30.图5为本实用新型实施例中夹持件的夹持部的仰视图；
31.图6为图5中a
‑
a面的剖视图。
32.附图标记：
33.100、防震平台；101、水平面板；102、支撑部；
34.110、第一驱动件；111、驱动电机；120、第二驱动件；130、第三驱动件；
35.20、夹持件；30、研磨机构；40、监控机构；50、光斑检测仪；60、连接架；70、旋转平台；80、传动结构；90、光纤盘绕架；
36.21、杆体；22、夹持部；221、夹持本体；2211、容置槽；222、夹持块；2221、楔形面；31、第四驱动件；32、研磨支撑盘；321、滑轨；33、第一研磨盘；34、研磨电机；35、第二研磨盘；36、第一转接件；41、支撑架；42、ccd相机；43、第二转接件；61、第一连接板；62、第二连接板；621、支撑块；81、主动轮；82、从动轮；83、皮带。
具体实施方式
37.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描
述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
38.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
41.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
43.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
44.本实施例在于提供一种光纤研磨装置，用于对光纤的端面进行研磨操作。具体地，参阅图1
‑
4，光纤研磨装置包括夹持件20、第一驱动件110、第二驱动件120、第三驱动件130和研磨机构30；其中，夹持件20用于夹持待研磨的光纤；第一驱动件110的驱动端固定连接夹持件20，以驱动夹持件20绕自身轴线转动；第二驱动件120的驱动端固定连接第一驱动件110，以驱动第一驱动件110在竖直平面内绕水平轴线摆动，进而使光纤摆动；第三驱动件130的驱动端固定连接第二驱动件120，以驱动第二驱动件120沿竖直方向移动，进而驱动光纤在竖直方向移动；研磨机构30设于夹持件20的下方，研磨机构30包括第四驱动件31和设于第四驱动件31的驱动端的研磨件，第四驱动件31用于驱动研磨件沿竖直方向靠近或远离光纤。
45.具体实施时，本实施例所提供的研磨机构30通过设置第四驱动件31，使得研磨件
能够在第四驱动件31的驱动下远离上方的光纤，从而方便了研磨件的更换或维修，提高了整个研磨机构30的适用性；整个过程中光纤的摆动角度及高度位置可以保持不变，待研磨件维护调试完成后，再利用第四驱动件31驱动研磨件与光纤重新接触即可，方便后续研磨过程继续顺利进行。
46.可选地，第一驱动件110和第二驱动件120均可选用电机，以提供相应的转动力矩，第一驱动件110的转动力矩用于驱动夹持件20及夹持件20所夹持的光纤自转，进而与研磨件发生摩擦，第二驱动件120的转动力矩则用于驱动第一驱动件110和其上的夹持件20在竖直平面内摆动到一定角度或往复摆动，进而在与研磨件接触研磨时形成楔形或锥形端面。进一步地，第三驱动件130可选用电机与滚珠丝杠滑台搭配的结构，第二驱动件120设置在滚珠丝杠滑台的移动滑台上，电机输出转动力矩，通过滚珠丝杠和移动滑台上的丝杠螺母的配合实现移动滑台的精准移动。上述各驱动件的电机均可选用伺服电机，以保证整个研磨过程中光纤的定位精度，也就保证了光纤尺寸的精确性和研磨工艺的一致性。当然，在具体实施时，第三驱动件130也可选用直线电机等其他线性驱动件，这里不做具体限定。
47.可选地，参阅图1，第一驱动件110还可以选用驱动电机111和传动机构80配合的结构；即第一驱动件110包括驱动电机111和传动机构80，传动结构80包括主动轮81、从动轮82和同时绕设于主动轮81和从动轮82上的皮带83，主动轮81同轴设于驱动电机111的输出轴上，从动轮82同轴穿设于夹持件20上；当驱动电机111驱动主动轮81转动时，在皮带83的带动下从动轮82也同步转动，进而带动夹持件20转动，实现光纤的自转。带轮式的传动结构80将驱动电机111的转动力矩传递至夹持件20上，且在具体实施时，能够通过从动轮82和主动轮81的大小设置来控制夹持件20的转速；同时，由于从动轮82穿设在夹持件20上，使得光纤在夹持件20上的穿设操作不受任何干涉，即方便了光纤的上料。进一步地，在从动轮82上还固设有光纤盘绕架90，光纤盘绕架90用于盘绕光纤；盘绕的光纤可以跟随从动轮82同步转动，即与夹持件20及夹持件20上夹持的光纤部分保持同步转动，保持了光纤动作的一致性。具体实施时，光纤由光纤盘绕架90底部引出后，直接竖直穿设于夹持件20内，并再由夹持件20底部引出。
48.参阅图1，第二驱动件120的驱动端设置连接架60，连接架60包括相互连接的第一连接板61和第二连接板62，第二连接板62相对于第一连接板61远离第二驱动件120；驱动电机111位于第二连接板62靠近第二驱动件120的一侧；夹持件20设于第二连接板62远离第二驱动件120的一侧。具体地，第一驱动件110可设于第一连接板61上。上述将驱动电机111和夹持件20分别设于第二连接板62的两侧，能够实现了第一驱动件110相关结构的合理布置，使得第一驱动件110顺利完成驱动，也方便进行光纤的夹持操作。进一步地，第一连接板61为l型结构，第一连接板61的一个侧板设于第二驱动件120的驱动端，并与第二连接板62平行设置，第一连接板61的另一个侧板与第二连接板62垂直连接，进而驱动电机111能够支撑于第一连接板61的另一个侧板上实现稳固放置。进一步地，第二驱动件120的驱动端设置旋转平台70，第一连接板61的一个侧板连接于旋转平台70上。
49.继续参阅图1，第二连接板62远离第二驱动件120的一侧沿竖直方向间隔设置有两个支撑块621，夹持件20转动设于支撑块621上，使得夹持件20在夹持光纤后在第二连接板62上能够稳定自转。具体地，夹持件20与支撑块621之间通过轴承结构转动连接。
50.参阅图1
‑
3，第四驱动件31可选用剪叉式升降机构，但并不局限于剪叉式升降机
构，只要能够实现研磨件在竖直方向的线性移动即可。更具体地，参阅图1
‑
4，研磨件包括具有敞口的研磨支撑盘32和设于研磨支撑盘32内的第一研磨盘33，第四驱动件31的驱动端连接研磨支撑盘32；研磨支撑盘32上设置研磨电机34，研磨电机34的输出端连接第一研磨盘33；第一研磨盘33为平面结构。上述通过研磨支撑盘32的设置，使得与光纤接触的第一研磨盘33及驱动其转动的研磨电机34能够间接且稳定地设于第四驱动件31的驱动端，顺利完成研磨动作；同时，研磨支撑盘32具有敞口，还能够容纳研磨过程中产生的碎屑及杂质，方便后续集中清扫；将第一研磨盘33设置为平面结构则是为了方便与光纤直接硬性接触完成研磨。
51.更进一步地，研磨件还包括滑动设于研磨支撑盘32上方的第二研磨盘35，第二研磨盘35用于盛放研磨剂。可选地，研磨剂为液态的研磨剂。具体实施时，参阅图3，研磨支撑盘32的外侧壁上设置滑轨321，第二研磨盘35上设置第一转接件36，第一转接件36滑动配合于研磨支撑盘32的滑轨321上，以使第二研磨盘35能够按照滑轨321的延伸方向靠近或者远离第一研磨盘33。本实施例中，研磨支撑盘32为长方体结构，滑轨321沿着长方体结构的长边延伸，第一研磨盘33设于长方体结构沿长度方向上的一端，第二研磨盘35则可以沿滑轨321滑动至第一研磨盘33上方，或者滑动至长方体结构沿长度方向上的另一端。研磨时，尤其是研磨锥形端面尖端处的球面时，由于第一研磨盘33与光纤之间是硬接触，如果依靠光纤的往复摆动在光纤的端部加工出球面结构会存在一定的加工难度，在研磨时很可能出现崩边缺损、弧面畸形或者表面抛光不均等缺陷，成品率得不到保证；因此，在光纤经过第一研磨盘33的粗磨后，将容纳有液态研磨剂的第二研磨盘35移动至第一研磨盘33的正上方，再驱动光纤伸入液态研磨剂内，然后第一驱动件110和第二驱动件120仍然正常工作，使光纤端部在液态研磨剂内进行细磨，由于液态研磨剂中的研磨介质具有表面张力，使得研磨介质与光纤接触时能够摩擦地更加轻柔平滑，减少了研磨缺陷的产生，有助于提高成品率。其次，第一研磨盘33的固态研磨方式损耗较大，隔一段时间便要更换研磨盘贴附的研磨纸，但是液态研磨剂的利用率较高，不用频繁更换，可以降低加工成本。
52.具体地，参阅图1、5和6，夹持件20包括杆体21和设于杆体21底端的夹持部22，杆体21上贯穿设置有穿线槽，以供光纤穿过；夹持部22则包括：夹持本体221，夹持本体221内开设有容置槽2211，容置槽2211的横截面为圆形；夹持块222，至少设置有三个，至少三个夹持块222在容置槽2211内沿容置槽2211的周向均匀分布；至少三个夹持块222之间具有供光纤穿过的间隙；紧固件，设于夹持本体221上，用于调节上述间隙的大小；具体地，紧固件通过驱动夹持块222相互靠近以使夹持块222之间的间隙不断减小，最终达到夹紧光纤的目的。由于光纤在与研磨件发生摩擦研磨时受力较大，如果不夹紧很容易发生偏移，因此设置夹持部22能够保证光纤在夹持件20内的稳固放置，提高光纤的稳固性。可选地，紧固件可选用紧固螺栓。可选地，容置槽2211的底端及夹持块222的底端均呈上宽下窄的锥形结构，使得在紧固件驱动夹持块222相互靠近时能够产生更大的挤压力，提高夹持效果。进一步地，夹持本体221的底端也呈上宽下窄的锥形结构，以与夹持块222的锥形结构相适配，便于紧固件的穿设及对夹持块222的驱动。进一步地，夹持块222的顶部设置楔形面2221，多个夹持块222的楔形面2221形成了上宽下窄的锥形槽，进而光纤在由杆体21穿至夹持部22时，能够经过锥形槽的导向顺利进入到夹持块222之间的间隙中，提高了穿设效率。
53.参阅图1，光纤研磨装置还包括监控机构40；具体地，监控机构40包括支撑架41和
设于支撑架41上的ccd相机42，ccd相机42能够获取光纤端面的图像，进而再通过研磨装置的图像分析软件获得端面形状的各个参数，方便掌握研磨进度。当然，在一些其它的实施例中，支撑架41上还可以设置电子显微镜，以方便观察光纤是否与研磨盘接触、以及监控研磨过程。可选地，ccd相机42或者电子显微镜通过第二转接件43设于支撑架41上，第二转接件43在支撑架41上的位置可调，进而得以调节ccd相机42或者电子显微镜的位置，使其能够更好地监控光纤。
54.光纤研磨装置还包括光斑检测仪50，用于检测光纤端面成型后出射的光斑形成是否符合要求，也就能检测光纤端面的形状是否达到预期。参阅图1，光斑检测仪50设于研磨机构30及监控机构40的旁侧，且光斑检测仪50的感光区竖直设置，当需要检测时，第二驱动件120和第三驱动件130能够将光纤放置水平，进而使由光纤端部出射的光能够垂直打在光斑检测仪50的感光区，光斑检测仪50上配套的软件便会绘制出相应的光斑形状，方便人员监测。
55.仍然参阅图1，光纤研磨装置还包括防震平台100，第三驱动件130、研磨机构30、监控机构40以及光斑检测仪50均坐落于防震平台100上；防震平台100可以将整个设备运行过程中的震动和噪音传递至外界，同时隔离外界震动对研磨过程的干扰，提高光纤透镜加工过程的可靠性和稳定性。具体地，防震平台100包括两个相对设置的水平面板101和设于两个水平面板101之间的支撑部102；其中，支撑部102可选用具有吸震材料制成，以获得良好的减震效果。进一步具体地，两个水平面板101中位于上部的水平面板101上开设有多个安装孔，以方便光纤研磨装置各零部件的定位与灵活安装。可选地，防震平台100为方形结构，但并不局限于方形结构。
56.下面以研磨锥形端面(尖端为球面)的光纤透镜为例，详细阐述本实施例中光纤研磨装置的使用方法：
57.步骤一：在第一研磨盘33上滴上适量的去离子水，放置3um粒度的研磨纸，使研磨纸与第一研磨盘33紧密贴合；
58.步骤二：夹持件20内穿设光纤，使光纤露出夹持部22约5mm，紧固件驱动夹持块222夹紧光纤；剩余光纤盘绕在光纤盘绕架90上；
59.步骤三：第二驱动件120调整光纤的摆动角度；
60.步骤四：第四驱动件31驱动第一研磨盘33上升到适当位置，同时研磨电机34启动；
61.步骤五：第一驱动件110启动，光纤开始自转；
62.步骤六：第三驱动件130驱动光纤下移至与第一研磨盘33接触，研磨开始；研磨规定时间后，第三驱动件130驱动光纤提升至适当高度并保持；
63.步骤七：更换研磨3um粒度的研磨纸为1um粒度的研磨纸，第三驱动件130下降，使光纤继续与第一研磨盘33进行研磨；研磨规定时间后，第三驱动件130将光纤提升至适当高度并保持；
64.步骤八：重复步骤七，但把1um粒度的研磨纸换成抛光纸；光纤的锥形端面成型；
65.步骤九：将第二研磨盘35移动至第一研磨盘33上方；
66.步骤十：使光纤回归竖直状态，然后驱动光纤下降至与第二研磨盘35的液态研磨剂接触；第二驱动件120启动，使光纤按照规定角度往复摆动，以使光纤锥形端面尖端的球面成型；研磨规定时间后，第三驱动件130将光纤提升至适当高度并保持；
67.步骤十一：利用监控机构40获得光纤端部形状的各个参数，若符合要求，则进行下一步，若不符合，则根据情况以步骤一到步骤十中的任意一步开始，重复执行；
68.步骤十二：使光纤水平对准光斑检测仪50的感光区，进行光斑检测，若符合要求，则取下光纤；若不符合，则重新执行步骤十到步骤十二，对端面形状进行微调。
69.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。