[发明专利]基于机器视觉定位的光纤端帽自动对准熔接装置及方法

说明书

本发明提供了一种基于机器视觉定位的光纤端帽自动对准熔接装置，包括：上夹具单元设置有上夹具运动平台和光纤夹具，所述光纤夹具朝下设置在所述上夹具运动平台上；下夹具单元设置有下夹具运动平台和端帽夹具，所述端帽夹具通过所述下夹具运动平台设置在所述光纤夹具的下方；位置监测单元设置有第一位置监测装置和第二位置监测装置；视觉定位单元设置在所述端帽夹具的下方；火焰喷射单元设置在所述光纤夹具和端帽夹具旁。本发明还提供了一种基于机器视觉定位的光纤端帽自动对准熔接方法。本发明结构完整运行流畅，能够实现光纤与玻璃端帽的自动对准与火焰熔接，本发明通过机器视觉定位有效的提高了光纤端帽的对准精度，提升了光纤端帽的熔接效率。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种基于机器视觉定位的光纤端帽自动对准熔接装置及方法。

背景技术

高功率激光光纤传输存在有光纤芯径很细，高功率激光通过透镜聚焦进入光纤，光纤端面的功率密度极高，光纤很容易损坏，所以要求光纤端面无任何损伤及污染，要求极为苛刻；光纤端面面积很小，不容易进行镀膜处理，激光进入无镀膜光纤端面存在较大的损耗，会产生更多损坏光纤的热量；裸光纤两端头在安装、拆卸过程中强度低，夹持很不方便等问题。

光纤端帽是针对高功率光纤激光器和光纤放大器输出端面处理设计的高功率器件，通过对输出光束的扩束降低输出端的光功率密度。

光纤端帽的制作通常是采用在光纤的端面熔接一个尺寸比光纤更大的玻璃端帽，同时在玻璃端帽的输出面进行增透膜处理，实现大功率光纤激光的安全输出，而在光纤端帽制作过程中最核心的工序便是将光纤与玻璃端帽熔接在一起。目前的光纤端帽熔接技术存在两个重要的技术难题。其一为光纤与玻璃端帽的对准，当光纤与玻璃端帽熔接过程中发生横向错位或者角度偏移时，导致传输效率降低，大功率激光器便达不到使用要求；其二为光纤与玻璃端帽的熔接效率，光纤与玻璃端帽对准效率低，从而无法提升熔接效率，无法满足生产需求。

发明内容

本发明提供了一种基于机器视觉定位的光纤端帽自动对准熔接装置及方法，其目的是为了提升光纤与玻璃端帽的对准精度和熔接效率。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种基于机器视觉定位的光纤端帽自动对准熔接装置，包括：火焰喷射单元、下夹具单元、上夹具单元、位置监测单元、视觉定位单元和安装平台；所述上夹具单元设置有上夹具运动平台和光纤夹具，所述光纤夹具朝下设置在所述上夹具运动平台上，所述光纤夹具用于夹持光纤；所述下夹具单元设置有下夹具运动平台和端帽夹具，所述端帽夹具用于夹持玻璃端帽，所述端帽夹具通过所述下夹具运动平台设置在所述光纤夹具的下方；所述位置监测单元设置有第一位置监测装置和第二位置监测装置，所述第一位置监测装置的监测端和第二位置监测装置的监测端均朝向所述光纤夹具和端帽夹具设置，所述第一位置监测装置与第二位置监测装置之间呈90°夹角设置，所述位置监测单元用于实时监测所述玻璃端帽与光纤间的位置关系；所述视觉定位单元设置有检测相机，所述检测相机设置在所述端帽夹具下方，所述检测相机用于检测所述玻璃端帽与光纤的对准程度；所述火焰喷射单元设置在所述光纤夹具和端帽夹具旁，所述火焰喷射单元用于熔接所述玻璃端帽和光纤。

其中，所述上夹具单元设置有一上夹具安装座，所述上夹具安装座固定设置在所述安装平台的一层，所述上夹具运动平台设置有第一上夹具手动平台、第二上夹具手动平台、上夹具旋转平台和上夹具电动平台，所述第一上夹具手动平台固定设置在所述上夹具安装座上，所述第二上夹具手动平台设置在所述第一上夹具手动平台的平台板上，所述上夹具旋转平台通过一上夹具平台支架沿竖直方向设置在所述第二上夹具手动平台的平台板上，所述上夹具电动平台设置在所述上夹具旋转平台的平台板上，所述光纤夹具设置在所述上夹具电动平台的平台板上。

其中，所述光纤夹具包括第一光纤支架、第二光纤支架、光纤夹持板和光纤盖板；所述第一光纤支架设置在所述上夹具电动平台的平台板上，所述第二光纤支架竖直设置在所述第一光纤支架的底面前端，所述光纤夹持板设置在所述第二光纤支架上，所述光纤夹持板上设置有光纤槽，所述光纤盖板铰接在所述光纤夹持板上。