專利名稱：光纖陶瓷插芯自動研磨機及自動研磨方法
技術領域：
本發明涉及研磨設備，更具體地說，涉及一種用于光纖陶瓷插芯的自動研 磨機以及自動研磨方法。
背景技術：
傳統的光纖陶瓷插芯的連接端面需要研磨成一定的形狀，使得傳遞的光信 號能夠順利通過連接處，而不產生過多的光度衰減。
現在的光纖陶瓷插芯的加工是將光纖陶瓷插芯安裝在研磨工裝上，從而 可以由研磨工裝同時夾緊多個光纖陶瓷插芯進行端面研磨加工。然后，將研磨 工裝放置到研磨設備的研磨系統的工作盤上，由動力系統帶動工作盤做自轉以 及公轉。同時，用手或者手動操作下壓裝置，壓緊研磨工裝，使得光纖陶瓷插 芯的端面與研磨系統的工作盤之間形成一定壓力的接觸，利用工作盤上的研磨 片等對光纖陶瓷插芯的端面進行研磨。
然而，現有的這種研磨設備及方法存在以下的缺陷當光纖陶瓷插芯被研 磨一定程度后，需要手動的下壓研磨工裝，以保證光纖陶瓷插芯具有一定的研 磨壓力，然而，這樣的下壓往往難以控制，造成光纖陶瓷插芯的端面研磨不均 勻，難以達到對光纖陶瓷插芯端面的3D要求，即球面半徑，指陶瓷端面經過
研磨之后，所成球形的半徑，其標準值為10-25MM (毫米)之間；光纖高度，
指光纖裝在陶瓷插芯里，經研磨后，與旁邊陶瓷面的距離，其標準值為
(-100-100NM)(納米)之間；頂點偏移，其標準值為0-50UM (微米)之間。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于，提供一種能夠調整壓力系統的下壓力的光 線陶瓷插芯自動研磨機。本發明所要解決的另一技術問題在于，提供一種能夠調整壓力系統的下壓 力的自動研磨方法。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種光纖陶瓷插芯自動 研磨機，包括機架、安裝在所述機架上的動力系統、以及伸出所述機架上由所
述動力系統帶動的研磨系統；該研磨機還包括安裝在所述機架上的升降系統、
由所述升降系統帶動上下運動的壓力系統、以及根據所述壓力系統的壓力變化
和/或研磨時間來控制所述升降系統上升或下降的控制系統； 所述壓力系統與所述研磨系統相對設置。
在本發明的光纖陶瓷插芯自動研磨機中，所述壓力系統包括由所述升降系 統帶動上下移動的壓桿、以及檢測所述壓桿的壓力的壓力傳感裝置；所述壓力 傳感裝置與所述控制系統連接，并將檢測到的所述壓桿的壓力信號傳送到所述 控制系統。
在本發明的光纖陶瓷插芯自動研磨機中，所述壓力傳感裝置包括安裝在所 述壓桿上方的彈簧、與所述彈簧相接的連桿、以及設置在所述連桿上方壓力傳 感器；或者，
所述壓力傳感裝置包括安裝在所述壓桿上方的活塞、與所述活塞配合的氣 缸、以及檢測所述氣缸的壓力變化的壓力傳感器。
在本發明的光纖陶瓷插芯自動研磨機中，所述升降系統包括安裝在所述機 架上的升降電機、由所述升降電機帶動轉動的傳動絲桿、嚙合安裝在所述傳動 絲桿上的傳動螺母。
在本發明的光纖陶瓷插芯自動研磨機中，所述升降系統和壓力系統之間設 有連接裝置，所述連接裝置由所述傳動螺母帶動上下移動，并帶動所述壓力系 統同步上下移動。
在本發明的光纖陶瓷插芯自動研磨機中，所述機架包括立柱、以及安裝在 所述立柱上端的上基板；
所述研磨系統包括伸出所述上基板并位于所述壓力系統下方的工作盤；在 所述工作盤與所述壓力系統之間設置有研磨工裝；所述壓力系統壓制在所述研 磨工裝的中心位置；所述上基板上安裝有多個限位塊，所述限位塊開設有限位槽；所述研磨工 裝安裝有多個向外延伸插入所述限位槽的限位桿。
本發明解決其另一技術問題所采取的技術方案是:提供一種光纖陶瓷插芯 自動研磨方法，包括以下步驟
Sl:將待加工光纖陶瓷插芯放置于研磨系統上，并控制升降系統帶動壓力 系統下壓壓制住待加工光纖陶瓷插芯；
S2:研磨系統開始工作，對待加工光纖陶瓷插芯的下端面進行研磨；
S3:在研磨過程中，監測壓力系統的壓力變化，來控制升降系統動作，帶 動所述壓力系統上升或下降，以控制壓力系統對待加工光纖陶瓷插芯的壓制壓 力。
在本發明的方法的所述步驟S1中，所述光纖陶瓷插芯安裝在研磨工裝上； 所述壓力系統的壓桿壓制住所述研磨工裝的中心，并且所述研磨工裝的限位桿 插入于上基板的限位塊的限位槽內。
在本發明的方法的所述步驟S2中，所述研磨系統的工作盤由動力系統帶 動產生自轉以及公轉運動，以產生研磨動作；并且所述工作盤的轉動速度由控 制系統根據研磨壓力、時間進行控制。
在本發明的方法的所述步驟S3中，通過壓力傳感裝置監測壓力系統的壓 力變化，當壓力變小時，控制所述升降系統向下移動，帶動所述壓力系統向下 運動，進一步的壓緊研磨工裝，而壓緊所述研磨工裝上的光纖陶瓷插芯；和/ 或，將研磨時間進行分段，在不同的研磨時間段控制壓力系統的下壓壓力。
實施本發明具有以下有益效果通過監測壓力系統的壓力變化和/或研磨 時間的變化，由控制系統根據壓力系統的壓力變化，來控制升降系統的上升或 下降，進而壓緊或松開光纖陶瓷插芯，從而避免了人工操作所帶來的不穩定、 不均勻的缺陷，具有控制準確、精度高、安全可靠、研磨質量高的優點。
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中 圖1是本發明光纖陶瓷插芯自動研磨機的結構示意圖；圖2是本發明光纖陶瓷插芯自動研磨機的側面示意圖； 圖3是本發明光纖陶瓷插芯自動研磨機的剖視示意圖； 圖4是本發明光纖陶瓷插芯自動研磨機的控制原理示意圖； 圖5是本發明光纖陶瓷插芯自動研磨機的壓力傳感裝置的另一種形式的 示意圖。
具體實施例方式
如圖1至圖4所示，是本發明的光纖陶瓷插芯自動研磨機的一個實施例，
包括機架4、安裝在機架4上的動力系統5、由動力系統5帶動的研磨系統6、 安裝在機架4上的升降系統3、由升降系統3帶動上下運動的壓力系統1、以 及根據壓力系統1的壓力變化和/或研磨時間得變化來控制升降系統3上升或 下降的控制系統7。
在本實施中，該機架4包括垂直設置的多個立柱41、以及安裝在立柱41 上的上基板42。進一步的，在上基板42的下側安裝有連接基板，供動力系統 5以及升降系統3的安裝。
該動力系統5包括驅動電機(直流無刷電機51)、以及由直流無刷電機51 帶動的一套傳動機構，通過傳動機構來帶動研磨系統6工作。該動力系統可以 安裝在機架的連接基板58上。該傳動機構包括由直流無刷電機51通過同步皮 帶輪組52帶動的主傳動軸53、固定安裝在主傳動軸53上端的內齒輪54、與 內齒輪54嚙合傳動從動軸55、以及安裝在主傳動軸53上端的偏心軸56。工 作盤61固定安裝在從動軸55上，由從動軸55帶動自轉；同時該工作盤61 可轉動安裝在偏心軸56上，由偏心軸56帶動公轉。在偏心軸56的下側還可 以安裝有配重塊57，以平衡轉動產生的偏心震動。工作時，由控制系統控制 直流無刷電機51的轉速，通過同步皮帶輪組52帶動主傳動軸53轉動，由主 傳動軸53帶動偏心軸56轉動，使得工作盤61產生公轉；同時主傳動軸53 帶動內齒輪54轉動，由內齒輪54通過嚙合傳動帶動從動軸55轉動，從而帶 動工作盤61自轉。
該研磨系統6包括安裝在傳動結構上的工作盤61，在工作盤61上設有研磨物料，例如研磨片等。進一步的，在工作盤61上還可以設有擋環62，用以 放置研磨后產生的碎屑的掉落。
該工作盤61用于放置研磨工裝2于其上，通過研磨物料對研磨工裝2上 的光纖陶瓷插芯進行研磨加工。該研磨工裝2可以選用現有的各種研磨盤，例 如中國專利申請第200820212583. 4號、第01258285. 9號等。通過研磨盤夾持 多個待加工的光纖陶瓷插芯，同時進行研磨，提高生產效率。
進一步的，上基板42上方、位于工作盤61的工作軌跡的外圍安裝有限位 塊63，并且在限位塊63上開設有開口的限位槽64。對應的，在研磨工裝2 的外側向外延伸出限位桿21，限位桿21與限位槽64對應，插入到限位槽64 內。本實施例中，限位塊63為三個，均不在工作盤61的外圍，對應限位桿 21為三個。通過限位桿21插入到限位槽64內，從而可以避免在工作盤61轉 動過程中帶動研磨工裝2的晃動，使得研磨工裝2始終保持在一個穩定的范圍 內，保證了研磨效果。并且，通過壓桿11壓制在研磨工裝2的中心位置，并 由限位桿21進行穩定限位，使得研磨時，研磨工裝2更加的穩定，從而使研 磨工裝2可以夾持更多的光纖陶瓷插芯進行研磨。
如圖3所示，該壓力系統l包括壓桿ll、以及檢測壓桿ll的壓力的壓力 傳感裝置。該壓力傳感裝置與控制系統7連接，用于檢測工作過程中，壓力系 統l的下壓的壓力變化，并將壓力信號傳送到控制系統7，由控制系統7判斷 控制升降系統3動作，對壓力系統l進行調整，直到得到理想的壓力。
該壓力傳感裝置包括安裝在壓桿11上方的彈簧12、與彈簧12相接的連 桿13、以及在連桿13上方設置的壓力傳感器14。在本實施例中，壓桿ll、 彈簧12、連桿13可滑動的安裝在一個外殼15內，并且該外殼15可以在升降 系統3的帶動下上下移動。在外殼15的外側還可以設與保護套16。該外殼15 可以采用整體式的、也可以采用通過螺釘固定組合的分段式結構。
如圖5所示，是壓力傳感裝置的另一種形式，包括安裝在壓桿ll上方的 活塞91、與活塞91配合的氣缸92、以及檢測氣缸92的壓力變化的氣壓傳感 器93。通過壓桿11帶動活塞91的移動，從而改變氣缸92內的壓力，由氣壓 傳感器93檢測得到壓力變化信號。當然，壓力傳感裝置還可以選用其他形式的裝置，只要能檢測出壓桿的壓力變化即可。
該升降系統3包括安裝在機架4上的升降電機31、由升降電機31帶動轉 動的傳動絲桿32、嚙合安裝在傳動絲桿32上的傳動螺母33。通過控制升降電 機31的正轉、反轉來帶動傳動絲桿32上的傳動螺母33上升或下降，再通過 連接裝置帶動壓力系統1上升或下降。
該連接裝置包括固定在上基板42上的固定座81、連接套筒82、上連接塊 83、上連接條84等。該固定座81、連接套筒82和上基板42上設有通孔，供 傳動絲桿32穿出。連接套筒82與傳動螺母33固定連接，并且可以在傳動螺 母33的帶動下在固定座81的通孔內上下運動。連接套筒82與上連接塊83 固定連接；而上連接條84水平設置， 一端與上連接塊83固定連接，另一端與 壓力系統l固定連接，從而通過連接條傳遞動力。
如圖4所示，是控制系統7的控制原理示意圖，其包括控制器71、放大 器72、模數/數模轉換模塊73、升降電機驅動器74、驅動電機驅動器75、顯 示器76等。從壓力系統1的壓力傳感器14傳來的模擬信號，送入到放大器 72，然后經過模數/數模轉換模塊73，轉換成數字信號，送入到控制器71，由 控制器71進行判斷，是否需要進行壓力調整。當需要進行壓力調整時，輸出 控制信號至升降電機驅動器74，驅動升降電機31動作，帶動傳動絲桿32轉 動，通過傳動螺母33和連接裝置，帶動壓力系統1的壓桿11進行上下移動， 實現壓力的調整。
當然，控制器71還可以根據研磨進行的時間進行時間補償。例如當研磨 一定時間后，由于研磨材料的磨損等，需要增加壓力，則通過控制器71驅動 升降電機31動作，帶動壓力系統l下降，以實現時間補償。時間補償和壓力 補償可以同時進行，也可以單獨進行。
進一步的，控制器71還可以通過模數/數模轉換模塊73輸出控制信號到 動力系統5的驅動電機，控制驅動電機的轉速，進而控制研磨速度；并且驅動 電機反饋速度脈沖至控制器71。而顯示器76用于顯示對應的一些速度、壓力 參數，并且可以供用戶輸入設定參數進行控制。
在本實施例中，控制器71采用單片機(PLC)，當然，也可以采用MCU、工控機等。而升降電機31采用步進電機，而驅動電機為直流無刷電機51。對 應的，升降電機驅動器74為升降電機驅動器，而驅動電機驅動器75為直流電 機驅動器。當然，也可以采用其他形式的電機。
使用本發明的自動研磨機進行研磨時，首先通過測試，調節壓力系統1 的壓力，以得到一個理想的壓力值，并記錄下來；或者通過調試，根據研磨時 間、速度等參數，在控制系統7設置對應的理想壓力值。由控制系統7控制升 降系統3工作，通過連接裝置帶動壓力系統1上升；然后放入安裝好光纖陶瓷 插芯的研磨工裝2放置到工作盤61的適當位置上，并且研磨工裝2的限位桿 21插入到限位塊63的限位槽64內。然后，控制升降系統3帶動連接裝置下 降，然后帶動壓力系統1下降。壓力系統1的壓桿11壓制住研磨工裝2于工 作盤61上，并且由控制系統7記錄該壓力值。而且，該步驟還可以用于檢測 研磨工裝2是否到位，當記錄不到壓力值時，可以記錄沒有放入研磨工裝2，
而不啟動研磨系統工作。
然后，啟動動力系統5工作，帶動工作盤61產生自轉以及公轉運動，對 研磨工裝2上的光線陶瓷插芯的端面進行研磨。由于在研磨過程中，光線陶瓷 插芯的端面會被磨掉，因此，其與工作盤61之間的距離是會發生變化的；此 時，彈簧12就會推動壓桿11向下運動，此時，壓力傳感器14的壓力信號就 會產生變化，并傳送到控制系統7中，由控制系統7判斷壓力的變化，來控制 升降系統3動作，向下移動，帶動壓力系統l向下運動，直到壓力系統l的壓 力重新達到設定的壓力值，以保持壓力系統1對研磨工裝2的壓力。也可以根 據研磨時間來調整壓力系統1，使得作用在被加工的光纖陶瓷插芯的壓力處于 理想狀態，從而得到理想的研磨效果。
并且，控制系統7還可以調節動力系統5的輸出速度，來調整工作盤61 的研磨速度，來滿足光纖陶瓷插芯在不同時間段的研磨要求。在本實施例中， 驅動電機51輸出速度脈沖信號至控制器71，由控制器71根據速度脈沖信號 來判斷轉速是否符合要求，當轉速出現變化時，控制器71輸出控制電壓信號 至驅動電機驅動器75，對驅動電機51的轉速進行控制。
權利要求
1、一種光纖陶瓷插芯自動研磨機，包括機架、安裝在所述機架上的動力系統、以及伸出所述機架上由所述動力系統帶動的研磨系統；其特征在于，該研磨機還包括安裝在所述機架上的升降系統、由所述升降系統帶動上下運動的壓力系統、以及根據所述壓力系統的壓力變化和/或研磨時間來控制所述升降系統上升或下降的控制系統；所述壓力系統與所述研磨系統相對設置。
2、 根據權利要求l所述的光纖陶瓷插芯自動研磨機，其特征在于，所述 壓力系統包括由所述升降系統帶動上下移動的壓桿、以及檢測所述壓桿的壓力 的壓力傳感裝置；所述壓力傳感裝置與所述控制系統連接，并將檢測到的所述 壓桿的壓力信號傳送到所述控制系統。
3、 根據權利要求2所述的光纖陶瓷插芯自動研磨機，其特征在于，所述壓力傳感裝置包括安裝在所述壓桿上方的彈簧、與所述彈簧相接的連桿、以及 設置在所述連桿上方壓力傳感器；或者，所述壓力傳感裝置包括安裝在所述壓桿上方的活塞、與所述活塞配合的氣 缸、以及檢測所述氣缸的壓力變化的壓力傳感器。
4、 根據權利要求l所述的光纖陶瓷插芯自動研磨機，其特征在于，所述 升降系統包括安裝在所述機架上的升降電機、由所述升降電機帶動轉動的傳動 絲桿、嚙合安裝在所述傳動絲桿上的傳動螺母。
5、 根據權利要求4所述的光纖陶瓷插芯自動研磨機，其特征在于，所述升降系統和壓力系統之間設有連接裝置，所述連接裝置由所述傳動螺母帶動上 下移動，并帶動所述壓力系統同步上下移動。
6、 根據權利要求l-5任一項所述的光纖陶瓷插芯自動研磨機，其特征在 于，所述機架包括立柱、以及安裝在所述立柱上端的上基板；所述研磨系統包括伸出所述上基板并位于所述壓力系統下方的工作盤;在 所述工作盤與所述壓力系統之間設置有研磨工裝；所述壓力系統壓制在所述研 磨工裝的中心位置；所述上基板上安裝有多個限位塊，所述限位塊開設有限位槽；所述研磨工 裝安裝有多個向外延伸插入所述限位槽的限位桿。
7、 一種光纖陶瓷插芯自動研磨方法，其特征在于，包括以下步驟Sl:將待加工光纖陶瓷插芯放置于研磨系統上，并控制升降系統帶動壓力系統下壓壓制住待加工光纖陶瓷插芯；S2:研磨系統開始工作，對待加工光纖陶瓷插芯的下端面進行研磨；S3:在研磨過程中，監測壓力系統的壓力變化，來控制升降系統動作，帶動所述壓力系統上升或下降，以控制壓力系統對待加工光纖陶瓷插芯的壓制壓力。
8、 根據權利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步驟S1中，所述光 纖陶瓷插芯安裝在研磨工裝上；所述壓力系統的壓桿壓制住所述研磨工裝的中 心，并且所述研磨工裝的限位桿插入于上基板的限位塊的限位槽內。
9、 根據權利要求8所述的方法，其特征在于，在所述步驟S2中，所述研 磨系統的工作盤由動力系統帶動產生自轉以及公轉運動，以產生研磨動作；并 且所述工作盤的轉動速度由控制系統根據研磨壓力、時間進行控制。
10、 根據權利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步驟S3中，通過 壓力傳感裝置監測壓力系統的壓力變化，當壓力變小時，控制所述升降系統向 下移動，帶動所述壓力系統向下運動，進一步的壓緊研磨工裝，而壓緊所述研 磨工裝上的光纖陶瓷插芯；和/或，將研磨時間進行分段，在不同的研磨時間 段控制壓力系統的下壓壓力。
全文摘要
本發明涉及一種光纖陶瓷插芯自動研磨機及自動研磨方法。該研磨機包括機架、安裝在機架上的動力系統、以及伸出機架上由動力系統帶動的研磨系統、安裝在機架上的升降系統、由升降系統帶動上下運動的壓力系統、以及控制系統；壓力系統與研磨系統相對設置。待加工光纖陶瓷插芯設置于研磨系統上，并控制升降系統帶動壓力系統壓緊待加工光纖陶瓷插芯；研磨系統開始工作，對待加工光纖陶瓷插芯的下端面進行研磨；通過監測壓力系統的壓力變化，由控制系統根據壓力系統的壓力變化和/或研磨時間的變化，來控制升降系統的上升或下降，進而壓緊或松開光纖陶瓷插芯，從而避免了人工操作所帶來的不穩定、不均勻的缺陷，具有控制準確、精度高、安全可靠的優點。
文檔編號B24B7/20GK101412197SQ20081021793
公開日2009年4月22日 申請日期2008年12月2日 優先權日2008年12月2日
發明者王光輝, 莉 譚, 陳永清 申請人:深圳市翔通光電技術有限公司