一种光纤组装精密定位工装夹具的制作方法

本发明属于线材定位夹具，具体涉及一种光纤组装精密定位工装夹具。

背景技术：

1、光纤组装分为冷接快速组装和热熔组装，热熔组装时，先剥缆固定光缆，用切割刀将光纤端面切平整，放入熔接机v型槽对准纤芯放电熔接，熔接完成后把热缩管移到熔接处加热保护，最后盘纤固定避免弯折挤压。

2、光纤组装定位夹具是光通信封装制程里的精密工装，核心作用：约束裸纤、光纤带、光纤阵列、plc分光器光纤等，实现高精度定位排布、对位耦合、点胶固化、研磨组装，严控光纤轴向或径向偏移，保证耦合精度、降低插入损耗。

3、光纤组装过程中，需要通过定位工装夹具对光纤进行相应的限位固定，以此便于后续的加工作业，但是现有的夹具一般为固定结构设计，也就是说只是对于一定规格大小的光纤限位固定，不能够适用于不同规格大小或者不同芯数光纤的定位夹紧，实用性较差，通过电极棒放电熔接过程中，也需要进行间隔调整，以此改变电弧的覆盖范围和光纤的受热区域大小，此外，如果光纤在组装过程中，其表面附着颗粒杂质，没有得到相应的清洁处理，也会影响到后续的加工质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种光纤组装精密定位工装夹具，以解决现有的夹具一般为固定结构设计，也就是说只是对于一定规格大小的光纤限位固定，不能够适用于不同规格大小或者不同芯数光纤的定位夹紧，实用性较差的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种光纤组装精密定位工装夹具，包括：

4、定位夹具机构，所述定位夹具机构包括置于底板上的工作台，所述工作台外壁一侧安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴延伸至正反牙双向丝杠上，所述正反牙双向丝杠外壁两端均螺旋传动有反向移动的第一滑块，所述第一滑块顶部安装有固定座，所述固定座顶部通过限位卡接的方式连接有电极棒，所述电极棒一端与电源电性连接；

5、所述第一滑块外壁两端均通过第一摆动杆连接有第二滑块，且相邻第二滑块之间设有固定在工作台上的夹紧座，所述夹紧座包括固定端、活动端和复位弹性件，固定端固定于工作台，活动端通过复位弹性件沿夹紧座宽度方向滑动设置于固定端，且夹紧座顶部长度方向开设有承托并径向限位光纤的弧形限位槽，所述第二滑块和夹紧座上的活动端之间通过折弯杆相连接。

6、进一步的，所述驱动电机的输出轴和正反牙双向丝杠之间通过联轴器固定连接，所述工作台上开设有沿宽度方向延伸的第一条形槽和沿长度方向延伸的第二条形槽，第一滑块滑动设置于第一条形槽内，第二滑块滑动设置于第二条形槽内，所述第一摆动杆两端分别与第一滑块和第二滑块转动连接，所述夹紧座上方设有跨设夹紧座的u型架，所述u型架底部固定安装有第一壳体。

7、进一步的，所述折弯杆顶部的延伸端固定连接有延伸至第一壳体内部的第一齿条板，所述第一齿条板外壁通过第一转齿啮合传动有第二齿条板，所述第一齿条板和第二齿条板之间呈垂直设置，所述第二齿条板底部贯穿第一壳体并延伸至夹紧板上，所述夹紧板和夹紧座之间形成有用于容纳并夹持光纤的夹紧腔。

8、进一步的，所述第一转齿外壁边缘设有与第一壳体相连接的转动槽，所述第一壳体外壁上开设有分别供第一齿条板和第二齿条板穿设并对其移动方向进行导向的活动孔，所述夹紧座和工作台之间连接处通过定位销锁紧固定的方式相连接。

9、进一步的，还包括预处理清洁机构，所述预处理清洁机构包括置于工作台上的输送线，所述输送线安装在框架上并沿框架长度方向延伸，用以承载和输送光纤，所述框架顶端四周均通过支架安装有面板，所述面板上固定安装有气缸，所述气缸上的活塞杆底部通过升降杆连接有盖板，所述盖板底部安装有与其相适配的摄像头，所述摄像头的信号输出端与控制器连接，控制器与显示器连接，以将摄像头采集的光纤图像或处理结果输出至显示器。

10、进一步的，所述升降杆外壁两侧均通过第二摆动杆分别连接有第一移动杆和第二移动杆，所述第一移动杆和第二移动杆底部分别活动连接有与光纤相贴合的压轮和清洁辊，所述清洁辊外壁粘接固定有刷毛，且压轮和清洁辊两端均通过活动轴对应连接在第一移动杆和第二移动杆侧壁上。

11、进一步的，所述第一移动杆外壁一侧远离升降杆一端通过同步杆安装有第三齿条板，所述第三齿条板一端啮合传动在第二壳体内壁上的第二转齿，所述第二转齿的中心轴固定在第一锥形齿轮上，所述第一锥形齿轮外壁啮合传动有第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮中心处的转轴一端连接有延伸至第二壳体外部的转动杆，所述转动杆底部安装有与光纤活动抵接的刷板。

12、进一步的，所述第二壳体顶部通过安装杆固定在面板上，第二壳体的侧壁开设有供转轴穿设的轴孔，每个所述第二摆动杆的一端均与升降杆转动连接，其中一个第二摆动杆的另一端与第一移动杆转动连接，另一个第二摆动杆的另一端与第二移动杆转动连接，所述第一锥形齿轮一端通过轴承固定在第二壳体侧壁上。

13、进一步的，所述面板上设有控制器，摄像头的信号输出端与控制器连接，控制器分别与输送线、气缸和驱动电机连接，控制器用于对摄像头采集的光纤图像进行边缘提取，获得光纤中心线、光纤外径和表面杂质区域，并根据光纤外径生成驱动电机的目标转角，根据光纤中心线偏移量生成输送线的停机位置，根据表面杂质区域控制气缸重复下降清洁。

14、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

15、（1）本发明中，通过驱动电机、联轴器和正反牙双向丝杠的配合，能够驱动正反牙双向丝杠两端的第一滑块沿工作台宽度方向同步反向移动，从而带动两个固定座及其上的电极棒同步靠近或远离。该结构能够实现电极棒间距的精确调节，使电极棒与待组装光纤的位置保持对应，有利于提高光纤组装、熔接或定位处理过程中的对中精度，减少人工调节误差。

16、（2）本发明中，通过第一滑块、第一摆动杆、第二滑块和折弯杆形成机械联动结构，当第一滑块移动时，可通过第一摆动杆带动第二滑块沿工作台长度方向移动，再由折弯杆带动夹紧座的活动端动作。由此能够使电极棒的位置调节与光纤夹紧动作同步进行，以及对光纤两端的支撑面积进行适应性调节，避免定位和夹持分步操作造成的光纤位置偏移，提高光纤夹持的稳定性和装配效率。

17、（3）本发明中，在夹紧座顶部设置与光纤相适配的弧形限位槽，并在夹紧座上方设置u型架、第一壳体、第一齿条板、第一转齿、第二齿条板和夹紧板。当折弯杆动作时，可带动第一齿条板移动，并通过第一转齿将水平运动转换为第二齿条板的上下运动，从而带动夹紧板向下压紧光纤。该结构不仅能够对光纤进行上下方向的可靠限位，还能够配合弧形限位槽对光纤进行定位支撑，降低光纤在夹紧过程中发生偏斜、窜动或受力不均的可能性。

18、（4）本发明中，设置预处理清洁机构，通过输送线对光纤进行承载和输送，通过气缸带动升降杆和盖板上下移动，并利用摄像头对光纤表面及位置状态进行观察。同时，升降杆下降时可通过第二摆动杆带动第一移动杆和第二移动杆动作，使压轮压紧光纤、清洁辊及刷毛对光纤表面进行滚动清洁；并且第一移动杆可通过同步杆、第三齿条板、第二转齿、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮及转动杆带动刷板摆动清洁。由此能够在光纤进入定位夹紧工序前对其进行压平、清洁和检测，减少灰尘、毛屑等杂质对后续组装精度和成品质量的影响。

19、（5）本发明中，与分别设置电极调节机构、侧向夹紧机构和上压夹紧机构的方案相比，本发明将电极棒安装于正反牙双向丝杠驱动的第一滑块上，并通过第一摆动杆、第二滑块和折弯杆把第一滑块的横向位移转换为夹紧座活动端的伸缩位移，同时通过第一齿条板、第一转齿和第二齿条板把折弯杆的水平位移转换为夹紧板的下压位移。由此，电极棒间距变化、光纤侧向支撑范围变化和上方压紧力建立在同一驱动行程内完成，使光纤在电极间距调整过程中始终受到弧形限位槽、夹紧座活动端和夹紧板的共同约束，减少分步调节导致的轴向窜动、径向偏移和夹紧偏斜。