[发明专利]基于PC的光纤端帽熔接控制装置

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，尤其涉及一种光纤端帽熔接控制装置，本发明主要用于制作大功率传能光纤，大功率传能光纤制作中的核心技术是光纤端帽的熔接。本发明主要涉及光纤与大尺寸石英端帽熔接装置的控制系统搭建。

背景技术

高功率激光光纤传输存在以下待解决问题：1、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；2、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；3、裸光纤两端头在安装、拆卸过程中强度低，加持很不方便。

通过在光纤两端熔接大尺寸阶梯型光纤端帽，并在端帽两端进行镀膜处理可完全解决光纤端面功率密度高、损耗大及不方便加持的问题。

高功率传能光纤是光纤耦合输出固体激光器及光纤激光器的必备器件，因此大尺寸阶梯型光纤端帽熔接装置的开发有很大实际意义。

目前国内外光纤熔接系统主要应用于光纤与光纤熔接，或者光纤与直径2mm以下的石英端帽熔接，并不能用于光纤与大尺寸石英端帽熔接，同时普通熔接机的工作原理也不适合将光纤与大直径石英端帽的熔接。

本发明为了解决光纤与大尺寸端帽的熔接搭建了大尺寸阶梯型光纤端帽熔接装置，为获得精准的熔接效果，该装置采用自动化控制程序进行控制。本发明根据光纤与大尺寸石英端帽熔接机理，其熔接过程可分为预热过程、熔接过程与冷却过程三个阶段，熔接过程的三个阶段依次顺序执行且各阶段激光功率不等。而目前激光加工设备采用的控制系统在加工过程中激光功率均保持恒定值，即无法实现时时在线调节。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于PC的光纤端帽熔接控制装置，其具有与机械结构的良好配合，运行可靠、稳定，价格低廉，实现了光纤端帽的完美熔接。

本发明提供一种基于PC的光纤端帽熔接控制装置，包括：

一计算机；

一激光单元，其与计算机的第一USB通讯接口连接；

一伺服运动单元，其与计算机的并口连接；

一步进运动单元，其与计算机的并口连接；

一第一CCD相机，其与计算机的第二USB通讯接口连接；

一第二CCD相机，其与计算机的第三USB通讯接口连接。

本发明提供的控制系统实现了与机械结构的良好配合，运行可靠、稳定，价格低廉，使用本发明提供的控制系统实现了光纤端帽的完美熔接。

附图说明

为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1为本发明电路原理示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明一种基于PC的光纤端帽熔接控制装置，包括：

一计算机1，该计算机1内嵌安装打标控制软件与运动控制软件，该打标控制软件通过计算机1的第一USB通讯接口与激光单元2连接控制激光单元2，包括激光器类型的选择、激光加工工艺参数设置、外部触发启动信号设置等内容；运动控制软件以个人计算机CPU为控制运算中枢，以计算机LPT接口作为I/O命令交换端口，通过该LPT接口与伺服运动单元3以及步进运动4连接。该运动控制软件可接受G代码编程控制以及绘图交换文件格式转换功能控制，该运动控制软件驱动频率为25KHz至100KHz之间阶跃可调。该计算机LPT接口具备12路信号输出、5路信号输入处理能力，通过该LPT接口输出TTL信号以及PWM信号对后置设备进行运动控制，同时在加工过程中还需要通过该LPT接口向激光单元2发送启动打标指令；该LPT接口的信号输入端口通过接受位移传感器信号对运动过程中的机械结构进行位置限定。

一激光单元2，其与计算机1的第一USB通讯接口连接，所述激光单元2包括激光打标卡21，该激光打标卡21通过RJ-45接口与激光器22连接。该打标卡21具备二维扫描振镜控制接口进行扫描振镜控制、4路电机控制输出信号进行运动控制，具备40针I/O接口进行打标的外启动等信号交换控制。通过内嵌于计算机1的打标控制软件编程，选择合适激光器类型以及激光加工工艺参数，设置外部启动信号控制端口，在加工任务启动后，由内嵌于计算机1的运动控制软件编程，设置用于启动打标任务的信号，经计算机1的LPT接口传送至激光打标卡21，启动加工任务序列，打标卡21将打标信号经RJ-45接口传送给激光器22，控制激光器输出激光，完成加工任务。