專利名稱：全自動(dòng)精密光學(xué)扭像器件制造技術(shù)及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)屬于光學(xué)器件制造技術(shù)領(lǐng)域。是關(guān)于制造光學(xué)扭像器件的先進(jìn)制造技術(shù)設(shè)備，特點(diǎn)在于通過計(jì)算機(jī)控制把處于 水平狀態(tài)的復(fù)合光纖棒加熱并扭轉(zhuǎn)，最終實(shí)現(xiàn)達(dá)到能夠把光學(xué)圖像扭轉(zhuǎn)到預(yù)定的角度，形 成光學(xué)扭像器件。
2、技術(shù)背景光學(xué)扭像器件是一種由光纖按一定規(guī)則密集排列而成的，兩個(gè)端面圖像角度不 同、圖像大小相等、傳像光纖數(shù)目相等的傳像器件。光學(xué)扭像器件是制造紫外、紅外和可見 光像增強(qiáng)器的核心元件之一，具有圖像角度轉(zhuǎn)換功能，其具有體積小、光能透過高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、牢固可靠和無任何污染等優(yōu)點(diǎn)。光學(xué)扭像器件是在光纖排列好后，經(jīng)拉絲熱壓復(fù)合制棒、再經(jīng)加熱扭制而成，單根 光纖的數(shù)量不發(fā)生變化，兩端不發(fā)生變化，而圖像的角度發(fā)生變化，即假定一端的某條直線 為0度，則在另一端發(fā)生角度的變化，從而適應(yīng)不同要求的儀器使用。扭制光學(xué)扭像器件的關(guān)鍵是在加熱扭制過程中中間扭轉(zhuǎn)部分的光軸仍與機(jī)械重 合且不能發(fā)生偏移，同時(shí)要達(dá)到精準(zhǔn)的角度，為滿足上述兩點(diǎn)要求，傳統(tǒng)的技術(shù)是采用大盤 重力扭制法，重力扭制法是將復(fù)合光纖棒安裝在管式爐的中心，控制爐子緩慢升溫。當(dāng)處在 高溫段的光纖棒達(dá)到軟化溫度后，手動(dòng)松開扭力大盤的固定扣，給大圓盤的一測(cè)加上重物， 使大盤旋轉(zhuǎn)到預(yù)定角度后，在將固定扣鎖住。該法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易，但由于是人為操作， 扭制過程中造成角度誤差較大，同時(shí)因?yàn)榇蟊P和重物的重力會(huì)造成復(fù)合光纖棒兩段有一定 的錯(cuò)位。造成圖像發(fā)生位移。傳統(tǒng)技術(shù)的不足在于效率較低，且復(fù)合光纖棒浪費(fèi)較大。

發(fā)明內(nèi)容
一種生產(chǎn)光學(xué)扭像器件的方法，其特征在于包括下列步驟先對(duì)一根處于水平狀態(tài)的復(fù)合光纖棒不停的整體緩慢加熱，待其達(dá)退火溫度后， 開始對(duì)復(fù)合光纖棒中間部分進(jìn)一步加熱并施以垂直切面的扭力，使中間軟化部分逐漸被扭 轉(zhuǎn)，達(dá)到預(yù)定角度后，停止扭力、停止中段加熱，并開始對(duì)整體緩慢降溫，最終使復(fù)合光纖棒 形成兩端對(duì)稱、大小一致、圖像角度不同的光學(xué)扭像器件。本發(fā)明的目的在于提高質(zhì)量和效率，即發(fā)明了微機(jī)控制精密微電機(jī)扭制光學(xué)扭像 器件并能夠多套設(shè)備同時(shí)工作的方法，如圖1，水平安放在微型梯度電爐12中的光纖復(fù)合 棒11，用卡具10通過扭轉(zhuǎn)軸9，與精密微電機(jī)7聯(lián)接。扭制時(shí)，通過微機(jī)開啟扭制命令，通過 與精密電極連接的扭轉(zhuǎn)軸9作用于復(fù)合光纖棒11使復(fù)合光纖棒中間被加熱軟化部分勻速 旋轉(zhuǎn)，一臺(tái)微機(jī)可以一次同時(shí)扭制出4件角度準(zhǔn)確、同心度和像位移很好的光學(xué)扭像器件， 可提高生產(chǎn)效率四倍，同時(shí)扭制出的成品質(zhì)量也相應(yīng)的提高了。扭制過程中需要使復(fù)合光纖棒中間部分局部軟化而保證兩端溫度低與軟化點(diǎn)，否 則會(huì)影響兩端面的正常成像，為克服兩端溫度和中間部分的不同溫度，采用了梯度溫度微 型電爐。


圖1是本發(fā)明的扭制原理2是實(shí)施例的示意3是微型梯度電爐結(jié)構(gòu)示意4是微機(jī)操控四套設(shè)備示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例所示附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一點(diǎn)說明。本發(fā)明的方法與設(shè)備的一個(gè)實(shí)例如圖2，全自動(dòng)精密電機(jī)梯形電路系統(tǒng)示意圖，系 統(tǒng)安裝在支架14上，一端用固定旋鈕15將傳動(dòng)軸13固定，另一端采用微機(jī)4通過控制器5 和精密電機(jī)7帶動(dòng)傳動(dòng)軸9和卡具10對(duì)復(fù)合光纖棒11施加扭力，使復(fù)合光纖棒中間軟化 部分開始緩慢勻速旋轉(zhuǎn)，達(dá)到設(shè)定的角度后，微機(jī)會(huì)指令精密電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，由于復(fù)合光纖 棒在軟化的情況下有一定的黏度，為了防止有少許回旋，要用旋鈕8將傳動(dòng)軸9固定起來。 從而制成復(fù)合光纖棒兩端圖像角度發(fā)生的光學(xué)扭像器件。為達(dá)到提高扭制效率和在同一時(shí)間扭制多只的目的，我們采用了一臺(tái)微機(jī)操控4 套設(shè)備的辦法，如圖4所示。在微機(jī)操控4套設(shè)備進(jìn)行扭制中又可以根據(jù)不同要求對(duì)每套 設(shè)備發(fā)出不同指令，可以在同時(shí)進(jìn)行中扭制出不同規(guī)格要求的光學(xué)扭像器件。扭制光學(xué)扭像器件的另一關(guān)鍵是由于為了保證兩端面的溫度與中間部分的溫度 有較大差異的同時(shí)還要保證兩個(gè)端面不會(huì)發(fā)生炸裂。因此本發(fā)明采取多段式、獨(dú)立控溫、溫 度梯度微型電爐。如圖3所示，微型電爐為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，爐內(nèi)軸向溫度場(chǎng)呈正態(tài)分布。如圖3 中溫度梯度電爐結(jié)構(gòu)圖所示，爐內(nèi)軸向溫度場(chǎng)外段加熱絲16、20采用控溫，控溫裝置結(jié)爐 膛兩端溫度進(jìn)行控制；內(nèi)段加熱絲17、20采用另一臺(tái)控溫裝置對(duì)爐膛兩端與中段之間的區(qū) 域溫度進(jìn)行控制；中段加熱絲18采用第三臺(tái)控溫裝置對(duì)爐膛中段溫度進(jìn)行控制；通過改變 中段高溫區(qū)溫度梯度和兩邊溫度控制的配合，達(dá)到中間軟化兩端不發(fā)生變化的效果，為了 更好的達(dá)到工藝要求，本發(fā)明將傳統(tǒng)使用的直柱管狀的電爐管道改用成特制的兩頭大，中 間細(xì)的體型電爐管道。本發(fā)明與傳統(tǒng)大盤扭制法的區(qū)別不論是本發(fā)明的方法，還是傳統(tǒng)大 盤扭制方法，均需經(jīng)過對(duì)復(fù)合光纖棒整體預(yù)熱，局部加熱至軟化、扭制及隨后的緩慢降溫過 程，用同樣規(guī)格的復(fù)合光纖棒扭制相同規(guī)格的光學(xué)扭像器件，兩種方法所需時(shí)間基本一致， 由于本發(fā)明扭制法一次可同時(shí)扭制4件產(chǎn)品，所以效率較傳統(tǒng)大盤扭制法提高了 4倍，又因 傳統(tǒng)大盤扭制法，每次角度定位均需要人為操作，誤差較大，而本發(fā)明方法使用微機(jī)控制， 從而降低了誤差率。本發(fā)明的梯度電爐管道能使管內(nèi)溫度更能保證中間溫度達(dá)到軟化，而 兩邊溫度既能保證不發(fā)生變化還能保證沒有炸裂現(xiàn)象，提高產(chǎn)品的優(yōu)良率。
權(quán)利要求
一種制造光學(xué)扭像器件的辦法，其特征在于包括下列步驟首先對(duì)一根處于水平狀態(tài)的復(fù)合硬質(zhì)光纖棒從室溫開始加熱，等到復(fù)合光纖棒整體到達(dá)一定溫度后，開始對(duì)復(fù)合光纖棒的中段部分單獨(dú)控制快速加熱并使其達(dá)到軟化溫度，此時(shí)，開始在微機(jī)控制下對(duì)復(fù)合光纖棒的垂直截面方向的一端施以扭力，使中段軟化部分跟隨復(fù)合光纖棒施力的一端開始轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到預(yù)定的角度，即可制成一件光學(xué)扭像器件。
2.如權(quán)利要求1中的方法，采用多段獨(dú)立控溫、對(duì)稱結(jié)構(gòu)的梯形溫度微型電爐，沿軸向 形成中間溫度高，向兩端溫度逐漸降低的溫度場(chǎng)，以保證最終光學(xué)扭像器件良好的對(duì)稱性。
3.如權(quán)利要求1中的方法，采用微機(jī)控制，一臺(tái)微機(jī)可以同時(shí)控制4套設(shè)備同時(shí)生產(chǎn)， 大大提高生產(chǎn)效率。
4.如權(quán)利要求2中的方法，使用所述微型電爐，使得復(fù)合光纖棒的中段部分溫度在 20-1000°C之間隨意調(diào)整。
5.如權(quán)利要求2中的方法，通過用精密電機(jī)對(duì)扭力的控制，以保證光學(xué)扭像器件能夠 達(dá)到預(yù)定的精確角度。
全文摘要
本發(fā)明屬于光纖傳像器件制造技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是一種制造光學(xué)扭像器件的方法和設(shè)備。使用處于水平狀態(tài)的特制梯形管式微型電爐，對(duì)復(fù)合光纖棒持續(xù)加熱，當(dāng)復(fù)合光纖棒中間部分軟化時(shí)，使用微機(jī)控制下的精密蝸輪蝸桿電機(jī)對(duì)復(fù)合光纖棒施加垂直切面的扭力，使得復(fù)合光纖棒中間部分被旋轉(zhuǎn)扭動(dòng)，并最終達(dá)到預(yù)先設(shè)定的角度。其特征在于應(yīng)用精密蝸輪蝸桿電機(jī)旋轉(zhuǎn)，可以制作0-360度之間任何角度的光學(xué)扭像器件，并且精度在±0.2度之內(nèi)，同時(shí)使用微機(jī)控制生產(chǎn)，一臺(tái)微機(jī)可以同時(shí)控制4套設(shè)備同時(shí)生產(chǎn)，效率將大大提高。
文檔編號(hào)G02B6/06GK101937116SQ20091014841
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者李本強(qiáng), 武鐸善, 田世晉 申請(qǐng)人:北京康潤(rùn)強(qiáng)光電子技術(shù)有限責(zé)任公司