光纤熔接机技术实用操作.docx

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光纤熔接机技术实用操作

一、光纤熔接机应用概况

光纤熔接机主要用于光通信中光缆的施工和维护，所以行业内又叫光缆熔接机。

工作原理是利用高压电弧将两光纤断面熔化的同时用高精度运动机构平缓推进让两根光纤融合成一根，以实现光纤模场的耦合。

光纤熔接机的应用对象是光缆中的纤芯，操作时将2根不同的纤芯熔接在一起。

光纤熔接机的使用技术是机器人设计部员工必须具备的基本操作技能之一，主要是将光纤熔接机技术应用于室内轨道机器人和阀厅机器人等的通讯系统。

光纤熔接机类型是进口品牌日本藤仓62S型的光纤熔接机。

下面的图1、图2展示的2幅拓扑图分别表述的是阀厅机器人和室内轨道机器人的系统拓扑图，拓扑图中红色的线条表示应用光缆进行传输的部分，在光缆的末端都会有一个光缆终端盒，光缆终端盒有2个口，一个口用于光缆的进入，另一个口出来的是跳线，跳线可以直接插到光电转换模块上，从光电转换模块就出来了电信号，可以通过网线进行传输。

光缆传输的优点是：

替代网线，解决远距离传输时信号衰减问题；频带宽；损耗低；重量轻；只传光，不导电，不受电磁场的作用，在其中传输的光信号不受电磁场的影响，故光纤传输对电磁干扰、工业干扰有很强的抵御能力；保真度高；工作性能可靠；成本不断下降。

图1阀厅机器人的系统拓扑图

图2室内轨道机器人系统拓扑图

二、准备工作

使用光纤熔接机作业前需要准备的清单包含：

工具：

光纤熔接机（整套）、斜口钳、壁纸刀、米勒钳；

材料：

酒精棉（纯度99%及以上的酒精）、热缩管（光纤熔接专用）、光纤

当以上清单物品准备齐全之后需要对光纤熔接机物镜、熔接机V型槽、光纤切割刀是否需要清洁进行判断，判断标准如下：

物镜清洁：

当光纤熔接机不能正常熔接时，便需要对光纤熔接机的物镜进行清洁。

熔接机V型槽清洁：

将切割好的光纤放置到熔接机V型槽，从屏幕上观测纤芯的端面不齐整时，就需要对熔接机的V型槽进行清洁。

光纤切割刀清洁：

将切割好的光纤放置到熔接机的V型槽内，当排除熔接机V型槽不清洁元素后，从屏幕上观测纤芯的端面还是不齐整。

此时则需要就需要对光纤切割刀进行清洁。

清洁方法参考附件一说明。

三、操作步骤

1、开剥光纤

本步骤目的是将光缆内部的纤芯保护管剥离出来，包括最外层的黑色塑料层，中间的钢丝层（钢丝有12根，需保留并排的两根），将光缆穿入终端盒，进行固定，固定时钢丝时一定要压紧，不能有松动（参考视频1进行学习）。

否则，有可能造成光缆打转。

注意开剥时不要伤到管束，开剥长度取1米左右。

具体方法是用壁纸刀成圆圈型将外侧黑皮切断一圈，然后进行旋转使其彻底断开，用手拽掉黑皮即可。

去除黑皮后钢丝便显露出来了，剪断钢丝这个步骤需要用到工具斜口钳，剪断时留并排的2根，用于后面步骤中光纤在终端盒中固定用，如图3所示，部门采购的光缆属于管道光缆也称为地埋光缆。

图3光纤在终端盒的固定

2、启动熔接机电源，选择“AUTO”模式

熔接机操作面板如图4所示，开机方法为按下电源键直到指示灯变绿；关机方法为摁下电源键LED指示灯变红并灭掉后。

图4熔接机操作面板

3、选择“熔接模式”

正常使用的时候用”AUTO”模式即可，如图5所示开机会自动进入“AUTO”熔接模式。

图5显示屏指示

4、米勒钳剥纤

开剥光纤后，首先需要用米勒钳的大豁口将保护管去除，去除后就漏出了内部的4根纤芯，先将热缩管套入一段，再用米勒钳内部的小豁口来去除纤芯外部的涂层，使用时钳口是倾斜的，用力适度否则容易将纤芯剪断。

去除涂层的长度为3cm到3.5cm，露出玻璃纤芯之后需用酒精棉将其擦拭干净（99%以上纯度的酒精），擦两次，第一次擦完后需要旋转90度后再次进行擦拭，擦拭干净后玻璃纤芯不可再碰触任何东西。

米勒钳实物如图6所示。

注：

确保开剥后的光纤上涂覆层残渣或其它污物已被清除，此步骤直接关系到熔接是否能够顺利成功。

图6米勒钳实物图

5、切割刀制作光纤端面

将光纤放到割刀上，将纤芯摆正。

放置要求是切割刀本体上有一个V型槽，窄V型槽处正好放置带涂层的部分，这样刚才剥掉涂层的玻璃纤芯尾部就正好能搭到后方旋柱上了。

切割时，动作要自然，平稳，勿重，勿轻。

避免断纤、斜角、毛刺及裂痕等不良端面产生；不要让已经切割好的光纤端面触碰到任何物体或者受到污染。

光纤端面制作的好坏将直接影响熔接质量，所以在熔接前必须制备合格的端面。

使用精密光纤切割刀切割光纤，对0.25mm（外涂层）光纤，切割长度为8mm-16mm，对0.9mm（外涂层）光纤，切割长度只能是16mm。

切割刀的介绍、纤芯放入切割刀夹具的实际要求、米勒钳剥光纤的姿势如图7-1、7-2、8、9所示：

图7-1光纤切割刀

图7-2光纤切割刀

图8光纤放入切割刀夹具的实际要求

图9米勒钳剥光纤的姿势

6、纤芯放置

制作完端面就可将纤芯放置在光纤熔接机上了，将纤芯放置到熔接机的V型槽中，纤芯长度伸出蓝色的V型槽2-3mm，压上光纤压板和光纤夹具盖上防风罩，放置好一端再制作另一端面。

盖上防风罩之后，显示屏幕上就会呈现已经制作端面的情况，熔接机是高端智能识别的，只放置一端不会进行熔接，只有将两端都放进去才会进行熔接。

熔接前光纤放置说明如图10所示：

图10熔接前光纤放置说明

7、按SET键开始熔接

点熔接键光纤便可自动熔接。

注：

按下熔接键后，可检视LCD屏幕，会看到光纤相向移动，移动过程中，产生一个短的放电清洁光纤表面，当光纤端面之间的间隙合适后熔接机停止相向移动，设定初始间隙，熔接机测量，并显示切割角度。

在初始间隙设定完成后，开始执行纤芯或包层对准，然后熔接机减小间隙（最后的间隙设定），高压放电产生的电弧将左边光纤熔到右边光纤中，最后微处理器计算损耗并将数值显示在显示器上。

如果估算的损耗值比预期的要高，可以按放电键再次放电，放电后熔接机仍将计算损耗。

8、热缩管加热

取出熔接好好的光纤，将热缩套管中部移动到熔接点位置，并将其放入加热炉中部，放置好后，盖上罩子便会自动加热，加热完毕便可将熔接好的光纤取出。

注：

加热炉温度很高，取出后不要立即碰触热缩管位置，防止烫伤。

9、盘纤并固定

将接续好的光纤盘到光纤收容盘上，固定好光纤、收容盘、接头盒、终端盒等。

四、维护保养

光纤熔接机的易损耗材为放电的电极。

基本放电4000次左右就需要更换新电极。

更换电极方法：

当“需要更换电极”信息显示或者电极棒尖端损坏时，需要更换电极。

需要在维护菜单的界面下执行【更换电极】

首先移除电极棒护罩→松开固定上电极的螺丝→移除电极棒→安装新的电极棒→拧紧螺丝→盖上电极棒护罩。

操作如图11所示：

图11更换电极棒

注:

新电极的安装顺序与拆卸动作相反，要求两电极尖间隙为：

2.6±0.2mm，并与光纤对称。

通常情况下电极是不须调整的。

在更换的过程中不可触摸电极尖端，以防损坏，并应避免电极掉在机器内部。

更换电极后须进行电弧位置的校准或是自己做一下处理，重新打磨，但是长度会发生变化相应的熔接参数也需做出修改。

具体操作方法为:

放入制备完成的光纤→执行【稳定电极】命令→执行【放电校正】。

五、常见问题

1、开启光纤熔接机开关后屏幕无光亮，且打开防风罩后发现电极座上的水平照明不亮。

解决方法：

（1）检查电源插头座是否插好，若不好则重新插好。

（2）检查电源保险丝是否断开，若断则更换备用保险丝。

2、光纤能进行正常复位，进行间隙设置时屏幕变暗，没有光纤图像，且屏幕显示停止在“设置间隙”。

解决方法：

检查并确认防风罩是否压到位或簧片是否接触良好。

3、开启光纤熔接机后屏幕下方出现“电池耗尽”且蜂鸣器鸣叫不停。

解决方法：

（1）本现象一般出现在使用电池供电的情况下，只需更换供电电源即可。

（2）检查并确认电源保险丝盒是否拧紧。

4、光纤能进行正常复位，进行间隙设置时光纤出现在屏幕上但停止不动，且屏幕显示停止在“设置间隙”。

解决方法：

（1）按压“复位”键，使系统复位。

（2）打开防风罩，分别打开左、右压板。

顺序进行下列检查：

（3）检查是否存在断纤。

（4）检查光纤切割长度是否太短。

（5）检查载纤槽与光纤是否匹配。

并进行相应的处理。

5、光纤能进行正常复位，进行间隙设置时光纤持续向后运动，屏幕显示“设置间隙”及“重装光纤”。

解决方法：

可能是光学系统中显微镜的目镜上灰尘沉积过多所致，用棉签棒擦拭水平及垂直两路显微镜的目镜，用眼观察无明显灰尘，即可再试。

6、光纤能进行正常复位，进行间隙设置时开始显示“设置间隙”，一段时间后屏幕显示“重装光纤”。

解决方法：

（1）按压“复位”键，使系统复位。

（2）打开防风罩，分别打开左、右压板。

顺序进行下列检查：

（3）检查是否存在断纤。

（4）检查光纤切割长度是否太短。

（5）检查载纤槽与光纤是否匹配。

并进行相应的处理。

7、自动工作方式下，按压“自动”键后可进行自动设置间隙、进行粗、精校准，但肉眼可在监视屏幕上观察到明显错位时，开始进行接续。

解决方法：

检查待接光纤图像上是否存在缺陷或灰尘，可根据实际情况用沾酒精棉球重擦光纤或重新制做光纤端面。

8、按压“加热”键，加热指示灯闪亮后很快熄灭同时蜂鸣器鸣叫。

解决方法：

（1）光纤熔接机会自动检查加热器插头是否有效插入。

如果未插或未插好，请插好后即可。

（2）长时间持续加热时加热器会出现热保护而自动切断加热，可稍等一些时间再进行加热。

9、光纤进行自动校准时，光纤上下方向运动不停，屏幕显示停止再“校准”。

解决方法：

（1）按压“复位”键使系统复位。

（2）检查Y/Z两方向的光纤端面位置偏差是否小于0.5毫米，如果小于则进行下面操作，否则返厂修理。

（3）检查裸纤是否干净，若不干净则进行处理。

（4）清洁V型槽内沉积的灰尘。

（5）用手指轻敲压板，确定压板是否压实光纤，若未压实则处理后再试。

10、光纤能进行正常复位，进行间隙设置时开始显示“设置间隙”，一段时间后屏幕显示“左光纤端面不合格”。

解决方法：

（1）肉眼观察屏幕中光纤图像，若左光纤端面质量确实不良，则可重新制作光纤端面后再试。

（2）肉眼观察屏幕中光纤图像，若左光纤端面质量尚可，可能是“端面角度”项的值设的较小之故，若想强行接续时，可将“端面角度”项的值设大既可。

（3）若幕显示“左光纤端面不合格”时屏幕变暗，且显示字符为白色。

（4）检查确认光纤熔接机的防风罩是否有效按下，否则处理之。

（5）打开防风罩，检查防风罩上顶灯的两接触簧片是否变形，若有变形则处理之。

11、光纤能进行正常复位，进行自动接续时放电时间过长。

解决方法：

进入放电参数菜单，检查是否进行有效放电参数设置，此现象是由于没对放电参数进行有效设置所致。

12、进行放电实验时，光纤间隙的位置越来越偏向屏幕的一边。

解决方法：

这是由于光纤熔接机进行放电实验时，同时进行电流及电弧位置的调整。

当电极表面沉积的附着物使电弧在电极表面不对称时，会造成电弧位置的偏移。

如果不是过份偏向一边，可不以理会。

如果使用者认为需要处理，可采用以下办法处理：

（1）进入维护菜单，进行数次“清洁电极”操作。

（2）在不损坏电极尖的前提下，用单面刮胡刀片顺电极头部方向轻轻刮拭，然后进行数次“清洁电极”操作。

13、进行放电接续时，使用工厂设置的（1~5）放电程序均不可用，整体偏大或偏小。

解决方法：

这是由于电极老化，光纤与电弧相对位置发生变化或操作环境发生了较大变化所致。

分别处理如下：

（1）电极老化的情况。

检查电极尖部是否有损伤，若无则进行“清洁电极”操作。

若电极尖部有损伤则参见<维护及修理>，进行更换电极。

（2）光纤与电弧相对位置发生变化的情况。

进入“维护方式”菜单，按压“电弧位置”，打开防风罩可以观察光纤与电弧相对位置，若光纤不在电中部则可进行数次“清洁电极”操作，再观察光纤与电弧相对位置是否变化，若不变则为稳定位置。

（3）操作环境发生了很大变化。

处理过程如下：

①进行放电实验，直到连续三到五次“放电电流适中”。

②进入放电参数菜单，检查放电电流值。

③整体平移电流（预熔电流、熔接电流、修复电流），使“熔接电流”值为“138（0.1mA）”。

④按压“参数”键，返回一级菜单状态。

⑤取3>中电流平移量，反方向修改“电流偏差”项的值。

⑥确认无误后可按压“确认”键存储。

⑦按压“参数”键退出菜单状态，即可。

14、进行多模光纤接续时，放电过程中总是有气泡出现。

解决方法：

这主要是由于多模光纤的纤芯折射率较大所致，具体处理过程如下：

（1）以工厂设置多模放电程序为模板，既将“放电程序”项的值设定为小于“5”，并确认。

（2）进行放电实验，直到出现三次“放电电流适中”。

（3）进行多模光纤接续，若仍然出现气泡则进行放电参数的修改，修改的过程如下：

①进入放电参数菜单。

②将“预熔时间”值以0.1s步距进行试探增加。

③接续光纤，若仍起气泡则继续增加“预熔时间”值，直到接续时不起泡为止（前提是光纤端面质量符合要求）。

④若接续过程不起泡而光纤变细则需减小“预熔电流”。

附件一：

光纤熔接机的清洁工作

1、使用次数过多之后，就需要对光纤熔接机进行清洁。

清洁主要包括三方面的清洁

（1）V型槽的清洁；

（2）光纤切割刀清洁；

（3）物镜的清洁；

2、清洁用的工具是蘸有酒精的棉签，各项清洁项的操作要点如下：

（1）V型槽的清洁要点是：

使用蘸有酒精的棉签清洁V型槽的底部；使用干净的棉签擦除多余的酒精；使用一段制备好的光纤清洁槽内的异物。

（2）光纤切割刀的清洁要点：

用蘸有酒精的棉签清洁弹性切割垫；清洁橡胶砧头；清洁刀片表面。

最后需要用干净的棉签擦除多余的酒精。

3、物镜的清洁要点：

当物镜表面不干净时，用蘸有酒精的棉签进行清洁并使用干净的棉签擦除多余的酒精。

清洁时的注意事项为：

（1）不要碰触电极棒的末端。

（2）只能使用99%或者更高纯度的酒精进行清洁。

以上操作项具体操作图示如图12所示：

图12清洁工作的操作示意

附件二：

使用注意事项

1、光纤熔接机的电池是锂电池，充电时最好一次性充满再使用，一次完整的充电时间约为4到5个小时，当充满电时，电池上的4个指示灯会全部变绿。

2、当紧急需要使用，电池又没有电时可以直接将适配器插入进行使用，因为适配器的规格大小和电池是一样的，可以直接使用供电。

3、充电时务必选用220V的交流电，切记不可使用220V的直流电，也不可犯常识性错误，将380V的两根火线直接引出使用。

此两种错误使用方式会直接烧掉充电适配器，充电适配器采购价格为4000元。

4、充电时适配器和电池连接的断线为特制的，需要好好保存，此充电连接线采购价格为1200元。

5、电极棒需要更换时，机器会自动提示，当熔接到2000芯时，会提示一次不能使用，这时候可以将电极棒卸下来，用报纸轻轻地将电极棒表面的黑炭抹掉，再装上大概还能熔接2000芯。

6、光纤熔接机对使用环境的要求很高，不能在特别潮湿的环境下使用，也不可在下雨打伞的情况下使用。

7、光纤切割刀的刀片属于耗材，在使用期间严禁用任何金属性物体碰触刀刃。

8、光纤切割刀切割玻璃纤芯时注意安全，不可将玻璃纤芯扎到手上，因为断掉的玻璃纤芯非常细，扎入手中之后取不出来，造成异物感。