光纖側面拋磨拉錐系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

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2、，；：＾ｍｍ＿，｜＿．，｜斗＾單圖書分類號ＴＨ７密級非密ＵＤＣ碩±學位論文光紳側面拋磨／拉錐系統(tǒng)設計與實現(xiàn)譚緒祥指導教師姓名、職稱）王志斌教授（申請學位級別工學碩±專業(yè)名稱光學工程論文提交日期２０１６年０５月３１曰論文答辯日期２０１６年０５月２２曰學位授予日期年月日論支評擁人朵若端癡答辯委員會主席午的２０１６年０５月３１曰原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在指導教師的指導下，獨

3、立進行研究所取得的成果。除文中已經注明引用的內容外，本論文不包含其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研究作出重要貢＾式標明。本明的法由本人已乂明確方聲律責任獻的個人和集體，均在文中承擔。Ｖ—巧、、絲：＾論文；《日／巧作者簽名吟的明關于學位論文使用權說包括：本人完全有關保、使巧學位論文的規(guī)定其中北大學管，了解中有巧保管口的與印學校、并向有關部送交學位淪文原件復件；①學校③可Ｐ義采用巧印、縮印或其它復制手段復制并保存學位論文；⑤學?？稍试S術復

4、制交換論查目的巧送和學閱閱；＠學?？桑讓W交流為，學位文被或借論女學校可從公布學位論文的全部或部分內容（保密學位論文在解位；⑤遵。密后守此規(guī)定）．絲《、斗／：：嘴日期簽名鮮、＂＇：尸ｏ，：今名＞ｊ＾導師簽日期名／中北大學學位論文光纖側面拋磨/拉錐系統(tǒng)設計與實現(xiàn)摘要側面拋磨和拉錐技術制作的光纖器件在通信、傳感器、激光器等領域有著重要且廣泛的應用。但目前市場上的光纖側面拋磨機和光纖拉錐機大多由國外生產，不僅價格普遍昂貴，而且可調整參量較少，這很大程度上約束了側面拋磨光纖器件和

5、拉錐光纖器件的發(fā)展。因此自主研制新型的光纖側面拋磨和拉錐系統(tǒng)對相關科學研究和光纖微器件的發(fā)展都有著重要意義。針對制作新型光纖器件對微加工系統(tǒng)的需求及實驗室科研工作的實際需要，本文借鑒現(xiàn)有光纖側面拋磨設備和光纖拉錐設備的優(yōu)點，依靠運動控制和顯微測量等技術，設計了一套可同時實現(xiàn)光纖側面拋磨和拉錐的微加工系統(tǒng)，該系統(tǒng)拋磨和拉錐的長度在100mm內可控，光纖尺寸測量精度在0.5μm以上，實驗結果表明該系統(tǒng)加工側面拋磨光纖和拉錐光纖的效果良好。本論文的主要工作如下：1.設計和搭建了光纖側面拋磨與拉錐硬件系統(tǒng)

6、，其中的關鍵器件包括拋磨輪、火焰噴頭、光纖夾具、光纖頂柱、轉接固定板、電動位移臺、光柵尺、升降臺、直流電機、電機驅動器、運動控制卡、工業(yè)相機、顯微鏡頭、LED燈、光學平臺、計算機等。2.通過分析運動控制技術的特點，采用梯形加減速規(guī)劃方法來控制步進電機轉動，這樣可實現(xiàn)位移臺快速運動且沖擊較小。結合光纖器件加工的實際需要，在VC++開發(fā)環(huán)境中編寫了位移臺和研磨輪控制程序，從而實現(xiàn)了拋磨與拉錐的控制程序設計，該程序可實現(xiàn)研磨、拋光、拉錐長度可控，研磨輪的轉速和方向可根據(jù)需要調節(jié)。3.通過研究分析光纖圖像

7、的特點，以顯微視覺測量技術為基礎，借助OpenCV庫函數(shù)在VC++中開發(fā)了一套在線測量光纖參數(shù)的程序，具體包括自動聚焦、亞像素邊緣檢測、尺寸計算和標定等程序設計。本文中的一些創(chuàng)新點：1.設計了一種光纖拋磨/拉錐為一體的新型加工設備，該設備可實現(xiàn)光纖研磨、拋光、拉錐和尺寸測量等操作，它具有加工速度快、量程大、精度高及自動化程度高等特點。2.針對光纖成像的特殊性，本文提出了一種利用邊緣檢測算法來提取ROI區(qū)域作為中北大學學位論文對焦窗口的方法，該方法成功的消除了光纖圖像中心亮帶對清晰度評價值的影響，可

8、準確判斷光纖邊緣清晰時的圖像。3.本文對爬山搜索算法進行了改進，并成功的應用在顯微視覺測量光纖的系統(tǒng)中，相對于傳統(tǒng)的爬山算法它可以克服局部極值的影響并且具有搜索速度快的特點。關鍵詞：光纖側面拋磨，光纖拉錐，多軸運動控制，高精度顯微測量中北大學學位論文Designandimplementationofthesystemforfabricatingside-polishedandtaperedopticalfiberAbstractThedevicesthatbasedonside-p