基于光纤端面透镜加工的微磨床专用控制系统关键技术研究

摘要

随着科技的发展，人们对信息的需求量不断增加，使得光纤通讯与光纤传感领域已经成为二十一世纪全世界研究的热点。为了满足人们对通信技术的要求,需要开发出超低损耗、长波长的新型光纤结构和优质的加工工艺。而光纤端面的形状是影响光纤耦合质量的主要因素，进而促使人们不断对光纤端面加工技术进行研究。而传统的光纤透镜加工方法（如研磨抛光、熔融拉锥、光栅刻写、化学腐蚀等），因为存在过程比较复杂，加工效率低等缺点。因此，需要人们不断地去研究新的加工方法，使得光纤端面能能够得到大批量的生产，进而满足人们对信息量的需求。
　　为了能够有效的解决光纤在加工上的不足，本文研发了一套操作简单无需编程的光纤端面透镜加工微磨床控制系统。本文主要解决了以下几个问题：提出了光纤端面加工零编程技术，开发了一个软件系统，方便用户操作、无需编程，只需要填入加工时相应的参数就可以加工。同时还对已加工的四种类型光纤进行精度研究，主要是研究在加工过程中，加工变形与角度之间的关系，并对加工好的光纤进行一些基本检测。从而形成了一套从加工到检测的完整的光纤加工体系。本文研究内容如下：
　　1、阐述本文的来源及研究的意义，并且分析传统光纤端面加工方法的优劣，从而提出基于光纤透镜端面加工微磨床加工技术，并且对光纤端面加工技术的发展现状及未来的发展趋势进行相应的分析。
　　2、详细的介绍微磨床的结构和微磨床专用控制系统的总体结构设计，并且针对微磨床控制系统的硬件配置进行详细的分析。最后总结基于PMAC可编程运动控制器的硬件结构，搭建由工控机与PMAC可编程控制器组合的开放式数控微磨床控制系统。
　　3、提出微磨床控制系统的软件结构，并且针对控制系统的软件结构和功能模块进行详细的分析。通过对PMAC应用控制系统软件PEWIN32进行参数设计，并借助高级计算机语言VB6.0开发工具，进行人机界面的开发，通过调用Pcomm32.dll动态链接库实行人机交互模式。
　　4、分析光纤端面加工零编程的意义，并且建立针对光纤在加工过程中受力变形的模型。最后，通过试验验证光纤端面透镜微磨削加工过程中角度变形与主轴转速、进给速度、悬伸长度之间的关系。
　　5、通过光纤端面透镜微磨削加工角度试验研究，将所获得的规律作用于控制系统。通过实验验证，达到了提高光纤微磨削的加工精度和加工效率的目的。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题的来源及研究意义

1.2 微型机床国内外发展现状及趋势

1.3 光纤加工技术国内外发展现状及趋势

1.4 课题研究的内容

1.5 本章小结

第2章 基于PMAC的微磨床控制系统硬件的构建

2.1 微磨床结构介绍

2.2微磨床控制系统硬件结构设计原则

2.3 微磨床数控系统的总体结构

2.4 微磨床数控系统的硬件配置

2.5 基于PMAC的数控系统构建

2.6 本章小结

第3章 基于PMAC零编程控制系统开发

3.1 微磨床控制系统软件结构与功能分析

3.2 系统的软件设计过程

3.3 上下位机间的通讯

3.4软件系统开发

3.5 PLC程序设计

3.6 本章小结

第4章 光纤端面加工精度的技术研究

4.1 光纤端面加工存在的问题

4.2 光纤端面加工零编程数学模型的建立

4.3 光纤端面透镜微磨削加工角度试验研究

4.4 本章小结

第5章 光纤端面加工零编程系统的应用

5.1 基于微磨床的光纤端面的加工过程

5.2 基于零编程的光纤端面加工技术的应用

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢