光纖棒機床自動定位與對準裝置

許賢澤， 王星宇， 劉盼盼， 鐘 明

(武漢大學(xué) 電子信息學(xué)院，湖北 武漢 430072)

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21世紀以來，隨著光通信技術(shù)的發(fā)展，光纖已經(jīng)成為目前信息社會主要的傳輸介質(zhì)，光纖的需求量逐年增加，光纖制造技術(shù)備受關(guān)注。光纖預(yù)制棒作為光纖制造的核心原材料，是影響光纖通信性能的關(guān)鍵因素，光纖預(yù)制棒制造技術(shù)也開始成為各大光纖制造公司的重要研究方向。目前國內(nèi)外光纖制備工藝以4種氣相沉積工藝為主[1-2]。近年來，有公司提出了一種連續(xù)化學(xué)氣相沉積技術(shù)，相較其他氣相沉積工藝，該技術(shù)對棒體受熱情況以及氧化氣體成分比例有更高的要求，機床卡盤裝夾中心不在同一軸線上會導(dǎo)致棒體運動不平穩(wěn)和棒體受熱不均勻等問題，因此通常將其機床兩端同軸度誤差控制在±0.1 mm之間，確保獲取高質(zhì)量光纖預(yù)制棒。連續(xù)化學(xué)氣相沉積機床對準方式通常采用人工對準，用千分表多次對機床進行同軸度測量并調(diào)整卡爪位置直到誤差在可用范圍內(nèi)，對準過程中存在對測試人員技術(shù)要求較高、耗時長和精度低等問題。

視覺測量因具有動態(tài)、適應(yīng)性強、實時性等優(yōu)點在工業(yè)各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[3]，但在機床性能測量中運用比較少。劉自然等[4]提出了一套只針對特定機床的對刀視覺系統(tǒng)，但系統(tǒng)對背景要求嚴格，復(fù)雜背景檢測出的圖像不準確，不適用光纖棒沉積機床。對準裝置的核心在于相機畸變誤差消除、檢測面的特征提取和圓形檢測算法，現(xiàn)有的相機標定技術(shù)大致分為傳統(tǒng)相機標定和相機自標定方法，兩種方法都使用復(fù)雜類型的模板，增加了計算復(fù)雜度[5-6]。……