Brevet FR2563209A2 — publié le 19851025

FR 2563209 A2 19851025 FR 8406300 A 19840420 Machine automatique de soudage en bout de deux fibres optiques. Le brevet principal porte sur une machine automatique de soudage en bout de deux fibres optiques, comprenant une platine support d'une première fibre, dite "de référence", une platine support d'une seconde fibre, dite "fibre mobile", munie de moyens de translation suivant deux directions horizontale et verticale dans un plan perpendiculaire aux axes des fibres, des moyens de translation motorisée de l'une des platines, et mécanique de l'autre, parallèlement aux axes des fibres, au moins une source lumineuse éclairant les extrémités des fibres, des moyens de visualisation à fort grossissement pour observer les extrémités des fibres, un couple de photodétecteurs pour capter la position des fibres suivant une direction horizontale, un couple de photodétecteurs pour capter la position des fibres suivant une direction verticale, et en sortie de ces photodétecteurs des comparateurs électroniques pour comparer les indications des photodétecteurs de chaque couple, des organes de commande pour corriger les positions de la fibre mobile suivant l'horizontale et suivant la verticale en fonction des indications de chaque couple de photodétecteurs, des moyens pour amener en contact bout à bout les extrémités des fibres, et des moyens pour souder ces extrémités à l'aide d'un arc électrique. Dans la machine du brevet principal, les extrémités des fibres optiques sont éclairées par deux sources lumineuses distinctes, les moyens de détection des positions dans l'espace des extrémités des fibres comprennent un système unique de grandissement optique de l'objet, et chacun des photodétecteurs servant à capter la position des fibres suivant les directions horizontale ou verticale comporte une surface unique sensible à l'éclairement, de sorte que l'on ne peut régler la position que de la seule fibre dite- "mobile". Le présent perfectionnement a pour but de remédier aux inconvénients qui apparaissent dans certains cas, et d'assurer dans ces cas une précision améliorée du repérage de la position des fibres optiques, et/ou de simplifier l'appareillage. Selon une première variante de ee perfectionnement, la machine comporte un système optique condenseur de lumière associé à chaque photodétecteur pour diriger sur celui-ci le faisceau lumineux destiné à détecter la position de l'une des fibres optiques dans l'une des directions horizontale et verticale. Selon une autre variante de ce perfectionnement, pouvant être associée à la première, la machine comporte une source lumineuse unique éclairant les extrémités des deux fibres optiques. Selon une autre variante de ce perfectionnement, chaque photodétecteur comprend deux moitiés accolées, dont chacune est reliée à l'entrée d'un comparateur électronique, commandant le réglage de positionnement de l'une des fibres. Chacun de ces comparateurs électroniques est lui-même relié de préférence à un comparateur électronique commun commandant le réglage de positionnement des deux fibres optiques. Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux. figures du dessin annexé, des dispositifs de visualisation pour observer les extrémités des deux fibres optiques et détecter leur défaut d'alignement dans un plan horizontal. On comprendra que des dispositiSs analogues de visualisation et de détection des défauts d'alignement dans un plan vertical doivent leur être adjoints pour permettre la mise en alignement des fibres optiques à souder. La figure 1 représente un dispositif à source d'éclairage unique, deux systèmes optiques condenseurs de lumière et photodétecteurs simples. La figure 2 représente un dispositif à source d'éclairage unique, un seul système optique condenseur de lumière et photodétecteurs simples. La figure 3 représente un dispositif à source d'éclairage unique, un seul système optique condenseur de lumière, et avec des photodétecteurs comportant deux moitiés accolées, et des comparateurs électroniques reliés à un comparateur commun, permettant le réglage de la position des deux fibres optiques. Dans la figure 1-, la source d'éclairage 30 dirige deux pinceaux lumineux, représentés schématiquement en 32 et 33, vers les extrémités des fibres 2 et 5. L'axe de la fibre 5 est décalé dans un plan horizontal par rapport à celui de la fibre 2 d'un écart t x. Ces pinceaux sont dirigés par les systèmes de lentilles optiques 311A, 34B vers le photo-détecteurs 12, 13. La fibre optique dite "de référence" 2 étant correctement placée , le pinceau lumineux 32 éclaire la surface du photodétecteur 12, à part l'ombre portée de l'extrémité de la fibre 2. La fibre dite "mobile" 5 etant désaxée par rapport à la fibre 2, le pinceau lumineux 33 forme une tache lumineuse 35 hors du photodétecteur 13 (il pourrait aussi si la position de la fibre 5 était plus proche de l'alignement ne parvenir que sur une partie de la surface de ce photodétecteur).Les indications des photodétecteurs 12 et 13 sont transformées en signaux électriques différentiels par le photorécepteur 14. Ceux-ci sont comparés dans le comparateur 15, qui engendre un signal d'erreur, lequel est transmis après amplification à un microprocesseur (non représenté) commandant le déplacement du support de la fibre 5 dans un plan horizontal pour l'amener à l'alignement avec la fibre 2, comme décrit dans le brevet principal. Le dispositif représenté en figure 2 est analogue à celui de la figure 1, mais il ne comporte qu'un seul système de lentilles optiques 34, qui dirige les pinceaux lumineux issus de la source 30 vers les photodétecteurs 12 et 13. Le dispositif représenté en figure 3-est analogue à celui de la figure 2, mais les photodétecteurs 12 et 13 sont doubles. Chacun d'eux est divisé en deux moitiés accolées 12A, 12B, 13A, 13B. Il existe cette fois un photorécepteur et un comparateur par fibre, 14A, 15A pour la fibre 2, 14B, 15B pour la fibre 5, chacun des comparateurs détectant l'inégalité d'éclairement entre les deux plages 12A, 12B ou 13A, 13B. Les indications des deux comparateurs 15A, 15B sont combinées dans un comparateur 15C, lequel contrôle le dispositif de positionnement automatique. Si une fibre optique 5 est écartée de la position établie par la fibre 2, dite de déférence, lors de son chargement, son ombre ne se répartit pas de la même façon sur les deux moitiés du photodétecteur correspondant. Une moitié est plus éclairée que l'autre et il en résulte un signal qui ne dépend que des coordonnées de la fibre 5 correspondante. Il est donc possible de régler indpendamment la position de cette fibre 5 par rapport à une position correspondant à l'autre fibre 2, en la déplaçant par pilotage automatique Jusqu'à l'obtention du même signal que celui qui correspond aux coordonnées de l'autre fibre, dite de référence. Ce dernier dispositif est plus précis et plus sensible que celui à un photodétecteur simple par fibre optique, puisque chaque détecteur double constitue en lui-même un système différentiel peu sensible à la valeur du rapport surface de 1 'image/surface active. On comprendra que les variantes du dispositif de visualisation et de détection décrites ci-dessus peuvent se combiner de différentes manières. Ainsi, le dispositif à photodétecteurs doubles peut également s'utiliser avec deux sources d'éclairage, ou bien avec deux systèmes de lentilles optiques. On peut aussi utiliser deux sources d'éclairage avec deux systèmes optiques condenseurs de lumière. REVENDICATIONS 1/ Machine automatique de soudage en bout de deux fibres optiques, comprenant une platine support d'une première fibre (2), dite "de référence"; une platine support d'une seconde fibre (5), dite "fibre mobile", munie de moyens de translation suivant deux directions horizontale et verticale dans un plan perpendiculaire aux axes des fibres, des moyens de translation motorisée de l'une des platines, et mécanique de l'autre, parallèlement aux axes des fibres, au moins une source lumineuse (30) éclairant les extrémités (9, 11) des fibres, des moyens de visualisation à fort grossissement (34) pour observer les extrémités des fibres, un couple de photodétecteurs (12, 13) pour capter la position des fibres suivant une direction horizontale, un couple de photodétecteurs pour capter la position des fibres suivant une direction verticale, et en sortie de ces photodétecteurs des comparateurs électroniques (15) pour comparer les indications des photodétecteurs de chaque couple, des organes de commande pour corriger les positions de la fibre mobile suivant l'horizontale et suivant la verticale en fonction des indications de chaque couple de photodétecteurs, des moyens pour amener en contact bout à bout les extrémités des fibres, et des moyens pour souder ces extrémités à l'aide d'un arc électrique, selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisée en ce qu'elle comporte un système optique condenseur de lumière (34A, 34B, figure 1) associé à chaque photodétecteur pour diriger sur celui-ci le faisceau lumineux (32, 33) destiné à détecter la position de l'une des fibres optiques dans l'une des directions horizontale et verticale. 2/ Machine automatique de soudage en bout de deux fibres optiques, comprenant une platine support d'une première fibre (2), dite "de référence", une platine support d'une seconde fibre (5), dite "fibre mobile", munie de moyens dé translation suivant deux directions horizontale et verticale dans un plan perpendiculaire aux axes des fibres, des moyens de translation motorisée de l'une des platines, et mécanique de l'autre, parallèlement aux axes des fibres, au moins une source lumineuse (30) éclairant les extrémités (9, 11) des fibres, des moyens de visualisation à fort grossissement (34) pour observer les extrémités des fibres, un couple de photodétecteurs (12, 13) pour capter la position des fibres suivant une direction horizontale, un couple de photodétecteurs pour capter la position des fibres suivant une direction verticale, et en sortie de ces photodétecteurs des comparateurs électroniques (15) pour comparer les indications des photodétecteurs de chaque couple, des organes de commande pour corriger les positions de la fibre mobile suivant lshorizontale et suivant la verticale en fonction des indications de chaque couple de photodétecteurs, des moyens pour amener en contact bout à bout les extrémités des fibres, et des moyens pour souder ces extrémités à l'aide d'un arc électrique, selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisée en ce qu'elle comporte une source lumineuse tunique (a0) éclairant les extrémités des deux fibres optiques. 3/ Machine automatique de soudage en bout de deux fibres optiques, comprenant une platine support d'une première fibre (2), dite "de référence", une platine support d'une seconde fibre (5), dite "fibre mobile", munie de moyens de translation suivant deux directions horizontale et verticale dans un plan perpendiculaire aux axes des fibres, des moyens de translation motorisée de l'une des platines, et mécanique de l'autre, parallèlement aux axes des fibres, au moins une source lumineuse (30) éclairant les extrémités (9, 11) des fibres, des moyens de visualisation à fort grossissement (34) pour observer les extrémités des fibres, un couple de photodétecteurs (12, 13) pour capter la position des fibres suivant une direction horizontale, un couple de photodétecteurs pour capter la position des fibres suivant une direction verticale, et en sortie de ces photodétecteurs des comparateurs électroniques (15) pour comparer les indications des photodétecteurs de chaque couple, des organes de commande pour corriger les positions de la fibre mobile suivant I'horizontale et suivant la verticale en fonction des indications de chaque couple de photodétecteurs, des moyens pour amener en contact bout à bout les extrémités des fibres, et-des moyens pour souder ces extrémités à l'aide d'un arc électrique, selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisée en ce que chaque photodétecteur comprend deux moitiés accolées (12A, 12B, 13A, 13B), dont chacune est reliée à une entrée d'un comparateur électronique (15A, 15B) commandant le réglage du positionnement de l'une des fibres. 4/ Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que chacun des comparateurs électroniques (15As 153) est relié à un comparateur électronique commun (15C) commandant le réglage de positionnement des deux fibres.