光纤研磨机的设计

#图4.8深圳雷塞57HS09两相步进电机图与其配合的驱动器是MD556细分驱动器。JEAI|1II|-二一——卜鬥控制器|£功率放大卜七*｛疸疤~=_总云鼻・TOC\o"1-5"\h\zII|fL一-厂」|IL―厂-I——III11ILJ图4.9步进电机系统的组成框图图4.9中，控制系统由控制器和功率放大电路等组成，通常统称为步进电机的驱动电源。步进电机的控制器一般包含脉冲分配器和加速控制电路，可以由硬件组成，也可以用软件实现。

图4.10MD556细分驱动器步进电动机是数字控制系统常用的执行电动机，具有如下优点:⑴一种离散运动的执行装置，与现代数字控制技术有着内在的联系，很容易与其它数字器件进行接口;位置误差无积累;位置采用开环方式控制，不需要位置反馈环节，系统结构简单;采用混合式步进电动机，除停转期间消耗电能少外，还具有记忆功能，可以在停电时将转子锁定在特定的位置上;动态响应快，易于起停、正反转及变速;系统简单实用，设计容易。无级调速电机及调速驱动系统无级调速电机主要是用于控制研磨盘的自转和公转运动的，根据以前的研磨研究，系杆的运动一般在140r/min左右，而研磨速度也是在40r/min到50r/min之间，我们不允许其最大转速超过200r/min。取作用在工件上的正力:N=100N所以工件与磨具间的摩擦力F为:F=yN其中，卩产为工件与磨具间的摩擦系数。取摩擦系数卩=0.5,计算得F=50N。设计工件距中心轮轴线的最远距离(偏心距)e=9mm,则工件对机床主轴最大的阻力矩T为：T=Fe=0.45N.M(4.1)由此可算出电动机的功率：P亠9550P亠9550n°45%2°°.12kw9550x0.84.2)式中：n1—主轴的转速，本文机床的最高转速取200r/min耳一主轴传动系统的效率，本文通过计算取0.8。根据功率及转速要求，本设计选用宁波北仑减速器电机厂生产的90YCW-40W单相电容运转电动机，此型号采用蜗轮结构减速，两台电机的蜗轮减速比分别为10和20，其它参数相同。图4.11宁波北仑生产的90YCW-40W单相电动机其具体参数如下：功率:40W工作电压：20V额定转速：1350r/min极数：4速度可调范围:90〜1350转/分额定转矩：0.28N.M启动转矩：0.22N.M电容器容量：2.5“f电容电压：450V与其配合的调速控制器是JWF无级调速器，其具有以下几个优点：四位LED直接显示经减速器后的转速，减速比可修改。设定显示原理：取反馈线圈的脉冲数/减速比二输出减速。减速比设定后，长期存储于微电脑芯片，每次使用无需重新设定。图4.12JWF无级调速器2.4本章小节本章首先给出了光纤研磨机的整体结构和原工作系统及原理。工作系统原理具有一定的科学性和可行性，但也存在一定的缺陷，有待进一步改进。而其整体结构主要是分为三个部分：研磨盘主运动机构、升降机构及研磨加压机构，各机构的特点是：（1）研磨盘主运动主要分为主轴的自转运动和研磨盘的公转运动。主轴的设计采用行星式运动结构，研磨盘固定在行星齿轮上，行星齿轮有两个运动，一个是绕自身的中心转动，另一个是随着杆系的转动，行星齿轮的运动化为绕自身中心自转和绕内齿轮中心公转的两个旋转运动的复合运动，所以行星齿轮的运动就是研磨盘的运动。（2）升降运动机构主要是通过步进电机的正反转来实现升降台的下行和下行。采用杆系螺母传动步进电机驱动丝杠旋转，升降速度快，定位准确。（3）加压方式是中心浮动加压方式，夹具上各光纤连接器端面所受压力均匀，无受力冲击；通过气压系统加压，具有阻力小、速度快、反应灵敏、传动平稳，加压准确的特点。3光纤研磨机气动系统及电路的的改进设计3.1气动系统改进设计3.1.1原气动系统缺陷及改进依据上章图2.3说明了原气动系统的工作原理，在理论上是可行的，但是我们不能忽略了光纤研磨机的整体结构，由于机器的整体结构已经相当严谨了，不失理论的可行性和实践的科学性，因此我们只能从气动系统入手。我们发现该气系统没有考虑到夹具的背压，而在机器的结构中夹具是具有一定重量的，当启动气动系统后，气缸在气体压力的作用下开始下行，但是由于有夹具的自重，活塞杠会在自重的作用下自行下降，这就相当于失控了，因此当该机器用于实际生产时我们必须考虑背压。经过分析，了解了气缸的工作原理及气动系统原理，根据液体力学得到了两个理论可行的背压方案。方案1是在气压缸里加个弹簧或换成尼阻缸，但由于市场上尼阻缸适用性还不是很大，在这暂用弹簧取代尼阻缸，方案2是加个背压回路，但是由于是气动系统，它不像液压系统，由于回路与大气连接，在液压系统里能实现的背压回路在气压中不一定能达到理想效果。经过初步的分析，若要实现此气动系统的背压功能，要增加相当复杂的气压回路且大的降低了气动系统的利用率，因此加背压回路的并不是一个理想的方案，而相对方案2而言，方案1在气缸里加弹簧来抵消夹具自重是一个较为简单且实用的方案，尽管弹簧力与位移并非线性关系，但是由于气缸本身运动行程较小，经过变形后所产生的反力不及系统压的十分之一，因此其产生的影响可以忽略，所以本气动系统改进即满足了原设计要求。3.1.2气动系统改进方案工况分析根据设计要求，气动系统主要是实现高压快速研磨（粗磨）和低压缓慢研磨（精磨）其工况图如图3.1所示：图3.1气动系统电磁铁动作工况图由图可见，工作循环为粗磨f精磨f快退，完成气动工作循环。高压研磨（粗磨）加工过程中：电磁铁1得电换向，气缸活塞向下移动，直到电磁铁2得电换向，即完成粗加工，低压研磨加工完成电磁铁动作如图3.2所示。高压研磨（精磨）加工过程中：电磁铁2得电换向，气缸活塞继续向下移动，直到电磁铁3得电换向，即完成精加工，高压研磨加工完成电磁铁动作如图3.2所示。快退过程中：电磁铁3得电换向，气缸活塞开始向上移动，直到复位到最初研磨位置，即完成快退，快退过程电磁铁动作如图3.2所示。二沅YA1YA2YA3++快速回程+图3.2电磁铁得电动作顺序图气压缸的设计气压缸的设计首先要以工作条件为设计依据，参考上章表2.1给出的加工要求以及以前做的光纤研磨实验调研得到最具合适的加工条件，可得到汽缸的相关参数。加入弹簧后，由于弹簧会产生一定的反弹力，相对而言会降低了作用在气缸上的工作压力，因此系统压力要相对以前而言提高一点。汽缸相关参数如下：（1）汽缸提供压力范围：P=0〜IMPa（此设计中设定为0.6MPa）;（2）汽缸行程：L=30mm；（3）汽缸往复运动时间：推出T]=12s；缩回T2=8s；（4）负载力：F=50N；（5）汽缸运动的方向：上下垂直运动；依据设计要求，同时考虑受力情况，可知双作用缸更适合此气动系统的执行元件。取负载率n=8%，则汽缸缸径D为：；4Fi4x50D=一=—=12.2mm（3.1）砂耳丫3.14x5x105x0.85式中：D——汽缸缸径，mm；F负载力，N；

P工作压力，MPa；H负载率。从上面计算的结果可知汽缸缸径D=12.2m才能满足要求。考虑汽缸行程（L=30mm）要求及其它因素，查《机械设计手册》，取标准缸径D=20mm，d=8mm。因此本设计选择日本SMC公司的产品，型号为CDM2B20-30A（1）验算汽缸力的大小：3.2)3.2)-土X(°.°22-0.°°82)決5X105決昨-133N验算的气缸力大于50N,选择的汽缸符合设计要求。（2）耗气量的计算：取汽缸的容积效率为nv=0.85，汽缸为单活塞杆的双作用缸，其气体流量为TOC\o"1-5"\h\z兀(D2-d2)sq-x—3.3)-5.54X103.3)-5.54X10-3L/s3.14x(0.022-0.0082)0.03X42x0.85其弹簧设计方案如下：1）根据工作情况及具体条件，查看机械设计表16-2，选择碳素弹簧钢作为弹簧的材料，级别选B级，查得其弹性模量E=207500MPa，切变模量2)G=83000MPa,许用切用力[T]=720MPa。由于夹具的自重为1.358Kg,即相当于13N，为克服自重，弹簧的预压要达到13N以上，因此设计出来的弹簧原长要大于行程30mm。2)选择放旋绕比C（通常取5~8），此时取C=7.5,则算得曲度系数K=4C-K=4C-10.615+4C-4C=1.14(3.4)（3）根据安装空间初设弹簧中径D=12mm,根据C值估取弹簧丝直径d=1.2mm。4）计算弹簧丝直径：(fKC(3.5)d'>1.6max—0.955(3.5)b]经计算先前设定的d=1.2mm>0.955mm，即符合要求。5）根据变形条件算出弹簧的工作圈数对于压缩弹簧：n二Gd九/8FC3，代入数值得n=9.13圈，取n=10圈。maxmax分别求出弹簧的尺寸D=13.2mm、D=10.8mm、H=40,符合设计要求。210验算稳定性。对于压缩弹簧b二兰0=3.3<3.7,—端或两端固定都能保持D其稳定性。8)综合以上得到一个弹簧的各类参数：节距P=4mm圈数n=10弹簧丝直径d=1.2mm弹簧圈中径D=12mm原长度H=40mm0平均刚度Ky=1.36N/mm螺旋升角a=6.06°总控制电路改进设计原控制电路缺陷及改进依据原控制电路主要是分为三个部分，无级调速电机控制、步进电机正反转控制及研磨电气系统控制，各个控制电路之间没有相互的联系。但是如今的科学技术要求机器尽量能够一体化，太多的操作反而影响了工人的工作效率，这点是工厂办厂的大忌，工厂一般都是引进先进的技术来提高工厂的生产效率。因此原电路的缺陷就是没能实现机器的自动化和智能化，改进就要从这个方向入手。总电控电路设计1.方案1最初改进设计是让步进电机的运转和研磨的电气系统相关上，即通过触点开关来联系二者，其设计方案是按下步进电机下行的控制按钮后，步进电机开始正转，丝杠带动升降台开始下行。当下降到一定的距离后，预先设计好的行程开关1响应，控制步进电机的常闭触点响应，触点断开，步进电机断电，而控制研磨电气系统的常开触点响应闭合，研磨气电系统通电，光纤研磨机开始进行研磨。而当研磨结束后开始返程，活塞复位后马上响应行程开关2，控制控制研磨电气系统的常闭触点响应断开，研磨电气系统失电停止动作，而控制步进电机的常开触点响应闭合，步进电机电路再次得电，但此次必须通一个脉冲发射器，反向给脉冲信号给步进电机，使步进电机反转，即使升降台开始上行复位。对于研磨盘主轴运动是通过两个无级调速控制器来控制的，并不需要实现和步进电机及研磨电气系统的相互控制。通过研磨实验，选定最合适的研磨转速，其启动和停止都是通过手动操作无级电机调速器实现的。下面是控制电路系统原理图：图3.3电路系统原理图插上电源开关，按下启动开关SB1,继电器线圈KM3得电自锁，常开触点KM3闭合。显示灯亮灯，按下研磨主轴开关，控制无级马达进行调速，稳速后按步进电机控制器上的下行按钮，夹具开始下降。当下降到SO1时,SOI闭合，气动系统开始响应，由于KM2继电器未响应，常闭触点KM2仍然闭合，此时KM1响应，步进电机支线上的常闭触点KM1断开，步进电机停止运转。如果不安循环按钮，即KM1响应后，后面的常开触点KM1闭合YA1得电，根据气动系统图可知夹具开始下行，开始进行高压研磨。同时计时器KT1也响应，当KT1到了预设的时间时，常开按钮KT1闭合和常闭按钮KT1断开，此时YA1不响应，YA2和KT2同时响应，此时开始进行高压研磨，计时器KT2开始计时，当高压研磨的时间过了后，即KT2响应，常开按钮KT2闭合和常闭按钮KT2断开。此时KM2未响应，因此YA3通电，夹具开始反向运动，直到运动到SO2位置时才停，此时KM2响应，常开按触点KM2闭合和常闭触点KM2断开,线圈YA3失电，气缸停止运动。同时继电器线圈KM4得电自锁，常开触点KM4闭合，步进电机反转脉冲发射器得电向步进电机驱动器发射信号，步进电机开始反转，即升降台开始上行，直到上升到行程开关SO3时，继电器线圈KM4失电，常开触点失点断开，电机停止运动。若要停机，只需按下停车按钮SB2,继电器线圈KM3失电，常开触点KM3断开，机器停止工作。2.方案2以上就是最初改进的设计方案，该方案理论上具有可行性，经过老师及专业人士的指导，认识到了上面这个方案同样存在缺陷，在实际工业生产中还存一定的问题，其中整个系统硬件化和缺乏智能性是两个突出的问题，因此针对问题进一步研发了一个更具智能，系统结构更简便的方案。此方案是主要是对SC100微电脑运动控制器更进一步的开发，充分利用其优点，让研磨机更具简便性和科学性。这就是利用SC100微电脑运动控制器的可编程性来完成机器的整个工作环节。下一章详细的介绍SC100微电脑运动控制器产品，包括其特性、指令、操作流程和功能等重要指标，在这就不再介绍该控制器了。经过运动过程的分析，可知程序控制器端子必须具有以下几个功能：1.三个输出口2.两个输入口由于SC100控制器端口只有两个输出因此不能满足设计要求，但是SC100控制器有另外一个附件，那就是P2扩展口，通过一个光揽连接，使控制器与扩展板连接，而扩展板本身有4个输出口，因此能满足设计要求，其端子连线图如下：OcooooooOOooOo1413L2U109AT654321FlSC100控*ffib14iiiz11jq1~n£OcooooooOOooOo1413L2U109AT654321FlSC100控*ffib14iiiz11jq1~n£8EOK1M3KM3CZJI-0V-DV[0%注寒电蜿]'隹图3.4SC1OO控制器及扩展板端子接线图在上图中，控制器仍然控制步进电机的正反转，通过工作主电源给入电压，而扩展板的电源和控制器光隔电源是同一个电源，通过电揽将SC1OO和扩展板连接。其输出和输入端口都由扩展板提供，其口输入口为7和9,分别为回原点限位开关和气缸回位限位开关；而11、12和13分别是三个输出端口，分别控制三个换向阀的工作，通过这些端口控制执行件就能完成光纤研磨机的整个工作环节。其电路图如下：SBLSB£42SCV图3.5系统工作原理图SC1OO控制器的编程:

设计要求：升降台下降30mm，低压研磨4秒，高压研磨8秒，气缸回程，升降台再退回到原位。设计分析：57HS09两相步进电机为1.8°步距角，即二百个脉冲每转，当MD556两相细分步进驱动器在8细分时，而丝杠的螺距为5mm,因此脉冲当量为每毫米320个脉冲。参数清单：间隙补偿0参数清单：间隙补偿0程式清单：00：lspeed50001:aspeed5000002:hspeed300004：p-move9600设定低速度为500P/Sec设定加速度为50000P/Sec设定高速度为3000P/Sec开始下行9600步，长度为30mm05:c-done05等待运行停止05:c-done05等待运行停止06：io-out1X07：delay400006：io-out1X07：delay400008：io-out0X09：io-outX110：delay800011：io-outX012：io-outXX1：inbit1310：inbit1511：io-outXX016：p-move960017：c-done1718：end气缸开始高压研磨延时4秒高压研磨停止气缸开始低压研磨延时8秒气缸停止研磨气缸开始快退检查气缸是否回复到原位检查气缸是否回复到原位气缸停止运动升降台上行等待上行停止程序结束由于现暂缺扩展板，因此输出口只有两个，不能实现对三个电磁换向阀的控制，经过分析，暂时用用延时继电器来控制换向阀，即只需要在气动系统开始前给一个启动信号，然后通过原设计的气动系统来实现研磨过程，返程时仍用行程开关给控制器信号来控制步进电机的上行，因此在整个系统中需要再加两个延时继电器也能完成上面的功能。在此过程SC100只需提供一个输出口和一个输入口就能达到目的。其SC100控制器端子的接线图如下改动:SC10W子接线示慧图：齧匚:二2p&fi7其SC100控制器端子的接线图如下改动:SC10W子接线示慧图：齧匚:二2p&fi72J11rtTa圭T±・5d785C了q-1.10PTO盘

DIK型

FUL述姑出口:?绻电器图3.6SC100单控接线图其具体的编程：参数清单：间隙补偿其具体的编程：参数清单：间隙补偿0程式清单：00：lspeed50001:aspeed5000002:hspeed300004：p-move960005:c-done0506：io-outX107:delay400008：inbit081009：inbit101110：io-outX011:p-move960012：c-done1213：end设定低速度为500P/Sec设定加速度为50000P/Sec设定高速度为3000P/Sec开始下行运9600步，长度为30mm等待运行停止开始压力研磨延时4秒检查气缸是否回复到原位检查气缸是否回复到原位气缸停止运动升降台上行等待上行停止程序结束本章小节系统的原方案存在很多缺陷，每一次改进都至少针对了这其中最主要的缺点设计的，因此能不但改善机器的性能。其中有两个最主要的改进：（1）原气动系统缺少背压系统，这就会使刚受压工作压力的活塞马上掉下来，解决的方案可以用用个背压支路，或改进气缸，即可换成尼阻缸或在气缸里设计个弹簧来抵消其自重。（2）原电气总系统都是孤立的，关联性很小，这就会影响机器的工作效率，改进的方案是从电气结合或开发SC100可编程控制器的功能，充分利用其可编程性来连贯的控制整个机器的工作进程。4光纤研磨机的电气系统改进后的安装、调试及实验研究4.1器件选择4.1.1气动控制元件的选择1.气源处理二联件图4.1江苏常熟AC5010-10气源二联件气压传动系统中，气动二联件是指空气减压阀和油雾器，有些品牌的电磁阀和气缸能够实现无油润滑（靠润滑脂实现润滑功能），便不需要使用油雾器！过滤度一般为50-75ym，调压范围为0.5-10Mpa，如需过滤精度为5-10ym，10-20ym，25-40ym，及调压为0.05-0.3Mpa，0.05-lMpa二大件无管连接而成的组件称为二联件。二大件是多数气动系统中不可缺少的气源装置，安装在用气设备近处，是压缩空气质量的最后保证。三大件的安装顺序依进气方向分别为空气过滤器、减压阀和油雾器。空气过滤器和减压阀组合在一起可以称为气动二联件。有些场合不能允许压缩空气中存在油雾，则需要使用油雾分离器将压缩空气中的油雾过滤掉。减压阀可对气源进行稳压，使气源处于恒定状态，可减小因气源气压突变时对阀门或执行器等硬件的损伤。过滤器用于对气源的清洁，可过滤压缩空气中的水份，避免水份随气体进入装置。油雾器可对机体运动部件进行润滑，可以对不方便加润滑油的部件进行润滑，大大延长机体的使用寿命。本设计中使用的是江苏常熟的AC5010-10气源二联件，其气动高压符合要求能实现0.6MPa稳压调节。见图4.1。2.减压阀减压阀是采用控制阀体内的启闭件的开度来调节介质的流量，将介质的压力降低，同时借助阀后压力的作用调节启闭件的开度，使阀后压力保持在一定范围内，在进口压力不断变化的情况下，保持出口压力在设定的范围内，保护其后的生活生产器具。气体减压阀是气动调节阀的一个必备配件，主要作用是将气源的压力减压并稳定到一个定值，以便于调节阀能够获得稳定的气源动力用于调节控制。按结构形式可分为膜片式、弹簧薄膜式、活塞式、杠杆式和波纹管式；按阀座数目可人为单座式和双座式；按阀瓣的位置不同可分为正作用式和反作用式。根据所需的系统压力和压力变化，本机器选择宁波宁波北仑耀弘机电设备有限公司的JMKAR-2000型减压阀。图4.2JMKAR—2000减压阀3.节流阀节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门。将节流阀和单向阀并联则可组合成单向节流阀。节流阀和单向节流阀是简易的流量控制阀，在定量泵液压系统中，节流阀和溢流阀配合，可组成三种节流调速系统，即进油路节流调速系统、回油路节流调速系统和旁路节流调速系统。节流阀没有流量负反馈功能,不能补偿由负载变化所造成的速度不稳定，一般仅用于负载变化不大或对速度稳定性要求不高的场合。经过气流量分析，选用上海双旭电子有限公司的RE-02型单向节流阀，图4.3为上海双旭的RE-02型单向节流阀。

图4.3上海双旭RE-02单向节流阀图4.4所示为单向节流阀结构图，它是单向阀和节流阀并联而成的组合控制阀。当气流由P口向A口流动时。经过节流阀节流；反方向流动，即由A向P流动时，单向阀打开，不节流。]-)i'.|)j“亡弹I亠疏冏阀+v-存潦【11V角渋摘塚＞图4.4单向节流阀的工作原理节流阀的外形结构与截止阀并无区别，只是它们启闭件的形状有所不同。节流阀的启闭件大多为圆锥流线型，通过它改变通道截面积而达到调节流量和压力。节流阀供在压力降极大的情况下作降低介质压力之用。介质在节流阀瓣和阀座之间流速很大，以致使这些零件表面很快损坏一即所谓汽蚀现象。为了尽是减少汽蚀影响，阀瓣采用耐汽蚀材料(合金钢制造)并制成顶尖角为140〜180的流线型圆锥体，这还能使阀瓣能有较大的开启高度，一般不推荐在小缝隙下节流。4.换向阀气压控制换向阀，是利用气体压力来使主阀芯运动而使气体改变流向的一种气阀。按控制方式不同分为加压控制、卸压控制和差压控制三种。加压控制是指所加控制信号压力是逐渐上升.当气压增加到阀芯动作压力时，主阀便换向；卸压控制是指所加气控信号压力是减小，当减小到某一压力值时，主阀换向；差压控制是使主阀芯两端压力差作用下换向。按照气体在管道的流动方向，如果只允许气体向一个方向流动，这样的阀叫做单向型控制阀，比如单向阀，梭阀等；可以改变气体流向的控制阀叫做换向阀，比如常用的二位二通换向阀，二位三通换向阀，二位五通换向阀，三位五通换向阀等。按照操纵方式可分为电磁阀，机械阀，气控阀，人控阀。其中电磁阀又可以分为单和双电控阀两种；机械阀可分为球头阀，滚轮阀等多种；气控阀也可分为单气控和双气控阀；人力阀可以分为手动阀，脚踏阀两种。按工作原理可以分为直动阀和先导阀，直动阀就是靠人力或者电磁力，气动力直接实现换向要求的阀；先导阀是由先导头和阀主体2部分构成，有先导头活塞驱动阀主体里面的阀杆实现换向。由于系统要求压力为p=0.5MPa,q=5.54x10-3(L/S)，查表16-9，并由机械设计手册查得流量小于q=41.67(L/min),选用上海ZHOLO公司生产的，其型号为3V210-08的二位三通电磁换向阀。图4.5上海ZH0L0公司的3V210-08二位三通电磁换向阀5•梭阀梭阀是属于直行程阀门，是阀体与执行器合二为一体的阀，其优点体积小、安装方便，所有的梭阀工作原理大致是差不多的。根据工作条件及气体流量要求，选择上海ZHOLO公司生产的KS-08型梭阀。图4.6上海ZHOLO公司生产的KS-08型梭阀梭阀的工作原理如图4.7所示，梭阀相当于两个单向阀组合的阀，其作用相当于“或门”。其工作原理与液压梭阀相同。梭阀有两个进气口P1和P2,—个出口A，其中P1和P2都可与A口相通、但Pl和P2不相通。P1和P2中的任一个有信号输入，A都有输出。若P1和P2都有信号输入，则先加入侧或信号压力高侧的气信号通过梭阀的工作原理如图1所示，梭阀相当于两个单向阀组合的阀，其作用相当于“或门”。其工作原理与液压梭阀相同。梭阀有两个进气口P1和P2，一个出口A,其中P1和P2都可与A口相通、但P1和P2不相通。P1和P2中的任一个有信号输入，A都有输出。若P1和P2都有信号输入，则先加入侧或信号压力高侧的气信号通过A输出，另一侧则被堵死，仅当P1和P2都无信号输入时，A才无信号输出。梭阀在气动系统中应用较广，它可将控制信号有次序地输入控制执行元件，常见的手动与自动控制的并联回路中就用到梭阀。符号p、—R—pi图4.7梭阀内部原理结构图4.1.2驱动电机的选择步进电机及驱动器步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。目前，生产步进电机的厂家的确不少，但具有专业技术人员，能够自行开发，研制

的厂家却非常少，大部分的厂家只一、二十人，连最基本的设备都没有。仅仅处于一种盲目的仿制阶段。这就给用户在产品选型、使用中造成许多麻烦。签于上述情况，我们决定以广泛的感应子式步进电机为例。叙述其基本工作原理。望能对广大用户在选型、使用、及整机改进时有所帮助。本次设计使用的是深圳雷塞57HS09两相步进电机，其具体结构如下：图4.8图4.8深圳雷塞57HS09两相步进电机图与其配合的驱动器是MD556细分驱动器。~1L——I1JL——I1J4.9步进电机系统的组成框图图4.9中，控制系统由控制器和功率放大电路等组成，通常统称为步进电机的驱动电源。步进电机的配器和加速控制也可以用软件实控制器一般包含脉冲分电路，可以由硬件组成,现。电源。步进电机的配器和加速控制也可以用软件实图4.10MD556细分驱动器步进电动机是数字控制系统常用的执行电动机，具有如下优点:⑴一种离散运动的执行装置，与现代数字控制技术有着内在的联系，很容易与其它数字器件进行接口;位置误差无积累;位置采用开环方式控制，不需要位置反馈环节，系统结构简单;采用混合式步进电动机，除停转期间消耗电能少外，还具有记忆功能，可以在停电时将转子锁定在特定的位置上;动态响应快，易于起停、正反转及变速;系统简单实用，设计容易。无级调速电机及调速驱动系统无级调速电机主要是用于控制研磨盘的自转和公转运动的，根据以前的研磨研究，系杆的运动一般在140r/min左右，而研磨速度也是在40r/min到50r/min之间，我们不允许其最大转速超过200r/min。取作用在工件上的正力:N=100N所以工件与磨具间的摩擦力F为:F=yN其中，卩产为工件与磨具间的摩擦系数。取摩擦系数卩=0.5,计算得F=50N。设计工件距中心轮轴线的最远距离(偏心距)e=9mm,则工件对机床主轴最大的阻力矩T为：T=Fe=0.45N.M(4.1)由此可算出电动机的功率：

Tn1-

9550Tn1-

9550n0.45x2009550x0.8沁12kw(4.2)式中：n1—主轴的转速，本文机床的最高转速取200r/min耳一主轴传动系统的效率，本文通过计算取0.8。根据功率及转速要求，本设计选用宁波北仑减速器电机厂生产的90YCW-40W单相电容运转电动机，此型号采用蜗轮结构减速，两台电机的蜗轮减速比分别为10和20，其它参数相同。图4.11宁波北仑生产的90YCW-40W单相电动机其具体参数如下：功率:40W工作电压：20V额定转速：1350r/min极数：4速度可调范围:90〜1350转/分额定转矩：0.28N.M启动转矩：0.22N.M电容器容量：2.5“f电容电压：450V与其配合的调速控制器是JWF无级调速器，其具有以下几个优点：四位LED直接显示经减速器后的转速，减速比可修改。设定显示原理：取反馈线圈的脉冲数/减速比二输出减速。减速比设定后，长期存储于微电脑芯片，每次使用无需重新设定。图4.12JWF无级调速器4.1.3电器控制元件的选择1.SC100微电脑运动控制器SC100可编程控制器是带指令集的SC100控制器是一种使用简单、编程容易、功能强大、价格实惠的步进电机控制器，用于执行各种单向、循环、往复、延时等动动，距离、速度、加速度、停留时间等参数可由键盘或指令轻易设定。步进控制信号和主要I/O口采用光电隔离，抗干扰能力强。SC100控制器内含20余条操作指令、6项参数设定，功能强大。对于许多用途，用户可根据需要自行编写控制程序,然后用控制器面板上的按键输入，液晶显示器显示相应的指令和数据。对于特殊或十分复杂的用途，用户可委托本公司工程师编制软件。指标性能控制轴数：单轴；输出脉冲频率范围：0〜50000个脉冲/秒；连续输出脉冲频率最大范围：0〜262143个脉冲；加速度设置范围：5000〜500000脉冲/秒2；输入口：原点、正反限位及三路通用输入（光电隔离）；输出口：2个（带光电隔离，最大输出电流0.5A@24V）；可编程口：4个（需另配接线板）；工作状态：1、自动模式2、手动模式3、参数模式4、编程模式；升降速曲线：可任意调整（由低速度、加速度和高速度确定）；自动和手动运行功能：可编程，通过面板和外接端子可控制自动运行或手动运行的启动和停止；参数设定功能：可设定长度、工作次数、点动速度、间隙补偿、脉冲当量、参数密码、程序密码；程序编辑功能：可任意插入、删除、清除和修改程序，具有跳转行号判错功能。指令特点：任意可编程；编程行数：最大100行；显示功能：英文指令显示、中文信息提示；编程指令：19条操作命令；程序和数据安全：系统对数据的保护采用密码方式。图4.13SC100微电脑运动控制器表4-1为其端口信号说明

P1PP2P戎能鉀号棺号丄VPD电塾12^V]W光隔离左难独檜；v（i■号2GND直SiUfr入电理尾_—1DQL+梵隔骞右琅脸楡入馆号IC■斗可轴准谕心出口4DIR2方向鰹制牯号編鬣开琮斗OPTO直時■出就溟SV4PUL2轟申境剧號号4ft极开跨5pm：育南挫無惬罟滿輕无曙占STQP悴止巅入1S罟&PULISTAKr寤动鮒入傭号7HOME死爲需廉点输几悄号丁GND直湫fr兀审麻哑呂OrN：S1叩TO立遠摘出电淖5V¥OLN29GNDi-sufrx电涿地10OIN3■0GNP直瀟彷几电漲竝11OOTH"光障离检出口涵概弁越±1GNT)直就ifr入电麻地12OOXJT；:光問壽输田口爲程丟曙12TO?可雄程输入常出打卞13OGND光离槍讥枫逐地■3106可梨釋输入输出口6O\TiD更隔揭愉入电俺12-2JVros丁幡樹tMfr出口5：5mi可加毬输扎物出口-1表4.1SC100控制器端口信号说明表操作流程控制器总是工作在四种状态之一：自动待机状态、手动待机状态、参数设置状态、编程状态；上电或按“F4”键（即复位）后，控制器总是处于自动待机状态下，四种状态分别由四条主菜单（自动模式、手动模式、参数模式、编程模式）表示，用“模式”键可以进行循环切换。按“确认”或“启动”键可以使系统进入不同的工作状态（如设置状态或运行状态）。下图为操作流程：

图4.14SC100控制器操作流程示意图SC100的指令有以下20个:序号名称及其参数形式指令中文信息1lspeedXXXX低速度设置指令(lowspeed)2aspeedXXXX加速度设置指令(accelspeed)3hspeedXXXX高速度设置指令(highspeed)4h—move±1找原点指令(homemove)5p—moveXXXX移动指定脉冲指令(distancemove)

6m-move移动指定长度指令(distancemove)7v-move±1连续移动指令8c-doneXX检测运动状态指令(checkdone)9d-stop光滑制动指令(decelstop)10pause暂停指令11delayXXXX延时指令12jumpXX无条件跳转指令13LoopXXXXXX循环指令14io—outXXXXX输出口控制指令15inbitXXXX输入位检测指令16cntT计数器加1指令17cnt-0计数器清零指令18j-cntXXXXXX计数跳转指令119empty空行指令20end结束指令表4.2指令说明表注：控制程序编辑区最多可以容纳100条指令，每一条指令对应唯一的行号，其中行号为自动编号，从00到99按顺序排列，用户可以在编辑区中插入或删除某行，也可以清除编辑区中全部的指令。程序中的最后一条指令固定为“end”。具体的指令及其数如上表所示。

2.继电器继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。本设计中选用的是深圳金正方圆科技有限公司生产的HH52P电磁继电器。图4.15深圳金正方圆生产的HH52P电磁继电器3.计时器计时器在本设计中主要是为研磨阶段设定一个时间的，本设计选用的是福州力乐电气有限公司生产的ST3P系列富士时间继电器图4.16ST3P系列富士时间继电器

4.2硬件的布置及安装机架设计见附录图。面板设计(1)操作面板操作面板是机器运行的控制界面，关系到机器的整体结构是否得体完善，同时也要方便操作员操作，因此操作面板是机器面板设计的主项之一。下面是操作面板简图:图4.17操作面板简图图4.18操作面板实图(2)表面板图4.19表面板简图图4.20表面板实图(3)元件布置图4.21气动系统器件布置图4.22电器元件布置图4.23控制元件安装图4.3调试及实验研究4.3.1FluidSim软件的功能和特点1.FluidSim价绍FluidSIM®3.6FESTO版本号3.eh.n.003气动孩术，1S.05.20052S7T-^322S2090728^521B1-2258114610-530'®Fes'hD1d：a\ti?3[mhHKG19S6-2005©ArtS./etemS'SortwareGmbH1995-2005Eisoftvod.oomwww.tlTLjna閃m.加jobi也1團时971800图4.24FluidSIM3.6

FluidSIM软件由德国Festo公司和Paderborn大学联合开发，是专门用于液压与气压传动的软件。FluidSIM软件可设计液压回路相配套的电气控制回路，如图4.25中图1。通过电气控制液压回路，能充分展现各种开关和阀的动作过程。FluidSIM软件将CAD功能和仿真功能紧密联系在一起。在绘图过程中，FluidSIM软件将检查各元件之间连接是否可行，可对基于元件物理模型的回路图进行实际仿真，观察到各元件的物理量值，如气缸的运动速度、输出力、节流阀的开度、气路的压力等，这样我们就能够预先了解回路的动态特性，从而正确的估计回路实际运行时的工作状态。如图4.25中图2,这样就使回路图绘制和相应液压系统仿真相一致，从而能够在设计完回路后，验证设计的正确性，并演示回路动作过程。图1电气控制与液压回路■"Wb3ui3图1电气控制与液压回路■"Wb3ui3KI3■3鼻■u图2电占压回路仿真图屮图4.25FluidSIM的绘画及动作图FluidSim功能FluidSIM软件的CAD功能是和回路的仿真功能紧密联系在一起，这是一般通用的计算机辅助绘图软件（如：AUTOCAD等）不具备的，该类通用软件绘制专业图形时往往效率不高。FluidSIM软件符合DIN电气一气动回路图绘制标准，CAD功能是针对流体而专门设计的，用户界面直观，易于学习。它的图库中有100多种标准液压、气动、电气元件。如图3所示，左边是FluidSIM的元件库，包含创建新的回路所必需的气动和电气元件，窗口顶端的菜单栏列出了需要模拟和建立回路的所有功能。在绘图时可把图库中的元件直接拖到制图区生成该元件的原理图，各种元件接口间气路的连接，只需在两个连接点之间按住鼠标左键移动，即可自动生成所需的气路，并且可根据需要自由调节已生成气路的位置,避免了气路之间的相互交叉。该软件的另一个优点是它的查错功能，例如在绘图过程中,FluidSIM软件将检查各元件之间的连接是否可行，较大地提高了绘制原理

图的工作效率。載牛［曲一尧甘念亡X口XEi'JUitflttfluliniUrPiE^iwrpiS.d&-■:';.>;:'.■回.■:"ihAPU■Fl：4*4Ttl>]?tl-FEr*;iin-a+;■~iBRH±J-^napRg一"-■■■:h:.:tn图的工作效率。載牛［曲一尧甘念亡X口XEi'JUitflttfluliniUrPiE^iwrpiS.d&-■:';.>;:'.■回.■:"ihAPU■Fl：4*4Ttl>]?tl-FEr*;iin-a+;■~iBRH±J-^napRg一"-■■■:h:.:tn■鼻■旦A忑工猊■im"rrjaw®h'rl'b士…<HB-IDki匚二I\y"■比吐•-TF>1j知哼■!=枣QfI、检f二J,1站托竝wnr图4.26FluidSIM的操作界面FluidSIM软件可以对绘制好的回路进行仿真，通过强大的仿真功能可以实时显示和控制回路的动作，因此可以及时发现设计中存在的错误，帮助我们设计出结构简单、工作可靠、效率较高的最优回路。在仿真中我们还可以观察到各元件的物理量值，如气缸的运动速度、输出力、节流阀的开度等，这样能够预先了解回路的动态特性，从而正确的估计回路实际运行时的工作状态。另外该软件在仿真时还可显示回路中关键元件的状态量，如气缸活塞杆的位置、换向阀的位置、压力表的压力、流量计的流量。这些参数对设计的气动控制系统是非常重要的。从而充分发挥了实践在设计中的导向作用。FluidSIM仿真软件是各种知识的综合应用，必须掌握气液压传动技术、继电器控制技术、传感器技术、软件的使用操作技术、机械传动技术、自动控制技术、PLC控制技术等多学科的专业知识,才能熟练地操作和使用它。FluidSIM仿真软件中使用独立的气压及控制元件，很容易连接成不同的气动控制回路，对这些元件不同的组合，可以得到不同回路，也就会有不同的实验效果。从基本元件认识、基本回路连接到复杂控制回路联动，每个环节可以反复练习，使学生动手的机会增多，提高了学习兴趣，激发了学生的创新意识，培养了学生整体构思能力，提高和锻炼了学生的动手能力。FluidSIM软件的主要特征是1）CAD功能和仿真功能紧密联系在一起。FluidSIM软件符合DIN电气一液压（气压）回路图绘制标准，CAD功能是专门针对流体而特殊设计的，例如在绘图过程中，FluidSIM软件将检查各元件之间连接是否可行。最重要的是可对基于元件物理模型的回路图进行实际仿真，并有元件的状态图显示，这样就使回路图绘制和相应液压（气压）系统仿真相一致，从而能够在设计完回路后，验证设计的正确性，并演示回路动作过程。2）系统学习的概念。FluidSIM软件可用来自学、教学和多媒体教学液压（气压）技术知识。液压（气压）元件可以通过文本说明、图形以及介绍其工作原理的动画来描述；各种练习和教学影片讲授了重要回路和液压（气压）元件的使用方法。3）可设计和液压气动回路相配套的电气控制回路。弥补了以前液压与气动教学中，学生只见液压（气压）回路不见电气回路，从而不明白各种开关和阀动作过程的弊病。电气一液压（气压）回路同时设计与仿真，提高学生对电气动、电液压的认识和实际应用能力。FluidSIM软件用户界面直观，采用类似画图软件似的图形操作界面，拖拉图标进行设计，面向对象设置参数，易于学习，用户可以很快地学会绘制电气—液压（气压）回路图，并对其进行仿真。4.3.2电控电路的仿真基于FluidSim软件上的仿真主要是对气动系统进行仿真实验,也就是主要针对加压研磨过程的光纤研磨机进行高压研磨，再次是低压研磨，最后气缸快速回程，完成一个工作循环。以下便是FluidSim对本光纤研磨一个仿真。根据实验加工的要求和电路设计的方案，首先机的仿真截图：■HHna知t比》旺n*ntuirtfan：1t商豪■£：屬FQlEtWlWTT..滋呻It-...■^lEZwrtam..^rtf图5.2咼压研磨fli込图5.3低压研磨图5.4快速回程4.3.3光纤研磨机的调试在试验中，通过理论知识，把SC100控制系统、气动系统及其它电器元件连接起来，按下启按钮，控制面板上的显示区域都出现显示内容，调好SC100控制模式为自动模式，按下启动键，升降台开始下降，并且在下行指定距离后停止下行，同时气动系统被瞬间触发，气缸开始动作。等完成规定的时间内的研磨后就开始返程到原气缸位置，此时升降台开始上行。下图为研磨后的光纤端面：图5.5研磨后的7号光纤端面

图5.6研磨后的11号光纤端面4.4本章小节在本章中，通过对控制元件实物的接触，了解和接触到各种新型的控制元件，同是也了解到了各个元件的工作原理。在仿真和调试中，利用自己编写的SC100程序，使机器得到了理想的工作效果。结论本设计主要的研究课题是光纤研磨机的改进和安装调试，通过对电控电路和气动系统的改进，提出了各种可行的方案，同时分析了各个方案的优点和缺陷，进而选择了最为合适的改进方案，同时也充分开发利用了各个控制元件的功能，使改进后的光纤研磨机的系统简单化和自动化，为此光纤研磨机的后期工业化奠定的基础。该光纤研磨机的突出特点是采用独特的两自由度行星式轨道运动方式，内齿轮和杆系转速可调，研磨运动轨迹根据加工要求可以调整，研磨运动轨迹根据加工要求可以调整。同时在智能化上相对而言也具有明显的先进性。在对该光纤研磨机进行合理设计和改进时，解决了一些理论难题和技术问题，并且获得了以结论（1）了解到了一般光纤研磨机的工作原理，同时接触到了更我的光纤研磨机的设计方案和运动参数。（2）自主完成了气动系统的改进设计。改进方案主要是为了解决系统背压，改进措施是用阻尼缸或在现有的气缸中加入设计好的弹簧，这两个方案都是理想的措施。（3）自主完成了电气自动化的改进设计。原设计使气动系统和电控电路失去了连贯性，即工作循环很复杂。改进后的方案更充分的利用了SC100控制器的编程功能，使整个光纤研磨机不加其复杂性却能实现其自动化。致谢本次设计是在许多老师和同学的热心帮助下完成的，特别要感谢以下这些人首先要感谢我的毕设导师孙建章老师。孙建章教授渊博的学识、严谨的治学态度忘我的敬业精神、平易近人的工作方式以及高尚的人格品质使我深受教育。尽管孙老师已经退休了，但是孙老师却能频繁的来学校给我们指导和讲解疑难问题，同时在遇到非孙老师专业的问题时，孙老师还积极帮我联系其它专业老师。孙老师给我讲解的知识使我受益终身。此谨向恩师致以崇高的敬意和衷心的感谢。其次要感谢谢群老师，吕玉山老师，孙建业老师等指导过我的老师，他们给我讲解了一些理论难题和技术问题，并给我提供了实验器件和场所。向老师们致辞以崇高的敬意和中新的感谢。最后要感谢帮助我的同学，是他们给予了我最大的支持，在这祝他们顺利通过毕设。最后，向所有参加评阅论文的老师们表示诚挚的谢意!参考文献杨建良，郭照华•光纤材料的研究进展•材料导报.1997,23(03):1〜2郭野.光纤连接器端面研磨机的设计及运动仿真分析.沈阳理工大学硕士学位论文,2007,64〜65刘德福，段吉安.光纤端面机理研究[J].光学精密工程,2006,12(6):55〜59松井伸介•光774^端面①精密加工技术[J].机械技术,2000,4(8):7〜12KiharaM，NagasawaS,TanifujiT.Returnlosscharacteristicofopticalfiberconnectors[J].JournalofLightwaveTechnology,1996,14(9):1986〜1991吴秀丽.各种光机电部件的超精密研磨.光机电信息.1995,22(5):2〜3吕玉山•薄形零件超精密平面研磨和抛光的若干理论与实验研究[J].超精密研磨与抛光的机理.东北大学,沈阳中国,1997.12吴宏基，曹利新，刘健.基于行星式平面研磨机研抛过程的运动几何学分析[J].机械工程学报,2002,38(6):144〜147陈白宁，段智敏，刘文波.机电传动控制.沈阳：东北大学出版社，2002孟庆闯.光纤连接器端面研磨抛光加工工艺理论和实验研究.沈阳理工大学硕士学位论文，2006MitsuruKihara，ShinijiNagasawa，TadatoshiTallifuji.Returnlosscharacteristicsofopticalfiberconnectors.JournalofLightwaveTeehnolog,199614(9):1986-1991HirofumiSuzuki，TsunemotoKuriyagawa，KatsuoShoji.PrecisionPolishingofOpticalfiberconnector.ThellthAnnualMeetingoftheAmerieanSocietyforPrecisionEngineering.Califomia:TheAmerieanSoeietyforPrecisionEngineering，1996.557-560N.Suzuki，M.Saruwatari，M.Okuyama.Lowinsertionandhighreturn-lossopticalconnectorswithasphericallyconvex-polishedend.EleetronicsLetters，1986，22(2):110-112马天，黄勇，杨金龙.光纤连接器.光学技术，2002，28(2):160-162高钟毓.机电控制工程.北京:清华大学出版社，2002.濮良贵，纪名刚.机械设计第八版，2004，16(3):392-402秦增煌.电工学电子技术(下册).北京：高等教育出版社宋锦春，苏东海，张志伟.液压与气动传动.北京：科学出版社，2006陈理壁.步进电动机及其应用.上海:上海科学技术出版社，1983附录A英文原文FIBEROPTICPOLISHINGSYSTEMThisinventionrelatestoopticalfiberpolishingandlappingandinparticulartoremovalofopticalmaterialsuchascladdingfromthefiberandcreatingopticalsurfacesonthefiber.A.1BACKGROUNDOFTHEINVENTIONOpticalfiberinitssimplestformiscomposedoftwoconcentricregionsofglass.Theinnerregionisknownasthecoreandtheouterregionisknownasthecladding.Aplasticcoatingknownasthebufferistypicallyappliedtothefiberandsurroundingthecladdingforprotectionofthefiber.Theindexofrefractionofthecoreisgreaterthantheindexofrefractionofthecladding,thus,lightintroducedtothefiberviaafreeendisguidedbytotalinternalreflection.Thepropagatingmodeiscontainedinthecoreandnon-propagatingevanescentfields,whichdecayrapidlytowardzerodensityradicallyfromthecore-claddingboundary,resideinthecladding.Furthermorethecladding,duetoitsthickness,forallintentsandpurposes,totallycontainstheevanescentfields.Thepropagatingmodeinthecore,canbeaffectedbyperturbingtheevanescentfieldinthecladding.Bydoingso,usefuldevicescanbefabricatedoutoffiber.Oneparticularlyusefuldeviceforfiberopticgyro(FOG)applicationsisknownasanevanescentcoupler.Theevanescentcouplerreliesontheevanescentfieldsinonefibertoexciteapropagatingmodeinanotherfiber,therebycouplingenergyfromonefibertoanother.Becausetheevanescentfieldsdecayrapidlyfromthecorecladdinginterface,itisnecessarytoremovemostofthecladdinginasmallareafrombothfibers,sothattheinteractionmaytakeplace.Removingthecladdingcanbeaccomplishedbyaglasspolishingprocedure.Thefirststepinthepolishingprocedurewouldbetostripsomebuffermaterialinthemiddleofalengthoffiber.Strippingcanbeaccomplishedwithacommerciallyavailable,heatedfilament,wirestripper.Thefiberwouldthenbemountedonacurvedsurface.Thecurvedsurfaceorsubstratecouldbemachinedceramicblockforexample,configuredwithonefacetowhichtheopticalfibercanbeattached.Attachingthefibertothesubstratecanbeaccomplishedwithanadhesive,suchasanepoxy.Thefiber-substrateassemblyismountedtotheoscillatingarmofapolishingmachine.Themachinepolishingwheelwouldtypicallyhavea'finediamondabrasivepadaffixedtoitandthepolishingslurrywoulddripontothepadandbespreadaroundbythefiberasitispolished.Atthecompletionofthepolishingoperation,thefiberwillhaveanopticalflatsurfacepolishedontoit.Acoupleristhenmadebyjoiningtwosuchstructuresattheflatregion.Toachieveagivencouplingperformance,thepolishingmuststopataspecifieddistancefromthecore.Intypicalproductionfiber,thecoretendstowanderslightlywithinthecladding.Therefore,thedistancefromthecoretothecladdingattheendofafixedtimepolishoperation,wouldvaryfromonefiberlengthtoanotherfiberlength.Alsothedistanceoftheflatfromthecoreattheendofthepolishingprocessneedstobesomethingontheorderofafewmicrons.Therefore,notonlyistherenowaytomakeaphysicalthicknessmeasurementduringtheabovedescribedprocesstodeterminedistancefromthecore,buttherewouldbenowaytodevelopanempiricalschemebasedongrindtimetowithintheaccuracyrequired.Currently,theproximitytothecorefromtheopticalflatisdeterminedbyperiodicallyremovingthefiberandsubstratefromthepolishingmachine,launchinglightintothefiber,lookingattheoutputonapowermeter,andperforminganoildroptest.Theoilusedisanindexofrefractionformulatedopticaloilchosentohaveagreaterindexofrefractionthanthecoreofthefiber.Asmorecladdingisremoved,subsequentlyhigherevanescentfielddensityisexposed.Ifthecladdingispolisheddowntotheproximityofthecoreandtheoilisappliedtothepolishedregion,apowerdropwillbenotedonthepowermetersinceaportionofthelightwillcoupleoutofthefiberduetotheinteractionbetweentheevanescentfieldandtheoil.Thecloserthecoreistothepolishedregion,thegreaterthepowerdropwillbe.Anempiricalpolishingprocedurecanthenbeformulatedbasedontheresultsoftheoildroptest.Thiscurrentmethodologyistimeconsumingandcannotbeautomated.AnothermethodisdescribedinU.S.Pat.No.4,630,884whichteachesamethodandapparatusformonitoringandpolishinganopticalfiberwherethepolishingisperiodicallyoroccasionallystoppedtotakereadingsofcoherentlightthencommunicatedintothefluidwaveguidebetweenthepolishingsurfaceandthefiberandcoupledfromthefluidintothefiber.Alightintensitymonitorcoupledtooneendofthefibermeasureslightcoupledintothefiberfromthelightsourcethroughthefluidwaveguide.Alsotaughtistheuseofalongchainpolymersuchaspolypropylenetoimprovelaminarflowofthetransparentfluidconstitutingthefluidwaveguide.Thus,themethodofthispatentrequiresinterruptionofthelappingorpolishingprocesstoobtainreadingsoftheextentthepolishinghasworkedtoproducefibercladdingremoval.Thisinterruptionpreventstheprocessfrombeingefficientlyautomatedtoproducethefaster,reliableandrepeatableresultsofthesubjectinvention.Also,thelubricatingfluid,withorwithouttheadditionofanyadditivetoimprovelaminarflowistemperaturesensitive.Thus,lightcouplingthroughthefluidwaveguideintotheopticalfiberwillvaryfromproceduretoprocedureandduringeachprocedure.Thus,relyingonthefluidwaveguidetocommunicatethelightcoupledintooroutofthecoreandusedasthebasisformeasuringtheprogressofthelappingorpolishingprocesscanintroduceuncertaintyandunreliability.A.2SUMMARYOFTHEINVENTIONItisthusanobjectofthepresentinventiontoprovideanapparatusandmethodforremovalofcladdingfromopticalfiberwhilesimultaneouslyandcontinuouslyintroducinglightatoneendandmeasuringtheamountemergingfromtheoppositeendduringandwithoutanyinterruptionofthepolishingorlappingremovalofthecladding.Itisyetanotherobjectofthepresentinventiontoprovideanapparatusandmethodforopticalfibercladdingremovalthatpermitsmeasurementoftheextentofcladdingremovalbylighttransmissionlossthatisnottemperaturedependentorsensitive.Thepresentinventionisanapparatusandmethodforpolishingorlappinganopticalfibertoremovecladding,tocreateanopticalflatandforothersuchpurposes.Theapparatusincludesameansforabrasivelypolishingtheopticalfiber,anon-couplingandtransmissionattenuatingslurrydisposedbetweentheopticalfiberandtheabrasivepolishingmeans,anilluminationsourcecoupledtooneendofthefiberanalightintensitymeasuringdevicecoupledattheoppositeendofthefiber.Theslurrycompositionissuchthatlighttransitingtheopticalfiberfromthelightsourceatoneendofthefibertothelightintensitymeasuringdeviceattheoppositeendofthefiberisnotcoupledoutofthefiberviatheinterfacingslurryatthelocalewherepolishingistakingplace.Insteadtheslurrycauseslighttransitingthefibertobecomeattenuatedviatheportionofevanescentfieldintheslurry.Thesubjectinventionthuspermitscontinuousandtemperatureinsensitivemeasurementoftheamountofcladdingremovalduringandwithoutinterruptionofthepolishingorlapping.Theinventioncanbeautomatedandinalleventsproducesareproducibleresultfasterandmorereliablythanpriorartmethodsandapparatuses.A.3BRIEFDESCRIPTIONOFTHEDRAWINGSInthedetaileddescriptionofthepresentinventionwhichfollowsreferencewillbemadetotheaccompanyingdrawingsinwhich:FIG.1isasectionalviewthroughanopticalfiber.FIG.2isanoverheadviewoftheapparatusofthepresentinvention.FIG.3isapartialsectionalviewoftheportionofthepresentinventionwherepolishingiseffectedpriortooperation.FIG.4isthesameviewasFIG.3aftersomepolishingactionandopticalfibermaterialremoval.FIG.5isapartialsectionalviewoftheopticalfiberafterremovalofmaterialandcreationofafiatsurfaceinthefiber.A.4DETAILEDDESCRIPTIONOFTHEINVENTIONWithreferencetoFIG.1anopticalfiber10isshownconsistingofaninnercore12surroundedbycladding14whichisthenencasedinandsurroundedbytheprotectiveplasticbuffer16.Thepresentinventionisthepolishingapparatus18showninFIG.2.Theapparatus18iscomprisedoftheabrasivesurface20,showninFIG.2asarotatingdisk.Thearm22isattachedmovablyatthepivotpoint23tothestationarypivotsupport24.Theblock26withfiber10attachedismountedonarm22whichisconfiguredtoreceiveandsecurelyholdthefiberandblock26assemblywhichisthenimmersedintheslurry30interfacingthefiber10withtheabrasivesurface20.Thefiber10isaffixedtotheblock26usingametallicparticulatebearingelasticadhesive,suchasmetallicnailpolishcuredatapproximately40degreesCelsiusforfive(5)minutesandeasilyremovedwithaconventionalsolvent.NailpolishmadebyRevlon,specificallythe"HardasNails"brand,hasbeenfoundtobepreferredformyinvention.Theelasticpropertiesofthenailpolishaftercuringpermitittowithstandthepolishingoperation.Afterpolishingiscompleteditiseasilyremovedfromthefiber10andtheblock26usingacetoneorot