專利名稱：物件拋光的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及物件拋光的方法和設備。
光傳輸通路之間的連接，可以插頭端接光纖并把兩個這樣的端接光纖插頭在預定位置上相互間安裝在一起來實現。一個這樣的連接裝置，是指象美國專利4512630中公開的雙錐形連接器。其中，每根光纖在一個短錐形插頭中被端接。兩個這種插頭，以其鄰近中心平面的插頭的小直徑端部，被安置在雙錐形套筒罩內。另一種光纖連接器是AT&T'SST 連接器，它包含一個園柱形的箍或插頭端接光纖。該插頭被安排在一個帽里面并向外側傾斜。兩個這種插頭可以插入一個套筒里邊，套筒中有一個軸向的槽，在里面插頭的端面彼此接觸，或由一個阻尼器隔開。
為了得到低損耗、低反射率連接，兩個光纖在其端接插頭的端面需要有這樣的表面，它完全垂直于插頭的縱軸，可有輕微凸起的并被光滑拋光的纖維，否則表面可能相互歪斜，并且/或者表面粗糙造成纖維芯線束端面彼此不能完全接合，或不能與安排在端面之間的阻尼器完全接合。
另外，通過插頭端接的每根光纖的端部必須被拋光。在一根光纖被插入插頭的通道以后，伸出插頭端面的纖維端部被分開，這是一個相對粗，不精細的操作，它留下一個伸出插頭端面的纖維部分。該突出端必須被拋光，從而使纖維的端面和插頭端面共面，或從插頭端面稍稍凸起。這樣的操作必須小心進行，以免折斷分開操作后所留下的纖維。
在已有技術中，連接器插頭和纖維的端面拋光是由人工完成的。一個要被拋光的連接器插頭被安裝在一個夾具上，夾帶纖維端面的這個夾具以園圈擺動方式運動，接著插頭和一個予定砂粒尺寸的拋光面接合。這種可用于拋光短錐形連接器插頭端面的夾具，在美國專利4539776中已被公開了。
纖維和連接器插頭端面的人工拋光，不是沒有問題的。顯然，這樣一個工序受到操作者施加于夾具的壓力不同的影響，和由此產生的拋光面的砂粒和終端面之間壓力不同的影響。另外，時間長短，運動和插頭橫過的通路各不相同，因此在纖維端面突出部和拋光量度上產生不一致的結果。
還有，在已有技術中得到的是成組拋光多個連接器插頭的設備。將要拋光的多個插頭中的每一個安裝在夾緊環的一個定位孔內。然后夾緊環接所希望的方式運動，使從插頭凸起的纖維端部和一個拋光表面接合。這樣一個設備的問題是兩個方面的。一個問題是，當纖維被分解時，伸出插頭端面的纖維長度，各有很大不同，當多個，例如8個或12個一組被拋光時，從幾個插頭的夾緊環上它們受到較大壓力。這就大大增加了那些纖維斷裂的可能性。這些纖維從所配接的插頭端部伸出的較其它的長。其次，插頭可能長度不齊，某些插頭可能未被拋光，而其它插頭可能拋過光。
如果插頭式光纖連接器，被廣泛應用于接合操作的領域，這最后所述的設備顯然是在正確方向邁出的一步。同樣，顯然這樣一個設備不是完全令人滿意的，因為它不能補償公差尺寸的改變。
所需要的箍式連接器插頭的方法和設備，表面上不是已有技術提供的是制造一個箍式連接器插頭的方法和設備，適用于接受一段光纖端部，以便和其它插頭光纖光學連接。進一步說，是要尋求這樣的方法和設備能同時處理從多個園筒形連接器插頭的端面伸出的多根纖維，能夠用于手工領域，能夠補償插頭和初始纖維突起中的尺寸上的改變。
上述現有技術中的問題，可通過本發明的方法和設備去克服。本發明提供了一個如權利要求1所述的方法，和一個權利要求6所述的設備。


圖1是設備一部分的立視圖，它包括對插頭端接的光纖端面進行拋光的拋光面。
圖2是箍式連接器裝置的透視圖，它包括具有兩個插頭的雙插頭組件，每一個插頭端接一根光纖，光纖的一個端部是按本發明的方法和設備拋光的。
圖3是圖2裝置的正面立視局部剖視圖。
圖4是圖1設備中，用于對圖2的多個連接器插頭的每一個端面進行拋光的那個部分的透視圖。
圖5是把施力于一個連接器插頭設備的一個最佳實施例的透視圖。
圖6是使拋光表面運動的裝置的透視圖。
圖7是根據圖1設備拋光表面上的纖維端面所描出的環形圖案平面圖。
圖1示出了一個設備，用數字19表示。該設備適用于對被連接器元件端接的多個光纖的每一個端面同時進行拋光。更明確地說，該設備19適用于對被箍式連接器20-20端接的多個光纖的每一個端部進行拋光(見圖2和3)，這種連接器20-20，例如是在美國專利4934785中已公開和申請的ST連接器，每個連接器端接一根光纖21。兩個這種連接器20-20，可構成一個連接裝置22。
適于端接一根光纖的一個連接器20(見圖2)，包括一個具有園柱形箍式插頭30的插頭組件，插頭30有一個通道31(見圖3)，插頭是由玻璃或陶瓷材料做成的。插頭30的外徑約2500微米。插頭30的端面29有一個通路31的開口。
在端接一個電纜28時，光纖21的一個裸露端部被嵌入每個插頭30的通道31。光纖的端部和從插頭端面突起的光纖的端部一起，被緊固在插頭30的通道31中。然后，光纖的端面被分開，結果形成從插頭端面突出的光纖端部部分。
每個終端裝置還包括一個，由塑料或金屬材料制成的連接器主體32(見圖2和3)，一個壓縮彈簧34，和一個由塑料或金屬材料制成的管狀帽35。應當看到，插頭30、連接器主體32和帽35，每一個都有一個園柱形橫截面。連接器主體32有一個單獨的定向或校準鍵33，它垂直縱軸而徑向凸出，并能以任何一個位置固定在連接器主體上。
連接器主體32包括一個小直徑部件36(見圖3)，它從帽35中內部安置的套環38的開口37中穿過。止檔墊圈39在套環的外邊限制小直徑部件移動。彈簧34被安排在連接器主體32的小直徑P件36周圍，它置在套環和一個大直徑部件41之間。由于這樣安排，彈簧34使連接器主體32從電纜向外移動，以便把連接器主體保持在帽35中。一個錐形的電纜張力減輕部件43(見圖2)可以被套絲固定在帽35上。
再看圖2，可以看見每個帽35包含一個縱向延伸的糟溝46，它與環形延伸的糟溝47相通。糟溝47使得形成它的外殼管狀壁上有一個閉封凸部分48。糟溝46和47被用于把一個終端裝置固定到連接系統的其它部分上。
關于兩個連接器20-20的連接，其每個插頭30被插入開口套筒49的端部。開口套筒49安置外殼51的每端有一個開口53和兩個軸向對放的軸釘55-55。當每個插頭被插入套筒時，插頭的鍵33就被移動到開口53中，每個軸釘被移入槽溝47，并最終移入封閉糟溝46。
再看圖1，裝置19包括一個平臺或支撐盤50，它是固定不動的。為了支撐多個連接器插頭30-30，平臺50被用于支撐多個連接器插頭30-30，從而使它們的自由端面能夠被拋光。為了支撐多個連接器插頭，平臺50上裝有多個連接器定位孔52-52(見圖4)，每個定位孔52可用于接收連接器的一個插頭30。
每個定位孔52包含一個盤形凹糟54，它在平臺50里面形成，并且開口朝向平臺上表面56。進入凹糟54的開口，是一個中心孔57和三個較小的開口58-58。在每個凹糟中被接收的是一個臺階園柱狀的插入件59，插入件包括一個中心部件61，它由形成凹糟的表面62支撐，還包括一個較低部件64，它可伸到中心孔57內。中心部件61上方是一個盤形部件66。一個通道67穿過盤形部件66，中心部件61和較低部件64。通道67用于接收一個插頭30，而該插頭的端面是要被拋光的。插入件59最好是用抗磨損材料制成，并通過蓋板68裝于凹糟54中。
為了固定蓋板68，蓋板上有三個開孔63-63，和平臺50中的開口58-58標準一致，同時蓋板68包括一個中心孔69，當蓋板通過緊固件65-65被固定到插入件59上時，用以容納盤形部件66。
從圖4可看到，平臺50有8個定位孔52-52，平臺的定位孔數是不關重要的，但它對于理解，設備19容納多個要被同時拋光的連接器插頭組件20-20的方便性，卻是重要的。
和每個定位孔52-52相連接的是加力裝置，示于圖4中，用數字70表示，每個加力裝置70有一個臂71，它被摳軸地裝在軸承72上。每個軸承72有空間隔開。從底座74上直立的邊臂73-73，底座74被固定在平臺50上。
和每個臂71外端對準的是一個驅動裝置76，驅動裝置76包括一個氣動控制的氣缸(未示出)，它被安排在支座77上，一個插桿78，從77中伸出，穿過平臺50中的一個孔和導體襯墊79中的一個標準孔。操作中，驅動氣缸，使插桿78的上端和聯結臂71上外端的下表面接合。
現在回到圖4實施例的每個臂的一個內端部。可以看到，內端部是一個凹口，有一個兩叉端部75-75。當一個連接器裝置及其伸入插件59中的插頭30被裝在定位孔52中時，臂被控制，使形成臂71凹口端部的兩叉部分75-75，和連接器裝置(見圖4)的帽35外表面相接合。
應當注意，其它加力裝置能夠被用于各種不同的箍式連接器，或把一個力施加到已經裝有張力減輕部件43-43的連接器20-20上。
這種裝置是容易和圖4所述的那些裝置進行替換的，其方法是移去，然后再插入所穿過的緊固件，該緊固件是用于把加力裝置固定到平臺50上的。
參看圖5，這里示出另一個加力裝置，用數字80表示。加力裝置80包括一個底座82支撐的立柱81，底座82被用于固定到平臺50上。鏈節83通過一個柱被軸連接于立柱81上，其對面端連于一個支架86上。通過一個栓87被軸連接于支架86的，是一個柄88，它通過一個栓89被軸安裝到支柱81上。加力裝置80是被固定到平臺50上的，從而一個插桿78，是與一個柄88的端部對準的。固定在支架底端的是一個施力部件90，它包括2個由一個定位板92分開固定的臂91-91，從每個臂91的端部93向內延伸是一個銷94，銷94-94沿其軸線被對準。臂91-91的相對端有一個壓縮彈簧96在其中間。
加力裝置80，是把力加到插頭組件的最佳實施例。操作者使臂91-91的端部93-93，克服彈簧96的偏壓，而被移開。然后操作者把插頭組件定位于與臂91-91端部之間的加力裝置相關的定位孔中，并在使銷釘94-94和插頭組件的封閉糟溝46-46對準以后，釋放臂。這就使每個銷釘94被安置于封閉糟溝46中。
此外，如圖1中可看到的，該設備包括多個柱100-100，在平臺50園周上間隔排開。立柱100-100用于支撐平臺50。圖1中，立柱100-100由底座102支持。當平臺50安裝在立柱100-100上時，平臺位于拋光轉盤上方稍微間隔開一點的地方。此外，當平臺50在立柱100-100上被支撐，并且插頭30-30被插入插件59-59時，插頭終接纖維的端面和拋光面107接合，拋光面107面對著一個予定尺寸砂粒的拋光材料，使用不同的拋光材料取決于拋光要求，取決于有關產品。在拋光材料和轉盤106之間插入的是襯墊材料(未示出)，該材料具有一定的柔性。
平臺50可具有一個環形部件105(見圖4)，它被壓制在平臺中心開口之中。環形部件可通過其外園周表面中的頂部、底部開口和糟，提供拋光潤滑劑到下邊的拋光表面107上。
裝置19包括一個使平臺50，及其中安裝的插頭，和拋光表面之間產生相對運動的裝置。這個運動以這樣方式完成，既使每個纖維和有關的插頭端面，在拋光表面上留下予定的軌跡。
在最佳實施例中，是通過數字110(見圖1和6)表示的裝置產生相對運動，該裝置被用于移動轉盤106。裝置110包括一個園柱形外殼112，它通過繞在底座102支撐的電機108的一個驅動滑輪上的皮帶113帶著轉動。安置在中心的軸116被固定支撐在平臺115上，一個齒輪125固定在外殼112和平臺之間的軸上，齒輪125是不動的。裝置110是這樣工作的，當皮帶使園柱體轉動，園柱體就使在鄰近外殼112周邊安裝的軸承118-118中支撐的豎軸117在外殼的垂直中心軸線周圍旋轉。軸117已經固定在齒輪123上，齒輪123和125嚙合，從而，當外殼繞其中心軸線旋轉時，齒輪123在齒輪125周圍旋轉，因此使軸117旋轉。軸117也已經固定到和外殼頂部相鄰的一個齒輪119上，齒輪119和固定到軸122上的齒輪121互相嚙合。當軸117由園柱體外殼112的電機帶著轉動時，齒輪119使齒輪121旋轉，并因此使軸122旋轉，軸122被固定到一個支撐轉盤106的軸襯130上。結果，軸122旋轉就使得轉盤繞其垂直中心軸線129旋轉。
由于上述行星式齒輪裝置，使拋光表面繞其中心軸線129旋轉。同時，使拋光表面，平行于中心軸線129，中心軸線129是垂直定向的，中心軸線120周圍旋轉。結果，使每根纖維的端面和每個插頭的端面描出了如圖7所示的圖案130。進而，每個端面和拋光面的接觸是均勻分布在一個相當大的環形區域132上，而不是局限于一個小區域內。這就延長了拋光介質的使用壽命，并保證得到均勻的拋光端面。
由于各個定位孔和各個加力裝置與每個插頭有關，施加到每個插頭上的力，可能被改變去控制纖維和/或插頭端面拋光面之間的壓力。最初，當纖維的一部分，由于分開操作，而伸出插頭端面，在纖維端面和拋光面之間的壓力應該比較低，以避免折斷纖維。而后，當纖維被拋光，并且它的端部變得完全與相應插頭的端面共面，壓力突升，使得纖維端部和插頭端面在所要求情況下被拋光。
雖然每個加力裝置把完全相等的力加到一個插頭上，在纖維端面和拋光面之間的壓力仍然是被控制的，因為那個力是被加到一個單一插頭上，而不是加到把力分配到多個插個中的每一個的裝置上。
在一個最佳實施例中，裝置19被用于在一個予定操作時間之后，停止拋光面的旋轉。
這一般剛好是，拋光每根光纖端部，使之和該纖維被端接的端面共面所需時間之后。結果，纖維被端接的插頭的端面，可能和拋光面有某種接觸。這不會導致插頭端面的任何拋光，因為制做插頭端面的材料的硬度是和拋光面的砂粒硬度對立的。實際上，插頭端表面起停止拋光操作和確定每根纖維拋光程度的作用。如果要求對插頭端面進行拋光，則可使用硬度較大的合適砂粒，并且操作時間也改變了。
雖然關于纖維端面的拋光，而且如果需要的話，端接纖維的插頭的端面的拋光的最佳實施例已經陳述了，但本發明不限于此。本發明的方法和裝置，可用于拋光物件的表面1例如是一個端面物件的表面，比如是，還沒有端接光纖的插頭的端面。雖然在較長的那些插頭上過分的壓力很可能造成這種插頭的破裂，但本發明的方法和裝置提供了和各端部曲率半徑一致的多個插頭的成組拋光，從而使拋光面的使用壽命，超過已有拋光裝置的拋光面的壽命。
權利要求
1.一種制造在連接器插頭中端接的光纖端面的方法，該方法包含把一個端接光纖的插頭的自由端部插入平臺上的定位孔的步驟，并且，使從光纖被端接的插頭中伸出的光纖的一個自由端和一個具有與拋光面垂直的中心軸線的拋光面相嚙合，所述方法的特征在于，其步驟為，逐步把力施加到定位孔中的插頭上，以控制在纖維端和拋光面之間的壓力，使拋光面同時繞其中心軸線自轉和繞一個與該中心軸線平行的另一個軸線旋轉，以致于纖維端面被一個拋光面的一個環形部分所拋光。
2.同時拋光多個圓柱形連接器之中每一個所端接的每根光纖的端面的方法，所述方法包含的步驟是把多個園柱插頭的每一個的自由端部，插入平臺上的一個定位孔，并使從纖維被端接的插頭伸出的每根纖維的自由端和具有一個垂直于拋光面的中心軸線的拋光面相嚙合，所述加力方法特征在于，其步驟為逐步把力加到每個插頭上，去控制每個纖維端的拋光面之間的壓力，以及每個插端面和拋光面之間的壓力，使拋光面同時繞其中心軸線自轉和繞與該軸線平行的另一軸線旋轉，這樣每根光纖和插頭端面就被拋光面的一個環形部分拋光。
3.根據權利要求2的方法，其中每個插頭被這樣安裝，即每個插頭的縱軸被垂直定向，并垂直于拋光面。
4.根據權利要求3的方法，其中拋光面被水平定向，并且拋光面繞一個垂直中心軸線旋轉，同時拋光面也繞另一個垂直定向的軸線旋轉，該軸線平行于所述的垂直中心軸線。
5.根據權利要求3的方法，其中所述拋光表面是由一個柔軟襯墊材料支撐的，當把力加到每個插頭時，插頭端部就變成這樣一個形狀-它隨襯墊材料柔性而變。
6.一個同時拋光由連接器插頭端接的多個光纖端面的每個端面的設備，包括平臺，用于安裝一組插頭中每的自由端部，其中每個插頭端接一根光纖定位孔。使伸出纖維被端接的一個插頭的自由端面的纖維端面和拋光表面嚙合，該設備的特征在于，和每個定位孔相應的加力裝置，使力逐步加到每一個插頭上，以控制每根纖維端面和拋光面之間的壓力，并且驅動裝置使拋光面繞其中心軸線自轉，并同時使拋光面繞一個與中心軸線平行的第二軸線旋轉，從而每個光纖端面，被拋光面的環形部分拋光。
7.權利要求6的設備，其中每一個所述插頭是這樣安排的，其縱軸是被垂直定向并垂直于所述拋光表面，其中拋光表面是水平定向的，并使其繞一個垂直的中心軸線旋轉，并且使所述拋光表面繞另一個垂直定向的軸線旋轉，該軸線與所述中心軸線平線。
8.權利要求6的設備，其中所述拋光表面有一個襯墊材料，當力加到每一個插頭上，提供插頭一個隨襯墊柔性而定的構形。
9.根據權利要求8的設備，其中所述拋光面是支撐在一層柔軟材料上的，當力加到每個所述插頭的一端時，每個插頭的一端使柔軟材料變形，從而使每個插頭的一端被拋光成一個具有可調曲率半徑的園頂形。
10.權利要求6的設備，其中所述加力裝置包括一個軸安裝的臂，臂一端和一個連接的插頭組件接合，插頭組件包括一個插頭和一個相反端，插頭組件的位置由氣缸控制，并且其中，使拋光面繞一個中心軸線旋轉的所述驅動裝置，包括一個園柱形外殼，它有一個向外延伸的第一軸，它沿一個中心軸線穿過一個軸承，所述第一軸，有一個齒輪安裝在其上，所述第一軸和安裝在其上的齒輪是不動的，所述驅動裝置也包括一個第二軸，它平行于所述第一軸，并安裝在鄰近所述外殼周界的軸承中，所述第二軸有一個齒輪，它和鄰近所述外殼低端的所述第一軸的所述齒輪相互嚙合，和鄰近所述外殼的相反端的另一個齒輪嚙合，并且和一個安裝到第三軸上的齒輪嚙合，第三軸被安裝在鄰近所述外殼的園周的軸承中，所述第三個軸被連到所述拋光面上，所述驅動裝置進而包括一個裝置，它使所述外殼繞其中心軸線旋轉，從而使所在所述第二軸的一端的所述齒輪，去轉動在所述另一端上的所述齒輪，去轉動在所述第三軸上的所述齒輪，去轉動繞其中心軸線旋轉的所述拋光面，同時所述拋光面繞所述外殼的所述中心軸線旋轉。
全文摘要
能夠用于這個領域的一個設備19，適用于拋光多個圓柱形箍式連接器插頭(30-30)每一個所端接的光纖端面。該設備包括一個平臺，平臺包括多個定位孔(52-52)，每個定位孔用以容納一個插頭，一個插頭端面(29)被安排鄰近一個拋光面上，一個從每個插頭凸起的纖維端部和一個拋光面接合。
文檔編號G02B6/25GK1060426SQ91109280
公開日1992年4月22日 申請日期1991年9月3日 優先權日1990年9月4日
發明者小羅伯特·韋恩·莫克, 哈羅爾·弗雷·馬思, 唐納德·Q·斯奈德 申請人:美國電話電報公司