专利名称：用于抛光光纤连接器的设备和方法
技术领域：
本发明大体上涉及一种用于制造光纤连接器的设备和方法。更具体地，本发明涉及一种用于抛光光纤连接器以提高所述连接器的性能特性的设备和方法。
背景技术：
光纤连接器用于端接光缆的端部。具有许多不同的光纤连接器类型。光纤连接器类型的实例包括FC型、SC型、ST型以及D4型。
图1示出一个典型的连接器10。一个套圈12位于连接器10之内。套圈12是一个相对长而薄的圆筒，优选地由诸如陶瓷之类的材料制成。也可以使用诸如金属或塑料等其它材料来制造套圈12。套圈12限定一个中央开口14，该中央开口的尺寸适于容纳一根具有给定覆层直径的光纤。通常在将光纤16插入以将光纤16保持在适当位置之前，在开口14内置入环氧树脂。套圈12用于最准与对中光纤16，并保护光纤16免遭损害。
还是参见图1，套圈12被支撑在连接器体部18内，体部18通常由诸如金属或塑料之类的材料制造。连接器体部18通常接合至光纤线缆20(例如，线缆20能够包括一个由诸如凯夫拉尔(Kevlar)之类的材料制成的加强层，所述材料附于所述连接器18上)。一个应变消除保护罩22保护连接器18和线缆20之间的连接。两个连接器优选地通过使用一个适配器24而相互连接。适配器24包括一个套管26，套管26的尺寸适于容纳所需连接之连接器的套圈。例如，连接器10的套圈12被插入到套管26的第一端28之内，需连接至连接器10之连接器的套圈(未示)被插入到套管26的第二端30之内。在这样插入时，套圈的端部在套管26之内彼此抵靠，使得它们的相应光纤保持彼此对准。
期望使通过光纤的信号的损失最小化。用于评价连接器性能的参数包括插入损耗与回波损耗。插入损耗是指对通过从输入光纤至输出光纤的联接而传递功率量的测量值。回波损耗是指反射回输入光纤的功率量的测量值。为了提高信号质量并因此优化插入/回波损耗，希望抛光套圈12的端面13。在抛光工艺中，套圈12通常保持在固定装置中，而将端面13压向一个振动和旋转的抛光盘。一般地，该端部13被抛光成球形的抛光表面，该表面沿着一个垂直于光纤16纵轴的平面取向。然而，对于某些应用场合，抛光端面13以形成一个相对于光纤16的纵轴成一个倾斜角的球形表面。
图2是一个方框图，示出了对套圈进行抛光以提供一个圆形的套圈末端的传统技术的步骤。在第一抛光步骤70的过程中，通常通过手工打磨工艺或诸如环氧树脂去除机械之类的自动系统去除套圈端部的杂乱的光纤与残余的环氧树脂。在杂乱的光纤与环氧树脂被去除之后，使用两个或多个抛光膜(例如，具有不同的粗糙度)对套圈的末端进行机械抛光，以更精确地形成套圈末端的顶点和半径(见步骤72)。接下来，如步骤74所示的，用一个最终抛光膜对套圈的末端进行机械抛光。在所述抛光工艺中，在套圈内光纤的末端形成一个折射层(index layer)。折射层的光学特性是不符合需要的。这样，在最终步骤76，用氧化铈膜抛光套圈的末端，使得光纤轻微凹入所述套圈一个足以去除所述折射层的距离。对于一些应用场合，所述末端在最终抛光之前凹入，例如，在2002年2月8日提交的美国专利申请10/071,856中所公开的那样，该申请被援引合并于此。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种光纤连接器抛光设备与方法，所述设备与方法用于对光纤连接器进行抛光以提高连接器的性能特性。
本发明的优点一部分在下面的描述中阐明，一部分通过所述描述而变得明晰，或者可以通过实践本发明而理解。可以理解，前述的大致描述和下面的详细描述都是示例性的与说明性的，而不是对所要求保护的发明范围的限制。
包含在本说明书中并构成说明书一部分的附图，与所述描述一起说明了本发明的多个方面，用于对本发明的原理进行解释。对所述附图的简要说明如下图1示出了一个典型的现有技术连接器；图2示出了一种现有技术的抛光工艺；图3是一个透视平面图，示出根据本发明制造的抛光设备的一个示例具体实施方式
；图4是一个正视图，示出了图3中的所述示例抛光设备；图5是一个侧视图，示出了图3中的所述示例抛光设备；图6是一个俯视图，示出了图3中的所述示例抛光设备；图7是图3中抛光设备的立体图，其中为清晰起见，省略了包括驱动结构该在内的多个零部件；图7A是沿图26中CC-CC线的截面图，其中，为清晰起见，省去了包括夹持机构在内的多个零部件；图8是图7中抛光设备的正视图；图9是图7中抛光设备的第一侧视图；图10是图7中抛光设备的第二侧视图；图11是图7中抛光设备的俯视图；图12是隔离显示的夹持机构的一个示例具体实施方式
的透视平面图；图13是图12中夹持机构的侧视图；图14是图12中夹持机构的俯视图；图15是沿图14中的A-A线的截面图；
图16是隔离显示的抛光子组件的示例具体实施方式
的第一立体图；图17是图16中抛光子组件的第二立体图；图18是图16中抛光子组件的正视图；图19是图16中抛光子组件的第一侧视图；图20是图16中抛光子组件的第二侧视图；图21是图16中抛光子组件的俯视图；图22是沿图18中的B-B线剖切所述抛光子组件的截面图；图23是图22中示出的子组件中一部分的放大视图；图24是沿图21中的C-C线剖切所述抛光子组件的截面图；图25是图24中示出的子组件中一部分的放大视图；图26是抛光设备的示例具体实施方式
的正视图，其中，夹持机构在嵌套位置；图27是沿图26中的D-D线剖切所述抛光设备的截面图；图28是沿图26中的D-D线的截面图，示出了联接至夹持机构的夹持臂以及移至非嵌套位置的夹持机构；图29是沿图26中的D-D线的截面图，示出了位于前推位置的夹持机构；图30是沿图26中的D-D线的截面图，示出位于后推位置的夹持机构；图31是沿图26中的D-D线的截面图，示出了位于开始抛光循环的夹持机构；图31A是抛光子组件之一部分的放大视图，示出了位于升起位置的垫系统；图31B是抛光子组件之一部分的放大视图，示出了位于降下位置的垫系统；图32是沿图26中的D-D线的截面图，示出了在Y’方向上移动的夹持机构；
图33是沿图26中的D-D线的截面图，示出了在Y方向上向后移动至初始位置的夹持机构；图34是沿图26中的D-D线的截面图，示出了在Y方向上移动的夹持机构；图35是沿图26中的D-D线的截面图，示出了在Y’方向上向后移动至初始位置的夹持机构；图36是沿图26中的D-D线的截面图，示出了在X’方向上移动的夹持机构；图37是沿图26中的D-D线的截面图，示出了在X方向上向后移动至初始位置的夹持机构；图38是沿图26中的D-D线的截面图，示出了在X方向上移动的夹持机构；图39是沿图26中的D-D线的截面图，示出了在X’方向上向后移动至初始位置的夹持机构；图40是沿图26中的D-D线的截面图，示出了位于所述嵌套位置的夹持机构；图41是沿图26中的D-D线的截面图，示出了沿X’方向移位的夹持臂；图42是沿图26中的D-D线的截面图，示出了在一个抛光子组件上沿X方向移位的夹持机构。
尽管可对本发明进行修改而得到各种不同的改型和替代形式，在下文中以示例的方式详细描述在附图中示出的具体例子。但是可以理解，本发明并不限于特定的具体实施例。相反，本发明包括落在由权利要求所确定的本发明范围内的所有改型、等同或替代技术方案。
具体实施例方式
在下面的详细说明中，参考附图描述了各种具体实施方式
，所述具体实施方式
是根据所公开内容原理的发明概念如何实施的例子。可以理解采用其它的具体实施例也是可以的，可以在不脱离本发明范围的情况下进行结构与功能改变。
所述公开的内容大致上涉及一种用于抛光光纤连接器端面(例如，图1中光纤连接器10的端面13)的抛光设备，例如图3至图6中所示的抛光设备100的示例具体实施例。抛光设备100可以大致上包括一个支撑系统200和一个或更多的构造用于保持多个光纤连接器10的夹持机构400。一个驱动机构300可以与所述支撑系统连接，以在一个或更多的方向上移动夹持机构400。还设置有一个抛光子组件500，该抛光子组件500包括各种元件以抛光多个由夹持机构400保持的光纤连接器。还可以设有一个用于控制所述抛光设备的控制面板700。
下面详细描述各种组件，包括示例性抛光设备100以及抛光设备100的使用方法。下面的描述仅仅是示例性的。也可以使用不脱离本发明主旨的其它构造和方法。
I.支撑系统再次参见图3至图6，抛光设备100包括示例的支撑系统200。该支撑系统200大致包括一个构造为支撑抛光设备100的部件的支撑结构210，该支撑结构210包括所述夹持机构400、所述驱动机构300、所述抛光子组件500、以及所述控制面板700。还包括一个遮盖所述驱动机构300的驱动机构盖215、以及一个电气零部件箱230，该电气零部件箱遮闭各种用于控制抛光设备100的电气零部件。还设有多个固定的支撑240(例如可调整脚)以及轮子245，以允许对抛光设备100进行支撑和再定位。
还设有多个线缆支撑件220。线缆支撑件220的功能大致为保持一根或更多光纤线缆的端部段以及允许所述端部段延伸穿过线缆支撑件220并越过夹持机构400。如图5所示，光纤线缆219可以包括多个更小的线缆221，每根线缆由一个连接器端接，如由连接器10端接。举例来说，在图5所示的具体实施方式
中，较大的线缆被维持在一个邻近各线缆支撑件220的分离支撑(未示出)上。较大线缆的端部段219a延伸穿过线缆支撑件220，并且包含在其中的每个小线缆221的连接器10由位于各线缆支撑件220下方的夹持机构400保持。
在所示的示例具体实施例中，线缆支撑件220安装至一个轨道225并且构造为随着夹持机构400的运动而滑动，如下文的详细描述。如示例实施例中所示出的，轨道225可以分离于抛光设备100而被支撑。或者，轨道225可以联接至抛光设备100并由抛光设备100支撑。
II.驱动机构参见图7至图11，已经移除盖215以更清除地示出驱动机构300。驱动机构300大致包括一个Y台面302和一个X台面304(见图9和图10)。Y台面302包括一个Y驱动310和轴承303(也参见图27-42)，轴承303安装至支撑系统200的平支撑件250上。Y台面302联接至Y驱动310和轴承303，从而Y驱动310可以在Y方向向前以及在Y’方向向后移动Y台面302。
X台面304联接至Y台面302的底部，从而X台面304随Y台面302在Y方向以及在Y’方向移动。X台面304使用轴承305(参见图27至图42)联接至Y台面302并且包括一个安装至一个支撑件255的X驱动315，支撑件255通过支撑件256联接至支撑250，并且延伸过X和Y台面302和304。一个X驱动轴319(见图7、7A和27)从X驱动315延伸穿过一个于Y台面302内形成的开口320并且联接至一个轴承316，轴承316骑跨在一个联接至X台面304的轨道317上。
X驱动315能够通过X驱动轴319使得X台面314在X方向和相反的X’方向上移动。当Y驱动使得所述台面在Y方向和Y’方向上移动时，由于轴承316骑跨在轨道317上，所以X台面314也在Y方向和Y’方向上移动，当X驱动轴319和X驱动315保持静止或在X和X’方向上移动时，允许X台面304在Y方向和Y’方向上移动。
而X台面304联接至各所述多个夹持机构400。在此种结构中，驱动机构300能在X、X’、Y和Y’方向或其组合的方向上移动夹持机构400。
Y驱动310和X驱动315直接联接至支撑系统200并且安装在一个固定的位置(即Y驱动固定地安装至支撑件250以及X驱动固定地连接至支撑件225)。这是有利的，其原因在于(1)任何支撑零部件，例如电线(如果Y和X驱动是电动的，如在所示示例具体实施例的例子中)或气室(如果V和X驱动是气动的)被保持在静止位置，籍此消除会导致应力和随后的失效的挠曲；(2)固定地联接所述驱动可以减少或消除由于振动和/或其它传递至V和X驱动的扰动而导致的Y、Y’、X和X’方向上的运动波动。
III.夹持机构参见图12至15，每个夹持机构400包括多个连接器位置410，连接器位置410的尺寸设置为可容置光纤连接器的体部(例如图1中示出的光纤连接器10的连接器体部18)，并允许各光纤连接器的一个端面(例如端面13)延伸通过各连接器位置410。在图示的实施例中，各夹持机构400包括六个连接器位置410使得夹持机构400能够保持六个连接器。在替代的实施例中，所述夹持机构能够构造为具有更多或更少的连接器位置以固定多一些或少一些的连接器，例如，可以构造为具有三个连接器位置以保持三个连接器。
每个夹持机构400包括一个主体415。多个可移动的连接板417联接至主体415。连接板417与主体415协作而确定多个用于容置连接器10的巢座419。在图14的具体实施例中，各巢座419包括一个由主体415确定的半巢座419a和一个由对应的连接板417确定的半巢座419b。
各连接板417使用两个旋入由主体415确定的开口421内的紧固件(例如螺钉420)而联接至所述主体415。各螺钉420包括一个或更多“拜耳威(belville)”垫片以提供夹紧力，并具有柔度以允许松开所述夹紧。另外，小的金属球(未示出)定位在形成于主体415表面424内的孔隙内，使得当连接板417联接至主体415时，所述球夹在所述主体415和连接板417之间。在此构造中，螺钉420和所述球使得所述连接板417可以相对于主体415枢转，并籍此增加连接器位置的开口而利于将各光纤连接器导入或移出各夹持机构400。
也能够使用替代结构来将各连接器体部保持在夹持机构内。例如，作为上述夹紧连接器套圈的替代，可以保持连接器的其余部分而将连接器保持在所述夹持机构内的一个已知方位上。例如，所述夹持机构可以构造为夹紧在各连接器的保护罩上，各夹持机构能够包括一个紧公差的孔，各套圈的端面延伸通过该孔以进行抛光。这是有利的，只有一部分套圈——包括端面——通过夹持机构延伸至抛光子组件，使得连接器体部的其余部分与在抛光中产生的碎屑隔离开。在另一具体实施例中，连接器的上部——例如套管——以及套圈均由夹持机构夹紧而在抛光过程中将连接器保持在适当的位置。其它的结构也是可能的。
参见图19、20和22，每个夹持机构400还包括一个位于夹持机构一端的夹持结构430。所述夹持结构430的形状使得一个安装到X台面的夹持臂360可以夹住并操作各夹持机构400。夹持结构430包括与夹持臂360的一个互补结构相配合的第一和第二相对的突起432和434。夹持臂360进一步包括一个联接至夹持臂360的气缸364，其使得一个活塞362延伸抵靠夹持机构400上的突起434，籍此进一步地把夹持机构400保持在夹持臂360内，并使之与下述的抛光子组件水平。
另外，夹持机构400包括支靠表面435，用于当夹持机构400处在嵌套(nested)位置时支持该夹持机构400，如下文所述。
夹持机构400进一步设计为用于在除抛光以外的其它工艺，例如施加环氧、硬化以及裂化等其它工艺中支持连接器10。
IV.抛光子组件现在参见图16-24，示出了一个抛光子组件500的示例性的具体实施例。抛光子组件500可以大致包括一个垫系统510(在图22中示出)、一个抛光膜系统540(在图17中示出)、一个流体喷射系统570(在图23中示出)、以及一个可选的冲洗系统580(在图16中示出)。可以设置一个环状管引导件590来把例如电线、加压空气管以及流体管等等之类的各种线和供应管引入或引出抛光子组件500。
尽管下面仅仅详细描述了一个抛光子组件500，但是抛光设备可以带有多个抛光子组件500。在图示的具体实施例中设有四个抛光子组件，从而可以一次处理四个其中容纳有连接器的夹持机构。在替代实施例中，可以设置多一些或少一些的子组件以一次处理多以些或少一些的夹持机构，例如设置数量在一个至十个之间的抛光子组件。
下面提供对于包括抛光子组件500的示例系统的详细描述。如前所述，子组件500也可以采用其它的结构。
(a)垫系统在图22至25示出了示例的垫系统510。垫系统510大致包括多个垫511和相应的垫轴512，优选地对于各夹持机构400的每个连接器位置410设置一个垫511和一个垫轴512。每个垫511联接至垫轴512的第一端。垫轴512的第二端联接至位于一个孔516内的活塞515。随着空气施加至轴516内的活塞515，轴512和连接的垫511在竖直方向朝着固定在垫511上方的夹持机构400内的连接器向上移动(见图31A)。引导件513和514确保在垫朝着连接器竖直向上移动时，垫保持在已知的取向(例如竖直方向)上。
如下文所描述的，空气可以施加至孔516内，直到垫511向上竖直移动到以所需的压力(例如，对于抛光根据所示示例实施例的FC或SC型连接器时是3/4磅)把抛光膜压至抵靠各连接器10的端面13。随着孔516内的空气压力下降，轴512和连接的垫511可以在相反的方向朝着不工作位置向回移动，由此使垫511和连接器10脱离接合(见图31B)。
从一个公共的空气歧管517(见图16)向各位于抛光子组件500上的孔516供气。籍此，各孔优选地受到由空气歧管提供的相同气压。以此方式，无论各端面13相对于各垫511的位置如何，各垫511都能够以相同的力与各端面13接合。在替代的实施例中，如果需要的话，可以分别地控制供给至各垫的压力。
在图示具体实施例中，垫系统510使用一个线性轴承系统，从而各垫轴和垫能够相对于抛光子组件500的其余部分向上或向下移动。或者，也可以采用其它可以使得垫轴和垫进行必要运动的系统，例如，一平行连杆机构。这种替代机构可有利地降低与该垫轴运动相关的摩擦力。
可选地，可以设置一个系统(未示)来调整所述垫朝着连接器套圈上升(accent)的速度。例如，各垫511或垫轴512可以联接至一个凸轮，该凸轮在所述垫朝上移动以接触套圈时旋转。可以调整该凸轮而控制所述上升速度。在垫接触套圈以及开始抛光之后，所述垫和/或垫轴从所述凸轮释放。这是有利的，其原因在于可以使得所述垫以给定的速度与套圈接触。
在图示的实施例中，垫511采用氯丁橡胶(neoprene)制造。也可以采用例如丁腈橡胶(Buna N)、氟橡胶、氨基甲酸乙酯(urethane)、硅树脂(silicone)等其它原料，或者采用耐去离子水或所用的其它流体的其它材料制造，其能够以一定硬度(即坚硬性)制造用于一给定抛光应用。
(b)抛光膜系统抛光膜系统540，如图19-22所示，大致包括抛光膜542、卷轴546、一个已用膜收集器、一个夹钳滚子548、以及多个滚子。新抛光膜设置在卷轴546上。抛光膜542绕过一个张紧滚子555，由张紧轴551以及通过一系列的滚子560、561以及562(见图19)来维持张紧。优选地，抛光膜542的布设路线经过滚子560上方、滚子561的下方、以及滚子562的上方。此构造是优选的，使得任何维持在抛光膜542上的流体如下文所述地流入承滴盘563，而不会流至抛光膜542之下而流到卷绕在卷轴546上的新抛光膜上或流入已用膜收集器内。在一个示例实施例中，由美国明尼苏达州圣保罗的明尼苏达矿业及制造公司(Minnesota Mining andManufacturing Company)制造的1微米粒度的3M特级金刚石抛光膜(3MImperial Diamond Lapping Film)用作抛光膜542。
然后抛光膜542经过多个垫551的上方以及在第二系列滚子564、565和566之间上下穿行，并具有一个功能与承滴盘563类似的盘567。然后抛光膜542经过夹钳滚子548，夹钳滚子548通过由马达569和皮带568驱动的对置滚子552和553而与抛光膜接合并引导所述抛光膜，如下文所述。该引导(indexing)可以根据需要构造为控制抛光膜重复使用的量。最后，已用抛光膜进入已用膜收集器544。替代地，作为膜收集器544的替代，可以使用一个第二卷轴来在废弃之前保持该已用的抛光膜。
可以采用例如垫系统510来通过把端面13压在抛光膜542上而对连接器的端面13进行抛光。连接器10压在抛光膜542上时，连接器10能够以顺序方式在抛光膜542上运动，籍此抛光端面13。另外，如下文所述的，可以设有多个抛光子组件500，每个抛光子组件具有不同的抛光膜542粗糙度。例如，可以使用粗糙、中等以及精细三个抛光膜抛光等级。在此构造中，能够用不同的抛光膜抛光等级来对端面13进行顺序地抛光以得到所需的抛光状态。
(c)流体喷射系统现在参见图22至图25，示出了流体喷射系统570。如图23中所示，流体喷射系统570包括多个喷射条572，喷射条572定位为在邻近的连接器之间平行于夹持机构400的纵向延伸并位于抛光膜542的上方。各喷射条572包括一系列形成于条572内的喷口574。喷口574将一系列的去离子水流喷到抛光膜542上。在图示的具体实施例中，各喷射条572构造为随着各夹持机构的移动而移动以抛光容纳于其内的连接器。在替代具体实施例中，各喷射条572能够固定在适当的位置。
所述去离子水用于使各连接器10的端面13易于在抛光膜542上移动，以及用于从抛光膜542和连接器10的端面清洁和去除碎屑。在替代的具体实施例中，可以采用如酒精和水的混合液等其它类型的流体来代替去离子水。
在图示的示例具体实施例中，在整个抛光循环中喷射水。然而，完全可以对流体喷射系统570进行编程，以允许根据需要在各循环中打开和断开水流。
如图23和图25中所具体示出的，各喷射条572进一步包括位于相对侧并在抛光膜水平位置之下延伸的对准销576。对准销576用于在抛光时把抛光膜542保持在各垫511上。
如图23所示，流体喷射系统570进一步包括一系列位于各垫511之间的钢片578。各片578包括一个具有限定的表面面积的接触表面579。当完成一个抛光循环并且允许带垫511的垫系统510竖直向下移动至一个不工作位置(见图31B)时，各片578的接触表面579在各垫511之上延伸，并接触和支撑抛光膜542。片578和抛光膜542之间的小接触面积能够是有利的，如果膜542在一个延长的时间段内处在与片578接触的位置(例如，当抛光设备有一段时间不使用时)，抛光膜542只能粘在片578上的很少的表面面积上。
(d)冲洗系统现在参见图16至25，在流体喷射系统570之外，如果需要，可以在抛光子组件500上设置可选的冲洗系统580。冲洗系统580大致包括一个滚子582和一个流体源584(见图16)，在示出的具体实施例中是去离子水中。滚子582可以采用任何可浸透水的适应性材料——例如泡沫材料——制成。
流体源584经过滚子582，位于滚子582内的流体源584的小孔允许水向外溢出至滚子582内，籍此使滚子582浸透去离子水。以此方式，滚子582可以维持在浸透状态。另外，滚子582可以安装为使得滚子582可以绕所述流体源584旋转。
滚子582邻近垫511和夹持机构400定位，使得如下所述当夹持机构400从一个抛光子组件移至另一个抛光子组件时，维持在各夹持机构400内的连接器10的端面13经过和摩擦浸透的滚子582，籍此导致滚子582旋转并且可以去除连接器端面13上的碎屑。在一替代具体实施例中，各夹持机构400可以在滚子582上多次往返，以更彻底地清洁端面13。以此方式，端面13可以维持在清洁状态。
在替代实施例中，滚子以外的其它构造也可以使用，例如使用静止的冲洗垫。
V.控制面板控制面板700，如图3至6中所大致示出的，用于控制抛光设备100的运转，具体如下文所述。在启动和停止设备100之外，控制面板700还可以用于改变抛光时间、速度、方式、以及其它配置参数。另外，控制面板700可以包括一个计算机驱动的图形用户界面(GUI)以允许容易地使用。GUI可以包括预设操作菜单，以允许用户输入不同的光纤类型或产品规格而进入预先编程的抛光循环。如果需要的话，还可以包括一个紧急停止按钮702(见图5)以停止设备100。
VI.使用方法可以根据下面所述的内容及沿图26的线D-D所取的横截面图27至42所示的内容使用抛光设备100。在下面所提供的步骤中，将描述和示出Y台面302和X台面304的运动。
在图27至图42示出的方法中，将用类似的标号对各种相似的零部件进行编号，同时使用带字母限定的标号来对特定的零部件进行编号。例如，在图27至42中示出的所有的夹持机构使用相同的标号400来标记，而对于特定的夹持机构采用400a来标记。
如果需要，也可以在以下步骤之外增加其它的步骤，也可以去除一个或多个步骤而不脱离本发明的范围。尽管在图27至42中示出了一系列离散的步骤，但是抛光设备100的运转可以是连续的，并且随着抛光设备100在各种步骤中运动可以呈现连续的位置。
(a)夹持机构被引导至抛光设备参见图27，在第一步骤，一个或多个夹持机构400被引导至示例抛光设备100。夹持机构可以手动地引导，例如通过手动将该夹持机构进给至机器内；也可以自动地引导，例如通过一个传送系统(未示出)。在图27示出的示例具体实施例中，夹持机构400a、400b、和400c位于在通过抛光设备100抛光之前的不工作位置。另外，夹持机构400i和400j已经完成由设备100进行的抛光并且在等待被移走——手动地或自动地。
夹持机构400e、400f、400g以及400h正位于处在嵌套状态的相应抛光子组件500a、500b、500c和500d上。在此嵌套状态，如图19和20所最佳示出的，各夹持机构400的支靠表面435靠在支撑系统200的表面280和281上。表面280和281完全支撑夹持机构400e、400f、400g和400h，使得夹持臂360a、360b、360c和360d能够完全释放夹持机构400e、400f、400g和400h。
(b)夹持机构被夹持和在一个抛光子组件上分位(indexed)现在参见图28至31，新夹持机构400k已经加至等待进入抛光设备100的夹持机构队列，而夹持机构400j——已经完成抛光——被手动或自动地移走。现在参见图28，夹持机构400d、400e、400f和400g已经分别被夹持臂360a、360b、360和360d抓住，并且Y台面已经在Y方向前移，籍此前移夹持机构400d、400e、400f和400g。通过注意夹持机构400d、400e、400f和400g相对于其它夹持机构400k、400a、400b、400c、400h以及400i的相对位置可以明了。另外，通过检测轴承303相对于轨道308的位置可以注意到此移动。
在图29中，夹持臂360已经沿X方向朝着夹持机构400h移动了夹持机构400d、400e、400f和400g。在示出的示例位置，夹持机构400g以前推的方式紧邻夹持机构400h。
在图30中，夹持臂360进一步在X方向移动夹持机构400d、400e、400f和400g，导致夹持机构400g接触并进一步沿着X方向推压已经过抛光的夹持机构400h使之离开抛光位置(即后推位置)。
在图31中，夹持臂360已经沿X’方向将夹持机构400d、400e、400f和400g移回，籍此直接把夹持机构400d、400e、400f和400g定位在四个相应的抛光子组件510a、510b、510c和510d的上方。
在所述夹持机构分位的过程中，垫系统处在一下降的位置，如图31B所示。
(c)垫系统被升起在夹持机构400d、400e、400f和400g位于其相应的抛光子组件上方时，各子组件500的各垫系统510的多个垫511利用空气压力而升起(见图31A)，如上所述。随着垫511被升起，经过垫511上方的抛光膜542也被升起，并压在由各夹持机构400d、400e、400f和400g保持的各连接器10的套圈12的端面13上。如前所述，各垫511独立地向各套圈12的各端面13施加相同的力。在此种构造中，各垫511保持抛光膜542并使之偏位抵靠各连接器10(例如，如图23和25所示)。
(d)抛光循环现在参见图32至39，夹持机构400d、400e、400f和400g位于抛光子组件的上方，并且垫系统510和抛光膜542压在各连接器10的端面13上，以开始进行抛光。在一个具体实施例中，通过沿着一个二维路径移动各夹持机构400而进行抛光，从而导致各连接器10的端面13在抛光膜542上运动而被抛光。
参见图32，抛光循环的第一步骤可以包括使夹持机构400d、400e、400f和400g在Y’方向上移动一给定的量。在所述示例具体实施例中，此移动量大约为1/2英寸，尽管也可以采用其它的移动量。在图33中，夹持机构400d、400e、400f和400g沿Y方向向回运动至其初始位置。在图34和35中，夹持机构400d、400e、400f和400g首先在Y方向上移动一给定的量(例如1/2英寸)(见图34)；然后在Y’方向移回至其初始位置(见图35)。
在图36和37中，夹持机构400d、400e、400f和400g首先在X’方向上移动一给定的量(见图36)；然后在X方向移回至其初始位置(见图37)。在图38和39中，夹持机构400d、400e、400f和400g首先在X方向上移动一给定的量(见图38)；然后在X’方向移回至其初始位置(见图39)。
在图32至39中示出的运动能够构成一个单个的抛光循环。此抛光循环能够根据需要重复多次，以抛光保持在各夹持机构400内的各所述多个连接器10的端面13。另外，其它顺序和循环也是可能的。在一个具体实施例中，抛光循环为在X和Y方向运动的组合，允许以恒定的速度进行螺旋运动。运动路线的形状是完全可编程的，速度、加速度以及抛光循环的方向等等也是如此。另外，在抛光循环中也可以控制和改变垫衬力和流体喷射。可根据需要选择一个抛光循环，以对各连接器10进行抛光使之达到一定的规格，例如曲率半径、顶点偏移量、纤维高度(fiberheight)、表面精度、插入损耗以及回波损耗。
(e)垫系统被降下以及抛光膜被分位(indexed)当抛光循环完成时，包括多个垫511的垫系统510被降下(图31B)，抛光膜542也随着垫511降下。然后抛光膜542能够由夹钳滚子548分位，使得新的抛光膜542可以定位在垫系统510的上方以进行下一次抛光循环。
(f)将夹持机构排成一组与前一步骤同时或在其之后，夹持机构400d、400e、400f和400g在Y’方向上移动。然后夹持臂360释放各夹持机构，籍此将夹持机构如图40所示排成一组。
(g)夹持臂被分位夹持臂360(不带有夹持机构)然后被在X方向分位，使得夹持臂360a定位为夹持夹持机构400c，夹持臂360b定位为夹持夹持机构400d，夹持臂360c定位为夹持夹持机构400e，夹持臂360d定位为夹持夹持机构400f，如图41所示。然后夹持臂360a、360b、360c和360e分别地夹持夹持机构400c、400d、400e和400f。
(h)启动冲洗系统如果设有冲洗系统580，启动该冲洗系统580使得去离子水流过并浸润滚子582。
(i)夹持机构被分位到一个抛光子组件的上方与所述的步骤(b)相似，然后夹持机构400c、400d、400e和400f在一个抛光子组件500的上方沿X方向上被分位，如图42所示。随着各夹持机构400经过相邻的抛光子组件500之间，使得各连接器10的套圈12的端面13接触滚子582，籍此去除各端面13的碎屑。在一个具体实施例中，各夹持机构400在滚子582上往复运动多次以进一步地清洁端面13。一旦夹持机构已经经过滚子582，那么流至冲洗滚子582的去离子水停止。
在夹持机构400c、400d、400e和400f位于如图42中所示的位置时，可以开始一个如上述步骤(c)-(f)中所说明的新抛光循环。
根据本发明已经描述的方面及示出的具体实施例，本领域的普通技术人员可以对所公开内容进行修改和替换。例如，虽然在此示出的夹持机构构造为保持连接器与相关的竖直向上取向的套圈，但是可以理解夹持机构也可以定位为相对于抛光表面倾斜地保持套圈。然而，这意味着此种修改和替换包括在所附权利要求的范围内。
所提供的描述、示例和数据对本发明组合的使用和制造提供了完整的说明。因为在不脱离本发明的范围和主旨的情况下本发明具有多种具体实施方式
，所以本发明的保护范围由所附权利要求限定。
权利要求
1.一种光纤抛光设备，包括一个支撑系统；一个联接至所述支撑系统并包括多个垫的抛光子组件；一个包括多个连接器位置的夹持机构，其配置为保持多个光纤连接器，该夹持机构邻近所述多个垫，使得所述多个光纤连接器中的每一个的端面与所述多个垫中相应的一个垫保持接触；以及一个驱动机构，其联接至所述支撑系统而在至少两个方向移动所述夹持机构，以抛光所述多个光纤连接器中每一个的端面。
2.如权利要求1所述的光纤抛光设备，进一步包括一个联接至所述驱动机构而控制所述驱动机构运动的控制器。
3.如权利要求2所述的光纤抛光设备，其中所述驱动机构以预定的模式移动所述夹持机构。
4.如权利要求1所述的光纤抛光设备，其中所述多个垫中的每一个垫独立地在竖直方向上移动，并且在所述多个垫中，对于所述夹持机构中的所述多个连接器位置中的每一个都对应有一个垫。
5.如权利要求4所述的光纤抛光设备，进一步包括构造为经过所述多个垫的一幅抛光膜，该幅抛光膜由一个夹钳滚子分位。
6.如权利要求5所述的光纤抛光设备，其中所述多个垫中的每一个垫独立地竖直移位，而使该幅抛光膜偏压所述夹持机构内的所述多个光纤连接器中的每一个。
7.如权利要求5所述的光纤抛光设备，进一步包括一个流体喷射模块，其构造为把流体引导至位于所述多个垫上的该幅抛光膜的部分的上表面上；以及一个冲洗模块，其包括一个由加压流体浸透的滚子，该滚子邻近所述多个垫定位，从而摩擦所述多个光纤连接器中的每一个的表面以去除碎屑。
8.如权利要求1所述的光纤抛光设备，其中所述夹持机构是一个第一夹持机构，所述抛光子组件是一个第一抛光子组件，并且所述设备进一步包括一个联接至所述支撑系统并包括多个垫的第二抛光子组件；以及一个包括多个连接器位置的第二夹持机构，其构造为保持多个光纤连接器，该第二夹持机构邻近所述第二抛光子组件的所述多个垫定位，使得所述多个光纤连接器中每一个的端面以一个预定的角度与所述多个垫中的一个相应的垫保持接触。
9.如权利要求8所述的光纤抛光设备，其中，所述驱动机构同时移动所述第一和第二夹持机构，把保持在第一夹持机构内的所述多个光纤连接器中每一个的端面抛光至第一抛光状态，把保持在第二夹持机构内的所述多个光纤连接器中每一个的端面抛光至第二抛光状态。
10.如权利要求1所述的光纤抛光设备，其中所述多个垫中的每一个垫在一个平面内与所述多个垫中的其它垫对齐而形成一排垫。
11.一种光纤抛光设备，包括一个支撑系统；一个连接至所述支撑系统并包括多个连接器位置的夹持机构，所述多个连接器位置构造为保持多个光纤连接器；以及一联接至所述支撑系统并包括多个垫的抛光子组件，每个垫对应于所述多个连接器中的一个光纤连接器，其中所述多个垫中的每一个垫独立地移动，从而在所述多个光纤连接器中的一个相应的光纤连接器的端面上施加一个所需的力。
12.如权利要求11所述的光纤抛光设备，进一步包括一个构造为经过所述多个垫的一幅抛光膜，该幅抛光膜由一个夹钳滚子分位。
13.如权利要求12所述的光纤抛光设备，进一步包括一个流体喷射模块，其构造为把流体引导至位于所述多个垫上方的该幅抛光膜的部分的上表面上；以及一个冲洗模块，其包括一个由流体浸透的滚子，该滚子邻近所述多个垫定位，从而摩擦所述多个光纤连接器中的每一个的表面而去除碎屑。
14.如权利要求11所述的光纤抛光设备，其中所述夹持机构是一个第一夹持机构，所述抛光子组件是一个第一抛光子组件，并且所述设备进一步包括一个联接至所述支撑系统并包括多个垫的第二抛光子组件；以及一个包括多个连接器位置的第二夹持机构，其构造为保持多个光纤连接器，其中该第二夹持机构邻近所述第二抛光子组件的所述多个垫定位，使得所述多个光纤连接器中每一个光纤连接器的端面以一个预定的角度与所述多个垫中的一个相应的垫保持接触。
15.如权利要求11所述的光纤抛光设备，其中所述多个垫中的每一个垫在一个平面内与所述多个垫中的其它垫对齐而形成一排垫。
16.一种用于一个光纤抛光系统的抛光子组件，所述光纤抛光系统包括多个夹持机构，其中每个夹持机构包括多个连接器位置，所述多个连接器位置构造为保持多个光纤连接器，所述子组件包括多个可移动地联接至一个平台的垫，其中所述多个垫中的每一个垫独立地在竖直方向上移动，并且其中在所述多个垫中，对于各所述夹持机构中的所述多个连接器位置中的每一个都对应有一个垫；一个构造为经过所述多个垫的一幅抛光膜，该幅抛光膜由一个夹钳滚子分位；一个流体喷射模块，其构造为把流体引导至位于所述多个垫上的该幅抛光膜的部分的上表面上；以及一个冲洗模块，其包括一个加压流体浸透的滚子，该滚子邻近所述多个垫定位，从而夹挤所述多个光纤连接器中的每一个的表面而去除碎屑；其中所述多个夹持机构中一个定位于所述子组件上，并且其中所述多个垫中的每一个垫独立地在竖直方向上移动，而使所述该幅抛光膜偏压在位于该夹持机构内的所述多个光纤连接器中的每一个光纤连接器上。
17.如权利要求16所述的子组件，其中所述子组件是一个第一抛光子组件，并且其中所述光纤抛光系统包括多个抛光子组件。
18.一种用于抛光光纤连接器的方法，所述方法包括以下步骤提供一个夹持机构，其中该夹持机构其包括多个连接器位置，所述多个连接器位置构造为保持多个光纤连接器；提供多个垫，其中所述多个垫邻近由所述夹持机构保持的连接器的端面；以及同时在所述多个垫处抛光由所述夹持机构保持的所述多个光纤连接器。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述同时抛光步骤包括一个移动所述夹持机构以抛光所述多个光纤连接器的步骤。
20.如权利要求18所述的方法，其中所述夹持机构把所述多个光纤连接器保持在一排内。
21.如权利要求18所述的方法，其中所述提供多个垫的步骤包括下述步骤对于所述多个光纤连接器中的每一个光纤连接器，在所述多个垫中都有一个单独的垫与之对应。
22.如权利要求18所述的方法，进一步包括一个朝着和远离所述夹持机构而单独地移动所述多个垫中每一个垫的步骤。
23.如权利要求18所述的方法，进一步包括一个对置于所述多个垫上的抛光膜分位的步骤。
24.如权利要求23所述的方法，进一步包括一个通过一个流体喷射模块而启动流体流，使之流至所述抛光膜的一部分的上表面上的步骤。
25.如权利要求18所述的方法，进一步包括下述步骤在一个滚子上摩擦所述夹持机构上的所述多个连接器中的每一个的端面，以去除碎屑。
26.一种用于抛光光纤连接器的方法，所述方法包括以下步骤提供第一和第二夹持机构，其中每个夹持机构包括多个连接器位置，所述多个连接器位置构造为保持多个光纤连接器；提供第一和第二抛光子组件，每个抛光子组件包括多个可移动地联接至一个平台的垫，其中所述多个垫中的每个垫独立地在竖直方向上移动，并且对于所述多个连接器位置中的每一个连接器位置，在所述多个垫中有一个相应的垫，并且一幅抛光膜构造为经过所述多个垫；邻近所述第一抛光子组件而定位所述第一夹持机构；通过致动各相应的致动器而使第一抛光子组件的所述多个垫中的每一个垫偏压所述第一夹持机构中的所述多个光纤连接器中的每一个；二维地移动所述第一夹持机构，而使得所述第一夹持机构上的所述多个连接器中每一个的端面在所述第一抛光子组件上抛光；降下所述第一子组件的该幅抛光膜以及所述多个垫；将所述第一夹持机构置排成一组；邻近所述第二抛光子组件而定位所述第二夹持机构；以及把所述第二夹持机构定位于所述第一抛光子组件上方。
27.如权利要求26所述的方法，进一步包括以下步骤提供一个流体喷射模块和一个冲洗模块；通过所述第一子组件的流体喷射模块启动一流体流，使之流至所述抛光膜的一部分的上表面上；在所述第一抛光子组件的滚子上摩擦所述第一夹持机构上的所述多个连接器中的每一个的端面，以去除碎屑。
28.如权利要求26所述的方法，进一步包括对所述第一子组件的该幅抛光膜进行分位的步骤。
29.如权利要求26所述的方法，进一步包括以下步骤在通过致动各相应的致动器而使第一抛光子组件的所述多个垫中的每一个垫和该幅抛光膜偏压位于该第二夹持机构上的所述多个光纤连接器中的每一个的同时，通过致动各相应的致动器而使所述第二抛光子组件中的所述多个垫中的每一个垫和该幅抛光膜而偏压所述第一夹持机构中的所述多个光纤连接器中的每一个；以及同时二维地移动所述第一和第二夹持机构以使得所述第一和第二夹持机构上的所述多个连接器中的每一个的端面在相应的第一和第二抛光子组件上得以抛光。
全文摘要
一种光纤抛光设备，其包括一个支撑系统；一个联接至所述支撑系统并包括多个垫的抛光子组件；以及一个保持多个光纤连接器的夹持机构。所述夹持机构邻近所述多个垫定位，使得所述多个光纤连接器中的每一个的端面与一个相应的垫保持接触。一个驱动机构联接至所述支撑系统以移动所述夹持机构而抛光所述多个光纤连接器中的每个光纤连接器的端面。所述多个垫中的每一个垫独立地在竖直方向上移动。所述抛光子组件可以进一步包括一幅抛光膜、一个构造为将水引导至所述膜上的流体喷射模块、以及一个构造为摩擦所述多个光纤连接器中的每个光纤连接器的端面以去除碎屑的冲洗模块。
文档编号B24B19/00GK1744967SQ200480003123
公开日2006年3月8日 申请日期2004年1月26日 优先权日2003年1月31日
发明者罗伯特·J·比安基 申请人:Adc电信股份有限公司