專利名稱：用于端接光纜的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是1999年11月12日提交的申請?zhí)枮?9814404.5、發(fā)明名稱為“用于端接光纜的系統(tǒng)”的發(fā)明專利申請的分案申請。
本發(fā)明總的涉及用于精確組裝元件的裝置和方法，并尤其涉及通過把光纜連結(jié)到光學(xué)連結(jié)器而端接光纜的裝置和方法。
很多包括組裝元部件的制造方法要求把第一元件精確地放置到或插入到第二元件中。通常這些元件非常小或脆，組裝需要專門設(shè)計容納這種元件的裝置和方法。這些元件的成功組裝還取決于元件之間精確的對準以便實現(xiàn)特定部件之間的精確安裝。另外，還需要第一元件和容納并與第一元件形成一體的第二元件的精確對準，從而避免一個或兩個元件的擠壓、斷裂或破裂。但是，這種精確地對準通常是很困難的并且因耗費巨大而難于達到，因為必須對現(xiàn)有的方法增加額外的步驟，或者必須設(shè)計和采用專門的裝置來達到可接受的結(jié)果。因此，需要有改善元件之間精確對準的裝置和方法，其中元件能夠迅速而經(jīng)濟地結(jié)合到現(xiàn)有的制造系統(tǒng)中。利用振動或波動能量來提高現(xiàn)有系統(tǒng)的精確度和效率實現(xiàn)這種效果。
可以在制造過程的不同階段利用變頻、變幅和變功率密度的振動或波動能。首先，振動或波動能可以用于混合兩種或多種粘結(jié)化合物而不產(chǎn)生可能會導(dǎo)致粘結(jié)混合物過早固化的無用熱量。而且，如果混合的成分是液體，利用振動或波動能的混合過程可以有效地對混合的成分脫氣。其次，振動或波動能便于某些粘滯液體如粘合劑向希望浸濕全部表面的小空間流動，并且需要完全填充小空間而使之沒有空隙或氣隙。第三，振動或波動能可用于促進小容限(close tolerance)部件的結(jié)合或?qū)?，尤其當這些部件尺寸很小并且質(zhì)地易碎時。當?shù)谝徊糠直仨毥?jīng)過開口插入第二部分中時，振動或波動能的應(yīng)用相對于第二部分自然趨向于集中在第一部分。這種效果由元件、部分或其它物體尋求其最低能量狀態(tài)的趨勢產(chǎn)生。這種趨勢在光纖元件的自動化組裝中是一個關(guān)鍵因素，并且在小容限機械、各種電子元件的組裝以及其它物件的制造中同樣有用。第四，振動或波動能可以用于加熱材料，并可以用于熱粘接或熱固化某種物質(zhì)。通常需要花費幾分鐘或甚至幾小時的粘接在使用振動或波動能時可以只用幾秒鐘就被熱固化。所以，振動或波動能固化過程可以大大地減少組裝某些部件所需的時間。
在工業(yè)過程中振動或波動能有多種已知的用途。Prunier的美國專利US4,176,909公開了一種通過超聲焊接熱塑材料制成的連結(jié)器和光纜而同時在組件上施加徑向壓力來把連結(jié)器固定到光纜上的方法。Jeffrey的美國專利US4,265,689公開了一種利用超聲波的連接玻璃物體的方法。Faulkner等人的美國專利US4,339,247公開了一種通過聲能轉(zhuǎn)換器從液體中分出溶解的氣體的方法。Senapati等人的美國專利US4,548,771提供了一種通過施加超聲能量硫化橡膠的方法。Kneafsey等人的美國專利US4,867,817提供了一種通過聲處理活化微膠囊包裹的化學(xué)成分的方法。Brockmeyer等人的美國專利US5,300,162公開了一種通過超聲焊接聚合光纖與塑料管而生產(chǎn)光耦合器的方法；Zwick的美國專利US5,690,766公開了一種連接集成電路芯片和導(dǎo)線框架的方法，包括在制造過程期間從聲源施加振動以暫時改變粘合劑流變能力的步驟。但是，現(xiàn)有技術(shù)并沒有考慮到利用振動能量進行在工業(yè)過程中元件或部件的精確組裝，如光學(xué)連結(jié)器的組裝。
光纖技術(shù)在現(xiàn)代通信中扮演著關(guān)鍵性的角色。但是，對于要利用的光纜，光纖必須是精確地對齊，以致從一個光纜發(fā)出的信號通過另一個光纜時有最小的信號損耗。光纖產(chǎn)業(yè)開發(fā)了許多標準的連結(jié)器，這些連結(jié)器可以固定到光纖的端部，把兩根光纖的端部彼此精確地定位。把光學(xué)連結(jié)器連接到光纜的端部稱作端接。這些端接大量地出現(xiàn)，并且由于光纖之間連接處的高傳輸率所需要的光纖和連結(jié)器之間的極小容限，這種端接必須與功能的精確要求完全地一致。光纖的端接主要由手工執(zhí)行大部分或所有步驟的熟練工人組裝。組裝過程要求很多的技巧，并且由于頻繁的技術(shù)誤差，產(chǎn)生的端接質(zhì)量不一致。因此，需要能夠有效地自動執(zhí)行組裝過程的裝置和方法，由此一致地制造高質(zhì)量的光纖終端。
組裝光纖終端的過程主要有四個方面(a)制備注入到光學(xué)連結(jié)器中的粘合劑或環(huán)氧樹脂，(b)把適當量的粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器中，(c)把光纖精確地插入到光學(xué)連結(jié)器中，和(d)把光纖插入到連結(jié)器中后固化光學(xué)連結(jié)器中的粘合劑。粘合劑的制備和固化可以通過利用振動或波動能實現(xiàn)，如前所述。但是，需要另外的方法和裝置完成粘合劑的注入和光纖插入步驟。
如前所述，粘合劑注入步驟目前是通過熟練技術(shù)工人的手工完成的。盡管是有技巧和熟練的技術(shù)工人，這些工作仍然需要推測，并且會產(chǎn)生數(shù)量難以承受的無用終端。所以需要有一種自動進行的粘合劑注入系統(tǒng)，把恰當量的粘合劑不斷地分送到光學(xué)連結(jié)器中。關(guān)于粘合劑向光學(xué)連結(jié)器的注入已知有幾種方法。Bloom的美國專利US5,815,619公開了一種密封端接的光學(xué)連結(jié)器。Nakajima等人的美國專利US5,858,161提供的一種組裝光學(xué)連結(jié)器的方法，包括使用具體設(shè)計的夾具把環(huán)氧樹脂注入到連結(jié)器中。還有Nakajima等人的美國專利US5,913,001公開的一種類似的環(huán)氧樹脂注入裝置。但是，這些方法和裝置都沒有考慮自動注入過程、從而減少技術(shù)工人的不連續(xù)性及誤差的問題。
與粘合劑的注入步驟一樣，光纖往光學(xué)連結(jié)器中的插入也由手工完成。這種手工過程是費時的，并且導(dǎo)致不一致性和不可預(yù)測性；因此，需要一個可以快速且一致地批量生產(chǎn)功能性光纖終端的自動系統(tǒng)。目前已有多種用于把光纖插入光學(xué)連結(jié)器中以形成一個終端的方法和裝置。例如Mallison的美國專利US4,666,237、Kling等人的US4,673,245、Bailey等人的US4,681,398和Bulman等人的US5,058,984、Slaney等人的US5,113,474公開了一種通過利用選定的不會破裂光纖的力組裝光學(xué)連結(jié)器的手持式裝置。Okada等人的美國專利US5,235,664提供了一種制作光纖終端的設(shè)備，利用導(dǎo)孔把光纖集中到連結(jié)器的中心。Jong等人的美國專利US5,261,020提供了一種光學(xué)連結(jié)器組裝工具，利用設(shè)置在準備端接的光纜周圍的卷邊管，Deuel的美國專利US5,442,724公開了一種通過卷曲連結(jié)器本身而把光纜端接到連結(jié)器的手工工具。Bloom的美國專利US5,917,975公開了一種通過連結(jié)器套筒的熱膨脹而形成光纖與連結(jié)器的低應(yīng)力裝配的設(shè)備。但是，現(xiàn)有技術(shù)沒有提供一種能給用戶提供反饋數(shù)據(jù)以確保光纖終端高容量、高精度組裝的集成的自動系統(tǒng)。
因此，現(xiàn)有技術(shù)的種種不利之處通過本發(fā)明得以克服，本發(fā)明提供一種用于端接光纜的集成的、自動的高精度系統(tǒng)。雖然此系統(tǒng)包括組裝光纖和光學(xué)連結(jié)器的方法和裝置，但重要的是應(yīng)該注意到本發(fā)明的特別方面，即振動或波動能的各種應(yīng)用可用于一般的制造和精確組裝，而不局限于光纖的方法和裝置。
本發(fā)明提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括端接光纖與光學(xué)連結(jié)器的整個過程，并利用來自反饋模塊的數(shù)據(jù)確保精確度和一致性。本發(fā)明提供用于制備注入到光學(xué)連結(jié)器中的粘合劑的方法和裝置；提供把粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器中的裝置和方法；提供把光纜插入到光學(xué)連結(jié)器中的裝置和方法；以及在光纖插入到光學(xué)連結(jié)器中之后固化粘合劑的方法。
制備注入到光學(xué)連結(jié)器中的粘合劑的系統(tǒng)包括一個與粘合劑連通的裝置，該裝置產(chǎn)生具有足以與粘合劑混合且使之脫氣的頻率和強度的振動或波動能，系統(tǒng)還包括至少使兩種材料混合且脫氣的自動系統(tǒng)。把粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器中的裝置包括一個保持粘合劑的容器，和一個把粘合劑分送到光學(xué)連結(jié)器中的裝置。把光纜插入到光學(xué)連結(jié)器中的裝置包括一個基礎(chǔ)組件；一個連接到基礎(chǔ)組件的用于保持光纖的裝置；一個與光纖相對放置的光學(xué)連結(jié)器支架；一個用于使基礎(chǔ)組件與光學(xué)連結(jié)器支架相對取向的裝置；和一個用于相對于光學(xué)連結(jié)器集中光纖的反饋模塊。光纖插入裝置包括一個與用于產(chǎn)生一定頻率和強度的振動或波動能的裝置的特定部件連通的裝置，促進在光學(xué)連結(jié)器中集中光纖，并簡化光纖和連結(jié)器的組裝。用于在光纖插入到光學(xué)連結(jié)器中之后固化粘合劑的方法包括一個與光學(xué)連結(jié)器連通的裝置，用于產(chǎn)生頻率和強度足以在從組裝設(shè)備中除去端接光纜之前加熱和固化光學(xué)連結(jié)器中粘合劑的振動或波動能。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種利用振動或波動能簡化小容限元件或部件的精確組裝的方法和裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用振動或波動能固化粘結(jié)材料的制造和組裝的方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用振動或波動能將材料混合及脫氣的制造和組裝的方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種促使粘合劑流到元件的窄小區(qū)域中、促使表面的浸濕并且提高元件之間的最終粘結(jié)的方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種端接光纜的集成的、自動的高產(chǎn)量系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種給用戶供給反饋數(shù)據(jù)以確保高度精確和一致的組裝過程的智能系統(tǒng)。
本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點和新穎之處通過下面參考附圖的描述將變得更加情形。
標號光纜10光纜12外護套14緩沖層16光纖光學(xué)連結(jié)器20光學(xué)連結(jié)器22外殼24加載彈簧的底座26套箍28套箍芯30夾層空間混合和脫氣裝置40混合和脫氣裝置41第一儲器42第二儲器43第一泵和計量裝置44第二泵和計量裝置45能量源46角狀物47混合腔48通風(fēng)孔49第三泵和計量裝置粘合劑注入裝置50粘合劑注入裝置52安裝托架54外殼56垂直支撐板58上水平板60下水平板62凹口64對準棒66夾板68注射器70套管72針頭74插棒76插棒塊78載盒80電機82控制模塊
84固定塊86腔體88孔口90能量源92角狀物組裝裝置100組裝裝置102控制模塊104電機106定位臺108導(dǎo)螺桿110基礎(chǔ)組件112移動塊114第一定位塊116基板118第一對箝臂120第二對箝臂122第一V形槽124第二V形槽126箝位磁鐵128鉸鏈銷130中心對準止擋132開啟棒134反饋模塊136力傳感器138傳感器組件140光學(xué)連結(jié)器支撐件142垂直支撐件144安裝托架
146第二定位塊148數(shù)據(jù)處理單元150能量源152角狀物

圖1是根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)連結(jié)器和部分插入光學(xué)連結(jié)器中的帶狀光纜截面圖；圖2是利用振動或波動能對至少兩種材料同時混合及脫氣的系統(tǒng)的優(yōu)選實施例；圖3是根據(jù)本發(fā)明的粘合劑注入裝置的優(yōu)選實施例；圖4a-e是根據(jù)本發(fā)明向光學(xué)連結(jié)器中注入粘合劑的方法的優(yōu)選實施例；圖5是本發(fā)明利用振動或波動能以簡化把粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器中的實施例截面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的光纖和光學(xué)連結(jié)器組裝裝置的優(yōu)選實施例；圖7是本發(fā)明利用振動或波動能把光纖集中到光學(xué)連結(jié)器中并簡化光纖和光學(xué)連結(jié)器的組裝的實施例截面圖；圖8是本發(fā)明利用振動或波動能固化用于粘結(jié)光纖和光學(xué)連結(jié)器的粘合劑的實施例截面圖；下面將參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細地描述。
根據(jù)本發(fā)明組裝光纖終端的過程主要有四個步驟制備注入到光學(xué)連結(jié)器中的粘合劑；把所需量的粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器中；把光纖精確地插入到光學(xué)連結(jié)器中；和在光纖插入到連結(jié)器當中后固化連結(jié)器中的粘合劑。下面詳細描述每一個步驟。
整個本發(fā)明中利用振動或波動能簡化端接光纜的過程。振動或波動能定義為任何在元件中產(chǎn)生機械振動、聲波或彈性波的振動。振動可以是低頻或高頻。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，低頻振動稱作振動能，而高頻振動(頻率不低于20kHz)稱作波動能、超聲波能或超聲振動。振動的頻率是振動周期的倒數(shù)。振動的振幅和頻率決定振動產(chǎn)生的能量或功率。產(chǎn)生振動和波動能的裝置是已知的，本發(fā)明利用任何適當?shù)难b置產(chǎn)生所需的振動或波動頻率和振幅。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例包括兩個工件光纜10和連接到建立在光纜10中心的光纖16的光學(xué)連結(jié)器20。如圖1所示，必須為端接過程制備光纜10。必須從將要連接到連結(jié)器20的的光纖16上剝?nèi)ネ庾o套12和緩沖層14。圖1還表示光學(xué)連結(jié)器20，該連結(jié)器包括一個包圍光學(xué)連結(jié)器20的內(nèi)部元件的外殼22。存在于外殼22之內(nèi)的是支撐套箍26的加載了彈簧的底座24。加載彈簧的底座24包括夾層空間30，光纖16穿過該空間到達套箍26。套箍28穿過套箍26的長度，光纖16必定插入套箍芯28以形成光纖終端。應(yīng)注意，制造的光學(xué)連結(jié)器有多種規(guī)格，并不是所有的光學(xué)連結(jié)器都有與上述的連結(jié)器20相同的組件。本發(fā)明意欲與光纖產(chǎn)業(yè)中使用的任何光學(xué)連結(jié)器一起使用。
套箍26一般以最大限度地批量生產(chǎn)，套箍的芯以0.25μm的增值制造。光纖16是光纜10的光傳送部分，也以高容限地制造；但是，不同制造商之間以及不同批量之間這些光纖可以由高達±0.5μm的差異。所以光纜的終端需要選擇適當大小的套箍26。光纜中的典型光纖16一般大約為125±0.5μm。套箍26中套箍芯28的典型直徑為127±0.5μm，以容納光纖直徑的差異。
粘合劑的制備雖然有許多種合適的粘合劑，但用于粘結(jié)光學(xué)連結(jié)器和光纖的粘合劑主要是一種由至少兩種材料組成的環(huán)氧樹脂，兩種材料必須在注入到光學(xué)連結(jié)器20中之前混合及脫氣。本發(fā)明提供了一種對環(huán)氧樹脂有效混合及脫氣的裝置和方法。圖2表示混合及脫氣裝置40?；旌霞懊摎庋b置40的優(yōu)選實施例利用第一儲器41和第二儲器42保持兩種待混合的材料。如果在混合物中還包括其它的材料，可以增加另外的儲器及有關(guān)的硬件以對裝置40混合及脫氣。第一儲器41和第二儲器42通過導(dǎo)管連結(jié)到第一泵和計量裝置43及第二泵和計量裝置44，把所需量的材料從第一儲器41和第二儲器42輸送到混合腔47。當待混合的材料流到混合腔47中時，角狀物46將振動或波動能從能量源45傳遞到混合腔47。角狀物46是任何一種足以在元件之間傳遞振動或波動能的裝置。這種振動或波動能將混合腔47中的材料混合并脫氣?；旌线^程產(chǎn)生的無用氣體從混合腔47經(jīng)通風(fēng)孔48排出。材料被混合并脫氣后，第三泵和計量裝置49把粘合劑輸送到一個用于把粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器20中的裝置中。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，混合腔47具有一種光滑的內(nèi)部形狀，沒有尖銳的邊緣或角部。例如，混合腔47可以是球形、橢圓或柱形。雖然可以采用有角的形狀，但是混合腔47的光滑內(nèi)部減少振動或波動能源45必定提供適中的混合及脫氣。另外，當把混合腔47設(shè)計成諧振腔或由自然諧振的材料制造時，可以優(yōu)化從能量源45向混合腔47的能量傳遞。
一般地，通過混合及脫氣裝置40監(jiān)測電功率、轉(zhuǎn)換頻率和時間。由轉(zhuǎn)換器效率增大的電功率將決定由能量源45提供給混合腔47的振動或波動能。所以，通過改變功率、頻率和時間周期，可以用混合及脫氣裝置40對具有不同物理特性的各種材料混合及脫氣。
提供振動或波動能給混合腔47的功率水平、時間周期和頻率依賴于待混合的材料、它們的粘滯度以及各自的流速。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，施加約0.5～5s的約1～10W的功率就足以混合0.5～5cc的環(huán)氧樹脂，并且施加大約1～10s的約1～100W的功率就足以對0.5～5cc環(huán)氧樹脂脫氣。在本發(fā)明實施例的廣泛用途中，大多數(shù)材料希望的約60Hz～100,000Hz的頻率范圍。制備少量的粘合劑優(yōu)選20,000～60,000Hz的頻率范圍。必須限制振動的振幅以避免損壞混合腔47以及有關(guān)的硬件。如果需要較大的振幅，可以把混合腔47與其余的混合及脫氣裝置40分開以減小損壞有關(guān)硬件的危險。
如果最終的產(chǎn)品是一種熱固環(huán)氧樹脂、熱敏材料或熱反應(yīng)材料，則施加給混合腔47的振動能量密度必須保持在足夠低的水平以避免材料混合而產(chǎn)生相當大的熱量。為了避免對要混合材料的加熱，適于用頻率約為120Hz、振幅約為0.025英寸的振動控制材料的混合。20kHz的振動頻率和0.001英寸的振幅可以產(chǎn)生非常迅速的混合、脫氣以及環(huán)氧樹脂的固化，但是很可能會發(fā)生環(huán)氧樹脂被加熱。因此，20kHz時的能量密度一般應(yīng)不超過2w/cm3。而2w/cm3對于混合兩種環(huán)氧樹脂似乎是最大的能量密度，合適的能量密度最終取決于待混合的材料。較高的能量密度可以用于更粘稠的材料。
粘合劑向光學(xué)連結(jié)器中的注入在混合及脫氣之后，必須把粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器20中。光纜終端的最終質(zhì)量取決于0.5～3.0mg環(huán)氧樹脂向套箍芯28和夾層空間30中的連續(xù)分送。這個過程是很復(fù)雜的，因為(a)分送到連結(jié)器中的環(huán)氧樹脂的量非常少；(b)分送的環(huán)氧樹脂的至少一半被迫通過8～15mm長、127μm直徑的套箍；(c)環(huán)氧樹脂的粘滯度在其適用期變化非常大；和(d)環(huán)氧樹脂必須分送到連結(jié)器的兩個特定區(qū)域套箍芯28和夾層空間30。本發(fā)明克服了這些困難，并且優(yōu)選實施例包括一種把所需量的粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器20中的裝置和方法。
如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的粘合劑注入裝置50包括一個可調(diào)節(jié)地支撐粘合劑注入裝置50的安裝托架52。外殼54包括至少由一個垂直支撐板56分開并支撐的上水平板58和下水平板60。下水平板60包括凹口62和至少兩個從下水平板60向下凸出的對準棒64。夾具66附著到垂直支撐板56并固定注射器68，注射器68包括套管70，存在于套管70中的插棒74和連結(jié)到與插棒74相對的套管70的針頭72。插棒塊76連結(jié)到插棒74，稱為載荷78。電機80連結(jié)到插棒塊76并由控制模塊82控制。包含腔體86的固定塊84位于下水平板60之下并由插入到孔口88中的對準棒64保持在適當位置。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，粘合劑注入裝置50的操作如下。把混合并脫氣的粘合劑傳輸?shù)教坠?0中，插棒74插入在套管70中，針頭72連結(jié)到套管70，注射器68固定在夾具66中。針頭72通過凹口62，插棒74固定在插棒塊76中。光學(xué)連結(jié)器20放置在腔體86中并且固定塊84固定到下水平板60，通過把對準棒插64入到孔口88中而自動與針頭72對齊?？刂颇K82指示電機80把粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器20中。在本發(fā)明的一個實施例中，載盒78給控制模塊82提供粘滯度數(shù)據(jù)以主動測量在適用期內(nèi)環(huán)氧樹脂的位置，并確定每個注入步驟必須有多長的停頓時間以使環(huán)氧樹脂完全流入到光學(xué)連結(jié)器20中。
在本發(fā)明的一個實施例中，粘合劑注入裝置50包括一個連結(jié)到固定塊84的傳感器(未示出)，當針頭72向下穿出到套管26中時提供反饋。在另一個實施例中，電機80是一個步進電機。在另一個實施例中，注射器68通過任何可插入到被固定塊84固定的光學(xué)連結(jié)器20中的容器替換。粘合劑通過任何適當?shù)姆椒ū粡拇巳萜鞅玫焦鈱W(xué)連結(jié)器20中。在另一種實施例中，對準棒64由至少兩個半球形凸起取代，孔口88由至少兩個與半1球形凸起對準的半球形腔體取代。
圖4a-e是根據(jù)本發(fā)明利用粘合劑注入裝置50向光學(xué)連結(jié)器20中注入所需量粘合劑的方法步驟。本發(fā)明粘合劑注入法的寬泛實施例包括兩個基本步驟(i)針頭72對準套箍26的背面密封并將套箍芯28中填充粘合劑，和(ii)輕輕地抽回針頭72并把粘合劑的小珠粒放置到套箍26的后面。本發(fā)明粘合劑注入法的優(yōu)選實施例包括下列步驟(a)把制備的粘合劑裝入注射器68中；(b)把注射器68放置到夾具66中；(c)把包含光學(xué)連結(jié)器20的固定塊84集中被固定到下水平板60以下；(d)把針頭72集中并降低到光學(xué)連結(jié)器20的背面；(e)命令電機80把大致一半至四分之三的粘合劑注入到套箍芯28中；(f)提高注射器68大約0.005英寸；(g)命令電機80把剩余的粘合劑注入到夾層空間30中；(h)從光學(xué)連結(jié)器20中抽回注射器68；和(i)從固定塊84中移去填充了粘合劑的光學(xué)連結(jié)器。優(yōu)選粘合劑的流速等于或小于約0.2mg/s。
可以對光學(xué)連結(jié)器20或針頭72或二者同時施加振動或波動能以加速把粘合劑輸送到套箍芯28和夾層空間30中。粘合劑注入過程中利用振動或波動能還減輕粘滯性對注入裝置的影響，由此延長粘合劑的可使用壽命。另外，振動能促進粘合劑的連續(xù)脫氣，確保粘合劑在固化時其中不存在氣泡或空隙。接近光纖16的粘合劑中存在的氣泡或空隙將降低光纜的性能。
圖5是本發(fā)明利用振動或波動能把粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器中的裝置和方法示意圖。在圖5中，示出的粘合劑注入裝置50利用兩個能量源90，每個能量源有一個相關(guān)的角狀物92。角狀物92是任何一種足以在元件之間傳遞振動或波動能的裝置。每個角狀物92把振動或波動能傳遞到與之相連通的粘合劑注入裝置50的元件。在圖5中，角狀物92和針頭72、固定塊84連通。在優(yōu)選實施例中，角狀物92形成與粘合劑注入裝置50的元件的干涉配合(inference fit)，角狀物把振動或波動能傳遞給粘合劑注入裝置50。在另一實施例中，振動或波動能的傳遞通過任何足以把振動或波動能傳遞到粘合劑注入裝置50的所需元件的方法完成。
如前所述，必須控制供給振動或波動能的功率水平、時間周期和頻率以防止對粘合劑的不利加熱效應(yīng)，同時促進粘合劑的注入和脫氣。在本發(fā)明廣泛的有利實施例中，60Hz～40kHz的頻率范圍對于混合和脫氣以及促進粘合劑的輸送是可以接受的；但是粘合劑的物理特征將決定可以使用的較窄的范圍。60Hz～40kHz范圍內(nèi)的較低頻率促進材料的完全混合及脫氣，而不導(dǎo)致顯著地加熱。但是，60Hz～40kHz中的較高頻率很可能會引發(fā)放熱反應(yīng)，導(dǎo)致粘合劑的過早固化。因此，頻率較高時必須小心控制功率密度；例如，在20kHz時，如果粘合劑是兩部分環(huán)氧樹脂，則功率密度最好不超過2w/cm3。對于10kHz～40kHz的頻率范圍，優(yōu)選的功率水平主要位于0.5～5w/cm3的范圍，具有較高的頻率利用較低的功率水平。
光纖向光學(xué)連結(jié)器中的插入在粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器20中之后，光纖16必須插入到光學(xué)連結(jié)器20中以形成光纜10的終端。本發(fā)明包括用于組裝光學(xué)連結(jié)器20和光纖16以形成功能性終端的方法和裝置。如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的組裝裝置100包括一個控制電機104運動的控制模塊102。電機104連結(jié)到定位臺106的導(dǎo)螺桿108。定位臺106包括移動塊112，移動塊112由于電機104致動的導(dǎo)螺桿108運動而以線性方式向前或向后移動?；A(chǔ)組件110包括移動塊112、連結(jié)到移動塊112頂部的第一定位塊114，和連結(jié)到第一定位塊114頂部的基板116。第一定位塊114允許基板116上升、下降或定位?；?16包括第一對箝臂118和第二對箝臂120，兩對箝臂通過鉸鏈銷128連結(jié)到基板116。插入到第一對箝臂118和第二對箝臂120之間的是中心對準止擋130，當兩臂夾到一起時，防止第一對箝臂118和第二對箝臂120移動超過垂直位置。在圖6中，顯示的第一對箝臂118和第二對箝臂120都處于打開或水平位置。箝位磁鐵126凹在第一對箝臂118和第二對箝臂120的內(nèi)表面上，并把箝位臂一起保持在垂直位置上。第一V形槽122凹在第一對箝位臂118的臂中，并通過外護套12固定光纜。第二V形槽124凹在第二對箝位臂120中，并通過緩沖層14固定光纜16。垂直支撐件142連結(jié)到定位臺106。第二定位塊146連結(jié)到垂直支撐件142，安裝托架144連結(jié)到定位塊146。第二定位塊146允許安裝托架144上升、下降或定位。安裝托架144支撐反饋模塊134和開啟棒132。反饋模塊134包括力傳感器136、傳感器組件138和光學(xué)連結(jié)器支撐件140。數(shù)據(jù)處理單元148從反饋模塊134接受關(guān)于把光纖16集中到光學(xué)連結(jié)器20中的信息。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，組裝裝置100操作如下。剝?nèi)ス饫|10的外護套12以暴露一段緩沖層14和一段光纖16。被剝離的光纜10放置到V形槽122和124中，其中光纖16面對光學(xué)連結(jié)器140。箝位臂118和120閉合并通過箝位磁鐵126保持在適當?shù)奈恢谩ｓ槲槐?18和120實際上不接觸光纖16的玻璃而是通過緩沖層14固定光纜10。填充在光學(xué)連結(jié)器20中的粘合劑固定在光學(xué)連結(jié)器支撐件140中，夾層空間30面對光纖16?；A(chǔ)組件110和安裝托架144通過細調(diào)第一定位塊114和第二定位塊146而彼此相對取向以集中光纖16和光學(xué)連結(jié)器20?？刂颇K102指令電機104以旋轉(zhuǎn)導(dǎo)螺桿108，由此向光學(xué)連結(jié)器20推進基礎(chǔ)組件110。當光纖16進入光學(xué)連結(jié)器20中時，開啟棒132用力打開第二對箝位臂120。開啟棒132放置成第二對箝位臂120的把光纖16導(dǎo)引到光學(xué)連結(jié)器20中，而第二對箝位臂120不與夾層空間30接觸。第二對箝位臂120釋放光纜10之后，第一對箝位臂118繼續(xù)夾住光纜10并完成向光學(xué)連結(jié)器20的插入。
當光纖16進入光學(xué)連結(jié)器20時，反饋模塊134把關(guān)于光纖16在光學(xué)連結(jié)器20中定位的信息傳遞給數(shù)據(jù)處理單元148。力傳感器136測量光纖16在進行光學(xué)連結(jié)器20中時經(jīng)受的動力并將數(shù)據(jù)與預(yù)定的閾值比較，超過閾值玻璃將被損壞。如果光纖16或緩沖層14與套管26或夾層空間30接觸而不進入套箍芯28，力傳感器136則探測失準，在數(shù)據(jù)處理單元148上顯示數(shù)據(jù)，組裝裝置100的操作被中斷。然后反轉(zhuǎn)基礎(chǔ)組件110的方向，從光學(xué)連結(jié)器20中除去光纖16，從0～360°旋轉(zhuǎn)光學(xué)連結(jié)器20，并且再試著插入直到插入成功。傳感器組件138包括一個光源和一個光檢測器。當光纖16正確地進入到套箍芯28之后，光纖將整個通過套箍芯28并在套箍芯28的相反端出現(xiàn)。傳感器組件138檢測出來的光纖并給數(shù)據(jù)出來單元148發(fā)送信息以指示光纖16成功地插入套箍芯28。指示成功插入的數(shù)據(jù)顯示在數(shù)據(jù)處理單元148上。
在本發(fā)明的另一實施例中，箝位臂118和120是系列箝位臂的一部分，當光纜10向著光學(xué)連結(jié)器20前進時每一個被開啟棒132順序打開。在本發(fā)明的另一實施例中，箝位臂118和120由一個隔膜(iris)代替，隔膜閉合至一個小直徑以夾住并集中光纖16，并再打開至一個較大的直徑以通過光學(xué)連結(jié)器20和光學(xué)連結(jié)器支撐件140。在本發(fā)明的另一個實施例中，箝位臂118和120由一系列把光纜10對齊并饋送到光學(xué)連結(jié)器20中的輥子代替。在另一實施例中，光纜10的緩沖層14做成楔形，使得其前端為斜面而非垂直于光纖16。
如圖7所示，可以把振動或波動能施加到組裝裝置100以促進光纖16在套箍芯28中集中。通過給光纖16或光學(xué)連結(jié)器20施加振動或波動能，光纖16趨于尋找套箍芯28，這是因為套箍芯是振動系統(tǒng)中的低能量點。在圖7中，展示的組裝裝置100利用兩個振動能源150，每個都有一個相關(guān)的角狀物152。角狀物152可以是任何足以在元件之間傳遞振動或波動能的裝置。每個角狀物152把振動能傳遞到接觸的組裝裝置100的元件。在圖7中，角狀物152與第二對箝位臂120、光學(xué)連結(jié)器20連通。在優(yōu)選實施例中，角狀物152在角狀物和由角狀物傳遞振動或波動能的組裝裝置100的元件之間形成干涉配合。在另一實施例中，振動或波動能的傳遞通過任何將足以把振動或波動能傳遞到組裝裝置100所需元件的方法完成。
施加到組裝裝100以促進光纖16在套箍芯28中集中的振動或波動能可以軸向或橫向施加。在一個實施例中，振動或波動能由能量源150提供，能量源150可以是任何產(chǎn)生能量的裝置。在另一個實施例中，當不斷移動光纜10或光學(xué)連結(jié)器20時振動能通過電機104的軸向間歇運動提供。優(yōu)選以大約20,000～60,000Hz的頻率給組裝裝置100提供振動或波動能。優(yōu)選提供大約1～10w的功率來促進插入。在光纖16的頂部通過套箍26的背面之前必須施用振動或波動能，并且如果施加的稍早，振動或波動能將減小光纖16沿夾層空間30后部內(nèi)表面移動時產(chǎn)生的摩擦力。必須施加振動能直到已知光纖16的頂部已經(jīng)通過套箍26的后部并進入套箍芯28。振動能的連續(xù)施加減小光纖16繼續(xù)前進到其最終放置位置時的摩擦。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，當光纖16手工插入到光學(xué)連結(jié)器20中時振動或波動能施加到光學(xué)連結(jié)器20。在本發(fā)明的另一個實施例中，振動或波動能用于與力傳感器合作以促進光纖16向套箍芯28中的插入。
粘合劑在光學(xué)連結(jié)器中的固化在光纖16向光學(xué)連結(jié)器20的套箍芯28的成功插入之后，必須固化光學(xué)連結(jié)器20中的粘合劑以防止光纖16被從套箍芯28中拉松動。根據(jù)本發(fā)明的旨意，可以把振動能施加到存在于光學(xué)連結(jié)器20中的粘合劑上以迅速固化粘合劑。向光學(xué)連結(jié)器20中的粘合劑施用振動或波動能產(chǎn)生充足的熱量以聚合或固化粘合劑。如圖8所示，振動能量源150經(jīng)角狀物152把振動能傳遞給光學(xué)連結(jié)器20。角狀物152是任何足以在元件之間傳遞振動或波動能的裝置。在優(yōu)選實施例中，角狀物152在角狀物和光學(xué)連結(jié)器20之間形成干涉配合。在另一實施例中，振動或波動能的傳遞通過任何將足以把振動或波動能傳遞到光學(xué)連結(jié)器20的方法完成。振動能向連結(jié)器20的施加可以在徑向或軸向，并且可以是約1000～1,000,000Hz的頻率。優(yōu)選的頻率范圍是約20,000～100,000Hz。
在本發(fā)明的另一實施例中，通過振動或超聲加熱對粘合劑的固化由預(yù)加熱法替代。這種預(yù)加熱法包括步驟(a)對粘合劑混合及脫氣；(b)迅速加熱粘合劑到適于迅速固化的溫度；(c)把粘合劑迅速注入到光學(xué)連結(jié)器20中；(d)把光纖16迅速地插入到光學(xué)連結(jié)器20中；和(e)在粘合劑固化之前避免光纖16的任何移動。在此實施例中，加熱粘合劑通過傳統(tǒng)的方法如電阻完成，或通過燃燒或通過在注入到光學(xué)連結(jié)器20之前給粘合劑施加振動能的方法完成。
在另一個實施例中，在預(yù)加熱的粘合劑注入到連結(jié)器20之前預(yù)加熱連結(jié)器20。預(yù)加熱連結(jié)器20確保粘結(jié)劑將保持在其固化溫度，直到完全固化為止。
本發(fā)明具備的優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的特點包括(a)有效利用振動能以改進包括精確組裝小容限元件或部件的工業(yè)方法；(b)有效利用振動能對工業(yè)方法中使用的粘合劑混合、脫氣及固化；(c)一種完全集成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供通過組裝光纖和光學(xué)連結(jié)器來完成端接光纜的整個過程的方法和裝置；(d)通過組裝光纖和光學(xué)連結(jié)器而端接光纜的自動方法，大大提高了生產(chǎn)量并實質(zhì)上消除了技工誤差；和(e)組合到系統(tǒng)中的反饋模塊給用戶提供數(shù)據(jù)和其它信息，極大地提高了組裝過程的精確度和一致性。
雖然以上的描述包含了很多具體的規(guī)格參數(shù)，但這些并不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限定，它們只是優(yōu)選實施例的舉例說明。本發(fā)明可以有多種其它的改型，在此不打算描述本發(fā)明的所有可能的等效形式或分支。在不脫離本發(fā)明范圍的前提下可以做各種變化，下面是這種改變的例子。
利用類似于本發(fā)明提供的振動或波動過程可以通過一個類似于用在表面安裝技術(shù)中的過程用于把集成電路安裝到電路板上，集成電路板可以與導(dǎo)電線一起直接表氧到電路板上。如果環(huán)氧樹脂用于固定引線連結(jié)，則必須在此連結(jié)中施用能夠?qū)щ姷沫h(huán)氧樹脂?；蛘?，可以把振動能量源連結(jié)到各個引線連結(jié)處，或連結(jié)到所有的引線連結(jié)處，振動能產(chǎn)生的熱將可以足以導(dǎo)致電連結(jié)的局部熔化和連結(jié)。
輔助制造的振動或波動還可用于任何小容限組裝過程中，在這些過程中希望把兩個或多個部件組裝或結(jié)合到一起以形成一個單一的組件。這種輔助組裝過程的振動在利用小容限干涉配合的地方特別有用。當把較脆的部件小容限地結(jié)合到一起并在較大的力、甚至較小的力也會在組裝部件時損壞部件的地方利用振動也都是非常有利的。
權(quán)利要求
1.一種把第一部件組裝到第二部件中的裝置，包括(a)一個保持第一部件的支撐件；(b)一個保持第二部件的支撐件；(c)一個以至少約60Hz的頻率振動第一部件的裝置；(d)一個以至少約60Hz的頻率振動第二部件的裝置；和(e)一個銜接第二部件與第一部件的裝置，由此振動第一部件或第二部件促進第一部件與第二部件的組裝。
2.一種組裝光纖和光學(xué)連結(jié)器的系統(tǒng)，包括(a)制備注入到光學(xué)連結(jié)器中的粘合劑的裝置；(b)把粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器中的設(shè)備；(c)把光纜插入到光學(xué)連結(jié)器中的設(shè)備；和(d)在光纖插入到光學(xué)連結(jié)器中之后固化粘合劑的裝置
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于制備注入到光學(xué)連結(jié)器中的粘合劑的裝置還包括一個與粘合劑連通的裝置，用于產(chǎn)生足以混合粘合劑并使之脫氣的頻率大約為60Hz～100,000Hz的振動或波動能。
4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于把粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器中的設(shè)備還包括一個保持粘合劑的容器；一個用于把粘合劑分送到連結(jié)器中的自動泵。
5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于把光纜插到光學(xué)連結(jié)器中的設(shè)備還包括一根光纖；一根光學(xué)連結(jié)器支撐件；和一個把光纖相對于光學(xué)連結(jié)器集中的反饋模塊。
6.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于光纖插入到光學(xué)連結(jié)器中之后固化粘合劑的裝置包括一個與光學(xué)連結(jié)器連通的裝置，用于產(chǎn)生足以固化粘合劑的頻率大約為1,000Hz～1,000,000Hz的振動或波動能。
7.一種把粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器中的設(shè)備，包括(a)一個保持粘合劑的容器；(b)一個把粘合劑分送到連結(jié)器中的泵；和(c)一個致動泵的控制模塊。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，還包括一個位于容器之下的固定塊，用于對齊光學(xué)連結(jié)器與容器。
9.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，還包括一個與容器連通的裝置，用于產(chǎn)生足以增大粘合劑流速的頻率大約為60Hz～100,000Hz的振動或波動能。
10.一種把粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器中的設(shè)備，包括(a)一個保持粘合劑的注射器，其中注射器還包括一個從注射器中射出粘合劑的插棒；(b)壓下注射器插棒的裝置；(c)支持注射器的外殼；和(d)位于外殼以下的固定塊，用于對齊光學(xué)連結(jié)器和注射器。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，還包括一個連結(jié)到插棒的力傳感器。
12.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，還包括一個支撐外殼的托架。
13.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于外殼還包括一個下板，其中下板包括至少兩個向下伸出的棒。
14.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于壓下插棒的裝置還包括(a)一個電機；(b)一個把電機連結(jié)到插棒的裝置；和(c)一個控制電機的控制模塊。
15.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于固定塊還包括一個收容連結(jié)器的腔體；和至少兩個與至少兩個向下伸出的棒對應(yīng)的孔口。
16.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于電機是一個步進電機。
17.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于控制模塊是一個計算機。
18.一種把光纖組裝到光學(xué)連結(jié)器中的設(shè)備，包括(a)一個保持光纖的第一支撐件；(b)一個對著光纖安裝光學(xué)連結(jié)器的第二支撐件；(c)一個相對移動第一支撐件裝置和第二支撐件裝置的裝置；和(d)把光纖集中到光學(xué)連結(jié)器中的裝置。
19.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于把光纖集中到光學(xué)連結(jié)器中的裝置還包括一個反饋模塊，提供關(guān)于光纖在光學(xué)連結(jié)器中位置的信息。
20.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于把光纖集中到光學(xué)連結(jié)器中的裝置還包括一個與光學(xué)連結(jié)器連通的裝置，用于產(chǎn)生頻率至少約為60Hz的振動或波動能，振動或波動能促進光纖集中到光學(xué)連結(jié)器中。
21.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于把光纖集中到光學(xué)連結(jié)器中的裝置還包括一個與光纖連通的裝置，用于產(chǎn)生頻率至少約為60Hz的振動或波動能，振動或波動能促進光纖集中到光學(xué)連結(jié)器中。
22.一種把光纖組裝到光學(xué)連結(jié)器中的設(shè)備，包括(a)一個保持光纖的第一支撐件；(b)一個對著第一支撐件支持光學(xué)連結(jié)器的第二支撐件；(c)一個相對于所述光學(xué)連接器移動所述光纖的裝置；(d)一個相對于光纖取向光學(xué)連接器支撐件的裝置；和(e)一個把光纖集中到光學(xué)連結(jié)器中的反饋模塊。
23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，還包括一個自動操縱所述設(shè)備的控制模塊。
24.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，還包括一個與光學(xué)連結(jié)器連通的裝置， 用于產(chǎn)生足以固化光學(xué)連接器中的粘合劑的頻率大約為1,000Hz～1,000,000Hz的振動或波動能。
25.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，還包括一個與光學(xué)連結(jié)器連通的裝置，用于產(chǎn)生足以促使光纖集中到光學(xué)連結(jié)器中的頻率至少約為60Hz的振動或波動能。
26.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于第一支撐件還包括一個基板，一個附著到基板的可調(diào)節(jié)定位塊；和一個附著到可調(diào)節(jié)定位塊的移動塊。
27.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于第一支撐件還包括至少一對用于固定光纖的箝位臂。
28.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于第一支撐件還包括(a)第一對箝位臂；(b)與第一對箝位臂相鄰的第二對箝位臂；和(c)插在第一和第二對箝位臂之間的居中銷。
29.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于第一支撐件還包括多個輥子。
30.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于第二支撐件還包括(a)一個支撐板；(b)一個附著到支撐板的安裝托架；和(c)一個附著到安裝托架的光學(xué)連結(jié)器支撐件。
31.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于相對于光學(xué)連結(jié)器支撐件移動光纖的裝置還包括一個定位臺，其中定位臺還包括一個導(dǎo)螺桿；和一個附著到導(dǎo)螺桿的移動塊。
32.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于相對于光纖對光學(xué)連結(jié)器支撐件取向的裝置還包括(a)一個支撐板；(b)一個附著到支撐元件的定位塊；(c)一個附著到定位塊的安裝托架；和(d)一個附著到安裝托架的光學(xué)連結(jié)器支撐件。
33.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于反饋模塊還包括(a)一個力傳感器，用于測量光纖承受的力；(b)一個鄰近力傳感器的傳感器組件，用于檢測光學(xué)連結(jié)器中光纖的位置；和(c)一個與力傳感器和傳感器組件連通的數(shù)據(jù)處理單元，用于通過光學(xué)連結(jié)器評估光纖的進程。
34.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于設(shè)備的取向為水平方向。
35.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于設(shè)備的取向為垂直方向。
36.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于第一對箝位臂還包括一個凹陷到每個箝位臂中的凹口，用于固定光纖。
37.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于第二對箝位臂還包括一個凹陷到每個箝位臂中的凹口，用于固定光纖。
38.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于第一對箝位臂還包括至少一個凹陷在每個箝位臂與絞鏈裝置相反的一端中的磁鐵。
39.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于第二對箝位臂還包括至少一個凹陷在每個箝位臂與絞鏈裝置相反的一端中的磁鐵。
40.如權(quán)利要求30所述的設(shè)備，還包括一個附著到與光學(xué)連結(jié)器支撐件相鄰的安裝托架的開啟棒。
41.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，還包括一個附著到定位臺導(dǎo)螺桿的電機。
42.如權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)處理單元是一個計算機。
43.一個組裝光纖和光學(xué)連結(jié)器的自動設(shè)備，包括(a)一個基板(b)一個附著到基板的第一可調(diào)節(jié)定位臺；(c)一個附著到第一可調(diào)節(jié)定位塊的移動塊；(d)一個附著到移動塊的定位臺；(e)一個連結(jié)到定位臺的支撐元件；(f)一個附著到支撐元件的第二可調(diào)節(jié)定位塊；(g)一個附著到第二可調(diào)節(jié)定位塊的安裝托架；(h)一個附著到安裝托架的力傳感器；(i)一個附著到力傳感器的光學(xué)連結(jié)器支撐件；(j)一個安裝到光學(xué)連結(jié)器支撐件中的傳感器組件；(k)一個附著到基板并與光學(xué)連結(jié)器支撐件相反定位的第一對箝位臂；(l)一個附著到安裝托架并與第一對箝位臂相反定位的開啟棒；和(m)一個附著到與第一對箝位臂相鄰的基板上的第二對箝位臂。
44.如權(quán)利要求43所述的自動設(shè)備，還包括一個指導(dǎo)設(shè)備操作的控制模塊。
45.如權(quán)利要求43所述的自動設(shè)備，還包括一個連結(jié)到定位臺的電機。
46.如權(quán)利要求43所述的自動設(shè)備，還包括一個用于接收來自力傳感器和傳感器組件的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理單元。
47.一種用于對粘合劑混合并脫氣的方法，包括(a)合并至少兩種材料；和(b)向材料施加頻率大約為60Hz～100,000Hz的振動或波動能，振動或波動能至少對兩種材料混合并脫氣。
48.一種用戶固化粘合劑材料的方法，包括向材料施加頻率大約為1,000Hz～1,000,000Hz的振動或波動能的步驟。
49.一種組裝多個部件的方法，包括(a)對至少兩個待組裝的部件中的至少一個施加頻率至少約為60Hz的振動或波動能，所述至少兩個部件包括第一部件和第二部件；和(b)把第一部件移動成與第二部件銜接，振動或波動能由此促進第一部件與第二部件的銜接。
50.一種組裝多個部件的方法，所述方法包括步驟(a)把粘合劑注入到至少兩個部件的一個中；(b)向至少兩個待組裝的部件中的一個施加頻率至少約為60Hz的振動或波動能；和(c)把第一部件移動成與第二部件銜接，振動或波動能由此促進第一部件與第二部件的銜接。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，還包括組裝之后向所述的部件施加頻率大約為60Hz～100,000Hz的振動或波動能以固化粘合劑的步驟。
52.一種制備注入到光學(xué)連結(jié)器中的粘合劑的方法，包括(a)通過對材料施加頻率大約為60Hz～100,000Hz的振動或波動能而混合至少兩種材料以形成所述的粘合劑；(b)通過對粘合劑施加頻率大約為60Hz～100,000Hz的振動或波動能而使粘合劑脫氣；和(c)把粘合劑傳遞到粘合劑注入裝置。
53.一種把粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器中的方法，包括(a)固定光學(xué)連結(jié)器(b)使粘合劑混合并脫氣；(c)把粘合劑傳輸?shù)饺萜髦校?d)把容器插入到連結(jié)器中；和(e)把粘合劑傳遞到連結(jié)器。
54.如權(quán)利要求53所述的方法，還包括對容器施加頻率大約為60Hz～100,000Hz的振動或波動能，振動或波動能的施用提高粘合劑的流速。
55.一種把粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器中的方法，包括(a)混合粘合劑并使之脫氣；(b)把粘合劑裝入注射器中，注射器還包括一個套管；一個存在于套管中的插棒；和一個連結(jié)到套管與插棒相反的一端的針頭；(c)把注射器放置到粘合劑注入設(shè)備中，該設(shè)備還包括一個用于支撐注射器的外殼；一個連結(jié)到外殼以使注射器固定不動的夾具；一個連結(jié)到外殼以壓下插棒的電機；和一個存在于外殼下面以使光學(xué)連結(jié)器固定不動的固定塊；(d)把光學(xué)連結(jié)器可移動地插入到固定塊中，光學(xué)連結(jié)器還包括一個套箍和一個與套箍連通的夾層空間；(e)把固定塊定位于外殼之下；(f)把注射器針頭集中并降低到夾層空間中，針頭由此接觸到套箍；(g)把大致一半至四分之三的粘合劑注入到套箍中；(h)在夾層空間中提高注射器；(i)把剩余量的粘合劑注入到夾層空間中；(j)從光學(xué)連結(jié)器中抽出注射器；和(k)從固定塊中移去光學(xué)連結(jié)器。
56.如權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于粘合劑的流速等于或小于約0.2mg/s。
57.一種組裝光纖和光學(xué)連結(jié)器的方法，包括(a)給光學(xué)連結(jié)器施加頻率至少約為60Hz的振動或波動能，光學(xué)連結(jié)器包括一個套箍，套箍中有一個穿孔；和(b)把光纖移動成與套箍芯銜接，振動或波動能由此促進光纖與套箍芯的對準。
58.一種組裝光纖和光學(xué)連結(jié)器的方法，包括(a)給光纖施加頻率至少約為60Hz的振動或波動能；和(b)把光纖移動成與光學(xué)連結(jié)器銜接，光學(xué)連結(jié)器包括一個套箍，套箍中有一個穿孔，振動或波動能由此促進光纖與套箍芯的對準。
59.一種組裝光纖和光學(xué)連結(jié)器的方法，包括(a)剝離光纜以暴露光纖；(b)把剝離的光纖傳輸?shù)揭粋€用于組裝光纖和光學(xué)連結(jié)器的設(shè)備中，該設(shè)備包括一個基礎(chǔ)組件；一個連接到基礎(chǔ)組件的用于保持光纖的第一支撐裝置；一個把光學(xué)連結(jié)器與光纖相對放置的第二支撐裝置；相對移動第一支撐裝置和第二支撐裝置的裝置；和把光纖集中到光學(xué)連結(jié)器中的裝置；(c)把填充了粘合劑的光學(xué)連結(jié)器放置到插入設(shè)備中；(d)朝向光學(xué)連結(jié)器移動基礎(chǔ)組件直到光纖進入光學(xué)連結(jié)器中；(e)進行必要的校正以確保光纖與光學(xué)連結(jié)器之間恰當?shù)膶?；?f)在光纖插入到光學(xué)連結(jié)器中之后從插入設(shè)備中移去光纖和光學(xué)連結(jié)器組件。
60.如權(quán)利要求59所述的方法，還包括給光學(xué)連結(jié)器施加頻率至少約為60Hz的振動或波動能以促進光纖和光學(xué)連結(jié)器的對準的步驟。
61.如權(quán)利要求59所述的方法，還包括在從插入設(shè)備中除去連結(jié)器之前給光學(xué)連結(jié)器施加頻率至少約為60Hz的振動或波動能以固化粘合劑的步驟。
62.一種在光纜插入到光學(xué)連結(jié)器中之后固化粘合劑的方法，包括(a)制備注入到光學(xué)連結(jié)器中的粘合劑；(b)把粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器中；(c)把光纖插入到光學(xué)連結(jié)器中；和(d)給光學(xué)連結(jié)器施加頻率大約為1,000Hz～1,000,000Hz的振動或波動能，以固化粘合劑。
63.一種在光纖插入到光學(xué)連結(jié)器中之后固化粘合劑的方法，包括(a)迅速加熱粘合劑到適于迅速固化的溫度；(b)把粘合劑迅速注入到光學(xué)連結(jié)器中；(c)把光纖迅速地插入到光學(xué)連結(jié)器中；和(d)在粘合劑固化之前避免光纖的任何移動。
全文摘要
一個用于端接光纖和光學(xué)連結(jié)器的集成的自動系統(tǒng)，系統(tǒng)包括制備注入到光學(xué)連結(jié)器中的粘合劑的過程，把粘合劑注入到光學(xué)連結(jié)器中的設(shè)備和方法，把光纜插入到光學(xué)連結(jié)器中的設(shè)備和在光纖插入到光學(xué)連結(jié)器中之后固化粘合劑的方法。還提供了一種在組裝過程中利用振動或波動能的裝置和方法。
文檔編號G02B6/36GK1544969SQ0212779
公開日2004年11月10日 申請日期1999年11月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月13日
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