专利名称：一种生产光纤组件的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生产光纤组件的方法和设备，其中组件或组装部件如纤维段、光学和光电元件在加工模块之间进行传输。
背景技术：
光纤在远程通讯和数字通讯领域的使用持续增长，对许多与光纤通讯相关的产品的生产效率提出了更高的需求。重要的一点是，这样的产品是包括纤维段的不同组件。常规的组件产品为光学放大器和光耦合器、还有激光模块、接收模块和集成发射机组件。这些和其他包括一个或多个纤维段的光学和光电组件的数量正在增加，但是其大规模生产的解决方法仍然未知。
一种常用的生产光纤组件的方法是用手将纤维段送到用于提供与元件或其他纤维段的适当连接的不同的预备工具处。另一种途径是将至少大多数工具一个接一个地送至操作者。这些工具的例子有用于切割纤维的刀具，用于去除部分包覆层的剥离器，连接两个纤维端的接合器和重新包覆连接后的纤维的重涂器。
一根光学通讯纤维一般由一根约为125微米的玻璃纤维芯和包覆其上使整个纤维的直径大约250微米的包覆层。该包覆层或涂镀层由两层丙烯酸脂制成，一层为内部软层，一层为外部硬层。该包覆层对于保护纤维芯并提供纤维的抗拉和抗弯强度是必要的。光纤是相当精细的产品，且被用于许多光学和光电元件中。现有的纤维段和元件主要以手工方法处理，其问题在于经常会将它们损坏而不得不进行挑选。另一个问题是生产方面的局限性，即产量和质量都极度依赖于操作者的技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种使光纤组件的生产高度自动化的方法和设备。另一个目的是提供一种适于在生产中对组件中包括的所有部件进行流畅而轻柔的处理的方法和设备，以及还有另一个目的是获得一种提供质量更高更均匀的纤维组件的方法和设备。
简单地说，本发明的这些目的是通过一种方法和设备实现的，在这种装置中，组件或组装部件，如纤维段、光学和光电元件在加工模块之间进行传输。该包括纤维段的组装部件被布置在托盘装置上，该托盘装置在不同加工模块之间的轨道上进行传输。光纤段的自由端被一个机械手装置提起来并放在一个加工模块中进行加工。最后，在通常顺序下，抓住该纤维端的机械手装置和该托盘装置被转移至另一个加工模块。
本发明的优点在于在生产光纤组件的整个加工过程中都能对纤维段和元件进行轻柔和仔细地操作。另一个优点是，生产进度和设置很容易通过改变模块之间的加工模块或加工指令来进行改变。另一个优点是具有不进行任何中断而对自动化生产进行更改的完全自动化生产的可能性。而另一个优点在于大部分加工包括接合可用一个相同的生产线进行实施。还有另一个优点在于在不同加工模块的多个托盘装置可以在轨道传输以及储存或循环过程中同时进行加工。
通过下面的详细说明并结合附图和权利要求，发明的其他目的、优点和新颖性特征会更为清楚。
以下，结合附图对本发明进行详细描述，其中图1为根据本发明的包括加工模块的加工单元的透视图；图2为图1中细节的放大视图；图3为根据本发明的托盘装置的总示意图；图4为根据本发明的加工单元中的托盘装置、轨道、机械手装置和提升装置的侧视示意图；图5为根据发明的生产光纤组件的一个设备的总示意图；以及图6为根据发明的生产光纤组件的另一个设备的总示意图。
具体实施例方式
图1中示出了一个包括供托盘14进出的入口12和出口13的纤维加工单元11，该托盘是设置来用于将光纤组件15送入和送出该单元的。该托盘装置14由在单元11的内外轨道16来引导，所述轨道在单元内是一个传输轨道17，而在单元外为一个传送装置18。参考图2和3，该托盘装置最好是金属盘19，其上平面20具有用于将组装部件22保持在表面上的固定位置的连接装置21。典型的组装部件为光纤段23、24，和不同的光学和光电元件。为了使纤维段的自由端25、26保持在固定位置，该连接装置包括独立的保持器27，如将端部保持在靠近托盘表面的夹子。图3示出了在托盘上的组装部件22的典型的布置图。构造中的光纤组件由虚线28表示。两个元件29、30和一个连接器31已经通过光纤段安装和连接在一起。下一个加工步骤是将一个第三元件32与其它的元件相连接，为此，第二元件30的一个自由的纤维端33被固定在第一固定夹34中，第三元件的另一个自由端35被固定在第二固定夹36中。该第三元件还连接至另一个纤维段37，该纤维段此刻连接在托盘上等待进一步的安装步骤，在该步骤中该纤维段将被连接至另一个元件的纤维上。
传输轨道17包括一个适合的传输装置38，例如一个用于使托盘14的托架装置39(参见图4)沿轨道移动的阿基米德螺旋装置。传送装置18包括例如环形带或辊道。
在传输轨道17的上方设置有一个机械手装置40，其包括安装在机械手臂43上的两个夹紧装置41、42，该机械手臂可沿该单元上部的第一横梁44移动。而所述第一横梁则可以沿相对于该第一横梁横向放置的第二横梁45移动。所示的机械手装置本质上为已知的那种直角坐标机械手，不过其它机械手装置也可适用。该夹紧装置适用于将自由纤维端25、26提起来并带到位于传输轨道17一侧的不同加工模块46。在这种情况下，该单元设有五个加工模块，即一个用于使纤维拉直并从芯上剥除包覆层的模块47、一个用超声波清洗纤维的模块48、一个劈开纤维的模块49、一个接合两个纤维端的模块50、和一个在接合后的纤维端上重新进行包覆的模块51。夹紧装置的移动通过包括一个控制单元53的电脑装置52进行预设和控制。机械手臂和它的夹紧装置的移动，以及托盘装置的传输是同步的，即夹紧装置沿传输轨道的移动启动了运送托盘装置的托架装置39的相应的移动。
参考图4，每一个加工单元11设有一个可沿传输轨道17移动的托架39，并且由传输装置38驱动。如上所述，该机械手装置按电脑编程在该单元中进行数道加工步骤，且控制单元53按电脑编程纪录机械手沿轨道方向的所有运动，并引导该传输装置38将带有托架39的托盘装置传输相应的距离。在单元中的所有加工通常意味着在组件可以离开该单元之前，机械手臂不得不沿轨道前后行进多次。如果可以在该单元中同时处理多于一个托盘的话，还有在产量方面的明显优势。出于这些原因，以及入口12和出口13可以结合起来设在同一侧的缘故，设置一个转换机构用于转换托盘的顺序并让一个托盘通过另一个。所述机构包括根据图4所示的实施例中的沿着轨道17位于三个不同站点的三个升降装置54、55、56。每一个升降装置包括一个适合的升降系统57，如升降圆筒和具有四个竖直臂59的架体58，当升降架从其如装置54所示的下部位置移动至如装置55、56所示的上部位置时，正适合与托盘进行升降接合。在上部位置时，托盘和轨道之间的自由空间可以让带有第二托盘14b的托架装置39穿行于第一托盘14a的下方。在上部位置时，一些加工步骤可以继续进行，如接合和测试，而与此同时，还可以在其它加工模块中对放在第二托盘上的组件进行其他处理。
加工模块可以多种方式分组，在图5中，可以看到一种结构，其包括一个手动输入和输出单元60和一个包括至少两个加工模块的加工单元11。在图6中，该结构更为复杂，包括一个输入和输出单元60和四个加工单元11a、11b、11c和11d。这些单元通过传送装置18连接成网络，还可以包括未示出的托盘保存和/或托盘转换装置。
根据本发明所示的实施例的光纤组件的生产，开始时在输入和输出单元60处的操作者将一个第一元件如31和一个第二元件如29放在托盘装置14上，每一个元件上具有延伸的纤维段。这些元件通过连接装置21如一些粘性制品固定在托盘表面的固定位置上，而这两个元件的需要连接的纤维端部被放在夹子27中。然后该托盘被传输至传送装置18，而传送装置则将托盘移到加工单元11的入口12。在这个位置，将该托盘转换至传输装置38中所包含的托架装置39上，例如通过图1所示的升降装置61。该传输装置将托盘传输到第一加工模块，在此该第一加工模块为拉直和剥离模块47，机械手装置40起动抓住纤维端25、26并将它们逐一移动至模块。此后，机械手臂移动纤维端至下一个加工模块如48，且布置控制装置53以同时移动托盘装置和托架装置39，以避免不必要地拉伸或弯曲纤维段。
当单元11中的所有加工步骤完成之后，托盘返回在相同轨道16上的输入和输出单元60，而另一个有纤维段的元件被放在托盘上。新的两个待接合的纤维端被放在夹子27中，并且再一次以相同的方法进行传输和加工程序。通常是一个接一个地加入其它元件，在托盘装置像一个穿梭工具一样往返于输入和输出单元60和加工单元11之间的同时，组件被制成其最终的结构。
为提高生产率，经常要同时处理许多托盘，然后托盘转换机构和托盘升降器54、55、56使通过整个系统的托盘的流动能够被灵活地编程。如需要获得更高的生产率，图6的布置具有优势，且其他步骤是在输入和输出单元中可以引入机械手装置，以获得一个完全自动化的生产线。
权利要求
1.一种生产光纤组件的方法，其中该组件或组装部件如纤维段、光学和光电元件在加工模块之间进行传输，其特征在于，以下步骤即-将包括纤维段(23、24)的组装部件(22)布置在托盘装置(14)上；-在不同的加工模块(46)之间的轨道上传输托盘装置；-用一个机械手装置(40)将光纤的自由端(25、26)提起来；-将纤维端(25、26)放在一个加工模块处进行加工处理；-将持有纤维端的机械手装置和托盘装置传输到通常顺序的另一个加工模块。
2.如权利要求1所述的生产光纤组件的方法，其特征在于，当机械手装置移动于所述两个加工模块之间时，托盘装置(14)同步地平行于该机械手装置(40)移动。
3.如权利要求1或2所述的生产光纤组件的方法，其特征在于，将托盘装置(14)传输到包括两个或更多个加工模块(46)的加工单元(11)中，以及在该单元中同时加工两个或更多个托盘装置。
4.如权利要求3所述的生产光纤组件的方法，其特征在于，在加工单元(11)中沿轨道以一定的次序引入和传输托盘装置(14)；通过将托盘装置带到高于轨道(16)的上部位置并在轨道和托盘装置之间留出自由空间来改变所述次序；以及沿轨道传输第二托盘装置并使该第二托盘装置在该第一托盘装置下面通过该自由空间。
5.如权利要求3或4所述的生产光纤组件的方法，其特征在于，在两个或多个加工单元中加工光纤组件；在其中一个所述单元(60)中将这些纤维段与这些元件相连接；在另一个所述单元(11)中将这些纤维的端部接合；以及通过传送装置(18)在单元之间传输托盘和组件。
6.一种生产光纤组件的设备，其中组件或组装部件如纤维段、光学和光电元件在加工模块之间进行传输，其特征在于，一个承载包括光纤段(23、24)的组装部件(22)的托盘装置(14)、一个引导该托盘装置的轨道(16)、一个在不同的加工模块(46)之间的轨道上传输托盘装置(38)、一个用于提起光纤的自由端(25、26)并将它们送入或送出其中一个加工模块的机械手装置(40)、以及一个控制单元(52、53)，用于在该托盘装置传输到另一个加工模块时，控制该传输装置和机械手装置，以使托盘的传输和持有纤维端的机械手装置的运动实现同步。
7.如权利要求6所述的生产光纤组件的设备，其特征在于，沿导轨(16)的至少一个站点设有升降装置(54、55、56)，用于使一个托盘装置(14)升至轨道上方的上部位置并在托盘和轨道之间留出自由空间，且其特征在于，该传输装置(38)设置成可沿着轨道传输第二托盘通过该自由空间。
8.如权利要求6或7所述的生产光纤组件的设备，其特征在于，该托盘装置(14)包括将组装部件(22)固定在托盘装置的上表面(20)上的连接装置(21)，和用于固定每一个纤维自由端(25、26)的保持装置(27)。
9.如权利要求6-8中任一项所述的生产光纤组件的设备，其特征在于，该机械手装置(40)包括一个于在轨道(16)上方可平行地移动的机械手臂(43)，且该手臂包括两个夹紧装置(41、42)，每一个夹紧装置可升降和保持一个纤维自由端(25、26)。
10.如权利要求6-9中任一项所述的生产光纤组件的设备，其特征在于，在一个加工单元(11)中布置有两个或更多个加工模块(46)，该两个或更多个加工单元通过托盘传送装置(18)相互连接形成一个加工网络，其中一个所述单元(60)用于将新的组装部件提供给该网络，并用于从该网络接收组件，而且至少一个加工单元(11)是布置用于接合纤维端的。
全文摘要
一种方法和设备，其中该组件或组装部件如纤维段、光学和光电元件在加工模块(46)之间进行传输。该包括纤维段(23、24)的组装部件(22)被放置在一个托盘装置(14)上，该托盘装置在不同的加工模块之间的轨道上进行传输。光纤段的自由端(25、26)用一个机械手装置(40)提起来并被放到一个加工模块处进行加工处理。最后，持有纤维端的机械手装置和托盘装置被传输到普通顺序的另一个加工模块。
文档编号G02B6/36GK1559015SQ02818971
公开日2004年12月29日 申请日期2002年9月25日 优先权日2001年9月28日
发明者L·恩隆德, J·库尔贝里, J·维斯特伦德, J·马丁松, ∷, L 恩隆德, 固芈椎, 蠢 申请人:艾利森电话股份有限公司