CN1655905A - 多面体工件的对准工具、组装工具和方法 - Google Patents

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Abstract

使第一多面体工件(15)与中心线(W)对准及连接第一工件到也与中心线对准的第二工件(19)的工具和方法。对准工具包括两组推动件(13，14)，沿第一工件的中心线(W)互相偏置设置，各组推动件包括推动件(13a到13d，14a到14d)，受到偏压可沿横向于中心线的方向和相对另一组的偏压方向推压第一工件。本发明适用于，例如，对准和连接旋转体棱柱(15)到转动体(19)。

Description

多面体工件的对准工具、组装工具和方法
技术领域
本发明涉及对准和组装工件的工具和方法，具体涉及沿中心线对准和组装多面体工件和基体件的工具和方法。
背景技术
单屏滚动彩色投影显示系统可用单个光调制器屏来代表，比如带有像素光栅的液晶显示(LCD)屏，该屏通过水平延伸的红色、绿色和兰色光条纹来发光。光条纹连续地垂直滚过屏面，同时同步寻址发光的光栅排，显示出对应关联条纹的颜色。例如可参考于1004年3月25日授予P.Janssen的美国专利5,410,370，题目为“Single Panelcolor projection video display improved scanning”；和于1995年3月16日授予P.Janssen等人的美国专利5,416,513，题目为“Single panelcolor projection video display having control circuitry for synchronizingthe color illumination system With reading/Writing of the light valve”。
这种单屏彩色投影显示系统的光源(Light engines)一般使用旋转的棱柱来产生滚动的光条纹。这些棱柱一般是多面体，具有4个基本平行于旋转轴线的侧平面和正方形的截面。这些棱柱必须以很高精度与扫描器马达的旋转轴线对中，这在实施上很难作到，因为低成本的制造工艺存在很大的尺寸误差。
目前，对中是通过将棱柱夹到车床的卡盘上，测量(横向)偏转，调节卡盘并再测量偏转。这个过程重复进行，直到棱柱在误差范围内对中。接下来，施加胶粘剂到靠近转动体的棱柱端表面。转动体在车床的后顶尖座保持对中。后顶尖座然后向前移动，使转动体与棱柱接触。在胶粘剂固化后，将组件释放。这种方法显得很麻烦和花费时间，因此，大量生产棱柱/转动体组件这个方法无吸引力。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种对准和组装的方法和工具，能够对中和组装多面体工件和另一工件，不论几何形状是否具有标准，比目前的调节-测量-重复法所需时间少。
为实现这个目的，提出了一种对准工具，可用于对准具有至少3个平行于中心线W的平侧面和2个横向于中心线W的端部的多面体工件，所述对准工具具有中心线A，并包括至少第一和第二组沿相反方向偏压的推动件，  用于推动工件的中心线W与对准工具的中心线A对准，所述第一和第二组推动件沿所述对准工具的中心线A相对设置，各组推动件具有至少两个相对的推动件可施加平衡的推力到工件的相对侧面。其他的实施例在权利要求2到9中给出。
为实现目的，本发明还提出一种组装工具，可用于沿中心旋转轴线(W，R)装配第一和第二工件，所述第一工件具有至少3个平行于中心线W的侧面，所述组装工具包括第一和第二机构，可沿中心线A相对移动，所述第一机构用于牢固地保持对准工具与中心线A对准，所述第二机用于保持第二工件与中心线A对准，所述组装工具包括至少第一和第二组推动件，受到沿相反方向的偏压，可推动所述第一工件中心线W与所述对准工具的中心线A对准，所述第一和第二组推动件可沿对准工具的中心线A互相相对移动。
为实现目的，本发明提出一种通过互相对准中心线W，R组装第一多面体工件和第二工件的方法，所述多面体工件具有至少3个平行于其中心线W的平侧面，所述方法包括：a)通过位于适当位置的两组推动件对所述第一工件的相对侧面施加平衡的推动力，推动所述第一工件，使第一工件的中心线W和基准中心线A对准，所述两组推动件沿工件的中心线W相对移动，沿横向于所述工件的中心线W的相对方向施加推动力；b)使所述第二工件的中心线R与基准中心线A对准；和c)使所述两个工件接触进行装配。其他的实施例在权利要求12到16中给出。在优选实施例中，工件连接有辐射固化的胶粘剂层，任一个或两个工件是光线可通过的，光线通过任一个或两个工件射到胶粘剂层促使胶粘剂固化。
为了实现目的，本发明还提出一种对准多面体工件的中心线W和基准中心线A的方法，工件具有至少3个平行于其中心线W的平侧面，所述方法包括通过位于适当位置的两组推动件对第一工件的相对侧面施加平衡的推动力，推动第一工件对准，所述两组推动件沿工件的中心线W相对移动，沿横向于所述工件的中心线W的相对方向施加推动力。其他实施例在权利要求18到20中给出。
使用快速固化黏结剂，比如紫外光促动或紫外光和热固化黏结剂，来连接工件可进一步减少工艺时间。
本发明的这些和其他的特征可通过参考下面介绍的实施例进行说明，得到充分了解。
附图说明
附图中：
图1A是沿本发明的圆柱形对准工具的中心线的示意图，显示了工具的两组相对偏压的对准球体和名义为正方形截面的平侧面工件(棱柱)之间的关系；
图1B是偏置设置的不同组的两个相对偏压球体的的详细透视图；
图2是本发明的组装工具的侧视图，包括图1的对准工具和通过黏结层保持第二工件与棱柱接触的配合机构；
图3是沿图1的对准工具的另一实施例的中心线的截面图，显示出径向相对的对准球体通过带肋部的定位圈保持在适当位置；
图4是类似于图1的视图，显示了一组对准球体和矩形截面的棱柱之间的关系；
图5是类似图3所示定位圈的定位圈透视图，其中对准球体已经被圆柱形构件代替；和
图6是本发明的组装工具的一个实施例的示意性正视图。
具体实施方式
现在参考图1，图1是沿本发明的对准工具10的实施例的中心轴线A的视图，圆柱形壁12形成的对准腔11包括2组推动件13，14，分别包括球形推动件13a到13d，及14a到14d。这些推动件13和14都具有相等的尺寸，并且都接触壁12的内表面12a和4面体棱柱15的一个侧面。应当认识到，腔14的内表面14a的尺寸和推动件13，14的尺寸越精确，工件15的中心线W与对准工具10的中心线A对准的越精确。
如图2的侧视图清楚显示，两组推动件13和14可沿工件15的中心线W互相移动。工件15对准是通过在横向于中心线W的且相对的方向上偏压两组推动件13和14来实现的。这种偏压的实现是通过弹簧进行，弹簧通过杆推动球体，压到棱柱15的侧面，强迫棱柱位于腔11的中心处。由于对中在两个不同的位置独立进行，如图2所示，棱柱15沿其整个长度对中，尽管棱柱具有矩形截面，如图4所示，或沿其长度呈现锥形。
图1A显示了偏压机构的一个实施例，偏压机构包括一组4个弹簧16a到16d和用线17a到17h表示的8个杆，可偏压两组球体13和14。图1B是显示两个球体13a和14a的偏压机构的示意性透视图。各个球体保持在定位盒，各个定位盒21，22包括顶面21a，22a，底面21b，22b和侧面21c，22c。盒21的底面21b及盒22的顶面22a延伸穿过壁12的槽23，24，然后分别向下和向上弯曲，形成支架21d，22d。弹簧16a连接到支架21d和22d，对侧面21c，22c形成偏压力，侧面作为杆，对应于线17a和17b。该机构分别对相对棱柱15侧面15a和15b的球体13a，14a作用了相等和相对的偏压力。
图2显示了一个组装工具的实施例，是通过在壁12的一端固定结构件18实现的。结构件18具有带齿纹的突出部18a，其尺寸可紧紧地卡入壁12的固定边12b。结构件18具有与中心线A对齐的通孔18b，其大小可接纳第二工件即转动体19的轴19a。由于转动体19具有穿过轴19中心的中心线R，安装结构件造成轴线A、W和R对齐。
结构件18固定到对准腔11的一端使得转动体19的安装表面19b紧靠棱柱15的固定表面15f。朝转动体19轻微移动棱柱15使间隙闭合，使其与黏结剂层20接触。黏结剂层最好是紫外光固化黏结剂，固化是通过使紫外光照射到棱柱15的表面来实现的。光线然后完全通过内反射从侧面15a转递到15d，再通过表面15f到黏结剂层20。
最好使用双固化黏结剂(如紫外线和热固化)。这样可使对准工具短时间曝光，然后在炉中充分加热(和/或紫外线)固化。加热固化可成批进行，因此要求很少的操作处理。
图3显示了本发明的对准工具30的偏压机构的另一实施例。在该机构中，各个组中只有两个球体31a，31b。球体31a和31b利用可转动的定位圈32保持径向相对关系，定位圈具有连接到杆33a，33b的肋32a，32b，杆分别延伸通过壁34上的孔34a，34b，连接到弹簧34a，34b。肋32a，32b利用弹簧的偏压作用靠到球体的侧面。
图3的相对球体结构可用于任何具有偶数个侧面的多面体工件，只要相对的力是平衡的。例如，每组有3个球体可用于6面体工件，每组有4个球体可用于8面体工件。
推动件不必是球体，只要在横向于工具的中心线的方向上的截面形状是圆的。图5显示了一组圆柱形的推动件50a和50b，通过定位圈52的肋51a，51b，被推到棱柱15的侧面15a，15c。
图6示意性地显示了本发明的组装工具60的一个实施例。两个相对的结构62，63可滑动地固定到基体61上，基体分别具有与中心线A精确地对准的固定卡盘62a，63a。当对准工具64固定到结构62时，预先对准的工件65的中心线W已与中心线A对准。在基体61的另一端，第二工件66通过卡盘63a固定到结构63，造成其中心线R与中心线A对准。两个结构63，63固定到基体61后沿纵向平行于中心线A滑动，因此可使两个工件会合到一起进行装配，同时保持互相对准。
已经通过有限数量的实施例对本发明进行了必要的介绍。根据所作介绍，所属领域的技术人员很清楚可以有其他的实施例和变化的实施例，这些实施例都完全属于本发明和所附权利要求的范围。

Claims (20)

1.一种对准工具(10)，用于对准具有至少3个平行于中心线W的平侧面(15a，15b，15c，15d)和2个横向于所述中心线W的端部(15d，15e)的多面体工件(15)，所述对准工具(10)具有中心线A，并包括至少第一和第二组(13，14)的沿相对方向偏压的推动件(13a，13b，13c，13d和14a，14b，14c，14d)，可推动所述工件的中心线W与所述对准工具(10)的中心线A对准，所述第一和第二组推动件(13，14)沿所述对准工具(10)的中心线A相对移动，所述各组推动件(13，14)具有至少两个相对的推动件(13a，13c)，可施加平衡的推力到所述工件(15)的相对侧面。
2.根据权利要求1所述的对准工具(10)，其特征在于，所述推动件(13，14)在横向于所述对准工具的中心线A的方向具有圆形截面，形成接触面的圆周面与所述工件(15)的侧面推动接触。
3.根据权利要求2所述的对准工具(10)，其特征在于，所述推动件(13，14)的圆形截面的直径基本相等。
4.根据权利要求2所述的对准工具(10)，其特征在于，所述推动件(13，14)是球体。
5.根据权利要求1所述的对准工具(10)，其特征在于，所述工件(15)的各侧面(15a，15b，15c，15d)作用有所述各组推动件(13，14)的一个推动件(13a，13b，13c，13d和14a，14b，14c，14d)。
6.根据权利要求1所述的对准工具(10)，其特征在于，所述工具具有可固定机构(18)的固定面(12b)，所述机构(18)可保持另一工件(19)与所述多面体工件(15)的一端(15f)接触。
7.根据权利要求3所述的对准工具(10)，其特征在于，所述工具有平行于工具中心线A的圆柱形壁(12)形成的对准腔(11)，所述推动件(13，14)固定在所述腔(11)中。
8.根据权利要求7所述的对准工具(10)，其特征在于，所述第一和第二组推动件(13，14)被位于所述腔(11)的第一和第二可部分转动的定位盒(21，22)容纳，所述定位盒(21，22)受偏压可绕中心线A沿相对的方向转动。
9.  根据权利要求8所述的对准工具(10)，其特征在于，定位圈(32)包括固定肋(32a，32b)，用于固定相对的推动件(31a，31b)，所述定位圈(32)受到弹簧(35a，35b)偏压，所述弹簧(35a，35b)的一端连接到所述圆柱形壁(12)，另一端连接到固定肋(32a，32b)。
10.一种组装工具(60)，用于沿中心旋转轴线(W，R)装配第一和第二工件(65，66)，所述第一工件(65)具有至少3个平行于中心线W的侧面，所述组装工具(60)包括第一和第二机构(62，63)，可沿中心线A相对移动，所述第一机构(62)用于牢固地保持对准工具(64)与中心线A对准，所述第二机构(63)用于保持所述第二工件(66)与中心线A对准，所述对准工具(64)包括至少第一和第二组受到沿相反方向偏压推动件的(64a，64b)，可推动所述第一工件W与所述对准工具(64)的中心线A对准，所述第一和第二组推动件(64a，64b)可沿对准工具的中心线A相对移动。
11.一种通过互相对准中心线(W，R)组装第一多面体工件(15)和第二工件(19)的方法，所述多面体工件(15)具有至少3个平行于其中心线W的平侧面(15a，15b，15c，15d)，所述方法包括：
a.通过位于适当位置的两组推动件(13，14)对所述第一工件(15)的相对侧面施加平衡的推力，推动所述第一工件(15)，使所述第一工件(15)的中心线W和基准中心线A对准，所述两组推动件(13，14)可沿所述工件(15)的中心线W相对移动，沿横向于所述工件(15)的中心线(W)的相对方向施加推力；
b.使所述第二工件(19)的中心线R与基准中心线A对准；和
c.使所述两个工件(15，19)接触进行装配。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一和第二工件(15，19)通过黏结层(20)进行连接。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述黏结层(20)至少是可光固化的。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一工件(15)是光线可通过的，光线通过所述工件(15)使所述黏结层(20)固化。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述光是紫外光。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述黏结层(20)还可以热固化。
17.一种对准多面体工件(15)中心线W和基准中心线A的方法，所述工件(15)具有至少3个平行于其中心线W的平侧面(15a，15b，15c，15d)，所述方法包括通过位于适当位置的两组推动件(13，14)对所述第一工件(15)的相对侧面施加平衡的推力，推动所述第一工件(15)对准，所述两组推动件(13，14)沿所述工件(15)的中心线W相对移动，可在横向于所述工件(15)中心线(W)的相对的方向施加推力。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述工件(15)具有4个侧面(15a，15b，15c，15d)，各组推动件(13，14)具有4个推动件(13a，13b，13c，13d和14a，14b，14c，14d)。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述推动件(13，14)具有近似相同的圆截面。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述推动件(13，14)是球体。
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