DE10132428A1

DE10132428A1 - Method for positioning glass/quartz/plastic fibres, inserts fibres into drilled holes in preset pattern of holes, into plug or wound around drum

Info

Publication number: DE10132428A1
Application number: DE2001132428
Authority: DE
Inventors: Markus Schuster; Kai Olbricht
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2003-07-31

Abstract

Gripper has a guiding device (1) with gripping grooves (1.1,1.2,1.3) to pick up fibres (2.1,2.2,2.3). The guiding device has a retaining device to hold the fibres firmly with no movement. The guiding device also has multiple gripping grooves that grip the fibre end area of fibres to be inserted. A process that cuts into a material like etching, laser-processing or precision-grinding creates the grooves. An Independent claim is also included for a device for positioning fibres like glass fibres, quartz fibres and plastic fibres in order to insert them into drilled holes in a preset pattern of holes.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren von Fasern. Dabei geht es beispielsweise um Glas-, Quarz- oder Kunststoffasern, die beispielsweise als Lichtwellenleiter dienen. Die Positionierung ist zum Beispiel dann notwendig, wenn Fasern der genannten Art mit ihren Enden in ganz bestimmte Lagen relativ zueinander gebracht werden sollen. Dies ist notwendig, um Fasern in Bohrungen einzuschieben, die in einem bestimmten Bohrungsmuster relativ zueinander angeordnet sind. Gleiches kommt in Betracht beim Einlegen von Fasern in einen Stecker oder beim Zusammenfügen mit einem anderen Gegenstand sowie zum Befestigen an einem solchen anderen Gegenstand, zum Beispiel an einer Walze zum Aufwickeln von Lichtwellenleitern. The invention relates to a device for positioning fibers. there it is about glass, quartz or plastic fibers, for example serve as an optical fiber, for example. The positioning is for Example then necessary if fibers of the type mentioned with their ends to be brought in very specific positions relative to each other. This is necessary to insert fibers into holes that are in a certain hole patterns are arranged relative to each other. The same comes into consideration when inserting fibers into a connector or when Merging with another object as well as for fastening such another object, for example on a roller for Winding up optical fibers.

Bei der Positionierung von Fasern geht es um höchste Genauigkeit. Es geht aber auch darum, die Fasern nicht zu beschädigen. The positioning of fibers is about maximum accuracy. It is also about not damaging the fibers.

Die genannten Arbeiten an und mit solchen Fasern wurden bisher manuell durchgeführt. So wurden Fasern beispielsweise mit Pinzetten in die gewünschten Positionen gebracht und in Bohrungen eingesteckt oder in einen Stecker eingelegt. Dieses Verfahren ist sehr mühsam und personalaufwendig. Es hat außerdem den Nachteil, daß dabei Fehler sowie Beschädigungen der Fasern auftreten können. The work on and with such fibers has so far been manual carried out. For example, fibers were inserted into the brought into desired positions and inserted in holes or in inserted a plug. This procedure is very tedious and labor-intensive. It also has the disadvantage that errors as well Damage to the fibers can occur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher Fasern der genannten Art einwandfrei positioniert werden können, und zwar zum Zwecke des Einsteckens in die Bohrungen eines vorgegebenen Bohrungsmusters oder für das Einlegen in einen Stecker oder für das Zusammenfügen mit einem anderen Gegenstand. The invention has for its object to provide a device with which fibers of the type mentioned can be positioned properly, namely for the purpose of insertion into the holes of a predefined hole pattern or for insertion into a plug or for merging with another object.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. This object is solved by the features of claim 1.

Demgemäß umfaßt eine solche Vorrichtung einen Greifer zum Erfassen der Fasern. Der Greifer seinerseits umfaßt eine Führungsvorrichtung, der wenigstens eine Aussparung zur Aufnahme einer Faser aufweist. Der Führungsvorrichtung ist eine Halteeinrichtung zum vorübergehenden Festhalten der betreffenden Faser zugeordnet. Accordingly, such a device comprises a gripper for gripping the Fibers. The gripper in turn comprises a guide device, the has at least one recess for receiving a fiber. The Guide device is a holding device for temporary Holding assigned to the fiber concerned.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Führungsvorrichtung mit mehreren Aussparungen versehen. Diese sind wiederum relativ zueinander derart angeordnet, wie dies der gewünschten Faserpositionierung entspricht. Dabei kommt es hauptsächlich darauf an, daß die Endbereiche der Aussparungen die gewünschte gegenseitige Zuordnung haben, somit jene Bereiche, an welchen die Endbereiche der einzulegenden Fasern liegen werden. In a further embodiment of the invention, the guide device is used several recesses. These are again relative to each other arranged as this is the desired fiber positioning equivalent. The main thing is that the end areas the recesses have the desired mutual assignment, thus those areas at which the end areas of the fibers to be inserted will lie.

Die Aussparungen können durch ein materialabtragendes Verfahren erzeugt werden, zum Beispiel durch Ätzen, Erodieren, Laserbearbeiten, Präzisionsschleifen oder Präzisionsfräsen. The recesses can be removed by a material-removing process generated, for example by etching, eroding, laser processing, Precision grinding or precision milling.

Die genannte Halteeinrichtung kann auf verschiedene Weise gestaltet sein. So kommt beispielsweise eine Vakuumeinrichtung in Betracht, mit welcher die in die Aussparungen eingelegten Fasern durch Unterdruck an der Führungsvorrichtung festgehalten werden. Statt des Unterdruckes könnte auch daran gedacht werden, der Führungsvorrichtung Blasdüsen zuzuordnen, die gegen die eingelegten Fasern feine Blasluftstrahlen richten, so daß die Fasern in die Aussparungen der Führungsvorrichtung eingedrückt werden. The holding device mentioned can be designed in various ways. For example, a vacuum device with which the fibers inserted into the recesses due to negative pressure on the Guide device are held. Instead of the negative pressure could also be considered, the guide device blowing nozzles assign the fine blown air jets against the inserted fibers align so that the fibers in the recesses of the guide device be pushed in.

Weiterhin kommt als Halteeinrichtung eine elektrostatische Einrichtung in Betracht oder eine Einrichtung zum Erzeugen einer Adhäsionskraft, welche die eingelegten Fasern in den Aussparungen der Führungsvorrichtung festhält, etwa durch Befeuchten, Kleben oder Befrosten. Auch könnten die Aussparungen in einem zur Faser-Längsrichtung gelegten Schnitt derart gestaltet sein, daß die einzelne Faser beim Einlegen in die Aussparung einer ganz leichten Klemmkraft unterworfen wird, die sich möglichst leicht wieder lösen läßt. Furthermore, an electrostatic device comes in as a holding device Consider or a device for generating an adhesive force, which the inserted fibers in the recesses of the guide device holds, for example by moistening, gluing or freezing. They could also Recesses in a cut such as the longitudinal direction of the fiber be designed so that the single fiber when inserted into the recess is subjected to a very slight clamping force that is as light as possible can be solved again.

Die Aussparungen sind nach der einen Fläche des Klemmkörpers hin offen. Sie werden im allgemeinen V-förmige Nuten sein. The cutouts are open towards one surface of the sprag. They will generally be V-shaped grooves.

Der Greifer ist im allgemeinen ein Multifasergreifer. An ihm werden die Fasern entweder von Hand oder mittels einer Vorpositioniereinrichtung befestigt. Durch die Fixierung ist es möglich, den Multifasergreifer inklusive der Fasern zu bewegen. Der Multifasergreifer kann nun mittels hochpräzisen Bewegungshilfen (zum Beispiel Linearachsen oder manuellen Verstelleinrichtungen) mit sehr hoher örtlicher Präzision positioniert werden. Die Fasern können jetzt in einem nachfolgenden Schritt zum Beispiel in eine Lochplatte gesteckt oder in einen Stecker eingelegt werden. Hierbei kann eine Kontrolle der Position über zum Beispiel ein Mikroskop oder eine Bildverarbeitung mittels Regelung erfolgen. The gripper is generally a multi-fiber gripper. On him, the Fibers either by hand or by means of a pre-positioning device attached. The fixation makes it possible to include the multifiber gripper of the fibers to move. The multifiber gripper can now be used high-precision movement aids (for example linear axes or manual Adjustment devices) can be positioned with very high local precision. The fibers can now, for example, in a subsequent step a perforated plate can be inserted or inserted into a plug. in this connection can control the position using, for example, a microscope or a Image processing by means of regulation.

Es können zum Beispiel folgende Fasertypen verwendet werden:

- Quarzglasfasern
- POF (plastic optical fiber)
- Multicomponent-Glasfasern
- Glasfasern
- PCG (plastic cladded glass)

For example, the following types of fibers can be used:

- quartz glass fibers
- POF (plastic optical fiber)
- Multicomponent glass fibers
- glass fibers
- PCG (plastic cladded glass)

Zum Einsatz kommen Außendurchmesser von 50 Mikrometer bis 1 mm. Outside diameters from 50 micrometers to 1 mm are used.

Die Fasern können vorbehandelt sein:

- Angespitzt: Thermisch, chemisch und/oder mechanisch
- Abgerundet: Thermisch, chemisch und/oder mechanisch
- Gestrippt und ungestrippt.

The fibers can be pretreated:

- Pointed: thermal, chemical and / or mechanical
- Rounded: thermal, chemical and / or mechanical
- Stripped and unstripped.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt eine präzise Positionierung mehrerer Fasern gleichzeitig, zum Beispiel für das Einstecken in Bohrungen eines vorgegebenen festen Lochmusters oder für das Einlegen in einen Stecker oder zum Zusammenfügen an einem weiteren Gegenstand und zum Befestigen hieran. Unter der Ausdrucksweise "Bohrungen" sind Lochstrukturen jeglicher Art zu verstehen, somit auch solche mit nicht rundem Querschnitt. Die Fasern können beispielsweise als Lichtwellenleiter verwendet werden. Die Erfindung führt zu erheblichen Vorteilen. So läßt sich die gesamte Fertigung rationeller, kostengünstiger und damit wirtschaftlicher gestalten. Die erfindungsgemäße Verfahrensweise macht unabhängig von der Geschicklichkeit von Personal. Die Bauteilqualität ist ebenfalls unabhängig von der Qualifikation von Personal. Es lassen sich mehrere Fasern gleichzeitig handhaben, so daß das Einlegen von Fasern in vorbestimmten Zyklen erfolgen kann. The device according to the invention allows precise positioning several fibers at the same time, for example for insertion into bores a predetermined fixed hole pattern or for insertion into one Plug or to join another object and to attach to it. Under the phrase "bores" are To understand hole structures of any kind, including those with round cross section. The fibers can be used, for example, as optical fibers be used. The invention leads to considerable advantages. So lets the entire manufacturing process is more rational, less expensive and thus Make it more economical. The procedure according to the invention makes regardless of the skill of staff. The component quality is also regardless of the qualifications of personnel. It can be handle several fibers at the same time, so that the insertion of fibers in predetermined cycles can take place.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Die schematische Darstellung zeigt dabei eine Führungsvorrichtung 1 eines Greifers. Die Führungsvorrichtung 1 hat im vorliegenden Falle die Gestalt einer Einlegeplatte. The invention is explained in more detail with reference to the drawing. The schematic illustration shows a guiding device 1 of a gripper. The guide device 1 has the shape of an insert plate in the present case.

Man erkennt ferner drei Nuten 1.1, 1.2, 1.3. Diese sind im Querschnitt V- förmig. One can also see three grooves 1.1 , 1.2 , 1.3 . These are V-shaped in cross section.

In jede Nut 1.1, 1.2, 1.3 ist eine Faser 2.1, 2.2, 2.3 eingelegt. A fiber 2.1 , 2.2 , 2.3 is inserted into each groove 1.1 , 1.2 , 1.3 .

Wie oben ausgeführt, kann die genannte Führungsvorrichtung als Greifer ausgeführt sein. Die Fasern werden hieran fixiert, wozu eine der genannten Halteeinrichtungen dient. Der Greifer wird zusammen mit den hieran gehaltenen Fasern in Arbeitsrichtung bewegt, so daß die Fasern beispielsweise in die Bohrungen eingeführt werden. As stated above, the said guide device can act as a gripper be executed. The fibers are fixed here, for which one of the above Holding devices serves. The gripper is attached to this held fibers moved in the working direction so that the fibers for example, inserted into the holes.

Alternativ kommt in Betracht, die Führungsvorrichtung als Rutsche auszubilden. Die Fasern werden in die genannten V-Nuten oder ähnlich gestaltete Nuten eingelegt. Die Führungsvorrichtung verbleibt stationär, aber die Fasern werden in Arbeitsrichtung bewegt, somit beispielsweise auf die Bohrungen zu und in diese hinein. Die Bewegung kann durch rutschen lassen der Fasern geschehen, somit durch die Schwerkraft. Aber auch andere Maßnahmen zum Transportieren der Fasern in einer solchen rutschenartigen Einführvorrichtung können getroffen werden, beispielsweise durch Mitnahme mittels eines Mitnahmekörpers. Alternatively, the guide device can be used as a slide train. The fibers are in the V-grooves or similar designed grooves inserted. The guide device remains stationary, but the fibers are moved in the working direction, for example on the holes to and into them. The movement can slip let the fibers happen, thus by gravity. But also other measures for transporting the fibers in one slide-like insertion device can be hit, for example by taking along using a take-along body.

Der Schwierigkeitsgrad des Einführens läßt sich an den Dimensionen ermessen, um die es hier geht: Der Durchmesser der einzelnen Faser, und gleichzeitig die lichte Weite der einzelnen Bohrung liegen bei 50 Mikrometer. The degree of difficulty of the introduction can be determined by the dimensions measure what is at stake here: the diameter of the individual fiber, and at the same time the clear width of the individual bore is 50 Micrometers.

Claims

1. A method for positioning fibers such as glass fibers, quartz fibers, plastic fibers, for the purpose of insertion into the bores of a predetermined bore pattern, or for insertion into a plug, or for assembly with another object, for example a roller for winding up the fibers and to attach to this item;

1. 1.1 the fibers are positioned with a guide device such that their front ends in the insertion direction are aligned with the bores or with the plug or with the object;

2. 1.2 the fibers are temporarily fixed to the guide device;

3. 1.3 the guide device is moved in the insertion direction so that the fibers reach their end position.

2. A method for positioning fibers such as glass fibers, quartz fibers, plastic fibers, for the purpose of insertion into the bores of a predetermined bore pattern, or for insertion into a plug, or for assembly with another object, for example a roller for winding up the fibers and to attach to this item;

1. 2.1 the fibers are positioned with a guide device such that their front ends in the insertion direction are aligned with the bores or with the plug or with the object;

2. 2.2 the guide device is held in place and the fibers are slidably moved in the direction of the bores or the plug or the object.

3. Device for positioning fibers such as glass fibers, quartz fibers, plastic fibers, for the purpose of insertion into the bores of a predetermined bore pattern, or for insertion into a plug, or for assembly with another object, for example a roller for winding up the fibers and to attach to this item;

1. 3.1 with a gripper for gripping at least one fiber;

2. 3.2 the gripper comprises a guide body ( 1 ) which has at least one recess ( 1.1 , 1.2 , 1.3 ) for receiving a fiber ( 2.1 , 2.2 , 2.3 );

3. 3.3 the guide body ( 1 ) is assigned a holding device for temporarily holding the fibers ( 2.1 , 2.2 , 2.3 ).

4. The device according to claim 3, characterized by the following features:

1. 4.1 the guide body ( 1 ) is provided with several recesses ( 1.1 , 1.2 , 1.3 );

2. 4.2 the recesses ( 1.1 , 1.2 , 1.3 ) are arranged at least where the end region of the fibers to be inserted ( 2.1 , 2.2 , 2.3 ) is located relative to one another in accordance with the desired positioning of the fibers ( 2.1 , 2.2 , 2.3 ).

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the recesses ( 1.1 , 1.2 , 1.3 ) are produced by a material-removing process, for example by etching, eroding, laser processing, precision grinding or precision milling.

6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the guide device ( 1 ) comprises a vacuum device for applying a vacuum to the fibers ( 2.1 , 2.2 , 2.3 ).

7. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the guide device ( 1 ) comprises a blowing device for applying a blowing pressure on the fibers ( 2.1 , 2.2 , 2.3 ).

8. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the guide device ( 1 ) comprises an electrostatic device.

9. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized characterized in that the guide device is a device for Generating an adhesive force that includes, for example Adhesion caused by moistening, gluing or freezing.

10. Device according to one of claims 3 to 9, characterized in that the recesses ( 1.1 , 1.2 , 1.3 ) are seen in a section perpendicular to the fibers ( 2.1 , 2.2 , 2.3 ) (V-shaped).

11. Device according to one of claims 3 to 10, characterized in that the recesses ( 1.1 , 1.2 , 1.3 ) with respect to the cross section of the fibers ( 2.1 , 2.2 , 2.3 ) are designed such that the fibers ( 2.1 , 2.2 , 2.3 ) get caught in the recesses ( 1.1 , 1.2 , 1.3 ) by applying slight pressure.

12. The device according to one of claims 3 to 11, characterized characterized in that the gripper a moving device as well a position control device is assigned.

13. Device according to one of claims 3 to 12, characterized in that the fibers ( 2.1 , 2.2 , 2.3 ) are optical fibers.