TWI526278B - Fiber head grinding device - Google Patents

Description

光纖頭研磨裝置

本發明涉及光纖的研磨技術，特別有關於一種光纖頭研磨裝置。

周知，目前光纖之使用範圍極廣，尤用於通訊、訊號傳輸或光電傳輸上，而光纖頭(也就是光纖的兩端)必須被加工成一微凸之表面，使光纖之間在進行接合時，兩者間的光學損失最小。

因此，光纖要達到傳輸品質高及降低瑕疵率的要求，對研磨機在研磨光纖頭時其施壓及時間之控制就要非常精確，而施壓之要求是依據不同研磨過程、研磨片及時間計算出的數據，此數據是經由廠商測試後，提供研磨加工廠使用。而傳統研磨機是利用重塊以配重的方式來調整不同施壓之需求，當要研磨光纖頭時，依照廠商所提供之數據，調整重塊之下壓重力，使光纖頭與研磨台上的研磨片之間產生預定之研磨壓力進行研磨。

然而，傳統研磨機以配重的方式來調整研磨壓力，而此種調整研磨壓力的方式過於簡陋且不精確；此外，用來固定光纖頭的治具是組設於研磨機上，當光纖頭在治具上進行插置及取出時易受牽絆且造成不方便。因此，如何提升研磨機在調整研磨壓力時的精度及便利性，便成為一項有待改善的課題。

有鑑於此，本發明之目的旨在提供一種光纖頭研 磨裝置，藉由氣電比例控制閥來控制研磨光纖頭時所需的研磨壓力，以改善傳統研磨機利用配重方式來調整研磨壓力時不易控制精度及便利性欠缺的問題。為能實現上述目的並解決問題，本發明之光纖頭研磨裝置的技術手段，包括：一盤狀治具，懸持於一承台上拘束其轉動，治具的盤面上形成一中心砧部，以及分佈於中心砧部四周的多個插置孔；一個以上的光纖頭，各自嵌組於一插置座上，所述插置孔提供插置座插置，所述光纖頭凸顯於治具的底部；一研磨台，以偏離旋轉中心方式承載一研磨片，該研磨台並配置一轉動器，該轉動器驅動研磨片在一面區域上偏心的旋動；及一氣壓驅動器，接受一氣電比例控制閥的驅動控制而壓持該中心砧部，使光纖頭懸持於該面區域中接受研磨片的旋動研磨。

依此，藉由氣電比例控制閥輸出的氣壓壓力來控制氣壓驅動器，進而控制光纖頭與研磨片之間的研磨壓力，相較傳統以配重方式來調整上述二者之間的研磨壓力來說，具有掌控研磨壓力精度的優點。

在實施上，本發明還包括：治具的盤面四周形成多支延伸的橫桿，承台上形成一承持孔，承持孔四周形成多個拘束橫桿旋動用的承座，治具是經由橫桿的受拘束而懸持於承台的承持孔中。依此，能避免光纖頭受到研磨影響而產生旋動，同時光纖頭利用位移來接受由氣壓驅動器所施加的研磨壓力。

承台為一滑台，接受一驅動器的帶動而載運治具於一置料區及一研磨區之間移動，其中插置座是在置料區插置於治具的插置孔內，而使光纖頭凸顯於治具的底部。依此，藉由在置料區將光纖頭插置於治具上，利用承台將治具移動到研磨區，使光纖頭接受研磨片的旋動研磨，接著治具再移動至置料區將已完成研磨的光纖頭取出，進而避免光纖頭在治具上進行插置及取出時受到牽絆，增加進行上述動作時的 便利性。

置料區內包含配置一清洗器，坐落於治具的底部，該清洗器噴注液體、氣體清潔光纖頭。依此，當光纖頭接受研磨後，利用清洗器來清除附著於光纖頭表面因研磨所產生的粉末及空氣中的灰塵，使光纖頭的清潔動作得以自動化進行。

研磨台及氣壓驅動器是坐落於研磨區內，治具是移動至研磨區內接受氣壓驅動器的壓持，而使光纖頭接受研磨片的研磨。依此，藉由氣壓驅動器來提供研磨片在研磨光纖頭時所需的研磨壓力，以提升光纖頭的研磨效果。

氣壓驅動器包含一大行程驅動器，及接受大行程驅動器帶動的一小行程驅動器，氣電比例控制閥是同步驅動控制大行程驅動器與小行程驅動器的輸出推力，並經由小行程驅動器來壓持中心砧部。其中中心砧部呈錐槽狀，小行程驅動器上配置有一錐柱，並經由錐柱來壓持中心砧部。依此，錐柱藉由大行程驅動器及小行程驅動器的二段式移動，來避免錐柱以快速且直接的與治具的中心砧部接觸而造成碰撞的情況，進而提升錐柱及治具的使用壽命。

研磨台底部包含配置一挺伸驅動器，該挺伸驅動器帶動研磨台上移，使研磨片能在面區域上偏心的旋動研磨該光纖頭。依此，藉由研磨台將插置有光纖頭的治具向上推移至面區域，再利用氣壓驅動器壓持治具，使光纖頭在接受研磨片研磨時得到所需的研磨壓力，進而提升光纖頭研磨成品的良率。

以上所述之方法與裝置之技術手段及其產生效能的具體實施細節，請參照下列實施例及圖式加以說明。

10‧‧‧治具

11‧‧‧中心砧部

12‧‧‧插置孔

13‧‧‧橫桿

20‧‧‧承台

21‧‧‧承持孔

22‧‧‧承座

23‧‧‧線性滑軌

24‧‧‧驅動器

30‧‧‧光纖頭

31‧‧‧插置座

40‧‧‧研磨台

41‧‧‧研磨片

42‧‧‧轉動器

43‧‧‧挺伸驅動器

50‧‧‧面區域

60‧‧‧氣壓驅動器

61‧‧‧氣電比例控制閥

62‧‧‧大行程驅動器

63‧‧‧小行程驅動器

64‧‧‧錐柱

71‧‧‧置料區

72‧‧‧研磨區

80‧‧‧清洗器

81‧‧‧蓋體

圖1是本發明之治具的剖示圖。

圖2是本發明之研磨片偏心旋轉的示意圖。

圖3是本發明之第一種實施例的配置示意圖。

圖4是圖3的俯視圖。

圖5是圖4的A-A剖面示意圖。

圖6是本發明之第二種實施例的配置示意圖。

圖7至圖9分別是圖5的動作示意圖。

請合併參閱圖1至圖5，揭露本發明之第一種實施例的態樣，說明本發明提供的光纖頭研磨裝置，包括一治具10、一個以上的光纖頭30、一研磨台40及一氣壓驅動器60。其中：請參閱圖1，說明該治具10呈一盤狀，且該治具10的盤面中心上形成一中心砧部11，而中心砧部11四周與其等距分佈有多個插置孔12，當對中心砧部11施壓時，由中心砧部傳遞出來的作用力會均勻分散在中心砧部11四周的插置孔12上，並且該治具10是以懸持的方式配置於一承台20上，使治具10在接受研磨加工時能利用位移來接受所需的研磨壓力，並且承台20能拘束治具10，藉以避免治具10於接受研磨加工時跟著發生轉動。

請再參閱圖1，說明所述光纖頭30是各自嵌組於一插置座31上，在實施上，光纖頭30是經由插置座31而連接電子設備(例如電腦)，在本發明中，光纖頭30是經由插置座31插置於插置孔12內，而當光纖頭30插置於插置孔12內時其一端會凸顯於治具10的底部，藉此，光纖頭30是利用固定於治具20上在研磨加工時保持其穩定性，進而提升研磨品質。

接著，請合併參閱圖2及圖5，說明在研磨台40偏離其旋轉中心的位置上承載有一研磨片41，而該研磨台40連結有一轉動器42，當該研磨片41藉由轉動器42的帶動在 一面區域50上進行偏心的旋動時，能增加研磨片41研磨光纖頭的接觸範圍，進而提升研磨片41的使用壽命，在實施上，該面區域50是指光纖頭30與研磨片41進行接觸研磨的位置。

請參閱圖3，說明氣壓驅動器60是配置於研磨台40的上方，能藉由向下移動來壓持治具10的中心砧部11，以提供光纖頭30接受研磨片41研磨時所需的研磨壓力，由於氣壓驅動器60是對治具10的中心(也就是中心砧部11)施壓，使氣壓驅動器60所施加的作用力能均勻分散在治具10上的光纖頭30，使所有的光纖頭30與研磨片41之間具有相同的研磨壓力，進而取得相同的研磨效果，此外，氣壓驅動器60是利用氣電比例控制閥61輸出的氣壓壓力來控制光纖頭30在接受研磨時與研磨片41之間的研磨壓力值，而氣電比例控制閥61輸出的氣壓壓力則能利用可程式邏輯控制器(Programmable Logic Controller，簡稱PLC)或數值控制(Numerical Control，簡稱NC)輸入的信號來加以控制，使研磨壓力的調整達到自動化，以取代傳統的人工調整。

更進一步的說，請參閱圖3，說明該治具10的盤面四周形成多支橫桿13，而橫桿13之間是等角度的由治具10的中心向外延伸，在本實施例中，橫桿13數量為三，而承台20上形成有一呈圓形的承持孔21，且承持孔21四周的承台20上形成多個承座22，在本實施例中，承座22是由雙側承壁框圍形成一垂向承槽而設立，且承座22數量同為三，治具10是利用橫桿13放置於承台20的垂向承槽中，並藉由承座22雙側承壁來拘束承槽中的橫桿13旋動，使治具10定位於承持孔21中，以避免插置於治具10上的光纖頭30在接受研磨片41的旋動研磨時跟著產生旋動，進而影響到光纖頭10的研磨品質。

接著，請參閱圖3，說明該承台20在實施上為一滑台，滑設於一線性滑軌23上，該承台20是接受一驅動器 24的帶動而載運治具10沿線性滑軌23於一置料區71及一研磨區72之間進行移動，其中置料區71是指在此處將光纖頭10經由插置座31插置於插置孔12進而定位在治具10上，而研磨區72包含研磨台40及氣壓驅動器60，治具10是移動至研磨區72內接受氣壓驅動器60的壓持，而使光纖頭10接受研磨片41的研磨，藉由設置置料區71及研磨區72，使光纖頭30在治具10上進行插置及取出時更具便利性。

請參閱圖6，揭示出本發明之第二種實施例的配置示意圖，說明置料區71內還包含配置有一清洗器80，該清洗器80是坐落於治具10的底部，當光纖頭30於研磨區72接受研磨後，光纖頭30能藉由治具10接受承台20的載運移動到置料區71內清洗器80的上方，而清洗器80則利用噴射出高壓的液體或氣體來清除附著於光纖頭30表面因研磨所產生的粉末及空氣中的灰塵，在實施上，在光纖頭10接受清洗器80清洗前，要在光纖頭30上方罩設一蓋體81，藉以避免清洗器80在清洗光纖頭30時，清洗器80所噴射出高壓的液體或氣體及光纖頭30因研磨所產生的粉末向四處飛散。

請參閱圖3，說明氣壓驅動器60在實施上包含一大行程驅動器62及一小行程驅動器63，其中小行程驅動器63是滑設於大行程驅動器62上，且大行程驅動器62與小行程驅動器63是利用氣電比例控制閥61所輸出的氣壓壓力來進行同步驅動控制，且大行程驅動器62帶動小行程驅動器63一同進行線性位移，此外，小行程驅動器63配置有一錐柱64，該錐柱64能藉由小行程驅動器63的帶動來壓持中心砧部11，其中錐柱64藉由大行程驅動器62及小行程驅動器63的二段式移動，來提升錐柱64與中心砧部11的接觸精度以及施壓與調壓時的控制精度。其中，中心砧部11呈錐槽狀，能提高錐柱64在壓持中心砧部11時的穩定性。

此外，請參閱圖5，說明研磨台40底部配置有一 挺伸驅動器43，在實施上，挺伸驅動器43為一氣壓缸，研磨台40能經由挺伸驅動器43的帶動向上位移，將位於研磨台40上方的治具10朝上推動，使光纖頭30移動到面區域50，以接受氣壓驅動器60的壓持，進而提供光纖頭30與研磨片41所需的研磨壓力。

根據上述配置，請接續參閱圖7至圖9，依序揭示本發明的動作解說圖，說明當治具10沿線性滑軌23移動至研磨台40上方時(如圖7所示)，研磨台40能經由挺伸驅動器43的帶動向上位移，將位於研磨台40上方的治具10朝上推動，使光纖頭30移動到面區域50(如圖8所示)，接著，錐柱64經由大行程驅動器62及小行程驅動器63的帶動而向下壓持治具10的中心砧部11(如圖9所示)，以提供光纖頭30與研磨片41之間所需的研磨壓力，然後研磨片41經由轉動器42的帶動開始旋動，並利用錐柱64所施加的研磨壓力來研磨光纖頭30。

根據以上實施例之說明，本發明之光纖頭研磨裝置藉由將治具固定於活動式承台上，使治具能在置料區及研磨區之間進行移動，相較於傳統研磨機的置料區及研磨區位置重疊，導致光纖頭在進行插置及取出時，易受到研磨機上其他構件的牽絆，而本發明則具有在治具上插置及取出光纖頭時的便利性，此外，相較傳統研磨機以配重方式來調整光纖頭與研磨片之間的研磨壓力來說，本發明是藉由氣電比例控制閥來控制氣壓驅動器的輸出壓力，進而調整光纖頭與研磨片之間的研磨壓力，具有易於掌控研磨壓力精度的優點。

以上實施例僅為表達了本發明的較佳實施方式，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本發明所屬技術領域中具有通常知識者而言，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出複數變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明應以申 請專利範圍中限定的請求項內容為準。

10‧‧‧治具

11‧‧‧中心砧部

13‧‧‧橫桿

20‧‧‧承台

21‧‧‧承持孔

22‧‧‧承座

23‧‧‧線性滑軌

24‧‧‧驅動器

40‧‧‧研磨台

41‧‧‧研磨片

60‧‧‧氣壓驅動器

61‧‧‧氣電比例控制閥

62‧‧‧大行程驅動器

63‧‧‧小行程驅動器

64‧‧‧錐柱

Claims (9)

1. 一種光纖頭研磨裝置，包括：一盤狀治具，懸持於一承台上拘束其轉動，治具的盤面上形成一中心砧部，以及分佈於中心砧部四周的多個插置孔；一個以上的光纖頭，各自嵌組於一插置座上，所述插置孔提供插置座插置，所述光纖頭凸顯於治具的底部；一研磨台，以偏離旋轉中心方式承載一研磨片，該研磨台並配置一轉動器，該轉動器驅動研磨片在一面區域上偏心的旋動；及一氣壓驅動器，接受一氣電比例控制閥的驅動控制而壓持該中心砧部，使光纖頭懸持於該面區域中接受研磨片的旋動研磨。
2. 如申請專利範圍第1項所述的光纖頭研磨裝置，其中治具的盤面四周形成多支延伸的橫桿，承台上形成一承持孔，承持孔四周形成多個拘束橫桿旋動用的承座，治具是經由橫桿的受拘束而懸持於承台的承持孔中。
3. 如申請專利範圍第1項所述的光纖頭研磨裝置，其中承台為一滑台，接受一驅動器的帶動而載運治具於一置料區及一研磨區之間移動。
4. 如申請專利範圍第3項所述的光纖頭研磨裝置，其中插置座是在置料區插置於治具的插置孔內，而使光纖頭凸顯於治具的底部。
5. 如申請專利範圍第3或4項所述的光纖頭研磨裝置，其中置料區內包含配置一清洗器，坐落於治具的底部，該清洗器噴注液體、氣體清潔光纖頭。
6. 如申請專利範圍第3項所述的光纖頭研磨裝置，其中研磨台及氣壓驅動器是坐落於研磨區內，治具是移動至研磨區內接受氣壓驅動器的壓持，而使光纖頭接受研磨片的研磨。
7. 如申請專利範圍第3或6項所述的光纖頭研磨裝置，其中氣壓驅動器包含一大行程驅動器，及接受大行程驅動器 帶動的一小行程驅動器，氣電比例控制閥是同步驅動控制大行程驅動器與小行程驅動器的輸出推力，並經由小行程驅動器來壓持中心砧部。
8. 如申請專利範圍第7項所述的光纖頭研磨裝置，其中中心砧部呈錐槽狀，小行程驅動器上配置有一錐柱，並經由錐柱來壓持中心砧部。
9. 如申請專利範圍第3或6項所述的光纖頭研磨裝置，其中研磨台底部包含配置一挺伸驅動器，該挺伸驅動器帶動研磨台上移，使研磨片能在面區域上偏心的旋動研磨該光纖頭。