專利名稱：切割塑料光學(xué)纖維的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切割用于光學(xué)通信的塑料光學(xué)纖維的裝置和方法，所述纖維在其外部周圍具有包含覆層的涂層。
在大部分塑料光學(xué)纖維(POF)中，將熱塑性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為POF的芯部材料，而將氟基樹脂作為形成于芯部外周部分的覆層材料。另外，目前可從市場(chǎng)上購買到多種塑料光學(xué)纖維，其每一種都是多模型的。
通過將線纜的塑料光學(xué)纖維固定到插頭上并將插頭插入到另一個(gè)設(shè)備的插孔中，從而將一個(gè)設(shè)備的塑料光纜連接到另一個(gè)設(shè)備上，在此情況下要求，即使在用一個(gè)新的線纜來替換了舊的線纜的情況下，光學(xué)傳輸性能也不發(fā)生變化。

圖1A是將插頭插入到插座中的典型截面圖。如圖所示，插入插頭11中心孔中的塑料光學(xué)纖維1的端部形成于一個(gè)具有特定半徑的球面R內(nèi)，塑料光學(xué)纖維1的端部與設(shè)備的光接受元件11c之間的距離“a”設(shè)定為一個(gè)特定的長度。
圖1A所示的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為，即使在用一個(gè)新的插頭來更換插頭11的情況下，插座11b和插頭11之間的位置關(guān)系也保持恒定。因此，由于塑料光學(xué)纖維1的端部球面R到插頭11的位置保持恒定，因而用一個(gè)新的插頭來更換插頭11不會(huì)影響塑料光學(xué)纖維1的光傳輸性能。
如圖1B所示，利用塑料光學(xué)纖維1的熱塑性來形成塑料光學(xué)纖維1的端部表面。具體地說，對(duì)在其一端具有特定半徑凹形面的成型模11d進(jìn)行加熱，并將其壓向固定到插頭11上的塑料光學(xué)纖維1的端部表面。成型模11d的熱量使塑料光學(xué)纖維1的端部表面軟化，從而就可將成型模11d的凹形面?zhèn)鬟f給塑料光學(xué)纖維1的端部表面，并形成一個(gè)凸形面R。
可認(rèn)為在進(jìn)行了成型加工之后軟化樹脂的體積不發(fā)生變化。因此，為使圖1A所示的距離“a”保持不變，必須將塑料光學(xué)纖維1固定在插頭11上，從而在形成塑料光學(xué)纖維1的凸形面R之前使端部表面到插頭11的位置保持恒定。為此，將塑料光學(xué)纖維1固定在具有從插頭11伸出足夠長部分的插頭11上，并在與插頭11有關(guān)的一個(gè)特定位置上將塑料光學(xué)纖維1切斷，從而使在后續(xù)步驟中所形成的凸形面R的位置保持恒定。
通常是利用鋒利的切割工具例如可從市場(chǎng)上購買到的切刀或剃刀來切割塑料光學(xué)纖維。在此情況下，如圖1C所示，會(huì)在垂直于塑料光學(xué)纖維軸線的切割平面上出現(xiàn)形成塑料光學(xué)纖維主體的樹脂碎屑和/或裂紋。這種碎屑和/或裂紋仍會(huì)保留在圖1B所示后續(xù)步驟中所形成的端部表面上，從而引起會(huì)使傳輸性能發(fā)生改變的故障，例如，凸形面發(fā)生故障或產(chǎn)生裂紋。
如圖1D所示，如果用先前加熱的切刀來切割塑料光學(xué)纖維，覆層等就會(huì)須狀伸長，并粘附于在形成POF端部表面時(shí)要軋制成凸平面的切割表面上，從而減低了POF的傳輸性能。
另外，JP昭58-175630A公開了一種利用安裝在超聲振動(dòng)激勵(lì)器上的切割刀片來切割塑料材料的方法，其中，通過切割刀片將超聲振動(dòng)集中于待切割的塑料材料部分上并將力作用于與塑料材料相接觸的切割刀片，從而來切割塑料材料。
為了使切割的POF具有所需要的光學(xué)傳輸性能，人們嘗試通過利用高頻機(jī)械振動(dòng)切割方法或超聲振動(dòng)切割方法來切割POF。即使在采用了這些方法的情況下，也存在著很多的不便。由于覆層及類似的層設(shè)置在POF芯部的外圓周表面上，當(dāng)切割刀片和光學(xué)纖維過度受熱時(shí)(即使是利用高頻機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)器來進(jìn)行加熱)，覆層及類似的層通常會(huì)須狀伸長，且這種伸長的須會(huì)粘附在切割平面上，并在形成端部表面時(shí)夾帶在POF的端部表面上，從而降低POF的傳輸性能。另外，根據(jù)相關(guān)技術(shù)中的高頻機(jī)械振動(dòng)切割方法，很難達(dá)到要獲得均勻切割平面所需要的最優(yōu)加工狀態(tài)，例如，確定POF切斷件的長度的狀態(tài)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種切割塑料光學(xué)纖維的切割裝置，其包括用于切割塑料光學(xué)纖維的切割件和用于將切割件定位于至少一個(gè)第一位置和至少一個(gè)第二位置的定位裝置，在第一位置處對(duì)塑料光學(xué)纖維進(jìn)行粗切割，在第二位置處對(duì)塑料光學(xué)纖維進(jìn)行精切割。
切割裝置最好包括用于向與塑料光學(xué)纖維相接觸的切割件部分作用高頻機(jī)械振動(dòng)的振動(dòng)裝置，該振動(dòng)裝置允許切割件對(duì)塑料光學(xué)纖維的接觸部分進(jìn)行加熱和切割。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種利用切割裝置來切割塑料光學(xué)纖維的切割方法，其包括以下的步驟將切割裝置定位于要對(duì)塑料光學(xué)纖維進(jìn)行粗切割的第一位置，在第一位置通過切割裝置來切割塑料光學(xué)纖維，將塑料光學(xué)纖維定位于要對(duì)塑料光學(xué)纖維進(jìn)行精切割的第二位置，在第二位置通過切割裝置來切割塑料光學(xué)纖維。
在該切割方法中，最好，在每個(gè)切割步驟中，通過高頻機(jī)械振動(dòng)來加熱切割裝置，并對(duì)塑料光學(xué)纖維進(jìn)行切割。
本發(fā)明的用于切割塑料光學(xué)纖維的裝置和方法具有如下的優(yōu)點(diǎn)由于可對(duì)要切下的塑料光學(xué)纖維部分進(jìn)行精確的切割，同時(shí)代表切割裝置的鋒利切割刀片又對(duì)其進(jìn)行加熱，因此，大大地降低了切割時(shí)作用于塑料光學(xué)纖維上的力，從而避免了在塑料光學(xué)纖維的切割平面上出現(xiàn)碎屑和/或裂紋，并延長了切割刀片的使用壽命，降低了更換和調(diào)整切割刀片所需的費(fèi)用。由于在精切割步驟中塑料光學(xué)纖維切得很薄，因此，可形成準(zhǔn)確光滑的塑料光學(xué)纖維切割平面，從而提高了后續(xù)步驟中塑料光學(xué)纖維端面的成型精度，并避免了在此成型步驟中出現(xiàn)故障。
除了上述的基本結(jié)構(gòu)之外，根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選形式，在精切割步驟中進(jìn)行最優(yōu)溫度控制。通過這種結(jié)構(gòu)，就可避免出現(xiàn)由于覆層伸長以及軟化的塑料光學(xué)纖維伸長而引起的不便，且不需要進(jìn)行任何額外的后處理。
根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選形式，切割裝置在工作狀態(tài)下具有較大的柔性。具體地說，切割裝置的工作狀態(tài)可在一個(gè)較寬的范圍內(nèi)變化，例如，通過改變基本切割操作組合，例如，代表切割裝置的切割刀片沿切割方向的運(yùn)動(dòng)，塑料光學(xué)纖維沿垂直于切割刀片運(yùn)動(dòng)方向的方向的運(yùn)動(dòng)和控制高頻機(jī)械振動(dòng)對(duì)切割刀片的加熱程度，從而使其從適合于在服務(wù)店少量的切割塑料光學(xué)纖維變化到適合于在工廠中大量地切割塑料光學(xué)纖維。
根據(jù)本發(fā)明的另外一種優(yōu)選形式，切割裝置為雙片式切割刀片元件，其具有粗切割刀刃和精切割刀刃，雙片式切割刀片元件安裝在同一個(gè)切割柄上。通過這種結(jié)構(gòu)，簡化了切割裝置和切割加工過程，因此而降低了切割塑料光學(xué)纖維的成本。
根據(jù)本發(fā)明的又一種優(yōu)選的形式，塑料光學(xué)纖維安裝到一個(gè)插頭上，并具有從插頭伸出的較長的伸出部分，反復(fù)多次地切割塑料光學(xué)纖維的伸出部分。通過這種結(jié)構(gòu)，由于反復(fù)地對(duì)伸出部分進(jìn)行切割，因而可獲得所需的塑料光學(xué)纖維切割平面，而且，由于對(duì)塑料光學(xué)纖維的伸出部分開始的切割是粗切割，因而降低了加工成本，雖然這種切割要反復(fù)進(jìn)行多次。
根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選形式，切割裝置帶有外圍設(shè)備，例如冷卻裝置。通過這種結(jié)構(gòu)，切割裝置可較為方便地變換成可滿足使用者特殊需求的形式。另外，由于切割裝置可變換成滿足使用者最低特殊需求的形式，因此，其可以較低的代價(jià)來滿足每個(gè)使用者的需求。
對(duì)推薦實(shí)施例的說明下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。
首先將結(jié)合附圖2來對(duì)利用超聲振動(dòng)來切割塑料光學(xué)纖維(POF)的方法進(jìn)行簡要的描述。圖2是表示利用超聲切割裝置的POF切割方法的透視圖。POF1放置在代表機(jī)座的一個(gè)工作平臺(tái)16上，通過撥去表皮使POF1從光學(xué)線纜1a中露出。POF1包括位于其中部的芯部和位于芯部外周的覆層。可在覆層的外圓周表面上設(shè)置用于機(jī)械保護(hù)POF1的保護(hù)層或類似的結(jié)構(gòu)。在說明書中，覆層、保護(hù)層及設(shè)置在芯部外圓周表面上的類似結(jié)構(gòu)都統(tǒng)稱為“涂層”。
代表切割裝置的超聲切割裝置3的結(jié)構(gòu)是這樣的，鋒利的切割刀片2固定到高頻機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)器4上，且切割刀片2與振動(dòng)激勵(lì)器4一起安裝在切割柄15的前端。切割柄15在圖2中給予示出。超聲切割裝置3支承成使圖2中陰影線所表示的切割刀片2的側(cè)表面垂直于工作平臺(tái)16的工作面，且切割刃線2f平性于工作平臺(tái)16。當(dāng)切割刃線2f垂直于POF1布置時(shí)，超聲切割裝置3就沿垂直于工作平臺(tái)16的方向“g”振動(dòng)來切割POF1.最好，方向“g”還垂直于切割刃線2f。
當(dāng)高頻電流從電源(未示出)供應(yīng)給高頻機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)器4時(shí)，就在切割刀片2的前端產(chǎn)生超聲振動(dòng)。在此情況下，切割刀片2就用作一個(gè)懸臂。切割刀片2的切割刃線2f與工作平臺(tái)16上的POF1相接觸，POF1受到超聲振動(dòng)，并因此而被加熱和軟化。因此，就可很容易地沿垂直于方向“g”的方向?qū)OF1切斷。
根據(jù)從POF1上切割下的切斷件的長度或厚度的不同，POF1的切割平面的狀態(tài)是不同的。通常，POF1的切斷件的長度變短，POF1的切割平面的狀態(tài)就將變好。其原因是POF1的切斷件的長度變長，在切割時(shí)作用于切割平面的載荷就變大，從而使切割平面的狀態(tài)變壞，并增大切割平面的局部缺陷。
在一般的切割光學(xué)纖維線纜的方法中，為了便于加工，POF1從光學(xué)纖維線纜表皮中露出的較長，切斷POF1，從而來獲得所需長度的POF1。由于上述的原因，這種方法不能獲得所需的POF1切割平面。為解決這一問題，本發(fā)明提供了一種分步切割方法，其包括粗切割步驟和精切割步驟，在粗切割步驟，切割POF1，從而切割下帶有仍具有特定厚度的精切斷件1d的粗切斷件1c，而在精切割步驟，再次切割POF1，并切下精切斷件1d，從而抑制了POF1切割平面變壞的發(fā)生。本發(fā)明經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，按照上述的包含粗切割步驟和至少一次精切割步驟點(diǎn)分步切割方法，可以以較為精確的切割平面來切割POF1。
應(yīng)當(dāng)注意的是，精切割步驟并不限于一次，而是可重復(fù)多次。在反復(fù)進(jìn)行精切割的情況下，多個(gè)精切斷件1d的厚度可以是相同的，或者在每次重復(fù)切割時(shí)連續(xù)地減小其厚度。
在粗精切割步驟中，由于POF1切斷件的長度和厚度較大，超聲振動(dòng)也應(yīng)盡可能地大，從而大大地提高POF1的溫度并使其軟化，這樣就可通過在切割刀片2的刀片平面中部或其附近作用較小的力來切斷軟化的POF1。在這種情況下來進(jìn)行粗切割就可在校短的時(shí)間內(nèi)來完成切割。另外，在精切割步驟中，由于POF1的切斷件的厚度較小，來控制并減小超聲振動(dòng)，從而使POF1的溫度升高得盡可能的小，并在切割刀片2的切割刃上作用較小的力就可將POF1切斷。并可更為精細(xì)地改變超聲振動(dòng)的強(qiáng)、弱感應(yīng)組合。
POF1可根據(jù)需要有選擇地組合上述分步切割方法中的基本步驟來進(jìn)行切割。分步切割方法還可結(jié)合一些輔助的步驟，例如，冷卻步驟。這就可能獲得所需的不會(huì)影響POF1傳輸性能的POF1切割平面。應(yīng)當(dāng)注意，在該實(shí)施例中，POF切割方法和裝置是作為作用于安裝在插頭上的POF的方法和裝置進(jìn)行描述的，但它們并不局限于此，其可廣泛地應(yīng)用于作用于不安裝在插頭上的POF的一般POF切割方法和裝置。
下面將結(jié)合附圖3、4A和4B來對(duì)本發(fā)明的可半自動(dòng)地切割安裝在插頭11上的POF1的塑料光學(xué)纖維切割裝置進(jìn)行描述。圖3是塑料光學(xué)纖維切割裝置17的透視圖，圖4A是切割裝置17的側(cè)視圖，圖4B是切割裝置17的正視圖。在這些圖中，符號(hào)X、Y和Z表示參照坐標(biāo)軸。
通過撥去表皮而使POF1從光學(xué)纖維線纜1a中露出，并將POF1以如下的方式安裝在插頭11上，即，具有足夠長度的POF1部分從插頭11的前端伸出。
塑料光學(xué)纖維切割裝置17的結(jié)構(gòu)是這樣的，即，其各個(gè)元件都設(shè)置在一個(gè)大致為矩形的機(jī)座16上。機(jī)座16的前表面平行于X-Y平面。矩形的平行六面體插頭安裝座17a固定在機(jī)座16的特定位置上。平行于Y軸延伸的V形槽形成于插頭安裝座17a的安裝平面上，用于使插頭11沿Y方向定位的縱向定位部分17b沿+Y方向形成于V形槽的一端。
矩形平行六面體的POF支承座17c沿-Y方向固定在機(jī)座16偏離插頭安裝座17a的位置上。
通過將插頭11的本體安裝到插頭安裝座17a的V形槽中，并使插頭11位于線纜側(cè)的端面與縱向定位部分17b相接觸使插頭11沿Y方向定位，從而將插頭11安裝在插頭安裝座17a上。將從插頭11伸出的POF1的伸出部分放置在POF支承座17c的上表面上。在圖5B中(后面將進(jìn)行描述)，通過板彈簧17k沿+X方向壓插頭11來使插頭11固定就位。
POF支承座17c的上表面為平行于X軸和Y軸的平坦平面，但是，由于用于切割POF1的切割刀片2在切割時(shí)沿X方向?qū)OF1作用了力，幾乎平行于Y軸延伸的凸起設(shè)置在POF支承座17c的上表面，以便由該凸起從+X方向來支承POF1。
從插頭11前端伸出的POF1部分在切割刀片2與POF1相接觸的位置處由切割刀片2切斷，上述位置與插頭11的前端間隔一個(gè)第一特定距離。如圖4B所示，切割刀片2平行于X-Z平面，且切割刃線2f平行于與機(jī)座16的上表面相垂直的Z軸。這樣切割刀片2就從+X方向進(jìn)刀來切割POF1。
高頻機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)器4與切割刀片2相連，從而在與切割刀片2的切割刃線2f相接觸的物件上作用超聲振動(dòng)。超聲振動(dòng)使物件被加熱并容易切割。切割刀片2和高頻機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)器4都固定在切割柄15的前端。切割柄15通過緊固螺釘18a固定在超聲切割裝置連接器18上。
立柱17d固定在機(jī)座16上，并可沿Y方向運(yùn)動(dòng)。輸送螺桿支架17e支承在立柱17d的上表面上。輸送螺桿支架側(cè)板6作為輸送螺桿支架17e的主要部件大致沿平行于X軸的方向延伸。POF1的切割位置由切割刀片2在Y方向也就是插頭11的縱向方向的位置來確定。因此，可通過使立柱17d沿Y方向運(yùn)動(dòng)從而使切割刀片2沿Y方向運(yùn)動(dòng)來確定POF1的切割位置。換句話說，立柱17d可用作用于確定POF1切割位置的定位裝置。
進(jìn)給馬達(dá)17f固定在輸送螺桿支架17e的右端，引導(dǎo)螺桿17g直接與進(jìn)給馬達(dá)17f的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連，并安裝在輸送螺桿支架17e內(nèi)。隨著進(jìn)給馬達(dá)17f的轉(zhuǎn)動(dòng)，與引導(dǎo)螺桿17g螺紋連接的螺母18b就可沿X方向運(yùn)動(dòng)。沿水平方向開設(shè)的槽17h設(shè)置在輸送螺桿支架的側(cè)板6上，用于將螺母18b連接到超聲切割裝置連接器18上的連接裝置18c安裝在槽17h中。因此，超聲切割裝置連接器18可沿平行于X軸的方向?qū)⑤斔吐輻U支架側(cè)板6的表面作為引導(dǎo)表面來進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
可通過松動(dòng)緊固螺釘18a并使切割柄15向前或向后移動(dòng)來調(diào)節(jié)POF1與切割刀片2的切割刃線2f沿Z方向的接觸位置。另外，這種調(diào)節(jié)也可通過改變立柱17d的結(jié)構(gòu)使其可相對(duì)于機(jī)座16沿Z方向上下伸縮運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。
在進(jìn)行切割后，將切割刀片2沿Y方向的位置調(diào)整到靠近插頭11前端的位置處，在此將POF1切斷，并使其具有一個(gè)第二特定長度的殘留部分。此后，通過控制進(jìn)給馬達(dá)17f的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)速度來使切割刀片2沿X方向反復(fù)運(yùn)動(dòng)。從而就可連續(xù)地進(jìn)行切割。
切割裝置17由控制裝置進(jìn)行控制，該控制裝置用于控制代表切割裝置的切割刀片2的運(yùn)動(dòng)步驟。該控制裝置通常由一個(gè)被稱為定序器的控制單元(未示出)來表示。為了自動(dòng)地控制切割裝置17，需要設(shè)置用于檢測(cè)超聲切割裝置連接器18在X方向位置的位置檢測(cè)裝置。位置檢測(cè)裝置可包括一個(gè)切割起始位置檢測(cè)開關(guān)5b，其代表用于檢測(cè)切割刀片2在X軸上的切割起始位置的第一位置檢測(cè)裝置，和一個(gè)切割終了位置檢測(cè)開關(guān)5a，其代表用于檢測(cè)切割刀片2在X軸上的切割終了位置的第二位置檢測(cè)裝置。
這些切割終了位置檢測(cè)開關(guān)5a和切割起始位置檢測(cè)開關(guān)5b通常被稱為傳感器5。傳感器5的每個(gè)元件都安裝在輸送螺桿支架17e上，用于檢測(cè)超聲切割裝置連接器18在X方向的運(yùn)動(dòng)位置。根據(jù)傳感器5所發(fā)出的檢測(cè)信號(hào)，通過定序器就可控制作用于高頻機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)器4的電流。
總之，當(dāng)切割刀片2到達(dá)位于切割刀片2的切割起始側(cè)的POF1一端時(shí)，代表第一位置檢測(cè)裝置的切割起始位置檢測(cè)開關(guān)5b就啟動(dòng)，而當(dāng)切割刀片2到達(dá)位于切割刀片2的切割終了側(cè)的POF1一端時(shí)，代表第二位置檢測(cè)裝置的切割終了位置檢測(cè)開關(guān)5a就啟動(dòng)。因此，當(dāng)切割起始位置檢測(cè)開關(guān)5b啟動(dòng)時(shí)，交流電流就通過定序器作用于高頻機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)器4，從而通過超聲振動(dòng)進(jìn)行加熱來提高切割刀片2的溫度。同時(shí)，當(dāng)切割終了位置檢測(cè)開關(guān)5a啟動(dòng)時(shí)，作用于高頻機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)器4的交流電流就受到控制，從而將切割刀片2的溫度設(shè)定為特定的溫度或更小的值。
如圖4B所示，傳感器可以是一個(gè)簡單的且較便宜的接觸式限位開關(guān)。從延長使用壽命的角度看，傳感器可設(shè)計(jì)成一個(gè)非接觸式的光電斷路器。可增大傳感器的數(shù)目以便于精確地控制切割操作的起始和終了位置。為了調(diào)節(jié)傳感器的傳感位置，可改變傳感器在輸送螺桿支架7e上的安裝位置，或者改變安裝在用于啟動(dòng)傳感器5的超聲切割裝置連接器18上的止動(dòng)器的位置，盡管其未在圖中予以示出。
下面將對(duì)使用塑料光學(xué)纖維切割裝置17的切割操作進(jìn)行描述。在此假定已確定了切割光學(xué)纖維的切割狀態(tài)且切割刀片2已設(shè)定在最佳位置上。準(zhǔn)備好作為待切割工件的帶有插頭11的光學(xué)纖維線纜。通過將插頭11的本體安裝在形成于插頭安裝座17a上的V形槽中，并使位于線纜側(cè)的插頭11的端面與縱向定位部分17b相接觸，從而使插頭11沿Y方向定位，由此而將插頭11定位于插頭安裝座17a上。然后，再以適當(dāng)?shù)姆绞绞共孱^11固定就位。從插頭11前端伸出的POF1的伸出部分放置在POF支承座17c的上表面上。
此時(shí)，如圖4B所示，切割刀片2就位于POF1的前方。通過壓下起始開關(guān)(未示出)，從而啟動(dòng)切割操作。切割刀片2保持與X-Z平面平行，其切割刃線2f與垂直于機(jī)座16上表面的Z軸平行。保持這種狀態(tài)，切割刀片2就沿X方向進(jìn)給。高頻機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)器4通過切割刀片2而將超聲振動(dòng)作用于POF1，從而通過超聲振動(dòng)進(jìn)行加熱來提高POF1的溫度。從而就可通過切割刀片2較為容易地來切割POF1。
利用傳感器5及類似的裝置來控制切割刀片2的運(yùn)動(dòng)，并使其返回到起始位置并在此停止。在完成切割之后，將作為工件的帶有插頭11的光學(xué)纖維線纜從切割裝置上移去，并將下一個(gè)工件固定在切割裝置上。由此而完成了第一粗切割步驟。
在多個(gè)POF中的每一個(gè)經(jīng)受多次切割操作的情況下，在多個(gè)POF進(jìn)行了第一單切割步驟批處理，例如上述的粗切割步驟之后，就可通過沿Y方向移動(dòng)代表定位裝置的立柱17d的位置來改變切割狀態(tài)，例如，切割刀片2的切割位置，并對(duì)多個(gè)POF進(jìn)行第二單切割步驟批處理，例如精切割步驟。這種切割方法可有效地對(duì)多個(gè)POF進(jìn)行多次切割操作。
在一個(gè)處理POF的步驟包括多個(gè)切割操作例如粗切割操作和精切割操作的情況下，另外，在進(jìn)行切割操作以外的其它操作例如吹冷卻氣流的操作的情況下，就需要進(jìn)行一些測(cè)量。從硬件的角度講，后面將進(jìn)行完整的描述，其需要提供一個(gè)用于吹冷卻氣霧的噴嘴8a、一個(gè)用于檢測(cè)覆層軟化程度的傳感器以及類似的裝置。在一些情況下，需要提供一個(gè)可使切割刀片2沿X方向以外的方向自動(dòng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。另外，出軟件角度講，盡管切割操作在工作場(chǎng)所幾乎是手動(dòng)進(jìn)行的，而在大批量生產(chǎn)的工廠完全是自動(dòng)進(jìn)行的，其需要提供用于在從半自動(dòng)到全自動(dòng)這樣一個(gè)較大的范圍內(nèi)自動(dòng)滿足各種需求的軟件。在此情況下，可根據(jù)所需的工作范圍來確定切割裝置的最佳工作狀態(tài)。
下面將結(jié)合附圖5A和5B來對(duì)本發(fā)明切割裝置的另一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行描述，該切割裝置包括一個(gè)用于精切割的切割柄和一個(gè)用于粗切割的切割柄，用于精切割的切割柄具有第一切割刀片，而用于粗切割的切割柄具有第二切割刀片。圖5A是該實(shí)施例的塑料光學(xué)纖維切割裝置20的側(cè)視圖，圖5B是該塑料光學(xué)纖維切割裝置20的正視圖。與圖4A和4B類似，符號(hào)X、Y和Z表示參照坐標(biāo)軸。POF的安裝方向和相應(yīng)部件的結(jié)構(gòu)都與圖4A和4B所示的相同。
如圖5A和5B所示，兩個(gè)立柱27a都固定在機(jī)座16的一端。橫截面為槽形的輸送螺桿支架27e安裝在每個(gè)輸送螺桿支架27e的上端，并沿水平方向也就是平行于X軸的方向延伸。粗切割引導(dǎo)螺桿27d安裝在一個(gè)輸送螺桿支架27e內(nèi)，該引導(dǎo)螺桿由進(jìn)給馬達(dá)27f驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。類似地，精切割引導(dǎo)螺桿27c安裝在另一個(gè)輸送螺桿支架27e內(nèi)，該引導(dǎo)螺桿由另一個(gè)進(jìn)給馬達(dá)27f驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
位于圖5A正視圖左側(cè)的、與引導(dǎo)螺桿相嚙合的螺母28b通過連接裝置28c與超聲切割裝置連接器28連接成一體，用于精切割的切割柄25d安裝在超聲切割裝置連接器28上。盡管在圖中未示出，高頻機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)器4包含在切割柄25d內(nèi)，且用于精切割的切割刀片22d固定在高頻機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)器4的前端。超聲切割裝置連接器28可平行于X軸滑動(dòng)，同時(shí)由輸送螺桿支架側(cè)板26d的前表面引導(dǎo)來進(jìn)行精切割。因此，隨著進(jìn)給馬達(dá)27f的轉(zhuǎn)動(dòng)，用于精切割的切割刀片22d通過引導(dǎo)螺桿27d平行于X軸運(yùn)動(dòng)的距離與轉(zhuǎn)動(dòng)角度成比例。
與用于精切割的切割刀片22d類似，用于粗切割的切割刀片22c由引導(dǎo)螺桿27c的轉(zhuǎn)動(dòng)而驅(qū)動(dòng)，從而在圖5A右側(cè)進(jìn)行粗切割，并平行于X軸滑動(dòng)，同時(shí)由輸送螺桿支架側(cè)板26c的前表面進(jìn)行引導(dǎo)。與引導(dǎo)螺桿27c相嚙合的螺母28b通過連接裝置28c與與位于左側(cè)的超聲切割裝置連接器28成鏡像關(guān)系的超聲切割裝置連接器連接成一體，用于粗切割的切割柄25c安裝在超聲切割裝置連接器上。應(yīng)當(dāng)注意，在圖5A中略去了位于右側(cè)的超聲切割裝置連接器和用于粗切割的切割柄25c。
如圖5A所示，用于精切割的切割刀片22d和用于粗切割的切割刀片22c在垂直于Y軸的同一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，如圖5B所示，切割刀片22d和22c可分別在精切割運(yùn)動(dòng)范圍LD和粗切割運(yùn)動(dòng)范圍LC內(nèi)運(yùn)動(dòng)。在進(jìn)行切割之前，切割柄25d和25c位于左端實(shí)線所表示的等待位置，而在進(jìn)行了切割之后，切割柄25d和25c分別位于右端虛線所表示的離開位置25dx和25cx。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可將切割裝置的前側(cè)寬度作得盡可能的小。
在已結(jié)束了粗切割操作的粗切割切割柄25c運(yùn)動(dòng)到離開位置25cx之后，精切割切割柄25d就運(yùn)動(dòng)并由用于精切割的切割刀片22d進(jìn)行精切割操作。此時(shí)，由于切割柄25d不會(huì)運(yùn)動(dòng)而超過離開位置25dx，用于精切割的切割刀片22d因此而不會(huì)與已運(yùn)動(dòng)到離開位置25cx的用于粗切割的切割刀片22c發(fā)生干涉。應(yīng)當(dāng)注意，為了避免兩個(gè)切割刀片之間發(fā)生干涉，如圖4A和4B所示，平行于X軸相距一定距離設(shè)置兩個(gè)切割裝置保持/移動(dòng)機(jī)構(gòu)，該距離足夠的大以便使設(shè)置在切割裝置保持/移動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的兩個(gè)切割刀片不會(huì)發(fā)生干涉，并可由沿X軸方向運(yùn)動(dòng)的Y方向進(jìn)給裝置21(下面將進(jìn)行描述)移動(dòng)。在此情況下，需要增大Y方向進(jìn)給裝置21的行程。
上述可沿Y方向運(yùn)動(dòng)的Y方向進(jìn)給裝置21設(shè)置在機(jī)座16上。Y方向進(jìn)給裝置21的進(jìn)給裝置底座21a設(shè)置得可使其沿平行于Y軸的方向在機(jī)座16的上表面運(yùn)動(dòng)，同時(shí)由安裝在機(jī)座16上的兩個(gè)引導(dǎo)裝置進(jìn)行引導(dǎo)。插頭安裝座17a和POF支承座17c以與圖3所示位置關(guān)系相同的方式固定在進(jìn)給裝置底座21a上。通過將插頭11安裝在插頭安裝座17a的V形槽中并使插頭11的一端與位于V形槽一端的縱向定位部分17b相接觸，從而將插頭11定位于插頭安裝座17a上?？赏ㄟ^固定于插頭安裝座17a上的板彈簧17k來壓插頭11，從而將插頭11保持在插頭安裝座17a上。
引導(dǎo)螺桿21g由安裝在安裝座21c上的Y方向進(jìn)給馬達(dá)21f進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而使與同引導(dǎo)螺桿21g相嚙合的螺母(未示出)相連接的進(jìn)給裝置底座21a平行于Y軸運(yùn)動(dòng)，由此來改變POF1與用于精切割的切割刀片22d和用于粗切割的切割刀片22c之間沿Y軸方向的位置關(guān)系，而上述安裝座21c固定在機(jī)座16上。
換句話說，POF1相對(duì)于每個(gè)切割刀片在Y軸方向的運(yùn)動(dòng)量與Y方向進(jìn)給馬達(dá)21f的轉(zhuǎn)動(dòng)角度成比例。因此，POF1的切割量，也就是POF1的粗切斷件或精切斷件的厚度或長度可通過控制Y方向進(jìn)給馬達(dá)21f的轉(zhuǎn)動(dòng)來自由地進(jìn)行確定。當(dāng)然，由于每個(gè)切割刀片與POF1之間的位置關(guān)系是相對(duì)確定的，例如可通過相對(duì)于機(jī)座16來移動(dòng)立柱27a就可使每個(gè)切割刀片的運(yùn)動(dòng)平面相對(duì)于機(jī)座16移動(dòng)。
下面將描述圖5A和5B所示的塑料光學(xué)纖維切割裝置20的工作過程。假定連續(xù)地進(jìn)行兩次粗切割加工和一次精切割加工?？墒筆OF1最終切割平面具有最佳狀態(tài)的精切斷件的長度或厚度可通過實(shí)驗(yàn)來確定。第二次粗切斷件的長度也可通過實(shí)驗(yàn)來確定。因此而確定兩次切割加工所形成的第二粗切斷件和精切斷件的總長度。這樣就已經(jīng)知道了在后續(xù)步驟中用于形成POF1的一個(gè)端部所需要的POF1的長度。因此，在第一粗切割加工中，切斷POF1，而留下具有上述總長度的POF1部分。
根據(jù)定位方式的不同，切割位置的設(shè)定是本體的。例如，通過規(guī)定到插頭11后端的距離來設(shè)定切割位置。到插頭11后端的距離表示成Y方向進(jìn)給馬達(dá)21f從初始值所移動(dòng)的量。將每次粗切割和精切割加工的切割位置輸入用于控制切割裝置的控制器中，該控制器通常被稱為“定序器”。
在開始第一粗切割加工之前，將被選定的用來滿足第一粗切割加工所需要求的用于第一粗切割加工的切割刀片的結(jié)構(gòu)、切割刀片的進(jìn)給速度以及加熱狀態(tài)輸入到定序器中。加熱狀態(tài)包括開始激勵(lì)的時(shí)間、結(jié)束激勵(lì)的時(shí)間和電流的作用量。對(duì)于第二粗切割加工和精切割加工也同樣是正確的。而且也設(shè)定了在每次切割加工中傳感器(在圖5A和5B中未示出)不同的傳感位置。
下面將描述塑料光學(xué)纖維切割裝置20的切割步驟。
(1)移動(dòng)Y方向進(jìn)給裝置21從而將用于粗切割的切割刀片22c定位于POF1的粗切割位置上，并使具有所有切斷件總長度的POF部分從插頭11的端面伸出。
(2)用于粗切割的切割刀片22c開始沿+X方向，也就是沿切割方向移動(dòng)到POF1的粗切割起始位置。
(3)通過傳感器5檢測(cè)用于粗切割的切割刀片22c是否沿切割方向已移動(dòng)到POF1的粗切割起始位置。
(4)根據(jù)傳感器5所發(fā)出的表示用于粗切割的切割刀片22c已到達(dá)POF1的粗切割起始位置信號(hào)，開始進(jìn)行高頻機(jī)械振動(dòng)加熱用于粗切割的切割刀片22。
(5)用于粗切割的切割刀片22c沿切割方向移動(dòng)來切割POF1并同時(shí)對(duì)其進(jìn)行加熱。
(6)通過傳感器5檢測(cè)切割刀片22c是否已到達(dá)POF1的位于切割刀片22c的切割端部側(cè)的端部位置處。
(7)根據(jù)傳感器5所發(fā)出的信號(hào)，停止加熱從而結(jié)束(第一)粗切割步驟，并使切割柄25c返回到位于左端的等待位置。
改變POF1的切割位置，以特定的次數(shù)(在該實(shí)施例中是一次)重復(fù)包括上述分步驟(1)-(7)在內(nèi)的粗切割步驟。以特定的次數(shù)重復(fù)完成所有的粗切割步驟之后，用于粗切割的切割刀片22c離開離開位置25cx。
(8)Y方向進(jìn)給馬達(dá)21f轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使插頭安裝座17a運(yùn)動(dòng)直到代表精切割裝置的用于精切割的切割刀片22d到達(dá)相應(yīng)于POF1的(第一)切割位置的位置時(shí)為止，更具體的是，使精切割裝置運(yùn)動(dòng)到在縱向方向與插頭11的前端間隔特定距離的一個(gè)位置處。
(9)用于精切割的切割刀片22d沿+X軸方向，也就是沿切割方向運(yùn)動(dòng)到精切割起始位置。
(10)通過傳感器檢測(cè)用于精切割的切割刀片22d是否已運(yùn)動(dòng)到精切割起始位置。
(11)根據(jù)傳感器所發(fā)出的表示用于精切割的切割刀片22d已到達(dá)精切割起始位置的信號(hào)，對(duì)用于精切割的切割刀片22d作用高頻機(jī)械振動(dòng)。
(12)用于精切割的切割刀片22d沿切割方向運(yùn)動(dòng)來切割POF1。
(13)通過傳感器檢測(cè)切割是否結(jié)束，也就是，用于精切割的切割刀片22d是否已到達(dá)POF1的位于切割刀片22d的切割端部側(cè)的一個(gè)端部位置處。
(14)根據(jù)傳感器所發(fā)出的表示切割結(jié)束的信號(hào)，停止高頻機(jī)械振動(dòng)，從而完成精切割步驟。
在進(jìn)行多次精切割加工并同時(shí)改變切割長度的情況下，可重復(fù)精切割步驟的上述分步驟(8)-(14)特定的次數(shù)。在完成特定次數(shù)的精切割加工之后，用于精切割的切割刀片22d離開離開位置25dx。
這樣就完成了包含多個(gè)連續(xù)的粗切割和精切割加工的切割過程。在完成切割之后，將插頭11從插頭安裝座17a上卸下。在兩個(gè)切割柄25c和25d從離開位置25cx和25dx返回到等待位置之后，將下一個(gè)工件的插頭11放置到插頭安裝座17a上，然后進(jìn)行切割。
在上述切割過程中，已用于第一粗切割加工的切割柄在朝離開位置運(yùn)動(dòng)之后不需要再返回到等待位置，或者可以直接返回到等待位置而不朝離開位置運(yùn)動(dòng)，或者可返回到位于緊接在切割起始位置之前的一個(gè)位置上而不返回到等待位置。用于粗切割的切割柄可以離開，直到為縮短切割時(shí)間而精確地設(shè)定了完成所有的粗切割加工時(shí)的離開位置為止。
當(dāng)切割裝置朝切割終了位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，控制高頻機(jī)械振動(dòng)使其振動(dòng)量低于切割過程中的振動(dòng)量，而不是停止高頻機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)。
如上所述，塑料光學(xué)纖維切割裝置20包括用于精切割和粗切割的兩個(gè)切割刀片，其中，兩個(gè)切割刀片相互獨(dú)立地工作，其最好是用于連續(xù)多次的切割一個(gè)POF，而插頭11仍固定在安裝座上。下面將對(duì)上述切割裝置的一種改進(jìn)形式進(jìn)行描述，這種改進(jìn)的切割裝置的成本較低，其中，類似于圖4A和4B所示的切割裝置17，一個(gè)切割柄進(jìn)給裝置使具有雙片式切割刀片元件的唯一的一個(gè)切割柄運(yùn)動(dòng)。
下面將對(duì)安裝到同一個(gè)切割柄上的用于粗切割和精切割加工的雙片式切割刀片元件進(jìn)行描述。在此情況下，粗切割刀片只用于對(duì)具有伸長部分的POF進(jìn)行第一切割加工，精切割刀片用于對(duì)POF進(jìn)行余下次數(shù)的切割加工。
首先，將結(jié)合附圖6A和6B對(duì)雙片式切割刀片元件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。圖6A是雙片式切割刀片元件2W的透視圖，圖6B示出了雙片式切割刀片元件2W切割POF1時(shí)的狀態(tài)。在圖6B中，包含高頻機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)器4和雙片式切割刀片元件2W的切割柄15以透視圖的形式示出。
雙片式切割刀片元件2W的兩個(gè)切割刀片的兩個(gè)切割刃線2f相互平行延伸。與圖4A和4B所示的單片式切割刀片類似，切割柄15沿垂直于切割刃線2f的方向運(yùn)動(dòng)。雙片式切割刀片元件2W的兩個(gè)切割刀片用作粗切割刀片2c和精切割刀片2d。這些粗切割刀片2c和精切割2d以使其相互間隔開一個(gè)特定間隙的方式安裝在同一個(gè)高頻機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)器4上。與粗切割刀片2c和精切割刀片2d相接觸的POF1可由高頻機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)器4所產(chǎn)生的高頻機(jī)械振動(dòng)通過這些切割刀片2c和2d來進(jìn)行加熱。
在此情況下，為了調(diào)節(jié)POF1的加熱度，切割刀片2c和2d沿切割刃線2f也就是沿Z軸方向相互偏離，從而使粗切割刀片2c的中間部分與POF1的粗切割位置相對(duì)應(yīng)，精切割刀片2d的前端與POF1的精切割位置相對(duì)應(yīng)。安裝切割刀片2c和2d使得其切割刃線2f沿切割柄15的前進(jìn)方向(垂直于圖6A和6B所示的X軸方向的Y軸方向)相互偏離。通過這種安裝，在粗切割略微超過之后或剛好結(jié)束之后，開始進(jìn)行精切割。
利用雙片式切割刀片元件2W，可一次從POF1上切下具有較長伸長長度的粗切斷件1c和具有特定伸長長度的精切斷件1d。在此情況下，可利用雙片式切割刀片元件2W的最佳部分也就是其每個(gè)切割刀片的中部和前端來切割POF1。通過適當(dāng)?shù)倪x擇雙片式切割刀片元件2W的結(jié)構(gòu)使兩個(gè)切割刀片沿豎直方向也就是Z軸方向或者沿橫向也就是Y軸方向偏離開，位于插頭前端的POF1的切割平面就會(huì)成為所需要的精切割平面1g。
假定雙片式切割刀片元件2W的兩個(gè)切割刀片之間的間隙表示為“d”，如果進(jìn)行切割使切下的精切斷件1d薄于該間隙“d”，粗切割刀片2c就不會(huì)與POF1相接觸，也就是，粗切割刀片2c不用于切割操作。因此，在每次切割過程中，在切下的精切斷件薄于間隙“d”的情況下，通過反復(fù)多次切割POF1，就可獲得與利用單片式切割刀片所獲得的效果相同的效果。
雙片式切割刀片2W可安裝到圖5A所示的塑料光學(xué)纖維切割裝置20的一個(gè)切割裝置安裝部分上，或者安裝到附設(shè)于圖4A所示切割裝置上的用于使POF1沿Y軸方向移動(dòng)的Y方向進(jìn)給裝置21上。通過這種結(jié)構(gòu)，可有效地利用該雙片式切割刀片2W。
垂直于切割刃線2f的、用于切割POF1的切割刀片的橫截面形狀對(duì)精切割平面1g的精切割狀態(tài)產(chǎn)生很大的作用。總之，從刀刃平面的形狀看，包含切割刀片的手動(dòng)切割工具被分成單刃式的和雙刃式的。圖7A-7E示出了每個(gè)單刃式切割刀片或雙刃式切割刀片是如何相對(duì)于POF1的軸線傾斜的。
首先，簡要地對(duì)單刃式切割刀片和雙刃式切割刀片的差別進(jìn)行描述。假定切割刀片的兩個(gè)前后刀刃平面在切割刃線2f處相互交叉而形成切割刃。同時(shí)，如圖7A、7B和7C所示，通過在特定厚度的矩形板部分上形成刀刃部分來制造出切割刀片，其中，陰影線所表示的切割刀片矩形板的前表面平行于其后表面，兩者之間的距離作為切割刀片矩形板的厚度。如果切割刀片的兩個(gè)刀刃平面中的一個(gè)由與陰影線所表示的前表面相對(duì)的矩形板后表面構(gòu)成，那么該切割刀片就被稱為“單刃式切割刀片”。在該單刃式切割刀片中，由后表面構(gòu)成的刀刃平面被稱為“刀背”，與陰影線所表示的前表面傾斜相交的刀刃平面被稱為“刀面”。
如果前后刀刃平面都不平行于陰影線所表示的切割刀片矩形板的前表面，更具體地說，如果前刀刃平面以某一角度與陰影線所表示的前表面傾斜相交，且后刀刃平面也以同樣的角度與后表面傾斜相交，那么這種切割刀片就被稱為“雙刃式切割刀片”。如果雙刃式切割刀片具有均衡的前后刀刃平面，那么，切割刀片的切割刃線2f就位于切割刀片矩形板沿厚度方向的中間位置。這種雙刃式切割刀片通?？蓮氖袌?chǎng)上購買到，其適合于作為切割裝置安裝到高頻機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)器上。
在利用圖7A所示的單刃式切割刀片13的情況下，其刀背可用作切割刀刃平面。在此情況下，切割刀刃平面平行于POF1的切割平面。通過沿豎直方向進(jìn)給切割刀片13，而平行于陰影線所表示的前表面的刀背保持與POF1的軸線相垂直，由此來對(duì)POF1進(jìn)行切割。通過使切割刀片13保持上述的狀態(tài)來切割POF1，由于POF1的待切平面垂直于POF1的軸線，因此，就可獲得一個(gè)較為理想的POF1切割平面。
如果用圖7B所示的雙刃式切割刀片14來代替上述單刃式切割刀片13，并且保持單刃式切割刀片13相同的狀態(tài)來進(jìn)行進(jìn)給切割，如圖7B的夸大所示，由于后刀刃平面與垂直于POF1軸線的平面不平行而是傾斜的，因此，POF1的切割平面就以某一角度相對(duì)于垂直于POF1軸線的平面傾斜。這種POF1的傾斜切割平面就會(huì)對(duì)后續(xù)步驟中要進(jìn)行加工的POF1的質(zhì)量造成惡劣的影響。應(yīng)當(dāng)注意的是，傾斜的角度等于兩個(gè)刀刃平面所形成的角度的一半。
通過圖7C所示的方式進(jìn)行切割就可消除由上述傾斜切割平面造成的不便，其中，切割柄15繞切割刃線2f轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，該角度等于兩個(gè)刀刃平面所形成的夾角的一半，切割刃線2f的位置和方向保持不變。通過這種布置，與圖7A所示的單刃式切割刀片刀背所形成的切割刀刃平面類似，雙刃式切割刀片的后切割刀刃平面的方向保持與垂直于POF1軸線的平面平行，因此，POF1的切割平面就相應(yīng)地與垂直于POF1軸線的平面平行。在此情況下，即使在利用雙刃式切割刀片14進(jìn)行切割的情況下，通過適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)切割柄15，與利用單刃式切割刀片13所獲得的切割平面相比，可獲得更好的切割平面。
為了精確地調(diào)節(jié)超聲振動(dòng)所產(chǎn)生的加熱程度和切割平面的切割狀態(tài)，通過使切割刀刃平面再轉(zhuǎn)過一個(gè)所謂的后角或切削角的切割刀片來切割POF1。即使切割刀片的刀背保持與垂直于POF1軸線的平面平行，如圖7A和7C所示，由于POF1的切割起始部分與切割刀片相接觸，并長于POF的切割終了部分，因此，POF1的切割起始部分的加熱程度要大于POF1的切割終了部分。為解決這一問題，可將切割刀片的狀態(tài)設(shè)定成使切割刀片的其它部分而不是切割刃線2f后退，也就是離開，從而在切割過程中只有切割刃線2f與POF1的要切下的部分相接觸。
圖7D和7E示出了切割刀片，其每一個(gè)都具有這樣的一個(gè)后角，也就是，切削角。圖7D所示的切割刀片是單刃式切割刀片，其與圖7A所示的單刃式切割刀片13相同，圖7E所示的切割刀片是雙刃式切割刀片，其與圖7C所示的切割刀片14相同，其中，切割刀刃平面轉(zhuǎn)過一個(gè)特定的角度，該角度等于后角。
如上所述，通過利用超聲振動(dòng)切割刀片，就可有效地避免在切割過程中對(duì)構(gòu)成POF中部的芯部所帶來的不利影響，例如，由于碎屑或裂紋從余下的精切割平面延伸到芯部內(nèi)而對(duì)芯部造成損害。
如上所述，POF的涂層材料與芯部材料是不同的，涂層呈環(huán)形形成于芯部的外圓周面上。更具體地說，覆層形成于芯部的外圓周面上，保護(hù)層形成于覆層上。在切割POF時(shí)，涂層被軟化而伸長成須狀，即所謂的“覆層須”。必須進(jìn)行特殊的測(cè)量來處理覆層須。由于超聲振動(dòng)使POF的受熱程度增大，從而提高了POF芯部的切割平面的狀態(tài)，POF涂層的軟化程度增大，從而更容易形成覆層須。如上所述，覆層須可裹繞在芯部，從而對(duì)POF的傳輸性能造成惡劣的影響。因此，需要進(jìn)行單獨(dú)的測(cè)量以避免產(chǎn)生這種覆層須。
圖8是光學(xué)纖維線纜1a的透視圖，其示出了切割狀態(tài)和產(chǎn)生覆層須的狀態(tài)。如該圖所示，在切割刀片對(duì)POF進(jìn)行粗切割時(shí)，在粗切割平面1f處出現(xiàn)了大量的覆層須10，其中，覆層須沿平行于切割方向的方向延伸，也就是，沿切割刀片的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)方向延伸。盡管數(shù)量很少，但覆層須10還可出現(xiàn)在精切割平面1g處。
下面將結(jié)合附圖9A-9D對(duì)可將覆層須10減少到在實(shí)際中可忽略的程度的各種方法進(jìn)行描述。圖9A-9D是采用可減少覆層須10發(fā)生的切割方法來切割POF所形成的切割平面的截面圖。為進(jìn)行比較，在圖9A中示出了在采用不能減少覆層須10發(fā)生的普通切割方法來切割POF時(shí)所產(chǎn)生的覆層須10的狀態(tài)。
通常，在切割POF時(shí)，覆層須出現(xiàn)在POF的位于切割刀片的切割端側(cè)的邊緣位置處，并沿切割方向伸出。其原因是POF在切割端的溫度最高。因此，通過將POF切割端側(cè)冷卻到使其不能對(duì)切割狀態(tài)造成不利影響的程度，就可避免產(chǎn)生覆層須。而且還可在切割之前有效地將靠近切割位置部分處的涂層去除掉一些。
圖9B示出了一種可減少覆層須10發(fā)生的方法，其中，將一片浸漬有冷卻劑的棉花或海綿狀的墊放置在POF的外圓周面附近或與其相接觸，從而通過熱傳導(dǎo)或熱輻射將來自POF外圓周面的熱量耗散掉。冷卻劑可以是液體狀或膠狀的冷卻劑。代替墊或類似物，可直接將固體冷卻劑放置在覆層附近或與其相接觸。
圖9C示出了另一種方法，其中，通過向靠近切割端側(cè)的POF覆層部分噴射霧化冷卻劑來達(dá)到冷卻效果。冷卻劑并不局限于液體的，其也可是氣體的。在此情況下，可噴射或注射氣體冷卻劑。應(yīng)當(dāng)注意的是，圖4B中就示出了用于噴射冷卻劑的噴嘴8a。在此情況下，通過將氣體、液體或固體形式的冷卻劑放置在位于切割刀片切割端側(cè)的覆層部分附近或與其相接觸，從而將在POF的上述覆層部分處產(chǎn)生的熱量耗散掉，就可將產(chǎn)生的覆層須10減少到在實(shí)際中可忽略不計(jì)的程度。
圖9D示出了另外的一種方法，其中，在切割之前或在切割過程中，采用一個(gè)帶狀的砂紙或線打磨器來打磨覆層9，從而將覆層9部分去除掉。在此方法中，為避免產(chǎn)生覆層須10，可減小覆層9的厚度。可從市場(chǎng)上購買到很多種砂紙或線打磨器，可以較為容易地從其中選擇出一種適當(dāng)?shù)纳凹埢蚓€打磨器。
盡管上面已通過實(shí)施例和各種的具體應(yīng)用實(shí)例對(duì)本發(fā)明的塑料光學(xué)纖維切割裝置進(jìn)行了描述，但說明書僅僅是出于示意的目的，應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明宗旨或范圍的情況下，本發(fā)明還可作出各種的變化和變型。
例如，在上述每個(gè)實(shí)施例中，描述了通過將光學(xué)纖維固定到一個(gè)插頭上并在光學(xué)纖維從插頭伸出特定長度的位置處進(jìn)行切割的切割裝置，但是，本發(fā)明也可用于切割兩個(gè)不固定到插頭上的單個(gè)光學(xué)纖維，并將器相互連接在一起。即使在這種情況下，也可獲得較好的光傳輸性能。在此情況下，在特定位置處來對(duì)光學(xué)纖維進(jìn)行精切割，該特定位置不是到插頭端部具有特定距離的精切割位置，而是需要進(jìn)行連接的精切割位置，并在到精切割位置具有特定距離的一個(gè)位置上進(jìn)行粗切割。
權(quán)利要求
1.一種切割塑料光學(xué)纖維的切割裝置，其包括用于切割塑料光學(xué)纖維的切割件；和用于將所述切割件定位于至少一個(gè)第一位置和至少一個(gè)第二位置的定位裝置，在第一位置處對(duì)塑料光學(xué)纖維進(jìn)行粗切割，在第二位置處對(duì)塑料光學(xué)纖維進(jìn)行精切割。
2.如權(quán)利要求1所述的切割裝置，其還包括用于改變所述切割件與所述塑料光學(xué)纖維之間的距離的距離改變裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的切割裝置，其還包括用于向與所述塑料光學(xué)纖維相接觸的所述切割件部分作用高頻機(jī)械振動(dòng)的振動(dòng)裝置，該振動(dòng)裝置允許所述切割件對(duì)所述塑料光學(xué)纖維的接觸部分進(jìn)行加熱和切割。
4.如權(quán)利要求3所述的切割裝置，其還包括用于控制所述振動(dòng)裝置所產(chǎn)生的振動(dòng)的控制裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的切割裝置，其中，所述控制裝置根據(jù)所述塑料光學(xué)纖維的切割位置來控制所述振動(dòng)裝置產(chǎn)生的振動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的切割裝置，其還包括用于檢測(cè)所述塑料光學(xué)纖維和所述切割件之間距離的距離檢測(cè)裝置；其中，所述控制裝置根據(jù)所述距離檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果來控制所述振動(dòng)裝置產(chǎn)生的振動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的切割裝置，其中，控制所述振動(dòng)裝置，以便在判斷出所述切割裝置到達(dá)靠近所述塑料光學(xué)纖維的部分時(shí)將振動(dòng)量設(shè)定為適合于切割的值，而在判斷出所述切割裝置到達(dá)切割終了位置時(shí)將振動(dòng)量設(shè)定為小于所述適合于切割的值的值。
8.如權(quán)利要求4所述的切割裝置，其還包括用于檢測(cè)由所述切割裝置加熱而引起的所述塑料光學(xué)纖維的溫度升高的溫度檢測(cè)裝置；其中，所述控制裝置根據(jù)所述溫度檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果來控制待切割部分的溫度。
9.如權(quán)利要求4所述的切割裝置，其中，所述控制裝置根據(jù)要求對(duì)所述切割裝置所作用的振動(dòng)時(shí)間來控制所述塑料光學(xué)纖維的待切割部分的溫度。
10.如權(quán)利要求4所述的切割裝置，其中，所述控制裝置根據(jù)作用于所述振動(dòng)裝置的電流來控制所述塑料光學(xué)纖維的待切割部分的溫度。
11.如權(quán)利要求1所述的切割裝置，其中，所述切割件包括用于對(duì)所述塑料光學(xué)纖維進(jìn)行精切割的第一切割件和用于對(duì)所述塑料光學(xué)纖維進(jìn)行粗切割的第二切割件。
12.如權(quán)利要求1所述的切割裝置，其還包括用于使所述切割裝置運(yùn)動(dòng)到每個(gè)切割位置的移動(dòng)裝置。
13.如權(quán)利要求1所述的切割裝置，其中，所述塑料光學(xué)纖維帶有需要與用于同光通信數(shù)據(jù)進(jìn)行通信的設(shè)備相連接的插頭，進(jìn)行精切割的所述第二位置位于所述插頭附近。
14.如權(quán)利要求1所述的切割裝置，其還包括用于冷卻位于切割位置附近的由所述切割裝置進(jìn)行切割的所述塑料光學(xué)纖維部分的冷卻裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的切割裝置，其中，所述冷卻裝置通過噴射霧化液體冷卻劑來冷卻所述塑料光學(xué)纖維的需要進(jìn)行冷卻的部分。
16.一種利用切割裝置來切割塑料光學(xué)纖維的切割方法，其包括以下的步驟將所述切割裝置定位于要對(duì)所述塑料光學(xué)纖維進(jìn)行粗切割的第一位置；在所述第一位置通過所述切割裝置來切割所述塑料光學(xué)纖維；將所述塑料光學(xué)纖維定位于要對(duì)所述塑料光學(xué)纖維進(jìn)行精切割的第二位置；和在所述第二位置通過所述切割裝置來切割所述塑料光學(xué)纖維。
17.如權(quán)利要求16所述的切割方法，其中，在所述每個(gè)切割步驟中，通過高頻機(jī)械振動(dòng)來加熱所述切割裝置，并對(duì)所述塑料光學(xué)纖維進(jìn)行切割。
18.如權(quán)利要求1 7所述的切割方法，其還包括以下步驟檢測(cè)所述切割裝置的溫度是否達(dá)到一個(gè)特定的溫度；其中，當(dāng)檢測(cè)到所述切割裝置的溫度達(dá)到所述特定溫度時(shí)，對(duì)所述塑料光學(xué)纖維進(jìn)行切割。
19.如權(quán)利要求16所述的切割方法，其還包括以下步驟在將所述切割裝置定位于所述第二位置之前，使所述切割裝置從所述第一位置移動(dòng)到所述第二位置。
全文摘要
一種切割塑料光學(xué)纖維的切割裝置,其包括:用于切割塑料光學(xué)纖維的切割件;和用于將所述切割件定位于至少一個(gè)第一位置和至少一個(gè)第二位置的定位裝置,在第一位置處對(duì)塑料光學(xué)纖維進(jìn)行粗切割,在第二位置處對(duì)塑料光學(xué)纖維進(jìn)行精切割。相應(yīng)的切割方法包括在粗切割狀態(tài)進(jìn)行粗切割和在受控的切割狀態(tài)下進(jìn)行精切割的多個(gè)切割步驟。通過該方法,由于降低了切割時(shí)作用于光學(xué)纖維的載荷,因而減小了切割后光學(xué)纖維傳輸性能的衰退。
文檔編號(hào)G02B6/00GK1388389SQ0212068
公開日2003年1月1日 申請(qǐng)日期2002年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月28日
發(fā)明者安田信行 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社