CN104128707B - 同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具，包括安装座、夹具头、锁紧套筒以及用于驱动锁紧套筒伸缩运动的伸缩驱动件，夹具头固定装设于安装座上，夹具头设有用于夹持工件的多个弹性夹瓣，多个弹性夹瓣沿圆周布置，锁紧套筒套设于夹具头的外部，伸缩驱动件与锁紧套筒相连并可驱动锁紧套筒推动所有弹性夹瓣径向向内同步运动。本发明具有夹紧稳固可靠、安装方便快捷、效率高等优点。

Description

同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具

技术领域

本发明涉及光电子器件自动化耦合封装技术领域，具体涉及一种同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具。

背景技术

随着光纤通信和光纤传感技术的发展,光电子器件的制备成为了光信息技术进一步发展的关键。有源器件是光纤通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件。同轴型有源器件由于结构简单得到了广泛的应用。光纤组件模块是同轴型有源光器件中的重要器件。

同轴光器件封装工艺中关键步骤之一为激光器与光纤的耦合，封装要求所被焊接的光纤组件模块有极高的同轴度和定位精度,并且要求装卸器件简单快捷,在装载器件后能够对进行光功率检测，一种高效率、高精度的同轴有源光器件光纤组件夹具，能使同轴型有源光器件耦合封装效率大幅度提高,保证产品的质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种夹紧稳固可靠、安装方便快捷、效率高的同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具，包括安装座、夹具头、锁紧套筒以及用于驱动所述锁紧套筒伸缩运动的伸缩驱动件，所述夹具头固定装设于所述安装座上，所述夹具头设有用于夹持工件的多个弹性夹瓣，所述多个弹性夹瓣沿圆周布置，所述锁紧套筒套设于所述夹具头的外部，所述伸缩驱动件与所述锁紧套筒相连并可驱动所述锁紧套筒推动所有弹性夹瓣径向向内同步运动。

作为本发明的进一步改进：

所述夹具头设有位于多个弹性夹瓣上的第一锥形面；所述锁紧套筒包括外筒以及通过紧固件连接于所述外筒中的铜锥套，所述铜锥套设有用于与所述第一锥形面配合迫使所有弹性夹瓣径向向内同步运动的第二锥形面。

所述伸缩驱动件的驱动端通过一弹性连接板与所述外筒相连。

所述弹性连接板为聚氨酯PU板，所述伸缩驱动件的驱动端连接于所述聚氨酯PU板的中部，所述外筒的上端具有两个伸出的连接部，所述两个连接部分别连接于所述聚氨酯PU板的两侧。

所述夹具头一体连接有六个弹性夹瓣，且所述夹具头为65Mn钢制件，所述第一锥形面和第二锥形面的锥角均为20度；所述伸缩驱动件为气缸。

所述夹具还包括支撑套筒，所述支撑套筒的下端通过紧固件连接于所述安装座上，所述支撑套筒的上端通过紧固件连接有顶盖，所述伸缩驱动件装设于所述顶盖上并位于所述支撑套筒内。

所述支撑套筒设有可打开的侧盖，所述侧盖分别通过紧固件与所述安装座及顶盖相连。

所述安装座上通过紧固件固接有定位套，所述夹具头穿设于所述定位套中，所述夹具头的中部设有与所述定位套的一端相抵的定位台阶，所述夹具头的端部螺纹连接有与所述定位套的另一端相抵的锁紧螺栓。

所述锁紧螺栓包括螺杆部和螺帽部，所述螺帽部的侧壁上设有多个沿周向均匀布置的工具插孔。

所述夹具头设有用于将光纤侧向引出的通槽，所述通槽自弹性夹瓣的端部贯通至夹具头的中部，所述锁紧套筒的侧壁上设有沿所述通槽一侧布置的开口槽。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具，采用多个沿圆周布置的弹性夹瓣来夹紧定位工件，具有定心能力强、夹持稳定等优点；同时，在夹紧时由伸缩驱动件驱动锁紧套筒推动所有弹性夹瓣径向向内同步运动夹紧工件，夹具头相对于安装座固定不动，不会影响工件的定位，工件装卸方便快捷、效率高。

附图说明

图1为本发明同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具在侧盖打开时的立体结构示意图。

图2为本发明同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具局部剖切后的立体结构示意图。

图3为本发明同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具部分结构的分解结构示意图。

图4为本发明同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具的剖视结构示意图。

图5为本发明同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具中夹具头的剖视结构示意图。

图6为本发明同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具中锁紧螺栓的立体结构示意图。

图例说明：

1、安装座；11、定位套；2、夹具头；21、弹性夹瓣；22、第一锥形面；23、通槽；3、锁紧套筒；31、外筒；311、连接部；32、铜锥套；321、第二锥形面；33、开口槽；4、伸缩驱动件；5、聚氨酯PU板；6、支撑套筒；61、侧盖；7、顶盖；8、锁紧螺栓；81、螺杆部；82、螺帽部；83、工具插孔；9、陶瓷插芯。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1至图6所示，本发明同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具，包括安装座1、夹具头2、锁紧套筒3以及装设于安装座1上的伸缩驱动件4，夹具头2沿竖直方向固定装设于安装座1上，可采用螺栓将安装座1安装到耦合封装设备的运动平台上。夹具头2的下端设有用于夹持工件（同轴有源光器件的光纤组件）的六个弹性夹瓣21，六个弹性夹瓣21与夹具头2为一体连接结构，且六个弹性夹瓣21沿圆周均匀布置形成可使工件插入的插孔，夹具头2采用65Mn钢制作，并淬火至硬度达到50~70HRC。锁紧套筒3同轴套设于夹具头2的外部，伸缩驱动件4与锁紧套筒3相连，并可驱动锁紧套筒3沿夹具头2的轴向往复运动。夹具头2设有位于六个弹性夹瓣21上的第一锥形面22，即第一锥形面22分布在六个弹性夹瓣21上；锁紧套筒3包括外筒31和铜锥套32，外筒31的材质为LY12硬铝，铜锥套32装设于外筒31的内孔中并通过螺钉与外筒31连接固定，铜锥套32的下端设有用于与第一锥形面22配合迫使六个弹性夹瓣21径向向内同步运动的第二锥形面321，第一锥形面22和第二锥形面321的锥角均设置为20度。当需要夹紧工件时，将工件置于六个弹性夹瓣21之间的插孔内，伸缩驱动件4驱动锁紧套筒3向下运动，铜锥套32的第一锥形面22与第二锥形面321接触，并迫使六个弹性夹瓣21径向向内同步运动夹紧工件；当需要卸下工件时，伸缩驱动件4驱动锁紧套筒3向上运动，第一锥形面22脱离第二锥形面321，六个弹性夹瓣21弹性复位并径向向外运动，从而解除对工件的夹紧作用。由于铝质外筒31不耐磨，而铜锥套32的耐磨性好，锁紧套筒3采用外筒31和铜锥套32的组合形式，通过铜锥套32与弹性夹瓣21接触来迫使弹性夹瓣21动作，不仅减少了弹性夹瓣21的磨损，同时外筒31可采用成本较低的材料制作，降低了生产制作成本，并且铜锥套32在过度磨损后还可以进行更换。

本发明同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具，采用多个沿圆周布置的弹性夹瓣21来夹紧定位工件，具有定心能力强、夹持稳定等优点；同时，在夹紧时由伸缩驱动件4驱动锁紧套筒3推动所有弹性夹瓣21径向向内同步运动夹紧工件，夹具头2相对于安装座1固定不动，不会影响工件的定位，工件装卸方便快捷、效率高。相比普通夹头运动式的夹具，在松开工件的过程中，弹性夹瓣21径向向外张开，不会对工件施加一个向上的力，可以减少焊后偏移和光功率的损耗。

本实施例中，夹具还包括支撑套筒6，支撑套筒6的下端通过螺钉连接于安装座1上，支撑套筒6的上端通过螺钉连接有顶盖7，伸缩驱动件4装设于顶盖7上，且伸缩驱动件4整体位于支撑套筒6内，顶盖7可以方便的拆装，便于对伸缩驱动件4进行更换。支撑套筒6还设有可打开的侧盖61，侧盖61的下端通过螺钉与安装座1相连，侧盖61的上端通过螺钉与顶盖7相连。

上述伸缩驱动件4的驱动端通过一弹性连接板与外筒31相连，本实施例的弹性连接板采用聚氨酯PU板5，伸缩驱动件4的驱动端连接于聚氨酯PU板5的中部，外筒31的上端具有两个伸出的连接部311，两个连接部311分别连接于聚氨酯PU板5的两侧。弹性连接板在实现力传递的同时起到减震和调节作用，其相当于一个弹性联轴器，由于在制造和装配过程中不可避免的存在误差，夹具装配完成后，夹具头2的第一锥形面22与铜锥套32的第二锥形面321之间会存在配合误差，在夹紧过程中，第一锥形面22保持固定，其相当于一个基准面，伸缩驱动件4通过弹性连接板推动外筒31运动，在弹性连接板的作用下可使第二锥形面321适应第一锥形面22，从而均匀的给第一锥形面22施力，可以保证弹性夹瓣21动作的一致性和准确性。

本实施例中，安装座1上通过螺钉固接有定位套11，夹具头2穿设于定位套11中，夹具头2的中部设有与定位套11的一端相抵的定位台阶，夹具头2的上端部螺纹连接有锁紧螺栓8，锁紧螺栓8与定位套11的另一端相抵，从而与定位台阶配合将夹具头2锁紧定位在定位套11中，锁紧螺栓8以及紧固定位套11的螺钉位于支撑套筒6内。锁紧螺栓8为特制的非标准螺栓，其包括螺杆部81和螺帽部82，螺帽部82的侧壁上设有多个工具插孔83，多个工具插孔83沿螺帽部82的周向均匀布置，打开侧盖61后可以采用杆件插入工具插孔83中扳动锁紧螺栓8转动，实现拧紧或松开锁紧螺栓8。该夹具头2可以方便的进行拆装和更换，打开侧盖61再松卸锁紧螺栓8，即可将夹具头2向下直接抽出。这样，仅需更换外部尺寸相同而内部尺寸不同的多个夹具头2，就可以适用于不同尺寸和类型的工件，大大提高了夹具的通用性，节省了生产成本；并且更换夹具头2时，需要拆卸的部件少，可以保持装配的一致性和精度的稳定性。

上述伸缩驱动件4、聚氨酯PU板5、锁紧螺栓8以及紧固定位套11的螺钉位于支撑套筒6内，提高了结构的紧凑性和美观性。

本实施例中，夹具头2内设有陶瓷插芯9，夹具头2设有用于将光纤侧向引出的通槽23，该通槽23自弹性夹瓣21的端部贯通至夹具头2的中部，锁紧套筒3的侧壁上设有沿通槽23一侧布置的开口槽33。由于在耦合焊接过程中，需要将陶瓷插芯9插入到光纤组件中进行光功率检测，设置通槽23和开口槽33后可先将陶瓷插芯9与光纤组件对接，再整体装入夹具头2的插孔中，而通槽23和开口槽33则对与陶瓷插芯9相连的光纤形成避让，使光纤卡入通槽23和开口槽33内并从锁紧套筒3的侧面引出。而需要松开光纤组件时，光纤又可沿着通槽23和开口槽33随光纤组件一起脱离夹具，这样光纤组件在安装和拆卸的过程中始终与陶瓷插芯9保持连接，便于在耦合焊接过程中在线进行光功率检测。上述陶瓷插芯9为现有技术，在此不再赘述。本实施例的伸缩驱动件4采用气缸，当然，在其他实施例中伸缩驱动件4也可以采用油缸等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具，包括安装座（1）、夹具头（2）、锁紧套筒（3）以及用于驱动所述锁紧套筒（3）伸缩运动的伸缩驱动件（4），其特征在于：所述夹具头（2）固定装设于所述安装座（1）上，所述夹具头（2）设有用于夹持工件的多个弹性夹瓣（21），所述多个弹性夹瓣（21）沿圆周布置，所述锁紧套筒（3）套设于所述夹具头（2）的外部，所述伸缩驱动件（4）与所述锁紧套筒（3）相连并可驱动所述锁紧套筒（3）推动所有弹性夹瓣（21）径向向内同步运动；所述夹具头（2）设有位于多个弹性夹瓣（21）上的第一锥形面（22）；所述锁紧套筒（3）包括外筒（31）以及通过紧固件连接于所述外筒（31）中的铜锥套（32），所述铜锥套（32）设有用于与所述第一锥形面（22）配合迫使所有弹性夹瓣（21）径向向内同步运动的第二锥形面（321）。

2.根据权利要求1所述的同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具，其特征在于：所述伸缩驱动件（4）的驱动端通过一弹性连接板与所述外筒（31）相连。

3.根据权利要求2所述的同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具，其特征在于：所述弹性连接板为聚氨酯PU板（5），所述伸缩驱动件（4）的驱动端连接于所述聚氨酯PU板（5）的中部，所述外筒（31）的上端具有两个伸出的连接部（311），两个所述连接部（311）分别连接于所述聚氨酯PU板（5）的两侧。

4.根据权利要求1所述的同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具，其特征在于：所述夹具头（2）一体连接有六个弹性夹瓣（21），且所述夹具头（2）为65Mn钢制件，所述第一锥形面（22）和第二锥形面（321）的锥角均为20度；所述伸缩驱动件（4）为气缸。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具，其特征在于：所述夹具还包括支撑套筒（6），所述支撑套筒（6）的下端通过紧固件连接于所述安装座（1）上，所述支撑套筒（6）的上端通过紧固件连接有顶盖（7），所述伸缩驱动件（4）装设于所述顶盖（7）上并位于所述支撑套筒（6）内。

6.根据权利要求5所述的同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具，其特征在于：所述支撑套筒（6）设有可打开的侧盖（61），所述侧盖（61）通过紧固件与所述安装座（1）及顶盖（7）相连。

7.根据权利要求6所述的同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具，其特征在于：所述安装座（1）上通过紧固件固接有定位套（11），所述夹具头（2）穿设于所述定位套（11）中，所述夹具头（2）的中部设有与所述定位套（11）的一端相抵的定位台阶，所述夹具头（2）的端部螺纹连接有与所述定位套（11）的另一端相抵的锁紧螺栓（8）。

8.根据权利要求7所述的同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具，其特征在于：所述锁紧螺栓（8）包括螺杆部（81）和螺帽部（82），所述螺帽部（82）的侧壁上设有多个沿周向均匀布置的工具插孔（83）。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的同轴型光电子器件耦合焊接的夹头固定式光纤组件夹具，其特征在于：所述夹具头（2）设有用于将光纤侧向引出的通槽（23），所述通槽（23）自弹性夹瓣（21）的端部贯通至夹具头（2）的中部，所述锁紧套筒（3）的侧壁上设有沿所述通槽（23）一侧布置的开口槽（33）。